CN103813870A - 压铸设备 - Google Patents

Abstract

一种压铸设备（30），包括：包括空腔（4）的模具（1）；包括供给孔口（6）并且与空腔连通的注射套筒（2）；注射顶端（3），该注射顶端被设置在支撑轴的远端处，并且被构造成通过将支撑轴***注射套筒中而能在注射套筒内在轴向方向上滑动；与空腔连通的减压设备（21、22）；包括空间以用于存储熔融金属的熔融金属保持炉（50）；从熔融金属保持炉向上泵送熔融金属的泵（40）；和供给管道（41、42），该供给管道包括连接到泵的第一端和与供给孔口连通的第二端。供给管道（41、42）通过包括振动吸收部分的中继管道（61）而被连结到注射套筒，泵通过供给管道将熔融金属从熔融金属保持炉供给到注射套筒（2）中，注射顶端将熔融金属从注射套筒（2）推出，并且熔融金属被注射到由减压设备（21、22）减压的空腔（4）中，由此执行铸造。

Description

压铸设备

技术领域

本发明涉及一种压铸设备，具体地涉及一项压铸技术，在该压铸技术中，模具的空腔被减压以执行铸造。

背景技术

在传统压铸中，使用以下技术，即：将预定量的熔融金属供给到具有供给孔口的注射套筒中；在供给之后，在预定时刻利用驱动装置移动注射顶端；并且在高压下将熔融金属从注射套筒注射到模具的空腔中（例如，参考日本专利申请公报No.2003-245768（JP2003-245768A）、日本专利申请公报No.4-258357（JP4-258357A）、日本专利申请公报No.2002-239708（JP2002-239708A）和日本专利申请公报No.2004-167499（JP2004-167499A））。

在JP2003-245768A中公开的压铸设备中，利用铸勺从熔融金属保持炉取出熔融金属，并且利用铸勺将其供给到注射套筒的供给孔口中。

然而，在JP2003-245768A中公开的构造中，因为难以调节舀取的熔融金属的量，所以难以改进供给准确度。另外，因为在从铸勺供给到套筒中时熔融金属接触大气，所以存在熔融金属的温度降低，和/或产品质量由于气体诸如溶解的氢气和在熔融金属中产生的氧化膜而劣化的问题。

在另一方面，在上述JP4-258357A和JP2002-239708A中公开的压铸设备被以如下方式构造，使得供给管道和注射套筒的供给孔口被直接连结到一起，并且通过供给管道供给熔融金属以便避免熔融金属接触大气。

然而，因为向注射套筒供给高温熔融金属，所以由于在注射时趋向于引起振动的熔融金属的热而在注射套筒中诱发变形。在JP4-258357A和JP2002-239708A中公开的构造中，存在直接连结到注射套筒的供给管道和/或它的连结部由于在注射时的磨损和/或振动而损坏的问题。

另外，在JP2004-167499A中公开的压铸设备被以如下方式构造，使得盖被设置在供给管道和注射套筒的供给孔口之间，以便在熔融金属供给时避免熔融金属接触大气。

然而，根据在JP2004-167499A中公开的技术，供给管道不被直接连结到注射套筒，并且因此需要用于支撑供给管道的单独结构。另外，存在盖的强度相对于在熔融金属供给时熔融金属的热和/或在减压空腔时的压力不足并且盖子损坏的可能性。

发明内容

本发明提供一种压铸设备，该压铸设备能够利用简单的构造维持铸造产品的质量、向注射套筒中供给熔融金属的准确度和压铸设备的耐久性，并且还减小在注射时的磨损和振动的影响。

本发明的一个实施例是一种压铸设备，包括：模具，该模具包括空腔；注射套筒，该注射套筒包括供给孔口，并且与空腔连通；支撑轴；注射顶端，该注射顶端设置在支撑轴的远端处。注射顶端被构造成通过将支撑轴***注射套筒中而能在注射套筒内在轴向方向上滑动。此外，该压铸设备包括：减压设备，该减压设备与空腔连通；熔融金属保持炉，该熔融金属保持炉包括空间以用于存储熔融金属；泵，该泵从熔融金属保持炉向上泵送熔融金属；和供给管道，该供给管道包括连接到泵的第一端和与供给孔口连通的第二端。供给管道通过包括振动吸收部分的中继管道而被连结到注射套筒。泵通过供给管道将熔融金属从熔融金属保持炉供给到注射套筒中。供给的熔融金属被注射顶端从注射套筒推出，使得熔融金属被注射到由减压设备减压的空腔中，由此执行铸造。

中继管道的第一端可以连结到供给管道的中间部分，并且供给管道的第二端可以被定位于供给孔口中或者被定位成靠近供给孔口。

供给管道的第二端可以在熔融金属的注射方向上弯曲。

中继管道可以通过绝热部件与注射套筒连接。

熔融金属保持炉可以在熔融金属与大气隔离的状态中存储熔融金属。

本发明的压铸设备能够利用简单的构造维持铸造产品的质量、向注射套筒中供给熔融金属的准确度和压铸设备的耐久性，并且还减小在注射时的磨损和振动的影响。

附图说明

将在下面参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，其中类似的附图标记表示类似的元件，并且其中：

图1是根据一个实施例的压铸设备的概略截面视图；

图2是压铸设备的供给孔口部分的放大截面视图；并且

图3A、图3B和图3C是分别地在熔融金属供给时、在减压时和在注射时压铸设备的概略截面视图。

具体实施方式

应该指出，本发明的范围不限于以下实施例而是一般性地包含在本说明书和附图中描述的全部技术思想。

将参考图1描述根据本发明的一个实施例的压铸设备30。在本说明书中，将以在图1中从左侧到右侧（从压铸设备30的左侧到右侧）的方向和从右侧到左侧的方向分别称作“右侧方向”和“左侧方向”的方式进行说明。

如在图1中所示，压铸设备30的模具1具有在其中形成的空腔4，并且具有基本柱形形状的注射套筒2被以从模具1向左凸出并且与空腔4连通的方式联结到模具1。在注射套筒2中，具有短柱形形状的注射顶端3向右滑动以将供给到注射套筒2中的熔融金属5诸如铝推出，从而将熔融金属5注射到空腔4中。

注射套筒2具有供给孔口6，通过供给孔口6，熔融金属5通过将在以后描述供给管道41、42而被供给到注射套筒2中。支撑轴9被***注射套筒2中并且受到由空气缸、液压缸等构成的致动器（未示出）控制以向前和向后移动。被设置在支撑轴9的远端处的注射顶端3在注射套筒2内在轴向方向上滑动。

模具1设置有用于从空腔4抽吸空气的抽吸端口16。另外，截止阀17设置于在空腔4和抽吸端口16之间连接的通道中。通过将抽吸端口16连接到减压设备（在该实施例中减压罐21和真空泵22），减压设备与空腔4的内侧连通。阀23设置于在减压罐21和抽吸端口16之间的通道中，以打开和关闭该通路。通过与注射控制相结合地打开通道的阀23而启动空腔4的减压。

压铸设备30包括：熔融金属保持炉50，该熔融金属保持炉在其中存储熔融金属5；和电磁泵40，电磁泵的一端以大约45度的角度***在熔融金属保持炉50中的熔融金属5中，以从熔融金属保持炉50向上泵送熔融金属5。电磁泵40的内表面由陶瓷制成，并且通过与注射控制相结合地将电压施加到内置线圈，电磁泵40利用电磁力向上泵送熔融金属5。在该实施例中，虽然电磁泵40被用作泵，但是可以使用其它的泵诸如正排量泵和使用转子的涡轮泵。另外，在该实施例中，熔融金属保持炉50在熔融金属5与大气隔离的状态中存储熔融金属5。

另外，压铸设备30包括由陶瓷制成的供给管道41、42。供给管道41、42具有连接到电磁泵40的上端和与供给孔口6连通的下端。更加具体地，通过将上供给管道41和下供给管道42（在下文中，上供给管道41和下供给管道42被一起地称作供给管道41、42）连结到一起而构成供给管道41、42。上供给管道41被布置成使得它的上端与电磁泵40的上端连接，并且朝向注射套筒2倾斜。进而，下供给管道42的上端被布置成与上供给管道41的下端连接，并且下供给管道42的下端被布置成与供给孔口6垂直。

供给管道41、42通过是振动吸收部分的具有波纹管结构的波纹管61c的中继管道61而被连结到注射套筒2。具体地，注射套筒2被连接到由金属或者陶瓷制成的绝热部件71，并且被以与供给孔口6连通的管状形状形成。即，中继管道61通过绝热部件71与注射套筒2连接。

进而，中继管道61被连接到绝热部件71的上侧，并且这个中继管道61支撑上供给管道41和下供给管道42的连结部。即，中继管道61的上端被连结到上供给管道41和下供给管道42的连结部（该连结部是供给管道41、42的中间部分），并且下供给管道42的下端被定位于供给孔口6中或者被定位成靠近供给孔口6。

将使用图2更加详细地描述利用中继管道61的供给管道41、42的支撑结构。绝热部件71包括在其低于管状部分71b的部分处形成的固定柱体71c，该管状部分71b是本体部分。固定柱体71c是与管状部分71b垂直的柱形部分。注射套筒2的开口端2a（图2中的左侧端）能够被***固定柱体71c的内周边中。另外，固定凸出部分71d在是固定柱体71c的一端的、固定柱体71c的左端处形成。固定凸出部分71d沿着径向向内凸出。通过将注射套筒2的左端***固定柱体71c中直至固定凸出部分71d邻靠开口端2a的左端面，绝热部件71的位置得以固定。因此，绝热部件71的管状部分71b的位置与供给孔口6一致。另外，凸缘部分71a在管状部分71b的上端处向外形成。

中继管道61包括：是管状波纹管结构的波纹管61c；在其上端处向外形成的上凸缘部分61a；和在其下端处向外形成的下凸缘部分61b。波纹管61c能够延伸并且能够弯曲，并且吸收在中继管道61的上端或者下端处的变形和振动。

通过将下凸缘部分61b与绝热部件71的凸缘部分71a连接，中继管道61和绝热部件71被连结。在该实施例中，下凸缘部分61b和绝热部件71的凸缘部分71a被螺栓和螺母紧固。然而，这种连接方法不是限制性的，而是其它连接装置可以被用于该连接。另外，通过利用具体高绝热性质的材料形成中继管道61的下端，能够不采用绝热部件71。

在另一方面，上供给管道41具有在其下端处形成并且向外突出的连接凸缘部分41a。下供给管道42具有在其上端处形成并且向外突出的连接凸缘部分42a。通过在连接凸缘部分41a和连接凸缘部分42a相互面对和邻靠的状态中利用连接部件诸如螺栓和螺母将连接凸缘部分41a和连接凸缘部分42a连接到中继管道61的上凸缘部分61a，上供给管道41和下供给管道42的连结部受到中继管道61支撑。在该实施例中，是供给管道41、42的另一端的、下供给管道42的下端42b在是熔融金属5的注射方向的右侧方向上被弯曲。

另外，在该实施例中，为了对于每一个部分确保可密封性，分别在连接凸缘部分41a和连接凸缘部分42a之间、在连接凸缘部分42a和上凸缘部分61a之间、在下凸缘部分61b和凸缘部分71a之间并且在管状部分71b的内周边表面和注射套筒2的外周边表面之间***由石墨材料制成的垫圈81、82、83与84a和84b。

根据这个实施例的压铸设备30被以以上方式构造。通过利用电磁泵40通过供给管道41、42将熔融金属5从熔融金属保持炉50供给到注射套筒2中，并且在空腔4的内侧通过减压设备减压的状态中利用注射顶端3在右侧方向上推出熔融金属5以将熔融金属5注射到空腔4中，压铸设备30通过执行注射动作而执行铸造。

[利用压铸设备30的真空铸造过程]

接着，参考图3A-图3C描述利用压铸设备30的真空铸造过程。首先，如在图3A中所示，为了在压铸设备30中供给熔融金属，利用电磁泵40的电磁力向上泵送熔融金属5，并且通过供给管道41、42将熔融金属5从供给孔口6供给到注射套筒2中。另外，注射顶端3的处于注射方向上的一侧处的远端在该图中位于供给孔口6的左侧处，以实现供给孔口6完全打开的状态。另外，使得阀23处于关闭状态中以取消减压。

接着，如在图3B中所示，对于在压铸设备30中的减压，阀23打开，并且空腔4的减压开始。

然后，如在图3C中所示，对于在压铸设备30中的注射，利用注射顶端3的注射动作将熔融金属5注射到在其中确保了预定减压程度的空腔4中。在以上注射期间，通过打开阀23，进一步继续从空腔4抽吸空气。

以该方式，在减压设备在减压步骤期间抽吸空腔4中的空气的状态中，作为注射步骤，熔融金属5被注射到空腔4中。然后，在注射顶端3被完全地移动到注射侧之后，阀23关闭并且它将处于减压已经完成的状态中。进而，当在空腔4内的产品已经固化时，打开模具并且取出产品。

另外，在完成注射之后，注射顶端3退回到图1所示状态。此时，如果在注射套筒2中存在任何熔融金属5的残余、垃圾等，则它们被注射顶端3的后端面（在退回方向上的一侧处的端部端面）推回从而被移除，并且被从注射套筒2的开口端2a废弃。

以该方式，通过注射顶端3的退回动作，能够使得注射套筒2的内周边表面处于清洁状态中。而且，通过移除垃圾等能够抑制在下一次注射中的杂质混合并且最终改进质量。

在根据这个实施例的压铸设备30中，因为熔融金属5的供给量由电磁泵40控制，所以能够改进供给熔融金属的准确度。具体地，如与利用铸勺调节将被向上泵送的熔融金属的量的构造相比较，这个实施例能够以2%改进熔融金属供给量的出错率。

另外，在根据这个实施例的压铸设备30中，熔融金属5通过电磁泵40和供给管道41、42从熔融金属保持炉50被供给到注射套筒2中，从而在熔融金属供给时防止熔融金属5暴露于大气。因此，这个实施例能够防止熔融金属5的温度降低以及产品质量由于气体诸如溶解的氢气和在熔融金属5中产生的氧化膜而劣化。特别地，这个实施例能够减小在熔融金属保持炉50中的熔融金属5的温度和供给孔口6中的熔融金属5的温度之间的差异。另外，如与利用一般的压铸设备制造的产品相比较，这个实施例能够成若干倍地减小在铸造产品内的气体（氢气和氮气）的量。

进而，在根据这个实施例的压铸设备30中，供给管道41、42通过具有波纹管61c的中继管道61而被连结到注射套筒2，该波纹管61c是被形成为能够延伸并且能够弯曲的振动吸收部分。由此，压铸设备被构造成利用波纹管61c吸收在注射套筒2中的变形和振动。

如上所述，即便由于在使用期间的热而已经在注射套筒2上出现变形或者在注射时由这个变形产生振动，这个实施例仍然能够利用波纹管61c吸收注射套筒2中的变形和振动。即，这个实施例能够防止供给管道41、42及其连结部由于在注射时的磨损和振动而损坏。

进而，在根据这个实施例的压铸设备30中，因为供给管道41、42被直接连结到注射套筒2，所以不需要用于支撑供给管道41、42的任何单独结构。另外，因为具有波纹管61c的中继管道61具有针对在熔融金属供给时熔融金属5的热并且针对在空腔4减压时的压力的充分的强度，所以所述热和压力不会损坏压铸设备30。

即，这个实施例的压铸设备30能够利用简单的构造维持产品质量、向注射套筒2中供给熔融金属的准确度和耐久性，并且它还能够减小在注射时的磨损和振动的影响。

另外，在该实施例中，中继管道61的上端被连结到上供给管道41和下供给管道42的连结部，该连结部是供给管道41、42的中间部分，并且是供给管道41、42的下端的下供给管道42的下端42b被定位于供给孔口6中或者被定位成靠近供给孔口6。

以该方式，因为供给管道41、42的下端在注射套筒2的供给孔口6中延伸或者靠近供给孔口6延伸，所以这个实施例能够防止熔融金属5在供给到注射套筒2中时溅开。另外，因为中继管道61并不直接接触熔融金属5，所以能够针对高热的熔融金属5保护中继管道61。

另外，在该实施例中，是供给管道41、42的下端的下供给管道42的下端42b在右侧方向，即，熔融金属5的注射方向上、弯曲。由此，这个实施例能够在与注射方向（图1中的右侧）相同的方向上将熔融金属5供给到注射套筒2中，并且能够防止熔融金属5溅开。

另外，在该实施例中，中继管道61通过绝热部件71与注射套筒2连接。由此，本发明能够防止中继管道61暴露于高热的注射套筒2，并且改进中继管道61的耐久性。

另外，在该实施例中，熔融金属保持炉50在熔融金属5与大气隔离的状态中存储熔融金属5。由此，压铸设备30整体上防止熔融金属5暴露于大气并且能够防止铸造产品的质量劣化。

Claims (7)

1.一种压铸设备，包括：

模具，所述模具包括空腔；

注射套筒，所述注射套筒包括供给孔口，并且与所述空腔连通；

支撑轴；

被设置在所述支撑轴的远端处的注射顶端，所述注射顶端被构造成通过将所述支撑轴***所述注射套筒中而能在所述注射套筒内在轴向方向上滑动；

减压设备，所述减压设备与所述空腔连通；

熔融金属保持炉，所述熔融金属保持炉包括空间以用于存储熔融金属；

泵，所述泵从所述熔融金属保持炉向上泵送所述熔融金属；

中继管道，所述中继管道包括振动吸收部分；和

供给管道，所述供给管道具有连接到所述泵的第一端以及与所述供给孔口连通的第二端，所述供给管道通过所述中继管道与所述注射套筒连结，

其中，所述泵将所述熔融金属从所述熔融金属保持炉通过所述供给管道供给到所述注射套筒中，并且

供给的熔融金属被所述注射顶端从所述注射套筒推出，使得所述熔融金属被注射到由所述减压设备减压的所述空腔中。

2.根据权利要求1所述的压铸设备，其中，所述中继管道包括与所述供给管道的中间部分连结的第一端，并且

所述供给管道的所述第二端被定位于所述供给孔口中或者被定位成靠近所述供给孔口。

3.根据权利要求2所述的压铸设备，其中，所述供给管道的所述第二端在所述熔融金属的注射方向上弯曲。

4.根据权利要求1到3中的任一项所述的压铸设备，进一步包括绝热部件，其中，所述中继管道通过所述绝热部件与所述注射套筒连接。

5.根据权利要求1到4中的任一项所述的压铸设备，其中，所述中继管道包括与所述绝热部件的第一端连结的第二端，并且

所述绝热部件包括与所述注射套筒连结的第二端。

6.根据权利要求1到5中的任一项所述的压铸设备，其中，所述熔融金属保持炉被构造成在所述熔融金属与大气隔离的状态中存储所述熔融金属。

7.根据权利要求1到6中的任一项所述的压铸设备，进一步包括：

连接所述空腔和所述减压设备的通道；和

打开和关闭所述通道的阀，所述阀被设置在所述通道中；

其中，在所述阀关闭的状态中，所述泵从所述熔融金属保持炉向上泵送所述熔融金属，并且

在所述阀打开并且所述空腔被所述减压设备减压的状态中，供给的熔融金属被所述注射顶端推入所述空腔中。

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