[发明专利]一种用于制备超细晶金属材料的自动化装置及控制方法

权利要求书

1.一种用于制备超细晶金属材料的自动化装置，其特征在于：包括设置在液压机上的ECAP模具，所述ECAP模具采用对称的双挤压通道机构，能够同时加工两个铸件，其前方设置有运动机构，其出口处各设置一个力施加机构，所述运动机构用于将两个铸件放入对应的ECAP模具的入口或者按照设定的ECAP工艺路线将两个铸件同时从ECAP模具的出口放入对应的ECAP模具的入口，所述力施加机构用于向挤压过程中的铸件施加反向背压力。

2.根据权利要求1所述的用于制备超细晶金属材料的自动化装置，其特征在于：所述力施加机构包括平台，所述平台上设置有转盘，所述转盘的中心与电动机的输出轴相连，其顶面与连杆的一端相连，所述连杆的另一端与滑块转动连接，所述滑块设置在导向通道内部，其顶端设置有堵杆，所述电动机通过带动转盘转动，带动与连杆相连的滑块沿导向通道往复运动，从而带动滑块上的堵杆进入或者离开ECAP模具的出口通道，进而对进入出口通道的铸件施加反向背压力。

3.根据权利要求2所述的用于制备超细晶金属材料的自动化装置，其特征在于：所述平台和导向通道设置在角度调整机构上，所述角度调整机构用于调整平台在垂直平面上的角度，以使堵杆与出口通道的轴向中心线共线。

4.根据权利要求2所述的用于制备超细晶金属材料的自动化装置，其特征在于：所述滑块呈C字形，所述C字形的开口端通过连接轴与连杆的另一端转动连接，所述C字形的封闭端设置有堵杆。

5.根据权利要求1所述的用于制备超细晶金属材料的自动化装置，其特征在于：所述ECAP模具包括相互配合的上模和下模，所述上模设置在液压机的压板台上，包括朝向下模设置的两个导向柱、两个冲头，两个所述导向柱与两个冲头的连线相互垂直，所述下模设置在液压机的下板上，包括模芯，所述模芯设置在前后模板之间，其上对称设置有两个挤压通道，所述前后模板上设置有与导向柱配合的通道。

6.根据权利要求5所述的用于制备超细晶金属材料的自动化装置，其特征在于：所述模芯能够拆卸地设置在前后模板之间，两个所述挤压通道将模芯分成三个部分，依次为左模芯、中间模芯和右模芯，所述左模芯、右模芯对称分布在中间模芯的两侧，所述左模芯、中间模芯和右模芯上均设置有多个加热棒，在所述中间模芯上对应挤压通道的转角位置设置测温探头探头，所述测温探头用于检测模芯的加热温度，

所述导向柱沿轴向设置有多个环形凹槽，在所述前模板和后模板对应环形凹槽的位置设置有多个通气孔。

7.根据权利要求1所述的用于制备超细晶金属材料的自动化装置，其特征在于：所述运动机构采用双机械臂结构，两个机械臂分别对应ECAP模具的两个挤压通道。

8.一种基于权利要求1所述的用于制备超细晶金属材料的自动化装置的控制方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一、根据铸件的加工要求，选择对应的模芯和冲头并将其安装到ECAP模具上，启动液压机，利用机械臂将铸件放入ECAP模具的挤压通道中；

步骤二、通过加热棒对模芯和铸件进行加热，直至达到所需温度值；

步骤三、利用液压机带动冲头向下移动，同时控制力施加机构使堵杆进入ECAP模具的出口通道；

步骤四、当冲头向下移动接触铸件开始实施挤压时，再控制力施加机构使堵杆离开ECAP模具的出口通道，直至完全离开出口通道，完成一次道挤压；

步骤五、利用机械臂按照设定的ECAP工艺路线将两个铸件同时从ECAP模具的出口放入对应的ECAP模具的入口，重复步骤一至四，完成下一次道挤压，直至完成铸件的加工。

9.根据权利要求8所述的用于制备超细晶金属材料的自动化装置的控制方法，其特征在于：所述堵杆的端部到达ECAP模具的转角处的时间先于冲头接触铸件开始实施挤压的时间，所述堵杆离开ECAP模具的出口通道的速度小于液压机带动冲头的下降速度。

10.根据权利要求8所述的用于制备超细晶金属材料的自动化装置的控制方法，其特征在于：根据所述模芯的出口通道的角度，调节力施加机构中堵杆的角度，以使堵杆与出口通道的轴向中心线共线。