CN117983788A - 模具构造及模具构造的制造方法 - Google Patents

Abstract

在压铸铸造用的模具构造中，抑制由对熔液进行加压的挤压销或其周边部分的热膨胀导致的挤压销的动作不良。压铸铸造用的模具构造具备：壁部，其形成有与型腔连通的通孔；轴状的加压销，其以能够沿着所述通孔的内壁滑动的方式配置于所述通孔内，对所述型腔内的熔液进行加压；以及冷却部，其设置于所述壁部，对所述加压销进行冷却。

Description

模具构造及模具构造的制造方法

技术领域

本公开涉及模具构造及模具构造的制造方法。

背景技术

在压铸铸造中，已知有一种对于模具的型腔内的熔液，利用***到与型腔连通的通孔中的挤压销局部地进行加压的技术(例如专利文献1)。通过该技术，能够抑制铸件气孔。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平5-23821号公报

发明内容

发明要解决的课题

在专利文献1的技术中，存在由于来自型腔的传热而使挤压销热膨胀的情况、使模具以通孔变窄的方式热膨胀的情况。由于这样的热膨胀，挤压销的动作可能受到阻碍。

用于解决课题的技术方案

本公开可以作为以下的方式来实现。

(1)根据本公开的第一方式，提供一种压铸铸造用的模具构造。该模具构造具备：壁部，其形成有与型腔连通的通孔；轴状的加压销，其以能够沿着所述通孔的内壁面滑动的方式配置，对所述型腔内的熔液进行加压；以及冷却部，其设置于所述壁部，对所述加压销进行冷却。

若是这样的方式，则由于能够通过设置于壁部的冷却部对加压销进行冷却，所以能够抑制由于加压销、壁部的热膨胀而使加压销的滑动受到阻碍的情况。

(2)在上述方式中，也可以是，所述冷却部在所述壁部内具有供对所述加压销进行冷却的冷却介质流动的冷却流路。若是这样的方式，则能够通过使冷却介质在壁部内的冷却流路中流动来简易地对加压销进行冷却。

(3)在上述方式中，也可以是，所述冷却流路包括：第一部分流路，其沿着与所述通孔延伸的贯穿方向交叉的方向延伸，具有第一端部和第二端部，从所述第一端部到所述加压销的距离比从所述第二端部到所述加压销的距离短；和第二部分流路，其连接于所述第二端部，沿着所述贯穿方向延伸。若是这样的方式，则能够在抑制冷却流路中的与贯穿方向交叉延伸的部分的流路长度变长的同时，将冷却流路配置于加压销附近。

(4)在上述方式中，也可以是，所述冷却部的至少一部分配置成包围所述加压销的周围。若是这样的方式，则能够通过冷却部更有效地对加压销进行冷却。

(5)根据本公开的第二方式，提供一种压铸铸造用的模具构造的制造方法。该模具构造的制造方法具备：第一工序，其中，形成具有通孔和冷却流路的壁部，该通孔配置有对型腔内的熔液进行加压的轴状的加压销，该冷却流路供对所述加压销进行冷却的冷却介质流动；和第二工序，其中，将所述加压销以能够沿着所述通孔的内壁面滑动的方式***所述通孔内。在所述第一工序中，通过层叠造型来形成所述壁部中的对所述冷却流路进行区划的部分，从而形成所述冷却流路。

本公开除了作为上述模具构造、模具构造的制造方法的方式以外，还可以例如通过具有模具构造的压铸装置等各种方式来实现。

附图说明

图1是示出压铸装置的概略结构的图。

图2是示出第一实施方式中的加压机构的概略结构的图。

图3是示出模具构造的制造方法的流程图。

图4是示出第二实施方式中的加压机构的概略结构的图。

具体实施方式

A.第一实施方式：

图1是示出本实施方式中的压铸装置100的概略结构的图。压铸装置100具备模具构造20、注射部110、控制部150。压铸装置100在基于控制部150的控制下，从注射部110向模具构造20内的型腔Cv注射熔液，从而在型腔Cv内铸造压铸产品。

控制部150控制压铸装置100的各部分。本实施方式中的控制部150构成为具备CPU及存储器的计算机，通过执行用于控制压铸装置100的各部分的程序，来铸造压铸产品。此外，控制部150也可以例如由可编程逻辑控制器(PLC)构成。

注射部110具有注射柱塞111和注射缸112。注射缸112经由具有浇口的熔液流路114而与型腔Cv连通。从外部经由形成于注射缸112的供给口113向注射缸112内供给熔液。注射柱塞111能够滑动地配置于注射缸112内。注射柱塞111在基于控制部150的控制下，例如通过由马达构成的驱动部(未图示)来驱动，在注射缸112内向接近型腔Cv的方向前进，从而将注射缸112内的熔液向型腔Cv注射。

模具构造20构成为压铸铸造用的模具构造，具有主体部30和加压机构50。主体部30具有定模31和动模40。型腔Cv通过定模31和动模40进行区划。在定模31、动模40适当配置用于将压铸产品从型腔Cv取下的推出销(未图示)。动模40通过肘节式或直压式等合模装置(未图示)的动作而相对于定模31移动。由此，进行定模31及动模40的开模、闭模、合模。合模装置的动作由控制部150来控制。以下，合模中的动模40的移动方向也称为合模方向。

本实施方式中的定模31构成为嵌套式的模具，具有主模32和装配于主模32的嵌套模33。在本实施方式中，嵌套模33具有进一步的嵌套构造，具有第一嵌套件34和装配于第一嵌套件34的第二嵌套件35。本实施方式中的第二嵌套件35对型腔Cv进行区划，且形成后述的第一壁部55及第二壁部56。此外，在其他实施方式中，例如嵌套模33也可以不具有嵌套构造。另外，定模31也可以不构成为嵌套式的模具。同样，动模40既可以构成为嵌套式的模具，也可以不构成为嵌套式的模具。

图2是示出本实施方式中的加压机构50的概略结构的图。图2示出了嵌套模33中的、加压机构50附近的情形。如图1及图2所示，在本实施方式中，加压机构50组装在定模31中。如图2所示，加压机构50具有第一壁部55、具备加压销61及缸65的加压部60、以及冷却部80。本实施方式中的加压机构50还具有第二壁部56。此外，在其他实施方式中，加压机构50也可以例如组装在动模40中。

第一壁部55指的是模具构造20中的、形成有与型腔Cv连通的通孔57的部分。如上述那样，本实施方式中的第一壁部55由第二嵌套件35形成。在通孔57内，如后述那样配置有轴状的加压销61。另外，在第一壁部55，如后述那样设置有冷却部80。在其他实施方式中，第一壁部55只要具有通孔57，则也可以由构成定模31或动模40的任意部分形成，例如，可以由定模31或动模40中的不对型腔Cv进行区划的部分形成。在该情况下，在第一壁部55与型腔Cv之间，配置模具构造20中的、对型腔Cv进行区划的部分。以下，通孔57延伸的方向也称为贯穿方向d1。贯穿方向d1包括其一侧的方向和其相反侧的方向双方。本实施方式中的贯穿方向d1是沿着上述合模方向的方向。另外，以下，第一壁部55也简称为壁部。

第二壁部56构成为对形成于第二嵌套件35的配置室69进行区划的壁。配置室69在第二嵌套件35中，从型腔Cv夹着第一壁部55地配置于相反侧。配置室69经由通孔57而与型腔Cv连通。

本实施方式中的通孔57通过离型腔Cv较近的第一孔部58和离型腔Cv较远的第二孔部59在贯穿方向d1上相连而形成。第一孔部58及第二孔部59分别具有在沿着贯穿方向d1观察时为大致圆形的开口形状。第一孔部58的开口径比第二孔部59的开口径小。

加压销61具有轴状，以其轴AX沿着贯穿方向d1、且能够沿着通孔57的内壁面滑动的方式配置于通孔57内。加压销61也被称为挤压销。更详细地说，本实施方式中的加压销61具有：第一部分P1，其具有加压销61中的离型腔Cv较近的一端部62；和第二部分P2，其具有加压销61中的离型腔Cv较远的另一端部63。第二部分P2具有比第一部分P1大的截面径，配置于第二孔部59内。第一部分P1配置于沿着贯穿方向d1配置在第一孔部58内的大致圆筒形的衬套(未图示)内。该衬套也被称为挤压衬套。挤压衬套的内侧面与第一部分P1的外侧面之间的间隙例如设定为小到型腔Cv内的熔液不会经由该间隙流入配置室69内的程度。加压销61配置成通过沿着贯穿方向d1的滑动而以接近型腔Cv的方式前进，从而能够使一端部62向型腔Cv内突出。加压销61通过像这样以使一端部62向型腔Cv内突出的方式前进，对型腔Cv内的熔液局部地进行加压。像这样通过加压销61对型腔Cv内的熔液局部地进行加压也称为局部加压。

在本实施方式中的配置室69内配置有缸65的一部分。缸65构成为液压缸，在基于控制部150的控制下使缸65内的液压变化，从而使与缸65相连接的加压销61沿着贯穿方向d1移动。由此，加压销61在通孔57内沿着贯穿方向d1滑动。在本实施方式中，缸65具有比加压销61大的外径的圆筒状，连接于加压销61的离型腔Cv较远的端部即另一端部63。此外，在其他实施方式中，缸65也可以构成为例如通过空气驱动的气缸、通过马达驱动的电动缸。

冷却部80设置于第一壁部55，对加压销61进行冷却。在本实施方式中，冷却部80在第一壁部55内具有供对加压销61进行冷却的冷却介质流动的第一冷媒流路71。冷却部80利用在第一冷媒流路71内流动的冷却介质与加压销61之间的热交换来从加压销61夺取热量，从而对加压销61进行冷却。本实施方式中的第一冷媒流路71构成为设置于第二嵌套件35的流路88的一部分。流路88具有第一冷媒流路71和配置于第二壁部56内的第二冷媒流路89。第二冷媒流路89连接于第一冷媒流路71。在本实施方式中，作为冷却介质使用冷却水。第一冷媒流路71连接有向第一冷媒流路71供给冷却介质的供给部79。供给部79例如构成为在基于控制部150的控制下对冷却水进行冷却并且使冷却水在第一冷媒流路71内循环的冷却器。在本实施方式中，供给部79经由第二冷媒流路89而与第一冷媒流路71连接。此外，在其他实施方式中，冷却介质例如也可以是油，还可以是空气、氮气等气体。以下，第一冷媒流路71也称为冷却流路。

在本实施方式中，第一冷媒流路71在第一壁部55内，包括第一部分流路72和第二部分流路73。第一部分流路72沿着与贯穿方向d1交叉的方向延伸。第一部分流路72具有第一端部76和第二端部77。从第一端部76到加压销61的距离比从第二端部77到加压销61的距离短。本实施方式中的第一部分流路72沿着与贯穿方向d1正交的正交方向d2延伸。正交方向d2包括其一侧的方向和其相反侧的方向双方。也就是说，在本实施方式中，第一部分流路72沿着正交方向d2，从第一端部76朝向第二端部77，以远离加压销61的方式延伸。第二部分流路73连接于第二端部77，沿着贯穿方向d1延伸。

更详细地说，在本实施方式中，第一冷媒流路71包括一对第一部分流路72和一对第二部分流路73。各第一部分流路72的第一端部76配置于缸65与型腔Cv之间。沿着贯穿方向d1观察时，各第二端部77配置于比缸65更靠外侧。各第二部分流路73从各第二端部77起，沿着贯穿方向d1，向远离型腔Cv的方向延伸。在各第二部分流路73连接有第二冷媒流路89。本实施方式中的第二冷媒流路89在比缸65的侧面更靠外侧，沿着贯穿方向d1，延伸至第二嵌套件35的离型腔Cv较远侧的面PL。也就是说，在本实施方式中，流路88也可以说是以避开缸65的方式从面PL沿着贯穿方向d1朝向型腔Cv延伸后，在第二端部77处弯折，延伸至缸65与型腔Cv之间的位置。在各第二冷媒流路89的面PL侧的端部连接有供给部79。此外，例如，在流路88内也可以配置用于控制冷却介质在流路88内的流动的挡板。另外，例如，如上述那样，在其他实施方式中，在第一壁部55由不对型腔Cv进行区划的部分形成的情况下，第一部分流路72也可以配置成在第一壁部55内沿着贯穿方向d1朝向型腔Cv侧延伸。

图3是示出本实施方式中的模具构造20的制造方法的流程图。如图3所示，模具构造20的制造方法具有第一工序和第二工序。第一工序指的是形成具有通孔57和第一冷媒流路71的第一壁部55的工序。第二工序指的是将加压销61以能够沿着通孔57的内壁面滑动的方式***通孔57内的工序。在第一工序中，通过层叠造型形成第一壁部55中的对第一冷媒流路71进行区划的部分，从而形成第一冷媒流路71。像这样通过层叠造型形成第一冷媒流路71的工序也称为层叠造型工序。

在本实施方式中的第一工序中，首先，在步骤S110中，执行上述的层叠造型工序。在本实施方式中的层叠造型工序中，通过形成相当于第二嵌套件35中的对流路88进行区划的部分的造型物，从而形成配置于第二嵌套件35内的流路88。以下，在步骤S110中通过层叠造型形成的造型物也称为第一工件。本实施方式中的第一工件是被加工成第二嵌套件35之前的工件，具有包含第一冷媒流路71的流路88，不具有通孔57和配置室69。也就是说，本实施方式中的第一工件是对应于第一壁部55和第二壁部56的造型物。

在本实施方式中，作为层叠造型的方式，使用粉床方式。更详细地说，在步骤S110中，首先，通过将金属粉体铺成层状，形成金属粉体的层。接着，对于金属粉体的层中的、对应于第一壁部55、第二壁部56的实心部分的部分照射激光或电子束等光线，对于对应于第一壁部55、第二壁部56的流路88的部分不照射光线。由此，对应于实心部分的部分烧结而固化，且对应于流路88的部分不烧结而以粉状残留。然后，反复进行这样的金属粉体的层的形成和光线的照射。之后，通过将以粉状残留的部分去除，能够形成具有流路88的第一工件。在其他实施方式中，作为层叠造型的方式，也可以使用例如指向性能量堆积法、热溶解层叠方式、粘合剂喷射方式。

接着，在步骤S120中，在第一工件形成通孔57和配置室69。通孔57、配置室69例如既可以使用钻头、研磨机等切削工具来形成，也可以通过激光来形成，还可以通过放电来形成。另外，例如也可以在形成了通孔57、配置室69之后，进行通孔57、配置室69的内表面的磨削。

在其他实施方式中，例如也可以是仅流路88中的第一冷媒流路71通过层叠造型来形成。在该情况下，在层叠造型工序中，作为第一工件，形成仅具有流路88中的第一冷媒流路71的造型物。也就是说，第一工件也可以是仅对应于第一壁部55的造型物。在该情况下，例如也可以在加工成第二壁部56的金属材料之上通过层叠造型形成具有第一冷媒流路71的第一工件之后，通过切削工具或激光或放电对该金属材料进行加工而形成第二冷媒流路89。另外，在其他实施方式中，通孔57、配置室69的一部分或全部也可以通过层叠造型来形成，例如也可以在步骤S110中，以在第一壁部55形成通孔57和第一冷媒流路71、且在第二壁部56形成配置室69的方式，通过层叠造型形成第一壁部55及第二壁部56。在该情况下，步骤S120可以省略。

在步骤S130中，执行第二工序。在本实施方式中的第二工序中，首先，将上述的挤压衬套固定于第一孔部58内。之后，将连接有加压销61的状态的缸65配置于配置室69，并且将加压销61以能够沿着通孔57的内壁面滑动的方式***通孔57内。更详细地说，在步骤S130中，加压销61以第二部分P2配置于第二孔部59内、且第一部分P1配置于挤压衬套内的方式***通孔57内。在其他实施方式中，缸65向加压销61的连接例如也可以在加压销61***到通孔57之后进行。另外，在步骤S130之后或者先于步骤S130、步骤S120，供给部79经由第二冷媒流路89连接于第一冷媒流路71。另外，本实施方式中的主模32、第一嵌套件34、动模40通过任意方法准备即可。

以上说明的本实施方式中的模具构造20具备设置于第一壁部55的、对加压销61进行冷却的冷却部80。因而，由于能够通过设置于第一壁部55的冷却部80对加压销61进行冷却，所以与例如未在第一壁部55设置冷却部80的方式相比，能够抑制由于加压销61、第一壁部55的热膨胀而使加压销61的滑动受到阻碍的情况。

另外，在本实施方式中，冷却部80在第一壁部55内具有供冷却介质流动的第一冷媒流路71。因而，能够通过使冷却介质在第一壁部55内的第一冷媒流路71中流动来简易地对加压销61、第一壁部55进行冷却。

另外，在本实施方式中，第一冷媒流路71包括沿着与贯穿方向d1交叉的方向延伸的第一部分流路72、和连接于第一部分流路72的第二端部77并沿着贯穿方向d1延伸的第二部分流路73。由此，例如，与仅通过与贯穿方向d1交叉地以远离加压销61的方式延伸的流路构成第一冷媒流路71的情况相比，能够抑制第一冷媒流路71中在第一壁部55内与贯穿方向d1交叉延伸的部分的流路长度变长。因而，能够抑制通常沿着贯穿方向d1配置的推出销或注射缸112与第一冷媒流路71发生干扰的情况。另外，与仅通过第二部分流路73构成第一冷媒流路71的情况相比，能够将第一冷媒流路71配置于加压销61附近。

另外，在本实施方式中，通过层叠造型来形成第一冷媒流路71。因而，能够在第一壁部55内简易地形成第一冷媒流路71。尤其是，即便是像本实施方式这样第一冷媒流路71在中途弯折的情况，也能够简易地形成第一冷媒流路71。另外，在其他实施方式中，例如即便将弯折2次以上的第一冷媒流路71或具有曲线状的第一冷媒流路71等具有更加复杂的形状的第一冷媒流路71配置于第一壁部55内的情况下，也能够简易地形成第一冷媒流路71。

B.第二实施方式：

图4是示出第二实施方式中的加压机构50b的概略结构的图。图4与图2同样，示出了嵌套模33b中的、加压机构50b附近的情形。在第二实施方式中，不同于第一实施方式，冷却部80b的至少一部分配置成包围加压销61的周围。关于第二实施方式中的模具构造20b、压铸装置100的结构中的、不特别进行说明的部分，与第一实施方式是同样的。

在本实施方式中，第一壁部55b也由第二嵌套件35b形成。形成于第一壁部55b内的第一冷媒流路71b具有第三部分流路75。在本实施方式中，第三部分流路75形成为在沿着贯穿方向d1观察时整体为大致圆形，以包围加压销61的周围的方式将第一部分流路72的第一端部76彼此连接。由此，冷却部80b的至少一部分配置成包围加压销61的周围。另外，在本实施方式中，相对于2个第二冷媒流路89连接有1个供给部79。由此，在本实施方式中的流路88b中，一方的第二冷媒流路89作为向第一冷媒流路71导入冷却介质的导入部发挥功能，另一方的第二冷媒流路89作为从第一冷媒流路71回收冷却介质的回收部发挥功能。

此外，在其他实施方式中，第三部分流路75例如也可以形成为在沿着贯穿方向d1观察时整体为大致多边形。另外，在提及“冷却部80b的至少一部分配置成包围加压销61的周围”的情况下，只要冷却部80b的至少一部分整体配置成包围加压销61的周围即可，可以不完全包围加压销61的周围。例如，也可以是多个大致圆弧状的第三部分流路75或多个直线状的第三部分流路75配置成包围加压销61的周围。

根据以上说明的第二实施方式中的模具构造20b，冷却部80b配置成包围加压销61的周围。因而，能够通过冷却部80b更有效地对加压销61进行冷却。

另外，通过与第一实施方式同样地使用层叠造型来制造本实施方式中的模具构造20b，能够容易地形成构成冷却部80中的、配置成包围加压销61的周围的部分的流路。更详细地说，通过使用层叠造型，与例如使用放电的情况相比，能够更容易地形成配置成包围加压销61的周围的流路的弯折部分或曲线部分。

C.其他实施方式：

(C1)在上述实施方式中，第一冷媒流路71具有第一部分流路72和第二部分流路73，但也可以不具有第一部分流路72或第二部分流路73。例如，第一冷媒流路71也可以仅具有沿着与贯穿方向d1交叉的方向延伸的流路。在该方式中，例如，在与上述实施方式同样地将第一冷媒流路71配置于第二嵌套件35的情况下，只要将与第一冷媒流路71连通的流路适当地配置于第一嵌套件34或主模32，便能够从外部向第一冷媒流路71供给冷却介质。

(C2)在上述实施方式中，冷却部80由第一冷媒流路71构成，但也可以不由第一冷媒流路71构成。例如，冷却部80也可以由珀尔帖元件构成。在该情况下，以珀尔帖元件的离加压销61较近侧的面吸热、且珀尔帖元件的离加压销61较远侧的面散热的方式配置珀尔帖元件，并且控制向珀尔帖元件供给的电流即可。珀尔帖元件例如既可以配置于第一壁部55的壁面，也可以配置于第一壁部55内。另外，为了促进从珀尔帖元件的散热，也可以在第一壁部55的内部或外部配置由热管或热沉构成的散热部。例如，在将珀尔帖元件配置于第一壁部55内的情况下，可以通过层叠造型、切削、放电等在第一壁部55内形成了用于配置珀尔帖元件、配线部、散热部等的空间之后，在该空间内配置珀尔帖元件、配线部、散热部等。另外，例如，也可以通过将珀尔帖元件配置成包围加压销61的周围，来实现配置成包围加压销61的周围的冷却部80。

(C3)在上述实施方式中，在模具构造20的制造工序中，执行第一工序，但也可以不执行第一工序。例如，可以代替第一工序而执行使用切削工具或激光或放电等在用于形成第一壁部55的金属材料形成通孔57或第一冷媒流路71的工序。也就是说，第一冷媒流路71也可以通过不同于层叠造型的方法来形成。

本公开不限于上述实施方式，可以在不脱离其主旨的范围内以各种构成来实现。例如，关于与记载于发明内容一栏的各方式中的技术特征对应的实施方式中的技术特征，可以为了解决上述课题的一部分或全部、或者为了实现上述效果的一部分或全部而适当进行替换、组合。另外，只要该技术特征在本说明书中没有作为必要技术特征来进行说明，就可以适当删除。

附图标记说明

20、20b…模具构造，30…主体部，31…定模，32…主模，33、33b…嵌套模，34…第一嵌套件，35、35b…第二嵌套件，40…动模，50、50b…加压机构，55、55b…第一壁部，56…第二壁部，57…通孔，58…第一孔部，59…第二孔部，60…加压部，61…加压销，62…一端部，63…另一端部，65…缸，69…配置室，71、71b…第一冷媒流路，72…第一部分流路，73…第二部分流路，75…第三部分流路，76…第一端部，77…第二端部，79…供给部，80、80b…冷却部，88、88b…流路，89…第二冷媒流路，100…压铸装置，110…注射部，111…注射柱塞，112…注射缸，113…供给口，114…熔液流路，150…控制部。

Claims (5)

1.一种模具构造，其是压铸铸造用的模具构造，具备：

壁部，其形成有与型腔连通的通孔；

轴状的加压销，其以能够沿着所述通孔的内壁面滑动的方式配置，对所述型腔内的熔液进行加压；以及

冷却部，其设置于所述壁部，对所述加压销进行冷却。

2.根据权利要求1所述的模具构造，其中，

所述冷却部在所述壁部内具有供对所述加压销进行冷却的冷却介质流动的冷却流路。

3.根据权利要求2所述的模具构造，其中，

所述冷却流路包括：

第一部分流路，其沿着与所述通孔延伸的贯穿方向交叉的方向延伸，具有第一端部和第二端部，从所述第一端部到所述加压销的距离比从所述第二端部到所述加压销的距离短；和

第二部分流路，其连接于所述第二端部，沿着所述贯穿方向延伸。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的模具构造，其中，

所述冷却部的至少一部分配置成包围所述加压销的周围。

5.一种模具构造的制造方法，其是压铸铸造用的模具构造的制造方法，具备：

第一工序，其中，形成具有通孔和冷却流路的壁部，该通孔配置有对型腔内的熔液进行加压的轴状的加压销，该冷却流路供对所述加压销进行冷却的冷却介质流动；和

第二工序，其中，将所述加压销以能够沿着所述通孔的内壁面滑动的方式***所述通孔内，

在所述第一工序中，通过层叠造型来形成所述壁部中的对所述冷却流路进行区划的部分，从而形成所述冷却流路。