專利名稱：金屬成形方法和金屬成形裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由金屬溶液(溶融金屬)制造金屬成形品的金屬成形方法和金屬成形裝置。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著汽車部件的輕量化，多采用鋁等輕金屬構(gòu)成金屬成形品，在這樣的金屬成形品中，最希望的是強(qiáng)度要高。作為輕金屬，最多使用的鋁合金。并且，由鋁合金構(gòu)成的金屬成形品幾乎都是采用鑄造法特別是壓鑄法制造的。
發(fā)明的公開但是，用鑄造法獲得的金屬成形品其強(qiáng)度是有限的。附帶地講，為了以提高強(qiáng)度為目的，防止氣孔等內(nèi)部缺陷的發(fā)生，盡管已提出了高壓鑄造法等，然而，即使采用這樣的方法，所獲得的強(qiáng)度也難以滿足要求。
為此，提出了一種將鑄造獲得的金屬成形品通過(guò)鍛造以提高強(qiáng)度的方法。但是，在這種方法中，需要進(jìn)行如下一連串的作業(yè)，即，用鑄造裝置進(jìn)行鑄造作業(yè)，以制造金屬成形品，從鑄造裝置取出該金屬成形品，在鍛造裝置中定位，用鍛造裝置進(jìn)行鍛造作業(yè)。然而，在上述方法中，生產(chǎn)性差、且必須要有2套裝置。因此，上述方法的成本較高。
本發(fā)明的目的是提供一種可制造低成本、高強(qiáng)度的金屬成形品的金屬成形方法和金屬成形裝置。
技術(shù)方案1所述的發(fā)明是一種由金屬溶液制造金屬成形品的金屬成形方法，其特征在于，具有將填充到由上模和下模構(gòu)成的金屬模具空間中的金屬溶液在凝固前或凝固后，通過(guò)下模從橫向使其壓縮地進(jìn)行推壓的加壓步驟。
采用技術(shù)方案1所述的發(fā)明，通過(guò)一組金屬模具，進(jìn)行鑄造后就可接著進(jìn)行鍛造。由此，與鑄造和鍛造用各自的裝置進(jìn)行的場(chǎng)合相比，可提高生產(chǎn)量。并且，由于只使用一組金屬模具，可降低昂貴的金屬模具費(fèi)用，降低成本。
另外，不僅進(jìn)行鑄造還進(jìn)行鍛造，所獲得的金屬成形品的強(qiáng)度與只進(jìn)行鑄造的場(chǎng)合相比可得以提高。
技術(shù)方案2所述的發(fā)明是在技術(shù)方案1所述的發(fā)明中，具有在加壓步驟后，對(duì)凝固的金屬溶液加以振動(dòng)的加振步驟。
采用技術(shù)方案2所述的發(fā)明，由于可使金屬溶液的組織致密化，進(jìn)一步提高了金屬成形品的強(qiáng)度。
技術(shù)方案3所述的發(fā)明是一種由金屬溶液制造金屬成形品的金屬成形裝置，其特征在于，具有構(gòu)成填充金屬溶液的金屬模具空間的上模和下模，通過(guò)下模將凝固前或凝固后的金屬溶液從橫向使其壓縮地進(jìn)行推壓的加壓機(jī)構(gòu)。
采用技術(shù)方案3所述的發(fā)明，可實(shí)現(xiàn)技術(shù)方案1所述的方法，獲得與技術(shù)方案1所述的發(fā)明同樣的效果。
技術(shù)方案4的發(fā)明是在技術(shù)方案3所述的發(fā)明中，具有通過(guò)下模，對(duì)凝固的金屬溶液加以振動(dòng)的加振機(jī)構(gòu)。
采用技術(shù)方案4所述的發(fā)明，可實(shí)現(xiàn)技術(shù)方案2所述的方法，獲得與技術(shù)方案2所述的發(fā)明同樣的效果。
技術(shù)方案5的發(fā)明是在技術(shù)方案3所述的發(fā)明中，下模由在橫向兩側(cè)可分割開的2個(gè)模具部以及位于兩個(gè)模具部之間的合模部構(gòu)成，合模部可收納于下模的基臺(tái)內(nèi)，加壓機(jī)構(gòu)具有將合模部收納于下模的基臺(tái)內(nèi)的收納機(jī)構(gòu)和使2個(gè)下模合模移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
采用技術(shù)方案5所述的發(fā)明，由收納機(jī)構(gòu)將合模部收納于基臺(tái)內(nèi)后，由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行2個(gè)模具部的合模移動(dòng)，所以，可通過(guò)下模，從橫向?qū)饘偃芤和茐簤嚎s。因此，可更具體地實(shí)現(xiàn)技術(shù)方案1所述的方法。
技術(shù)方案6所述的發(fā)明是在技術(shù)方案5所述的發(fā)明中，下模具有模腔，模腔是其周緣部分可離開模腔地收納于下模的基臺(tái)內(nèi)，加壓機(jī)構(gòu)具有將模腔的周緣部分收納于下模的基臺(tái)內(nèi)的收納機(jī)構(gòu)。
采用技術(shù)方案6所述的發(fā)明，在下模具有模腔的場(chǎng)合，可由收納機(jī)構(gòu)將模腔的周緣部分收納于基臺(tái)內(nèi)，因此，可通過(guò)下模，從橫向推壓壓縮金屬溶液。因此，能夠更具體地實(shí)現(xiàn)技術(shù)方案1所述的方法。
附圖簡(jiǎn)述

圖1為本發(fā)明的金屬成形裝置的示意縱剖視圖。
圖2為沿圖1中II-II面所視的俯視圖。
圖3相當(dāng)于圖2的、示出下模一動(dòng)作狀態(tài)的視圖。
圖4相當(dāng)于圖2的、示出下模與圖3接續(xù)的一動(dòng)作狀態(tài)的視圖。
圖5為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的縱剖視圖。
圖6為沿圖3中VI-VI的剖視圖，示出合模部的收納機(jī)構(gòu)。
圖7相當(dāng)于圖6，示出圖6的收納機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的收納狀態(tài)的視圖。
圖8示出周緣部分的收納機(jī)構(gòu)的縱剖視圖。
圖9相當(dāng)于圖8，示出圖8的收納機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的收納狀態(tài)的視圖。
圖10為示出本發(fā)明的金屬成形裝置的一動(dòng)作狀態(tài)的示意縱剖視圖。
圖11為示出與圖10接續(xù)的動(dòng)作狀態(tài)的示意縱剖視圖。
圖12為示出與圖11接續(xù)的動(dòng)作狀態(tài)的示意地縱剖視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1為本發(fā)明的金屬成形裝置的示意縱剖視圖。該金屬成形裝置具有上模1、下模2和附屬機(jī)構(gòu)，上模1由本體11和模腔12構(gòu)成，可相對(duì)下模2上下移動(dòng)。下模2由本體21和模腔22構(gòu)成，位于基臺(tái)3上。圖2為沿圖1中II-II面所視的俯視圖，示出了本體21。正如圖2所示，本體21為環(huán)狀。模腔22為圓柱形。模腔12如圖1箭頭所示地嵌入本體21內(nèi)，以形成金屬模具空間10。
本體21由沿圖2中箭頭A方向、即橫向兩側(cè)可分割開的2個(gè)型箱部211，212，以及位于兩個(gè)模具部211，212之間的合模部213構(gòu)成。合模部213由兩部件2131、2132構(gòu)成。并且，如圖3所示，兩個(gè)模具部211，212可朝橫向(圖2中箭頭A方向)滑動(dòng)，離開合模部213。
并且，合模部213可收納于基臺(tái)3內(nèi)。而且可如圖4所示，模具部211和模具部212可在相互接近方向(圖3和圖4中箭頭B方向)、即對(duì)合方向滑動(dòng)。
上述的模具部211，212的滑動(dòng)動(dòng)作和合模部213的收納動(dòng)作是由附屬于下模2的加壓機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。即，加壓機(jī)構(gòu)具有進(jìn)行上述滑動(dòng)動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)4和進(jìn)行上述收納動(dòng)作的收納機(jī)構(gòu)5，另外，還具有進(jìn)行后述收納動(dòng)作的收納機(jī)構(gòu)6。
圖5為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)4的縱剖視圖。如圖5所示，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)4由使模具部211滑動(dòng)的第1驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)41和使模具部212滑動(dòng)的第2驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)42構(gòu)成。
第1驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)41由活塞411、液壓缸412、泵413和促動(dòng)器414構(gòu)成?；钊?11的前端固定到模具部211的外側(cè)。泵413和促動(dòng)器414通過(guò)滑動(dòng)管415與液壓缸412相連。另外，滑動(dòng)管為可自由伸縮的管形管道，為可給予長(zhǎng)距離施工的管線。第1驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)41根據(jù)液壓缸412內(nèi)的油壓分布，使活塞411在橫向前移或后退，由此，使模具部211滑動(dòng)。
第2驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)42也具有與第1驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)41相同的結(jié)構(gòu)，進(jìn)行與之相同的動(dòng)作。即，第2驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)42由活塞421、液壓缸422、泵423和促動(dòng)器424構(gòu)成?；钊?21的前端固定到模具部212的外側(cè)。泵423和促動(dòng)器424通過(guò)滑動(dòng)管425與液壓缸422相連。
圖6為圖3中VI-VI線的剖視圖。如圖6所示，收納機(jī)構(gòu)5由收納合模部213中部件2131的第1收納機(jī)構(gòu)51和收納同樣部件2132的第2收納機(jī)構(gòu)52構(gòu)成。圖7示出收納機(jī)構(gòu)5的收納狀態(tài)，為與圖6相當(dāng)?shù)囊晥D。
第1收納機(jī)構(gòu)51具有活塞511和液壓缸512?；钊?11的上端固定到部件2131上。而在基臺(tái)3上形成收納部件2131的收納空間513。第1收納機(jī)構(gòu)51根據(jù)液壓缸512內(nèi)的油壓分布使活塞511上下動(dòng)作，由此，如圖7所示，部件2131可收納于收納空間513中，或如圖6所示，部件2131可從基臺(tái)3上伸出。
第2收納機(jī)構(gòu)52也與第1收納機(jī)構(gòu)51具有同樣的結(jié)構(gòu)，進(jìn)行同樣的動(dòng)作。即，第2收納機(jī)構(gòu)52具有活塞521和液壓缸522。活塞521的上端固定到部件2132上。并且，基臺(tái)3上形成收納部件2132的收納空間523。第2收納機(jī)構(gòu)52根據(jù)液壓缸522內(nèi)的油壓分布使活塞521上下動(dòng)作，由此，部件2132可收納于收納空間523中，如圖7所示，部件2132可從基臺(tái)3上伸出，如圖6所示。另外，液壓缸512，522的油壓調(diào)節(jié)由與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)4同樣的機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。
再有，如上所述，加壓機(jī)構(gòu)也具有收納機(jī)構(gòu)6。而且在下模2的模腔22中，環(huán)狀周緣部分222可與本體221分離，收納于基臺(tái)3內(nèi)。收納機(jī)構(gòu)6可進(jìn)行收納動(dòng)作。圖8為收納機(jī)構(gòu)6的縱剖視圖。圖9為示出收納機(jī)構(gòu)6實(shí)現(xiàn)的收納狀態(tài)，相當(dāng)于圖8的視圖。收納機(jī)構(gòu)6具有活塞61和液壓缸62?；钊?1的上端固定到周緣部分222上的2處。另外，基臺(tái)3上形成收納周緣部分222的收納空間63。收納機(jī)構(gòu)6根據(jù)液壓缸62內(nèi)的油壓分布使活塞61上下動(dòng)作，由此，使周緣部分222收納于收納空間63中，如圖9所示，或從基臺(tái)3上伸出，如圖8所示。
再有，下模2除了加壓機(jī)構(gòu)外還具有加振機(jī)構(gòu)。加振機(jī)構(gòu)如圖5所示，具有分別安裝到模具部211，212外側(cè)的振動(dòng)件71，72，對(duì)模具部211，212加以振動(dòng)。
下面，對(duì)上述構(gòu)成的金屬成形裝置的動(dòng)作加以說(shuō)明。
首先，在圖1狀態(tài)下，將金屬溶液填充到下模2內(nèi)。接著，如圖10所示，使下模1下降，將模腔12嵌入下模2內(nèi)，封入金屬溶液8并使之凝固。即，將金屬溶液8填充到金屬模具空間10中并使之凝固。由此，實(shí)現(xiàn)金屬溶液8的鑄造。
金屬溶液8凝固后，如圖11所示，使上模1上升，脫離下模2。并且，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)4動(dòng)作，使模具部211和模具部212朝相互分開方向滑動(dòng)，同時(shí)，收納機(jī)構(gòu)5動(dòng)作，使部件2131，2132分別收納于收納空間513，523中，而且，收納機(jī)構(gòu)6動(dòng)作，使周緣部分222收納于收納空間63中。
接著，如圖12所示，使驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)4動(dòng)作，將模具部211和模具部212朝相互接近方向滑動(dòng)。此時(shí)，部件2131，2132分別收納于收納空間513，523中，而且，周緣部分222收納于收納空間63中，從而模具部211和模具部212成為與圖4相同的狀態(tài)。即，模具部211和模具部212比起圖2的狀態(tài)更相互接近。因而，通過(guò)模具部211和模具部212，凝固的金屬溶液8被從橫向兩側(cè)壓縮的方式推壓。由此，實(shí)現(xiàn)溶液8的鍛造。這種推壓最好在80噸以上的壓力下進(jìn)行，越高越好。另外，此時(shí)，也可以使上模1下降，從上方推壓凝固的溶液8。
之后，在對(duì)金屬溶液8推壓后，使加振機(jī)構(gòu)的振動(dòng)件71，72動(dòng)作，通過(guò)模具部211，212，對(duì)金屬溶液8加以振動(dòng)。
接下來(lái)，使驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)4動(dòng)作，模具部211，212朝相互分離開的方向滑動(dòng)。另外，在使上模1下降時(shí)，使上模1上升。于是，取出凝固的金屬溶液8、即金屬成形品。
如上所述，上述構(gòu)成的金屬成形裝置是將填充到金屬模具空間10中的金屬溶液8在凝固后，通過(guò)下模2從橫向使其壓縮地進(jìn)行推壓的。
在上述構(gòu)成的金屬成形裝置中，以上模1和下模2為一組的金屬模具進(jìn)行鑄造后，接著進(jìn)行鍛造。因而，與鑄造和鍛造采用各自的裝置進(jìn)行的場(chǎng)合相比，提高了生產(chǎn)量。并且，由于只使用一組金屬模具，可降低昂貴的金屬模具費(fèi)用，降低成本。
另外，在上述構(gòu)成的金屬成形裝置中，不僅鑄造還進(jìn)行鍛造，所以，所獲得的金屬成形品的強(qiáng)度與只進(jìn)行鑄造的場(chǎng)合相比得以提高。并且，通過(guò)加振機(jī)構(gòu)，對(duì)凝固的金屬溶液8加以振動(dòng)，從而金屬溶液8的金屬結(jié)晶粒微細(xì)化，金屬溶液8的組織致密化。由此，進(jìn)一步提高了金屬成形品的強(qiáng)度。
此外，上述金屬成形裝置的動(dòng)作是在金屬溶液8凝固后，從橫向兩側(cè)壓縮金屬溶液8的，但也可在金屬溶液8凝固前壓縮。
權(quán)利要求
1.一種由金屬溶液制造金屬成形品的金屬成形方法，其特征在于，具有將填充到由上模和下模構(gòu)成的金屬模具空間中的金屬溶液在凝固前或凝固后，通過(guò)下模從橫向使其壓縮地進(jìn)行推壓的加壓步驟。
2.按照權(quán)利要求1所述的金屬成形方法，其特征在于，在加壓步驟后，對(duì)凝固的金屬溶液加以振動(dòng)的加振步驟。
3.一種由金屬溶液制造金屬成形品的金屬成形裝置，其特征在于，具有構(gòu)成填充金屬溶液的金屬模具空間的上模和下模，通過(guò)下模將凝固前或凝固后的金屬溶液從橫向使其壓縮地進(jìn)行加壓的加壓機(jī)構(gòu)。
4.按照權(quán)利要求3所述的金屬成形裝置，其特征在于，具有通過(guò)下模，對(duì)凝固的金屬溶液加以振動(dòng)的加振機(jī)構(gòu)。
5.按照權(quán)利要求3所述的金屬成形裝置，其特征在于，下模由在橫向兩側(cè)可分割開的2個(gè)模具部以及位于兩個(gè)模具部之間的合模部構(gòu)成，合模部可收納于下模的基臺(tái)內(nèi)，加壓機(jī)構(gòu)具有將合模部收納于下模的基臺(tái)內(nèi)的收納機(jī)構(gòu)和使2個(gè)模具部合模移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
6.按照權(quán)利要求5所述的金屬成形裝置，其特征在于，下模具有模腔，模腔是其周緣部分可離開模腔地收納于下模的基臺(tái)內(nèi)，加壓機(jī)構(gòu)具有將模腔的周緣部分收納于下模的基臺(tái)內(nèi)的收納機(jī)構(gòu)。
全文摘要
一種金屬成形裝置，具有構(gòu)成金屬模具空間的上模(1)和下模(2)，通過(guò)下模(2)，將凝固后的金屬溶液(8)從橫向使其壓縮地進(jìn)行推壓的加壓機(jī)構(gòu)，此外還具有通過(guò)下模(2)，對(duì)金屬溶液(8)加以振動(dòng)的加振機(jī)構(gòu)，加壓機(jī)構(gòu)將合模部和模腔的周緣部分收納于下模(2)的基臺(tái)(3)內(nèi)后，通過(guò)模具部(211，212)，從橫向推壓壓縮金屬溶液(8)。由此，可低成本地制造出高強(qiáng)度的金屬成形品。
文檔編號(hào)B22D18/00GK1403232SQ0113578
公開日2003年3月19日 申請(qǐng)日期2001年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月6日
發(fā)明者吉田誠(chéng), 澤井敬已, 澀谷壽孝, 潘進(jìn), 木村亮介 申請(qǐng)人:花野商事株式會(huì)社