CN103286270B - 冷却排气件和铸造用模具 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种冷却排气件和铸造用模具。冷却排气件具备：冷却排气部，其使熔液的流动停止；和流道汇合部，其位于冷却排气部的上游，并与从模具的型腔延伸的多个溢流流道连接。

Description

冷却排气件和铸造用模具

技术领域

本发明涉及冷却排气件和具备冷却排气件的铸造用模具。

背景技术

压铸产品是将铝等金属的熔液在短时间内填充至模具的型腔进行铸造而成的。因此，在填充时存在型腔内的空气被卷入熔液内的情况，会产生产品含有气体的气体缺陷，从而成为产品的质量变差的原因。作为其对策，一般来说，在产品部的熔液最终填充部位连接使熔液溢流的多个溢流流道，在溢流流道的末端设置冷却排气件，该冷却排气件仅使模具中的空气排出至模具外，并防止熔液向模具外喷出，从而防止空气卷入产品，提高了产品质量。(例如，参照JP-A-2003-164945、JP-A-09-001307)。冷却排气件具有交替设置凸条部和凹条部而形成的波形排气通道(冷却排气部)。

可是，如果使多个溢流流道在冷却排气件的上游汇合，则从各溢流流道流过来的熔液在汇合部互相碰撞从而导致熔液的压力升高，可能在模具内产生毛刺。另一方面，如果使溢流流道独立直至冷却排气件，并独立地形成从各溢流流道与冷却排气件连接的熔液通道，则会导致冷却排气件大型化。另外，如果为了抑制冷却排气件的大型化而缩小各熔液通道，则熔液在各熔液通道中凝固而成型的成型片的刚性较低，在取出产品时会折断而残留在模具内，或者落入到用于急速冷却模具以进行热处理的冷却槽，从而导致模具的利用率降低。

另外，冷却排气件配置成凸条部和凹条部朝向铅直方向，但在这种情况下，产生的毛刺粉末下落至凹条部，导致堆积于凹条部的下部。如果直接闭合磨具，则会将毛刺粉末夹在模具之间，使得模具的合模变得不充分，从而可能在模具内产生毛刺。另外，为了维护或更换需要卸下冷却排气件，但由于毛刺粉末夹在模具之间，因此，在模具上产生凹坑，成为冷却排气件被该凹坑铆接的状态，冷却排气件难以拆卸。

发明内容

本发明的实施方式提供一种能够防止毛刺的产生且能够提高形成于冷却排气部的成型片的刚性的冷却排气件和铸造用模具。另外，提供一种能够防止毛刺的堆积的铸造用模具。

附图说明

图1是示出第1实施方式的铸造装置的剖视图。

图2是从配合面侧示出可动模的图。

图3(A)和图3(B)是将图2的冷却排气件放大而示出的图，图3(A)的主视图，图3(B)是侧视图。

图4是示出从图3(A)的IV-IV剖面观察到的模具的图。

图5是将冷却排气件的流道汇合部放大而示出的图。

图6是示出第2实施方式的铸造装置的剖视图。

图7是从配合面侧示出可动模的图。

图8是将图7的冷却排气件放大而示出的图。

图9是示出从图8的IX-IX剖面观察到的模具的图。

图10是示出图8的X-X剖面的图。

图11是示出第2实施方式的变形例的铸造用模具的剖面的图。

标号说明

1：铸造装置；

10：模具(铸造用模具)；

11：型腔；

23：溢流流道；

40：冷却排气件；

45B：冷却排气部；

50：流道汇合部；

51：扩张部；

53：直进部；

55：汇合部；

101：铸造装置；

110：模具(铸造用模具)；

110A1：凹坑；

110B1：凹坑；

140：冷却排气件；

141：固定模块体(块体)；

141A：凸条部；

143：可动模块体(块体)；

143B：凹条部；

143B1：槽底；

143B2：下端；

150：支承部件；

153：斜面；

PL：配合面。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的多个实施方式进行说明。

(第一实施方式)

图1是示出第1实施方式的铸造装置的剖视图。图2是示出可动模的分模面的图。并且，在图1和图2中，图的上方为铅直上方，下方为铅直下方。铸造装置1是用于铸造例如高压压铸产品的装置，如图1所示，铸造装置1具备模具(铸造用模具)10、注射机构30以及冷却排气件40。模具10具有固定模10A和可动模10B，固定模10A与可动模10B对置，从而形成有与所希望的产品的形状对应的型腔11。固定模10A由固定模模座13支承，可动模10B由被未图示的驱动机构驱动的可动模座15支承，从而相对于固定模10A沿进退方向移动。

注射机构30具有：筒状的注射套筒31，其设于固定模10A；和柱塞33，其借助注射驱动部(未图示)在注射套筒31内进退，从而将供给至注射套筒31内的熔液压出。在注射套筒31设有用于向注射套筒31内供给熔液(例如，铝等金属)的熔液供给口31A。注射套筒31的末端部插入于固定模10A，注射套筒31内与模具10的型腔11经由在型腔11的下侧形成的注射口17、流道19以及浇口21而连通。在型腔11的成为熔液最终填充部位的上部连接有多个(根据图2的示例，为3个)溢流流道23，多个溢流流道23与向大气中敞开的冷却排气件40连接。

图3(A)和图3(B)是将图2的冷却排气件40放大而示出的图，图3(A)的主视图，图3(B)是侧视图。图4是示出从图3(A)的IV-IV剖面观察到的模具10的图。图5是将冷却排气件40的流道汇合部放大而示出的图。冷却排气件40具备：固定模块体(块体)41，其设于固定模10A的配合面PL；和可动模块体(块体)43，其设于可动模10B的配合面PL。固定模块体41配置于在固定模10A的配合面PL形成的凹坑10A1，并被未图示的固定构件固定于固定模10A。另外，可动模块体43配置于在可动模10B的配合面PL形成的凹坑10B1，并被未图示的固定构件(例如，螺钉)固定于可动模10B。

固定模块体41具有从配合面PL突出并上下延伸的凸条部41A，在凸条部41A之间形成的凹条部41B的槽底41B2与配合面PL位于同一平面。另一方面，可动模块体43具有从配合面PL凹陷并上下延伸的凹条部43B，在凹条部43B之间形成的凸条部43A的顶部43A1与配合面PL位于同一平面。通过使所述固定模块体41与可动模块体43对置，使得凸条部41A与凹条部43B啮合。凸条部41A与凹条部43B相啮合的啮合部45具有：配合部45A，在该配合部45A，凸条部41A与凹条部43B无间隙地啮合；和波形的冷却排气部45B，该冷却排气部45B设置于该配合部45A的上方和下方，在该冷却排气部45B，凸条部41A与凹条部43B隔开间隙地啮合。

另外，在可动模块体43形成有：上游侧凹部47A，其设于冷却排气部45B的上游侧，并将溢流流道23与冷却排气部45B连通；和下游侧凹部47B，其设于冷却排气部45B的下游侧，并将冷却排气部45B和与外部连接的孔部48连通。这些冷却排气部45B、上游侧凹部47A、下游侧凹部47B构成了冷却排气件40的排气通道49。

可动模块体43的上游侧凹部47A在端部具有与各溢流流道23连接的连接口47A1，可动模块体43的上游侧凹部47A与固定模块体41的配合面PL协作而形成使多个溢流流道23汇合的流道汇合部50。流道汇合部50具备：扩张部51，其从各溢流流道23朝向冷却排气部45B一边保持恒定的截面积一边扩展；直进部53，其从各扩张部51直线行进；以及汇合部55，其用于使这些直进部53汇合。根据实施方式，扩张部51的沿“固定模块体41与可动模块体43对置的方向”的尺寸，在扩张部51中从“熔液流动的方向”的上游朝向下游逐渐缩小，扩张部51的沿与“熔液流动的方向”及“固定模块体41与可动模块体43对置的方向”这两个方向正交的方向的尺寸，从“熔液流动的方向”的上游朝向下游逐渐扩大，由此，扩张部51的截面积也可以从熔液流动的方向的上游朝向下游保持恒定。

在此，对各溢流流道23分别附加标号为溢流流道23A～23C以进行区别，对于扩张部51，也与溢流流道23A～23C相对应地附加标号为扩张部51A～51C以进行区别并标记。

中央的扩张部51A从溢流流道23A的中心CA向两侧以相同的角度θA、θB(例如，40°)扩展。上侧的扩张部51B从溢流流道23B的中心CB以不同的角度θB1、θB2扩展。在图5的示例中，外侧(上侧)的角度θB1被设定为40°，内侧(下侧)的角度θB2被设定为比角度θB1小的27°。下侧的扩张部51C从溢流流道23C的中心CB以不同的角度θB1、θB2扩展。在图5的示例中，外侧(下侧)的角度θC1被设定为40°，内侧(上侧)的角度B2被设定为比角度θB1小的27°。

接下来，对本实施方式的作用进行说明。首先，使可动模座15前进，从而使可动模10B与固定模10A抵接而形成型腔11。接下来，从注射套筒31的熔液供给口31A向注射套筒31内供给熔液。然后，使柱塞33前进，经由注射口17、流道19、浇口21将熔液填充至型腔11内。填充至型腔11内的熔液在溢流流道23中流通并流入到冷却排气件40的流道汇合部50内。并且，熔液在扩张部51一边保持恒定的截面积一边扩展，在直进部53直线行进，并在汇合部55汇合，从而到达冷却排气部45B，停止流动。

这样，在冷却排气件40中，由于熔液在冷却排气部45B的近前汇合，因此，熔液在冷却排气部45B凝固所得到的成型片的刚性得以提高。其结果是，即使在从模具10取出产品时成型片折断而残留于模具10、或者例如为了急速冷却模具10而使用冷却层的情况下，成型片也不会下落至冷却层，因此能够防止模具10的利用率降低。

而且，由于在冷却排气部45B的近前设有汇合部55，因此，与在熔液的趋势较强的冷却排气件40的上游设置溢流流道23的汇合部的情况相比，能够防止熔液彼此的干涉。另外，由于设置有一边保持恒定的截面积一边扩展的扩张部51，因此使得来自各溢流流道23的熔液扩展后汇合，因此能够进一步防止熔液彼此的干涉。另外，由于在扩张部51与汇合部55之间设有使熔液直线行进的直进部53，因此使得来自各溢流流道23的熔液一边大致平行地行进一边汇合，因此，能够防止来自一个溢流流道23的熔液妨碍来自另一个溢流流道23的熔液的流动。因此，能够防止因熔液干涉使得熔液的压力升高而导致的模具10内的毛刺的产生。并且，在型腔11的填充完成且型腔11内的熔液固化后，使可动模座15动作而使可动模10B从固定模10A离开，并取出产品。

并且，图1～图5的示例是实施方式的一个形态，当然能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行适当的变更。

根据实施方式，冷却排气件40也可以具备：冷却排气部45B，其使熔液的流动停止；和流道汇合部50，其位于冷却排气部45B的上游，并与从模具10的型腔11延伸的多个溢流流道23连接。根据该结构，由于熔液在冷却排气部45B的近前汇合，因此能够防止熔液彼此的干涉，并且，由于熔液在冷却排气部45B汇合，能够提高熔液在冷却排气部45B凝固而获得的成型片的刚性。其结果是，即使在从模具10取出产品时成型片折断而残留于模具10、或者例如为了急速冷却而使用冷却层的情况下，成型片也不会落下至冷却层，因此能够防止模具10的利用率降低。

在上述结构中，流道汇合部50也可以具备：扩张部51，其从各溢流流道23朝向冷却排气部45B一边保持恒定的截面积一边扩展；直进部53，其从各扩张部51直线行进；以及汇合部55，其用于使这些直进部53汇合。根据该结构，通过扩张部51能够防止熔液彼此的干涉。另外，通过直进部53使来自各溢流流道23的熔液一边大致平行地行进一边汇合，因此，能够防止对来自其它的溢流流道23的熔液的流动产生妨碍。

另外，根据实施方式，铸造用模具10也可以具备用于将型腔11内的气体排出的冷却排气件40。在冷却排气件40中，也可以一体地设置有：冷却排气部45B，其使熔液的流动停止；和流道汇合部50，其位于该冷却排气部45B的上游，并与从型腔11延伸的多个溢流流道23连接。

(第2实施方式)

图6是示出第2实施方式的铸造装置的剖视图。图7是从配合面侧示出可动模的图。并且，在图6和图7中，图的上方为铅直上方，下方为铅直下方。铸造装置101是用于铸造例如高压压铸产品的装置，如图6所示，铸造装置101大致构成为具备：模具(铸造用模具)110、注射机构130以及冷却排气件140。模具110具有固定模110A和可动模110B，固定模110A与可动模110B对置，从而形成有与所希望的产品的形状对应的型腔111。固定模110A由固定模座113支承，可动模110B由被未图示的驱动机构驱动的可动模座115支承，从而相对于固定模110A沿进退方向移动。

注射机构130具有：筒状的注射套筒131，其设于固定模110A；和柱塞133，其借助注射驱动部(未图示)在注射套筒131内进退，从而将供给至注射套筒131内的熔液压出。在注射套筒131设有用于向注射套筒131内供给熔液(例如，铝等金属)的熔液供给口131A。注射套筒131的末端部插入于固定模110A，注射套筒131内与模具110的型腔111经由在型腔111的下侧形成的注射口117、流道119以及浇口121而连通。在型腔111的成为熔液最终填充部位的上部连接有多个(在图7的示例中，为4个)溢流流道123，多个溢流流道123与向大气中敞开的冷却排气件140连接。

图8是将图7的冷却排气件140放大而示出的图。图9是示出从图8的IX-IX剖面观察到的模具110的图，图10是示出图8的X-X剖面的图。冷却排气件140构成为具备：固定模块体(块体)141，其设于固定模110A的配合面PL；和可动模块体(块)143，其设于可动模110B的配合面PL。固定模块体141具有从配合面PL突出并上下延伸的凸条部141A，在凸条部141A之间形成的凹条部141B的槽底141B2与配合面PL位于同一平面。另一方面，可动模块体143具有从配合面PL凹陷并上下延伸的凹条部143B，在凹条部143B之间形成的凸条部143A的顶部143A1与配合面PL位于同一平面。

通过使所述固定模块体141与可动模块体143对置，使得凸条部141A与凹条部143B啮合。凸条部141A与凹条部143B相啮合的啮合部145具有：配合部145A，在该配合部145A，凸条部141A与凹条部143B无间隙地啮合；和波形的冷却排气部145B，该冷却排气部145B设置于该配合部145A的上方和下方，在该冷却排气部145B，凸条部141A与凹条部143B隔开间隙地啮合。另外，在可动模块体143形成有：上游侧凹部147A，其设于冷却排气部145B的上游侧，并将溢流流道123与冷却排气部145B连通；和下游侧凹部147B，其设于冷却排气部145B的下游侧，并将冷却排气部145B和与外部连接的孔部(未图示)连通。这些冷却排气部145B、上游侧凹部147A、下游侧凹部147B构成了冷却排气件140的排气通道149。

固定模块体141配置于在固定模110A的配合面PL形成的凹坑110A1，并被未图示的固定构件固定于固定模110A。另外，可动模块体143配置于在可动模110B的配合面PL形成的凹坑110B1，并被未图示的固定构件固定于可动模110B。各凹坑110A1、110B1在上下方向上形成得比块体141、143长，通过将支承部件150嵌入于块体141、143的下方，使得块141、143被支承部件150支承。该支承部件150被未图示的固定构件固定于模具110。块体141、143的下表面144与支承部件150的上表面51成为从模具110的配合面PL向下方以预定的锥度θ(例如，约为2°～6°)倾斜的锥面。

如图8和图10所示，在可动模块体143的凹条部143B的下端143B2形成有斜面153，该斜面153从凹条部143B的槽底143B1朝向模具110的配合面PL向下方延伸。斜面153的傾斜角度设定为使毛刺粉末难以堆积的角度、例如与水平线成45°以上的角度。如图8所示，斜面15形成为两侧的侧边153A斜着延伸，并且在正面观察时成为梯形。并且，固定模110A的支承部件150是除了没有形成斜面153以外与可动模110B的支承部件150相同的结构，因此省略图示。

接下来，对本实施方式的作用进行说明。在将固定模块体141安装于固定模110A时，将固定模块体141配置于固定模110A的凹坑110A1，并在固定模块体141的下方插入支承部件150。在此，块体141、143的下表面144和支承部件15的与该下表面144接触的上表面151成为从模具110的配合面PL向下方倾斜的锥面，因此，固定模块体141被支承部件150推入并支承。然后，利用未图示的固定构件将固定模块体141和支承部件150固定于固定模110A，由此完成安装。

对于可动模块体143，也完全相同，将可动模块体143配置于可动模110B的凹坑110B1，并在固定模块体141的下方插入支承部件150，由此可动模块体143被支承部件150推入并支承。然后，利用未图示的固定构件将可动模块体143和支承部件150固定于可动模110B，由此完成安装。

在铸造工序中，首先，使可动模座115前进，从而使可动模110B与固定模110A抵接而形成型腔111。接下来，从注射套筒131的熔液供给口131A向注射套筒131内供给熔液。然后，使柱塞133前进，经由注射口117、流道119、浇口121将熔液填充至型腔111内。在型腔111的填充完成且型腔111内的熔液固化后，使可动模座115动作以使可动模110B从固定模110A离开，并取出产品。

此时，熔液在排气通道149中固化而成的成型片也与产品一起被从模具110取下，但由于可动模块体143的凹条部143B从配合面PL凹陷，因此，较小的毛刺(毛刺粉末)残留于凹条部143B，有时该毛刺粉末从凹条部143B剥落而成的毛刺粉末下落。在本实施方式中，由于在凹条部143B的下端143B2设有从凹条部143B的槽底143B1向模具110的配合面PL延伸的斜面153，因此，在打开模具110时毛刺粉末沿斜面153下落。并且，在为了维护或更换等而卸下块体141、143时，首先拔出支承部件150，由此能够容易地卸下块体141、143，因此能够缩短块体141、143的拆卸作业时间。

上述的从图6至图10的示例是实施方式的一个形态，当然能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行适当的变更。

根据实施方式，在将冷却排气件140设置于配合面PL的铸造用模具110中，可以构成为，冷却排气件140交替地具备沿上下方向延伸的凸条部141A和凹条部143B，在凹条部143B的下端143B2形成有从该凹条部143B的槽底143B1向模具110的配合面PL延伸的斜面153。根据该结构，由于在凹条部143B产生的毛刺粉末会在打开模具110时从斜面153下落，因此，能够抑制毛刺粉末堆积于凹条部143B的下部的情况。其结果是，能够防止在模具110内产生毛刺，从而能够提高成品率。

另外，在上述的结构中，冷却排气件140也可以具有至少一对块体141、143，所述至少一对块体141、143配置于在模具110的配合面PL形成的凹坑110A1、110B1，并且在配合面PL对置。也可以在块体141、143的下方设置用于支承块体141、143的支承部件150。也可以使支承部件150与块体141、143的作为接触面的上表面151和下表面144形成为从配合面PL侧向下方倾斜的锥面。根据该结构，通过先卸下支承部件150，能够容易地卸下块体141、143。

并且，在图10的示例中，设置有用于支承块体141、143的支承部件150，并在支承部件150形成有斜面153，但在不设置支承部件150的情况下，也可以在块体141、143或模具110形成斜面153。

另外，在图9、图10的示例中，在固定模块体141，凹条部141B的槽底141B2与配合面PL位于同一平面，毛刺粉末不易存留在凹条部141B的下端，因此无需在凹条部141B的下端形成斜面153，而仅在可动模块体143的凹条部143B的下端143B2形成有斜面153，但实施方式并不限定于此。斜面153可以设置于从配合面PL凹陷的凹条部的下端。例如，如图11所示，在固定模块体141和可动模块体143这两者中，凸条部241A、243A的顶部241A1、243A1位于从配合面PL突出的位置，且凹条部241B、243B的槽底241B1、243B1从配合面PL凹陷，在这种情况下，可以在固定模块体241和可动模块体243的凹条部241B、243B的下端形成斜面。并且，在图11中，对与图10相同的部分标记相同的标号以示出，并省略其说明。

Claims (2)

1.一种冷却排气件(40)，其特征在于，

所述冷却排气件(40)具备：

冷却排气部(45B)，其使熔液的流动停止；和

流道汇合部(50)，其位于所述冷却排气部(45B)的上游，并与从模具(10)的型腔(11)延伸的多个溢流流道(23)连接，

所述流道汇合部(50)具备：

扩张部(51)，其从各溢流流道(23)朝向所述冷却排气部(45B)一边保持恒定的截面积一边扩展；

直进部(53)，其从各扩张部(51)直线行进；以及

汇合部(55)，其使这些直进部(53)汇合，

所述冷却排气件(40)具备固定模块体(41)和可动模块体(43)，

所述扩张部(51)的沿所述固定模块体(41)与所述可动模块体(43)对置的方向的尺寸，在所述扩张部(51)中从熔液流动的方向的上游朝向下游逐渐缩小，

所述扩张部(51)的、沿与所述熔液流动的方向以及所述固定模块体(41)与所述可动模块体(43)对置的方向这两个方向正交的方向的尺寸，在所述扩张部(51)中从熔液流动的方向的上游朝向下游逐渐扩大，

所述扩张部(51)的截面积从熔液流动的方向的上游朝向下游保持恒定。

2.一种铸造用模具(10)，其特征在于，

所述铸造用模具(10)具备用于将型腔(11)内的气体排出的冷却排气件(40)，

所述冷却排气件(40)一体地具备：

冷却排气部(45B)，其使熔液的流动停止；和

流道汇合部(50)，其位于该冷却排气部(45B)的上游，并与从所述型腔(11)延伸的多个溢流流道(23)连接，

所述流道汇合部(50)具备：

扩张部(51)，其从各溢流流道(23)朝向所述冷却排气部(45B)一边保持恒定的截面积一边扩展；

直进部(53)，其从各扩张部(51)直线行进；以及

汇合部(55)，其使这些直进部(53)汇合，

所述冷却排气件(40)具备固定模块体(41)和可动模块体(43)，

所述扩张部(51)的沿所述固定模块体(41)与所述可动模块体(43)对置的方向的尺寸，在所述扩张部(51)中从熔液流动的方向的上游朝向下游逐渐缩小，

所述扩张部(51)的、沿与所述熔液流动的方向以及所述固定模块体(41)与所述可动模块体(43)对置的方向这两个方向正交的方向的尺寸，在所述扩张部(51)中从熔液流动的方向的上游朝向下游逐渐扩大，

所述扩张部(51)的截面积从熔液流动的方向的上游朝向下游保持恒定。