1.一种用于超厚壁大口径波形管的制造装置,其包括模具本体、浇注组件和控制组件,其特征在于,
所述模具本体包括支撑底座、底盘、金属筒壁、浇注管固定装置、模具冷却装置、第一驱动电机、第二驱动电机、第一液压千斤顶和变速装置,滚压装置包括导轨丝杆、压辊液压支架、压辊和第三测温装置,所述支撑底座固定在水平地面,其设有与水平面成α角的倾斜支撑面,所述倾斜支撑斜面的第一端与所述支撑底座的第一端进行转动副连接,其第二端通过第一液压千斤顶与所述支撑底座的第二端连接,所述倾斜支撑面安装有变速装置,所述变速装置能伴随所述倾斜支撑面由第一液压千斤顶升降围绕所述转动副进行转动,以调整所需角度α的值,所述底盘与所述变速装置配合安装;所述底盘包括金属筒壁支撑盘和导轨丝杆支撑盘,所述金属筒壁支撑盘和导轨丝杆支撑盘为同轴线圆柱型底盘,所述第一驱动电机通过转轴与所述导轨丝杆支撑盘直接连接,所述第二驱动电机与所述变速装置连接带动金属筒壁旋转;所述模具冷却装置包括模具喷淋冷却装置和冷却水循环控制器,所述模具喷淋冷却装置的进水口通过管路与所述冷却水循环控制器的出水口连通,其出水口与所述冷却水循环控制器的进水口连通形成闭合冷却循环回路,以提高冷却水的利用率;所述压辊液压支架整体为十字交叉的四个分支,中间设有与丝杠相配合的螺纹圆孔,所述压辊液压支架与所述导轨丝杆配合安装,在所述压辊液压支架的四个分支顶端分别安装有压辊,所述第三测温装置和所述浇注管固定装置分别与所述导轨丝杆配合安装,所述压辊液压支架、第三测温装置和浇注管固定装置在所述导轨丝杆按浇注方向一次安装;
所述浇注组件包括支架、浇注金属液容器、第一测温装置、第二测温装置、冷却流管、浇注管、第二液压千斤顶、第三液压千斤顶和喷嘴,所述支架包括支架底座和转动臂,所述支架底座位于水平面上,在所述支架底座上分别连接两个转动臂,两个转动臂分别通过所述第二液压千斤顶、第三液压千斤顶与支架底座连接,所述浇注金属液容器固定安装于所述转动臂之间,所述第一测温装置安装于所述浇注金属液容器的出料口,能实时采集浇注金属液流入所述冷却流管的温度,所述第二测温装置安装于所述冷却流管与所述出料口连接的第二端,能对流出所述冷却流管冷却后的浇注金属液进行实时温度采集,所述控制组件接收采集到的实时温度,所述第二液压千斤顶和第三液压千斤顶能通过升降任意调整所述冷却流管与水平面的夹角β,达到制造所需浇注倾角;所述浇注管的第一端与所述冷却流管相连,其第二端与所述浇注管固定装置相连,所述浇注喷嘴固定安装于所述浇注管,所述浇注管固定装置能通过丝杆螺母副带动所述浇注管沿冷却流管直线运动,由此实现铸件在轴向方向上逐层连续性铸造。
2.根据权利要求1所述的用于超厚壁大口径波形管的制造装置,其特征在于,所述第二驱动电机带动所述底盘和固定在安装底盘上的金属筒壁进行顺时针和逆时针转动,使浇筑成型后的待压铸件与所述压辊产生相对运动,对待压铸件进行滚压,所述第一驱动电机驱动导轨丝杆转动,所述压辊液压支架连同压辊和第三测温装置依靠丝杠螺母副通过导轨丝杆转动沿导轨丝杆做轴向运动,通过压辊相对于待压铸件螺旋滚动实现所需波形管的压制成型,并通过调整导轨丝杆螺距和压辊宽度以保证波形管波形精度的控制。
3.根据权利要求1所述的用于超厚壁大口径波形管的制造装置,其特征在于,所述压辊液压支架四个分支分别为第一液压支架、第二液压支架、第三液压支架和第四液压支架,所述液压支架能推动相应的压辊沿径向往复运动,且所述第一液压支架和第三液压支架联动控制,所述第二液压支架和第四液压支架联动控制,以保证在进行滚压工艺时,联动控制后第一液压支架安装的压辊和第三液压支架安装的压辊形成的最大滚压直径与波形管铸件内径一致,第二液压支架安装的压辊和第四液压支架安装的压辊形成的最大滚压直径与波形管铸件内径一致。
4.根据权利要求1所述的用于超厚壁大口径波形管的制造装置,其特征在于,所述浇注金属液容器设有铸造金属液储存的保温空间,其四周是密闭容器壁,上方设置有浇注金属液的进料口,底端设置有智能自动开合的浇注金属液出料口,所述冷却流管固定于所述浇注金属液容器的出料口;
所述冷却流管外型为柱形圆筒,在柱形圆筒筒壁内设置有环绕的冷却管路,所述冷却管路为绕管壁的双螺旋结构,管路两个端口分别为冷却流管进水口和冷却流管出水口,所述冷却流管进水口和冷却流管出水口分别与冷却流管冷却水控制器的出水口和进水口连接形成闭合联通回路,提升冷却水的利用率,且在所述冷却管路的外围拥有空心柱形圆筒与所述浇注管配合安装,所述浇注管能沿空心柱形圆筒做轴向运动。
5.根据权利要求1所述的用于超厚壁大口径波形管的制造装置,其特征在于,所述金属筒壁为圆柱形,且一端设有向外的圆形凸台,所述金属筒壁的圆形凸台与所述底盘金属筒壁支撑盘的圆形凹槽配合固定安装,所述导轨丝杆与所述导轨丝杆支撑盘连接;
所述导轨丝杆与导轨丝杆支撑盘为可拆卸连接,且形成的丝杆螺母副能实现返程自锁,以提供足够的夹紧力和安全可靠性。
6.根据权利要求1所述的用于超厚壁大口径波形管的制造装置,其特征在于,所述模具喷淋冷却装置为空心圆柱筒,其第一端设有外凸的圆形凸台,第二端设有内凹的圆形凸台,所述模具冷却喷淋装置的外凸圆形凸台与所述倾斜支撑面固定安装,在所述外凸的圆形凸台一端设置有冷却水进水口和出水口,所述喷淋冷却装置圆柱筒壁为中空圆柱筒型腔,筒壁内测设置有冷却水喷淋孔,所述喷淋孔与所述圆柱筒型腔连通,且所述圆柱筒型腔与所述进水口连通。
7.一种利用权利要求1‑6中任一项所述的用于超厚壁大口径波形管的制造装置的加工方法,其特征在于,其包括以下步骤:
步骤一、按照制造波形管形状,将包括波形参数y(x)、波形管内径d、波形管外径D、波形管长度L在内的形状参数置入控制组件;
步骤二、按照超厚壁大口径内置波形管的制造装置各部件的位置关系组装模具本体和浇注组件,并将组装好的超厚壁大口径内置波形管的制造装置水平安置;
步骤三、根据所需浇注的倾斜角,通过第一液压千斤顶调整浇注倾斜支撑面与水平面夹角α,并同时通过调整所述支架的第二液压千斤顶和第三液压千斤顶调整浇注管的倾角β值,使得α=β;
步骤四、将所需铸造金属液从浇注金属液储存容器的进料口倒入容器,并通过第一测温装置采集浇注金属液的温度T0输入计算机系统;
步骤五、启动冷却流管,根据浇注金属液温度T0和所需半固态浇注金属温度T1的差值ΔT=T0‑T1设定冷却水的初始流速v0,并通过第二测温装置采集流管末端出口半固态浇注金属液的温度Tt0并输入计算机系统,通过计算机系统实时控制冷却水流速,保证冷却流管末端出口半固态浇注金属液的温度Tt0∈T1±15℃;
步骤六、启动模具冷却装置,通过冷却水喷淋方式对模具进行水冷,控制冷却水出水口的温度为80±5℃;
步骤七、打开浇注金属液出料口,启动第一驱动电机和第二驱动电机,根据冷却流管末端出口半固态浇注金属液的温度Tt0得到金属液的流动性,通过计算机系统控制第一驱动电机和第二驱动电机转速通过变速装置调整模具转速使得一定体积的半固态金属浇注到模具内波形管铸型的相应位置,并启动第三测温装置对浇注到模具内的金属温度进行实时测温,获得实时采集温度Tt1传输到计算机系统;
步骤八、启动滚压装置液压系统控制器,根据第三测温装置采集的实时温度Tt1,与预先设定的滚压温度T进行比较,当Tt1≤T时,通过滚压装置液压系统控制器控制第一液压支架、第二液压支架、第三液压支架和第四液压支架,带动压辊对浇注后的金属进行滚压成型;
步骤九、待浇注管固定装置达到导轨丝杆非上升阶段,浇注完毕,关闭浇注金属容器出料口,关闭冷却流管,停止第一测温装置和第二测温装置温度采集;
步骤十、待滚压装置完成铸件的滚压成型后,关闭第一驱动电机,停止第三测温装置温度采集;
步骤十一、等待铸件完全凝固冷却达到起模温度后,关闭模具冷却装置和第二驱动电机,取出铸件。
8.根据权利要求7所述的用于超厚壁大口径波形管的制造装置的加工方法,其特征在于,所述步骤八中,启动滚压装置液压系统控制器对浇注后的金属进行滚压成型,通过滚压装置液压系统控制器控制四个分支液压支架,实现所述第一液压支架和第三液压支架联动控制,第二液压支架和第四液压支架联动控制,以保证第一液压支架安装的压辊和第三液压支架安装的压辊形成的最大滚压直径与所需铸造的波形管铸件内径一致,第二液压支架安装的压辊和第四液压支架安装的压辊形成的最大滚压直径与所需铸造的波形管铸件内径一致。
9.根据权利要求8所述的用于超厚壁大口径波形管的制造装置的加工方法,其特征在于,按照控制组件铸件波形曲线y(x)对液压支架进行联动控制,且所述压辊液压支架转动趋势方向与所述模具金属筒壁转动方向相反,在滚压成型过程中,当Tt1>T时,滚压装置液压系统控制器控制四个液压支架使得压辊脱离滚压铸件内壁停止滚压工艺,直到再次达到滚压条件Tt1≤T且保证导轨丝杆从上一次脱离滚压到下一次滚压开始旋转圈数n为正整数时,再次启动滚压装置液压系统控制器进行滚压工艺,直至铸件全部滚压成型结束。