CN219561355U - 一种高效率双阶双注射的轻合金混合成型装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种高效率双阶双注射的轻合金混合成型装置，包括混料组件、两个注射组件和成型腔，所述混料组件用于将不同的材料进行熔融、混合形成合金混合流体，两个所述注射组件分别设于混料组件的两侧且关于混料组件对称设置，所述混料组件的末端设有两个出口，两个出口分别与两个注射组件相连接，两个所述注射组件将合金混合流体分别从成型腔的两端注射进成型腔中形成合金制品，所述混料组件、注射组件以及混料组件与注射组件之间的通道的外侧均设有加热器。本实用新型提供一种可以适用于成型大面积的薄壁产品的一种高效率双阶双注射的轻合金混合成型装置。

Description

一种高效率双阶双注射的轻合金混合成型装置

技术领域

本实用新型涉及材料合成领域，具体讲是一种高效率双阶双注射的轻合金混合成型装置。

背景技术

轻合金，又叫轻型合金，主要指钛合金、镁合金和铝合金，其中，镁合金密度低，比强度大，散热性和热稳定性都要比铝合金好，是一种极具发展前景的新型轻合金材料，目前被广泛应用在航空航天、3C电子、汽车制造等领域中。

在轻合金的合成过程中，需要先将多种轻金属通过混料组件进行熔融、混合，而后再通过注射组件将混合好的合金混合流体注射进成型腔中完成合金混合流体的降温定型，其中合金混合流体不仅仅是液体，在混合过程中还可能增加一些改性材料，以保证轻合金符合使用要求。

同时，因为轻合金的熔点比较高，在合金混合流体的流动过程中，会发生快速导热造成降温，在成型一些大面积的薄壁产品时，使合金混合流体容易出现未抵达成型位置就发生定型的情况，从而造成产品的低质量。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种可以适用于成型大面积的薄壁产品的一种高效率双阶双注射的轻合金混合成型装置。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案为：一种高效率双阶双注射的轻合金混合成型装置，包括混料组件、两个注射组件和成型腔，所述混料组件用于将不同的材料进行熔融、混合形成合金混合流体，两个所述注射组件分别设于混料组件的两侧且关于混料组件对称设置，所述混料组件的末端设有两个出口，两个出口分别与两个注射组件相连接，两个所述注射组件将合金混合流体分别从成型腔的两端注射进成型腔中形成合金制品，所述混料组件、注射组件以及混料组件与注射组件之间的通道的外侧均设有加热器。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：采用两个注射组件分别从成型腔的两端注射进成型腔的设计，可以减少合金混合液体在大面积、薄壁产品的成型腔内的流动距离，减少流程比，缩短了填充成型腔的时间，避免成型腔中的合金混合流体注射量不足，或者提前冷却定型的情况，保证大面积的薄壁产品的成型质量。同时该结构相较于采用两个混料组件、两个注射组件的结构进行注射成型，减少了一个混料组件的设计，大幅度降低了制造成本，并且避免了两个注射组件中材料比例不一致的情况，通过加热器的设计，可以使材料在混料组件中快速熔融以保证混合的均匀性，同时通过加热器的设计，可以保证熔融后的材料在通道以及注射组件中的流动的顺畅性，并且便于控制熔融状态下的材料的球状晶组织。

作为本实用新型的一种改进，所述注射组件包括一根设有螺旋推进槽的注射活塞，所述出口与螺旋推进槽相连，所述注射活塞同时以转动和沿轴向移动的方式将合金混合流体向成型腔方向注射，通过所述改进，利用螺旋推进槽的结构设计，当合金混合流体流入注射组件中时，随着螺旋推进槽的转动，合金混合流体会沿着螺旋推进槽向前移动，避免了第一时间进入到注射组件中的合金混合流体被覆盖的情况，从而可以保证合金混合流体先进先出的注射效果，避免了第一时间进入到注射组件中的合金混合流体形成积料现象，同时保证了合金混合流体受热的均匀性，保证合金混合流体成型时的质量；并且通过螺旋推进槽的设计，可以在注射活塞转动推进过程中，促进合金混合流体向前流动，以避免合金混合流体向混料组件方向逆流，同时在注射组件承接合金混合流体时，通过螺旋推进槽的转动，可以使合金混合流体向成型腔方向推进，避免了合金混合流体的滞留，不会形容堵塞，从而可以减少混料组件与注射组件之间单向阀的设计，降低了单向阀所需的生产成本；而且也因为螺旋推进槽的设计，可以使注射活塞对合金混合流体注射到更靠近成型腔的位置，使得合金混合流体注射得更佳充分，减少了注射组件中的余料，有利于合金混合流体的合理利用以及后期的清料。

作为本实用新型的一种改进，所述注射组件还包括用于承接合金混合流体的注射通道，所述注射活塞沿着注射通道的轴向移动，所述注射活塞包括活塞部，所述活塞部与注射通道之间移动密封配合，所述活塞部设于螺旋推进槽远离成型腔的一端，通过所述改进，活塞部与注射通道之间的移动密封配合，可以保证合金混合流体注射的充分性，避免合金混合流体从活塞部与注射通道之间渗透、溢料的情况，避免活塞部远离螺旋推进槽的一侧渗透有合金混合流体，但设备在长期使用过程中，并且活塞部与注射通道是进行移动配合的，难免会破坏活塞部与注射通道之间的配合紧密性，造成渗透、溢料的情况，而螺旋推进槽的结构设计减少了注射时合金混合流体的压力，也可以降低向活塞部的渗透压力，降低了活塞部与注射通道之间配合紧密度的要求，减少渗透和溢料的可能性，提高了设备的使用安全性。

作为本实用新型的还有一种改进，所述注射通道与成型腔的连接处设有缩径孔，所述缩径孔成锥形，所述缩径孔的直径从注射活塞向成型腔方向减少，所述缩径孔与成型腔之间还设有缓冲通孔，通过所述改进，在合金混合流体混合注射过程中，会形成气泡，故而需要通过缩小孔径，排出合金混合流体内的气泡，以保证合金的成型质量，缓冲通孔的设计可以稳定合金混合液体的注射流动，保证合金成型的均匀性。

作为本实用新型的还有一种改进，所述注射活塞上还设有注射头，所述注射头与螺旋推进槽之间设有连接杆，所述连接杆上移动套接有止逆环，所述连接杆的外径与止逆环的内径相契合，所述连接杆的周向上设有多个用于过料的过料槽，通过所述改进，通过止逆环的设计可以防止合金混合流体逆流，当向成型腔里注射合金混合流体时，止逆环向成型腔方向移动，合金混合流体依次穿进止逆环与螺旋推进槽之间的间隔和过料槽进行注射，当注射组件从混料组件承接合金混合流体时，注射活塞后退，合金混合流体会因为后退的真空低压导致合金混合流体回流，此时止逆环向螺旋推进槽方向移动并相抵，防止合金混合流体回流，而连接杆的外径与止逆环的内径相契合，可以保证连接杆与止逆环的同轴性，并且保证止逆环在移动过程中，不会摆动偏移，使注射与承料过程更稳定。

作为本实用新型的还有一种改进，所述注射头上设有沿着轴向设计的导向槽，所述止逆环上设有与导向槽相配合的导向块，所述止逆环上还设有与导向块同向设置的抵块，抵块与注射头相抵使注射头与止逆环之间形成过料口，通过所述改进，导向槽与导向块的配合设计，可以保证止逆环与注射头之间的相对移动沿着轴向方向移动，而不会发生相对转动，保证注射头与止逆环转动的同步性，而过料口的设计，可以保证注射时合金混合流体的注射，避免堵在注射头与止逆环之间。

作为本实用新型的还有一种改进，所述注射头上还设有多个过料孔，通过所述改进，保证合金混合流体的注射率，减少料滞留。

作为本实用新型的还有一种改进，所述止逆环的外侧设有密封环，所述密封环上设有调节间隙，所述止逆环上设有用于安装密封环安装槽，所述安装槽内设有控制孔，通过所述改进，可以通过注射时的高压，利用控制孔的压力传递性，使密封环进行扩张，从而达到密封环与注射通道之间的紧密配合，保证注射时密封环与注射通道之是的密封性，避免合金混合流体从止逆环与注射通道之间的间隙逆流，而在承接合金混合流体时，压力减少，密封环收缩，密封环与注射通道之间形成间隙，不会造成止逆环与注射通道之是发生转动摩擦和移动摩擦。

作为本实用新型的还有一种改进，所述控制孔包括第一控制孔与第二控制孔，所述第一控制孔设于止逆环靠近注射头的一端，所述第二控制孔设于止逆环远离注射头一端，所述第一控制孔呈由内向外，由注射头向螺旋推进槽方向倾斜设置，所述第二控制沿着连接杆的径向设置，通过所述改进，第一控制孔的设计，可以使形成的对密封环的压力更稳定，不会有冲击性的压力，从而避免造成密封环的瞬间抵抗性，保证密封环密封的稳定性，而第二控制孔受到的冲击性小，只需要保证密封环的密封效果即可，故而采用径向设计，减少压力行程，快速达到密封的效果。

作为本实用新型的一种改进，所述混料组件包括混料漏斗和混料螺杆，所述混料漏斗用于承接多种熔融后的金属流体，所述混料漏斗的出口设于混料螺杆的一端，混料螺杆通过转动对多种金属流体进行充分混合以及使合金混合流体向混料螺杆的另一端移动，通过所述改进，通过混料螺杆对多种金属流体进行混合，并且在混合过程中，使金属流体沿着混料螺杆的方向进行移动，使金属流体混合更均匀，更充分。

附图说明

图1是本实用新型整体结构示意图。

图2是本实用新型入料口与螺旋推进槽连接结构剖视放大示意图。

图3是本实用新型注射头与止逆环连接结构示意图。

图4是本实用新型连接杆与止逆环连接截面结构示意图。

图5是本实用新型注射头与连接杆结构示意图。

图6是本实用新型止逆环结构示意图。

图7是本实用新型注射头与止逆环连接结构剖视示意图。

图中所示：1、混料组件，1.1、混料漏斗，1.2、混料螺杆，1.3、出口，2、注射组件，2.1、注射活塞，2.1.1、螺旋推进槽，2.1.2、活塞部，2.1.3、注射头，2.1.4、连接杆，2.1.5、过料槽，2.1.6、导向槽，2.1.7、过料孔，2.2、注射通道，2.2.1、缩径孔，3、成型腔，4、缓冲通孔，5、止逆环，5.1、导向块，5.2、抵块，5.3、过料口，5.4、密封环，5.4.1、调节间隙，5.5、安装槽，5.6、第一控制孔，5.7、第二控制孔，6、加热器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例作进一步描述。

如图1所示，一种高效率双阶双注射的轻合金混合成型装置，包括混料组件1、两个注射组件2和成型腔3，所述混料组件1用于将不同的材料进行熔融、混合形成合金混合流体，两个所述注射组件2分别设于混料组件1的两侧且关于混料组件1对称设置，所述混料组件1的末端设有两个出口1.3，两个出口1.3分别与两个注射组件2相连接，两个所述注射组件2将合金混合流体分别从成型腔3的两端注射进成型腔3中形成合金制品。

所述注射组件2包括一根设有螺旋推进槽2.1.1的注射活塞2.1，所述出口1.3与螺旋推进槽2.1.1相连，所述注射活塞2.1同时以转动和沿轴向移动的方式将合金混合流体向成型腔3方向注射，在注射组件2远离成型腔3的一端设有用于驱动注射活塞2.1进行轴向移动的液压缸和用于驱动注射活塞2.1转动的电机。

如图1-2所示，所述注射组件2还包括用于承接合金混合流体的注射通道2.2，所述注射活塞2.1沿着注射通道2.2的轴向移动，所述注射活塞2.1包括活塞部2.1.2，所述活塞部2.1.2与注射通道2.2之间移动密封配合，所述活塞部2.1.2设于螺旋推进槽2.1.1远离成型腔3的一端，所述螺旋推进槽2.1.1的槽壁与注射通道2.2呈间隙配合，间隙配合指的是螺旋推进槽2.1.1与注射通道2.2之间保持有螺旋推进槽2.1.1的转动空间，但间隙很小，合金混合流体从间隙处渗透的流动量小，可以使螺旋推进槽2.1.1在推进合金混合流体时，在不造成螺旋推进槽2.1.1与注射通道2.2磨损的情况下，推进更充分。

所述混料组件1的出口垂直于注射通道2.2设置，且混料组件1的出口始终设于活塞部2.1.2靠近成型腔3的一侧。

在螺旋推进槽2.1.1靠近活塞部2.1.2的一端的螺牙的内径设有锥度，即螺牙的内径向活塞部2.1.2方向增大，以确保合金混合流体向成型腔3方向流动，更好的防止溢料、渗透的情况。

所述混料组件1、注射组件2以及混料组件1与注射组件2之间的通道的外侧均设有加热器6，可以使材料在混料组件1中快速熔融以保证混合的均匀性，同时通过加热器6的设计，可以保证熔融后的材料在通道以及注射组件2中的流动的顺畅性，并且便于控制熔融状态下的材料的球状晶组织，并且可以有效避免材料堆积在通道的分叉口。

相较于传统的注射活塞2.1，本实用新型的活塞部2.1.2更短，在传统的注射活塞2.1中，为了保证注射量，注射活塞2.1需要完成注射量所需要的行程，而行程的长度需要保证活塞部2.1.2与混料组件1的出口处相连，从而需要加长活塞部2.1.2的长度，以避免混料组件1的出口处直接与活塞部2.1.2的注射后端相连，从而造成合金混合流体直接流向活塞部2.1.2的注射后端，影响到设备的使用安全。而本实用新型的注射前端采用螺旋推进槽2.1.1结构，注射活塞2.1的注射长度可以利用螺旋推进槽2.1.1结构，合金混合流体直接流向螺旋推进槽2.1.1中，再向前注射，从而活塞部2.1.2并不需要进行长距离的设计，只需要保证混料组件1的出口设于活塞部2.1.2的注射前端即可，同时也降低了活塞部2.1.2与注射通道2.2之间的配合长度，减少了磨损长度。

如图1、图3-7所示，所述注射通道2.2与成型腔3的连接处设有缩径孔2.2.2，所述缩径孔2.2.2成锥形，所述缩径孔2.2.2的直径从注射活塞2.1向成型腔3方向减少，所述缩径孔2.2.2与成型腔3之间还设有缓冲通孔4。

所述注射活塞2.1上还设有注射头2.1.3，所述注射头2.1.3与螺旋推进槽2.1.1之间设有连接杆2.1.4，所述连接杆2.1.4上移动套接有止逆环5，所述连接杆2.1.4的外径与止逆环5的内径相契合，所述连接杆2.1.4的周向上设有多个用于过料的过料槽2.1.5，所述注射头2.1.3上设有沿着轴向设计的导向槽2.1.6，所述止逆环5上设有与导向槽2.1.6相配合的导向块5.1，所述止逆环5上还设有与导向块5.1同向设置的抵块5.2，抵块5.2与注射头2.1.3相抵使注射头2.1.3与止逆环5之间形成过料口5.3，所述注射头2.1.3上还设有多个过料孔2.1.7。

所述止逆环5的外侧设有密封环5.4，所述密封环5.4上设有调节间隙5.4.1，调节间隙5.4.1两端在径向上设有重叠区域，可防止溢料，所述止逆环5上设有用于安装密封环5.4安装槽5.5，所述安装槽5.5内设有控制孔，所述控制孔包括第一控制孔5.6与第二控制孔5.7，所述第一控制孔5.6设于止逆环5靠近注射头2.1.3的一端，所述第二控制孔5.7设于止逆环5远离注射头2.1.3一端，所述第一控制孔5.6呈由内向外，由注射头2.1.3向螺旋推进槽2.1.1方向倾斜设置，所述第二控制沿着连接杆2.1.4的径向设置。第一控制孔5.6与第二控制孔5.7均设有多个，且沿着止逆环5的周向设置。

如图1所示，所述混料组件1包括混料漏斗1.1和混料螺杆1.2，所述混料漏斗1.1用于承接多种熔融后的金属流体，所述混料漏斗1.1的出口设于混料螺杆1.2的一端，混料螺杆1.2通过转动对多种金属流体进行充分混合以及使合金混合流体向混料螺杆1.2的另一端移动，所述混料螺杆1.2共设有两根，两根所述混料螺杆1.2呈平行设置且两个混料螺杆1.2的螺牙呈交错设置，可以使合金混合流体混合更充分，在混合过程中，一根混料螺杆1.2在完成移动混料的同时，通过螺纹还作用于另一根混料螺杆1.2止的合金混合流体，不断破坏螺纹间的混料结构，使得混料更加均匀。

以上仅就本实用新型的最佳实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本实用新型不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化。凡在本实用新型独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本实用新型保护范围内。

Claims (10)

1.一种高效率双阶双注射的轻合金混合成型装置，其特征在于：包括混料组件(1)、两个注射组件(2)和成型腔(3)，所述混料组件(1)用于将不同的材料进行熔融、混合形成合金混合流体，两个所述注射组件(2)分别设于混料组件(1)的两侧且关于混料组件(1)对称设置，所述混料组件(1)的末端设有两个出口(1.3)，两个出口(1.3)分别与两个注射组件(2)相连接，两个所述注射组件(2)将合金混合流体分别从成型腔(3)的两端注射进成型腔(3)中形成合金制品，所述混料组件(1)、注射组件(2)以及混料组件(1)与注射组件(2)之间的通道的外侧均设有加热器(6)。

2.根据权利要求1所述的一种高效率双阶双注射的轻合金混合成型装置，其特征在于：所述注射组件(2)包括一根设有螺旋推进槽(2.1.1)的注射活塞(2.1)，所述出口(1.3)与螺旋推进槽(2.1.1)相连，所述注射活塞(2.1)同时以转动和沿轴向移动的方式将合金混合流体向成型腔(3)方向注射。

3.根据权利要求2所述的一种高效率双阶双注射的轻合金混合成型装置，其特征在于：所述注射组件(2)还包括用于承接合金混合流体的注射通道(2.2)，所述注射活塞(2.1)沿着注射通道(2.2)的轴向移动，所述注射活塞(2.1)包括活塞部(2.1.2)，所述活塞部(2.1.2)与注射通道(2.2)之间移动密封配合，所述活塞部(2.1.2)设于螺旋推进槽(2.1.1)远离成型腔(3)的一端。

4.根据权利要求3所述的一种高效率双阶双注射的轻合金混合成型装置，其特征在于：所述注射通道(2.2)与成型腔(3)的连接处设有缩径孔(2.2.1)，所述缩径孔(2.2.1)成锥形，所述缩径孔(2.2.1)的直径从注射活塞(2.1)向成型腔(3)方向减少，所述缩径孔(2.2.1)与成型腔(3)之间还设有缓冲通孔(4)。

5.根据权利要求3所述的一种高效率双阶双注射的轻合金混合成型装置，其特征在于：所述注射活塞(2.1)上还设有注射头(2.1.3)，所述注射头(2.1.3)与螺旋推进槽(2.1.1)之间设有连接杆(2.1.4)，所述连接杆(2.1.4)上移动套接有止逆环(5)，所述连接杆(2.1.4)的外径与止逆环(5)的内径相契合，所述连接杆(2.1.4)的周向上设有多个用于过料的过料槽(2.1.5)。

6.根据权利要求5所述的一种高效率双阶双注射的轻合金混合成型装置，其特征在于：所述注射头(2.1.3)上设有沿着轴向设计的导向槽(2.1.6)，所述止逆环(5)上设有与导向槽(2.1.6)相配合的导向块(5.1)，所述止逆环(5)上还设有与导向块(5.1)同向设置的抵块(5.2)，抵块(5.2)与注射头(2.1.3)相抵使注射头(2.1.3)与止逆环(5)之间形成过料口(5.3)。

7.根据权利要求5所述的一种高效率双阶双注射的轻合金混合成型装置，其特征在于：所述注射头(2.1.3)上还设有多个过料孔(2.1.7)。

8.根据权利要求5所述的一种高效率双阶双注射的轻合金混合成型装置，其特征在于：所述止逆环(5)的外侧设有密封环(5.4)，所述密封环(5.4)上设有调节间隙(5.4.1)，所述止逆环(5)上设有用于安装密封环(5.4)安装槽(5.5)，所述安装槽(5.5)内设有控制孔。

9.根据权利要求8所述的一种高效率双阶双注射的轻合金混合成型装置，其特征在于：所述控制孔包括第一控制孔(5.6)与第二控制孔(5.7)，所述第一控制孔(5.6)设于止逆环(5)靠近注射头(2.1.3)的一端，所述第二控制孔(5.7)设于止逆环(5)远离注射头(2.1.3)一端，所述第一控制孔(5.6)呈由内向外，由注射头(2.1.3)向螺旋推进槽(2.1.1)方向倾斜设置，所述第二控制沿着连接杆(2.1.4)的径向设置。

10.根据权利要求1所述的一种高效率双阶双注射的轻合金混合成型装置，其特征在于：所述混料组件(1)包括混料漏斗(1.1)和混料螺杆(1.2)，所述混料漏斗(1.1)用于承接多种熔融后的金属流体，所述混料漏斗(1.1)的出口(1.3)设于混料螺杆(1.2)的一端，混料螺杆(1.2)通过转动对多种金属流体进行充分混合以及使合金混合流体向混料螺杆(1.2)的另一端移动。