CN103286293B - 一种全电动微型压铸机 - Google Patents
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Abstract
一种全电动微型压铸机，合模系统固定在丝杠驱动系统上，丝杠驱动系统固定在底板上，底板上固定注射系统和保温系统，注射系统的熔料筒、料筒、注射喷嘴和柱塞均处在保温系统中，注射系统和快拆式安装阀配合，快拆式安装阀通过连接杆与电磁铁连接，电磁铁固定在进料系统的支撑架上，进料系统的推进块和注射系统的熔料筒配合，进料系统的支撑架固定在底板上，模具加热和冷却系统设置在定模板和动模板上，丝杠驱动系统牵引合模系统与注射系统实现对接并产生预紧力，进料系统把熔融的低熔点合金送进注射系统，快拆式安装阀打开，把金属液压进模具中，等压铸件冷却后，合模系统和注射系统分开，取出压铸件，本发明结构简单，提高生产率。
Description
技术领域
本发明涉及压铸机技术领域，特别涉及一种全电动微型压铸机。
背景技术
随着科学技术的进步，机构和元器件不断向小型化和微型化方向发展，微机电系统技术已相继应用于光电通讯、影像传输、生化医疗、信息存储、精密机械等领域，如插头式光纤连接器，医学用微量泵、内窥镜零件以及微型电机等。各种微型器件如齿轮、壳体、连接轴、微型接头在各个行业中的需求量越来越大，然而传统的微型零件加工方法如粉末烧结，光刻，电火花加工等方法存在加工周期长，生产成本高等缺点，不能适应现代低成本大批量生产的需求。目前市场上的中小型压铸机吨位大，加工精度较低，控制精度低，且不能实现模具温度的加热或者温度的均匀化，不适合于微型元件的制造。压力铸造是在高压作用下使液态或者半液态金属快速填充铸型，并在压力下成型和凝固而获得铸件的方法。压力铸造能够实现铸型的快速充填，并在液态或者半液态金属填充完型腔后实现保压，以此获得较高的铸件表面质量和较高的铸件精度，同时铸件获得较高的强度和硬度。压力铸造和其他加工方法相比能提高材料的利用率，制造效率高、成本低，微型压力铸造设备能压铸尺寸在毫米和微米数量级的零件，在保证零件尺寸精度和形状精度的条件下实现零件的批量化生产，提高生产率，大大降低零件加工制造的成本。国内大中型压铸机的设计和制造技术比较成熟，但小型和微型压铸机的结构和技术要求与常规压铸机有显著不同，并且市场对小型和微型压铸机的需求量大。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种全电动的微型压铸机，提高微型零件的生产率，实现低成本批量化的自动化生产。
为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种全电动微型压铸机，包括合模系统1，合模系统1固定在丝杠驱动系统2上，丝杠驱动系统2固定在底板8上，底板8上固定注射系统4和保温系统6，注射系统4的熔料筒、料筒、注射喷嘴和柱塞均处在保温系统6中，注射系统4和快拆式安装阀7配合，快拆式安装阀7通过连接杆与电磁铁连接，电磁铁固定在进料系统5的支撑架上，进料系统5的推进块和注射系统4的熔料筒配合，进料系统5的支撑架固定在底板8上，模具加热和冷却系统3设置在定模板和动模板上，定模板和动模板上设置冷却水流道和加热棒安装孔。
所述的合模系统1包括合模伺服电机2-13，合模伺服电机2-13通过第一联轴器2-12与连接轴2-11连接，连接轴2-11与主动带轮2-10过盈配合，主动带轮2-10与同步带2-9配合，同步带2-9与同步带轮2-8过盈配合，同步带轮2-8与第一丝杠2-3过盈配合，第一丝杠2-3两端用第一深沟球轴承2-2、第二深沟球轴承2-7支撑，第一丝杠2-3与第一螺母2-5配合，第一螺母2-5与动模板2-4固定在一起，第一深沟球轴承2-2嵌入定模板2-1中，第二深沟球轴承2-7嵌入后模板2-6中，定模板2-1和后模板2-6固定在第一连接板2-15上，合模伺服电机固定板2-14固定在第一连接板2-15上，定模板2-1和动模板2-4中插入电热棒对模具进行加热，通过温度控制系统控制模具的温度，定模板2-1和动模板2-4中设计有冷却水流道，通入冷却水对模具进行冷却，第一连接板2-15与丝杠驱动系统2固定在一起，第一丝杠2-3两端加装圆螺母挡住第一深沟球轴承2-2、第二深沟球轴承2-7的外圈，并在定模板2-1和后模板2-6的外侧安装轴承端盖。
所述的注射系统4包括注射伺服电机3-1，注射伺服电机3-1通过注射伺服电机固定板3-15固定在第二连接板3-2上，注射伺服电机3-1与第二联轴器3-10连接，第二联轴器3-10与陶瓷隔热片3-11配合，第二联轴器3-10与第二丝杠3-3连接，第二丝杠3-3与第二螺母3-4配合，第二螺母3-4固定在滑台3-13上，柱塞固定板3-14固定在滑台3-13上，柱塞固定板3-14与柱塞3-5连接，柱塞3-5和料筒3-6配合，料筒3-6和注射喷嘴3-7连接，料筒3-6和熔料筒3-8用外螺纹管3-9连接，料筒3-6由支撑板3-12支撑，支撑板3-12固定在第二连接板3-2上，压力传感器3-10安装在料筒3-6上，注射喷嘴3-7与快拆式安装阀7的阀体4-1配合。
所述的快拆式安装阀7包括阀体4-1，阀芯4-2和阀体4-1配合，阀芯4-2和第一弹簧4-3同心，挡板4-4安装在阀体4-1上，快拆式安装阀7由电磁铁实现启闭，电磁铁通过连接杆与快拆式安装阀7的阀芯4-2连接，电磁铁通过电磁铁固定板固定在进料系统5的支撑架5-2上。
所述的进料系统5包括步进电机5-1，步进电机5-1固定在支撑架5-2上，步进电机5-1通过第三联轴器5-3与螺杆5-4连接，螺杆5-4与第三螺母5-5配合，第三螺母5-5与第二弹簧5-6连接，第二弹簧5-6与推进块5-7连接，陶瓷隔热片安装在螺杆5-4与第三联轴器5-3的连接处，推进块5-7与注射系统4的熔料筒3-8同心并配合在一起，支撑架5-2固定在底板8上。
所述的保温系统6的保温温度根据压铸金属的类型而定，压铸件为铅锡合金时，保温系统保温温度设定为200℃，压铸件为铜锡合金时，保温系统保温温度设定为250℃；压铸件为铝合金时，保温系统温度设定为700℃；该装置还实现塑料的注塑成型，保温系统中安装温度传感器检测保温系统内部的温度，并反馈给温度控制系统，对保温系统内部的温度进行调节，使保温系统的温度在小范围波动，料筒上安装压力传感器检测注射时熔融金属液的压力，当压力达到30MPa时，快拆式安装阀7打开，开始压铸过程；丝杠驱动系统上安装位移传感器，控制合模系统的位置，丝杠驱动系统2的电机为直流力矩电机。
本发明的特点：
1、设备整体结构紧凑，适合微型零件制造。全电动控制，容易实现，精度高。
2、快拆式安装阀结构简单，容易控制，能够实现阀的快速拆解和清洗。
3、合模系统结构紧凑，由伺服电机提供动力，通过丝杠传力，能实现调模的功能，并且实现一定的合模力。
4、熔料筒，料筒，注射喷嘴，柱塞和快拆式安装阀的一部分均处在保温系统中，利用保温系统控制熔液的温度，温度控制简单易行并能实现恒定的温度。
5、成型过程中对模板的加热有利于金属的充型，从而获得好的铸件表面质量。
6、考虑到加热时材料的热胀冷缩现象，注射部分材料均选用耐高温的不锈钢。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
图2是本发明合模系统1的结构示意图。
图3是本发明注射系统4的结构示意图。
图4是本发明快拆式安装阀7的结构示意图。
图5是本发明进料系统5的结构示意图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明作详细阐释：
参照图1，一种全电动微型压铸机，包括合模系统1，合模系统1通过螺钉固定在丝杠驱动系统2上，丝杠驱动系统2通过螺钉固定在底板8上，底板8上固定注射系统4和保温系统6，注射系统4的熔料筒、料筒、注射喷嘴和柱塞均处在保温系统6中，注射系统4和快拆式安装阀7配合，快拆式安装阀7通过连接杆与电磁铁连接，电磁铁固定在进料系统5的支撑架上，进料系统5的推进块和注射系统4的熔料筒配合，进料系统5的支撑架固定在底板8上，模具加热和冷却系统3设置在定模板2-1和动模板2-4上，定模板2-1和动模板2-4上设置冷却水流道和加热棒安装孔。
参照图2，所述的合模系统1包括合模伺服电机2-13，合模伺服电机2-13通过第一联轴器2-12与连接轴2-11连接，连接轴2-11与主动带轮2-10过盈配合，主动带轮2-10与同步带2-9配合，同步带2-9与同步带轮2-8过盈配合，同步带轮2-8与第一丝杠2-3过盈配合，第一丝杠2-3两端用第一深沟球轴承2-2、第二深沟球轴承2-7支撑，第一丝杠2-3与第一螺母2-5配合，第一螺母2-5用螺钉与动模板2-4固定在一起，第一深沟球轴承2-2嵌入定模板2-1中，第二深沟球轴承2-7嵌入后模板2-6中，定模板2-1和后模板2-6通过螺钉固定在第一连接板2-15上，合模伺服电机固定板2-14通过螺钉固定在第一连接板2-15上，定模板2-1和动模板2-4中插入电热棒对模具进行加热，通过温度控制系统控制模具的温度，定模板2-1和动模板2-4中设计有冷却水流道，通入冷却水对模具进行冷却，实现铸件的快速冷却，第一连接板2-15通过螺钉与丝杠驱动系统2固定在一起。第一丝杠2-3两端加装圆螺母挡住第一深沟球轴承2-2、第二深沟球轴承2-7的外圈，并在定模板2-1和后模板2-6的外侧安装轴承端盖。
参照图3，所述的注射系统4包括注射伺服电机3-1，注射伺服电机3-1通过注射伺服电机固定板3-15固定在第二连接板3-2上，注射伺服电机3-1与第二联轴器3-10连接，第二联轴器3-10与陶瓷隔热片3-11配合，第二联轴器3-10与第二丝杠3-3连接，第二丝杠3-3与第二螺母3-4配合，第二螺母3-4通过螺钉固定在滑台3-13上，柱塞固定板3-14通过螺钉固定在滑台3-13上，柱塞固定板3-14与柱塞3-5通过螺纹连接，柱塞3-5和料筒3-6配合，料筒3-6和注射喷嘴3-7连接，料筒3-6和熔料筒3-8用外螺纹管3-9连接，料筒3-6由支撑板3-12支撑，支撑板3-12用螺钉固定在第二连接板3-2上，压力传感器3-10安装在料筒3-6上，注射喷嘴3-7与快拆式安装阀7的阀体4-1配合。
参照图4，所述的快拆式安装阀7包括阀体4-1，阀芯4-2和阀体4-1配合，阀芯4-2和第一弹簧4-3同心，挡板4-4安装在阀体4-1上，快拆式安装阀7由电磁铁实现启闭，电磁铁通过连接杆与快拆式安装阀7的阀芯4-2连接，电磁铁通过电磁铁固定板固定在进料系统5的支撑架5-2上。
参照图5，所述的进料系统5包括步进电机5-1，步进电机5-1固定在支撑架5-2上，步进电机5-1通过第三联轴器5-3与螺杆5-4连接，螺杆5-4与第三螺母5-5配合，第三螺母5-5与第二弹簧5-6连接，第二弹簧5-6与推进块5-7连接，陶瓷隔热片安装在螺杆5-4与第三联轴器5-3的连接处，推进块5-7与注射系统4的熔料筒3-8同心并配合在一起，支撑架5-2用螺栓固定在底板8上。
所述的保温系统6的保温温度根据压铸金属的类型而定，压铸件为铅锡合金时，保温系统保温温度设定为200℃，压铸件为铜锡合金时，保温系统保温温度设定为250℃；压铸件为铝合金时，保温系统温度设定为700℃；该装置也可实现塑料的注塑成型。保温系统中安装温度传感器检测保温系统内部的温度，并反馈给温度控制系统，对保温系统内部的温度进行调节，使保温系统的温度在小范围波动，料筒上安装压力传感器检测注射时熔融金属液的压力，当压力达到30MPa时，快拆式安装阀7打开，开始压铸过程；丝杠驱动系统上安装位移传感器，控制合模系统的位置，丝杠驱动系统2的电机为直流力矩电机。
本发明的工作原理为：
从合模系统1合模开始，丝杠驱动系统2牵引合模系统1与注射系统4实现对接并产生一定的预紧力，进料系统5的步进电机转动把熔融的低熔点合金送进注射系统4，快拆式安装阀7打开，注射电机启动把金属液压进模具中，等压铸件冷却后，丝杠驱动系统2启动，合模系统1和注射系统4分开，合模伺服电机启动取出压铸件。
合模系统1的工作过程为：合模系统工作前先要对同步带轮进行调平，四个同步带轮通过装配关系保证它们的位置平齐，合模伺服电机固定板与第一连接板的相对位置可调节，通过调节电机的位置达到调节主动带轮位置的目的，从而实现五个带轮的调平。合模伺服电机2-13启动，带动主动带轮2-10转动，通过同步带2-9和同步带轮2-8带动第一丝杠2-3旋转，动模板2-4直线运动直到模具合拢。
注射系统4的工作过程为：注射伺服电机3-1启动，通过第二联轴器3-10把动力传递给第二丝杠3-3，第二丝杠3-3旋转运动转换为第二螺母3-4的直线运动，柱塞3-5直线运动进行压铸，柱塞3-5停留在一固定位置进行保压，压铸结束后，注射伺服电机3-1逆向旋转，柱塞3-5回到最初的位置。
快拆式安装阀7的工作过程为：电磁铁保持断电状态，进料系统4把料送进料筒3-6，检测到熔融金属液压力达到30Mpa后，电磁铁通电，阀芯4-2移动，压缩第一弹簧4-3，快拆式安装阀7打开，注射过程开始，注射过程结束后，电磁铁断电，第一弹簧4-3回复，阀芯4-2回复，快拆式安装阀7关闭。
进料系统5的工作过程为：步进电机5-1启动，通过第三联轴器5-3把动力传递给螺杆5-4，螺杆5-4旋转运动转换为第三螺母5-5的直线运动，第三螺母5-5压缩第二弹簧5-6，压缩到一定程度后，第二弹簧5-6上的力推动推进块5-7移动把料压进料筒3-6中。
Claims (4)
1.一种全电动微型压铸机，包括合模系统(1)，其特征在于：合模系统(1)固定在丝杠驱动系统(2)上，丝杠驱动系统(2)固定在底板(8)上，底板(8)上固定注射系统(4)和保温系统(6)，注射系统(4)的熔料筒、料筒、注射喷嘴和柱塞均处在保温系统(6)中，注射系统(4)和快拆式安装阀(7)配合，快拆式安装阀(7)通过连接杆与电磁铁连接，电磁铁固定在进料系统(5)的支撑架上，进料系统(5)的推进块和注射系统(4)的熔料筒配合，进料系统(5)的支撑架固定在底板(8)上，模具加热和冷却系统(3)设置在定模板和动模板上，定模板和动模板上设置冷却水流道和加热棒安装孔；
所述的合模系统(1)包括合模伺服电机(2-13)，合模伺服电机(2-13)通过第一联轴器(2-12)与连接轴(2-11)连接，连接轴(2-11)与主动带轮(2-10)过盈配合，主动带轮(2-10)与同步带(2-9)配合，同步带(2-9)与同步带轮(2-8)过盈配合，同步带轮(2-8)与第一丝杠(2-3)过盈配合，第一丝杠(2-3)两端用第一深沟球轴承(2-2)、第二深沟球轴承(2-7)支撑，第一丝杠(2-3)与第一螺母(2-5)配合，第一螺母(2-5)与动模板(2-4)固定在一起，第一深沟球轴承(2-2)嵌入定模板(2-1)中，第二深沟球轴承(2-7)嵌入后模板(2-6)中，定模板(2-1)和后模板(2-6)固定在第一连接板(2-15)上，合模伺服电机固定板(2-14)固定在第一连接板(2-15)上，定模板(2-1)和动模板(2-4)中插入电热棒对模具进行加热，通过温度控制系统控制模具的温度，定模板(2-1)和动模板(2-4)中设计有冷却水流道，通入冷却水对模具进行冷却，第一连接板(2-15)与丝杠驱动系统(2)固定在一起，第一丝杠(2-3)两端加装圆螺母挡住第一深沟球轴承(2-2)、第二深沟球轴承(2-7)的外圈，并在定模板(2-1)和后模板(2-6)的外侧安装轴承端盖；
所述的注射系统(4)包括注射伺服电机(3-1)，注射伺服电机(3-1)通过注射伺服电机固定板(3-15)固定在第二连接板(3-2)上，注射伺服电机(3-1)与第二联轴器(3-10)连接，第二联轴器(3-10)与陶瓷隔热片(3-11)配合，第二联轴器(3-10)与第二丝杠(3-3)连接，第二丝杠(3-3)与第二螺母(3-4)配合，第二螺母(3-4)固定在滑台(3-13)上，柱塞固定板(3-14)固定在滑台(3-13)上，柱塞固定板(3-14)与柱塞(3-5)连接，柱塞(3-5)和料筒(3-6)配合，料筒(3-6)和注射喷嘴(3-7)连接，料筒(3-6)和熔料筒(3-8)用外螺纹管(3-9)连接，料筒(3-6)由支撑板(3-12)支撑，支撑板(3-12)固定在第二连接板(3-2)上，压力传感器(3-10)安装在料筒(3-6)上，注射喷嘴(3-7)与快拆式安装阀(7)的阀体(4-1)配合。
2.根据权利要求1所述的一种全电动微型压铸机，其特征在于：所述的快拆式安装阀(7)包括阀体(4-1)，阀芯(4-2)和阀体(4-1)配合，阀芯(4-2)和第一弹簧(4-3)同心，挡板(4-4)安装在阀体(4-1)上，快拆式安装阀(7)由电磁铁实现启闭，电磁铁通过连接杆与快拆式安装阀(7)的阀芯(4-2)连接，电磁铁通过电磁铁固定板固定在进料系统(5)的支撑架(5-2)上。
3.根据权利要求1所述的一种全电动微型压铸机，其特征在于：所述的进料系统(5)包括步进电机(5-1)，步进电机(5-1)固定在支撑架(5-2)上，步进电机(5-1)通过第三联轴器(5-3)与螺杆(5-4)连接，螺杆(5-4)与第三螺母(5-5)配合，第三螺母(5-5)与第二弹簧(5-6)连接，第二弹簧(5-6)与推进块(5-7)连接，陶瓷隔热片安装在螺杆(5-4)与第三联轴器(5-3)的连接处，推进块(5-7)与注射系统(4)的熔料筒(3-8)同心并配合在一起，支撑架(5-2)固定在底板(8)上。
4.根据权利要求1所述的一种全电动微型压铸机，其特征在于：所述的保温系统(6)的保温温度根据压铸金属的类型而定，压铸件为铅锡合金时，保温系统保温温度设定为200℃，压铸件为铜锡合金时，保温系统保温温度设定为250℃；压铸件为铝合金时，保温系统温度设定为700℃；当该压铸机实现塑料的注塑成型时，保温系统中安装温度传感器检测保温系统内部的温度，并反馈给温度控制系统，对保温系统内部的温度进行调节，使保温系统的温度在小范围波动，料筒上安装压力传感器检测注射时熔融金属液的压力，当压力达到30MPa时，快拆式安装阀(7)打开，开始压铸过程；丝杠驱动系统上安装位移传感器，控制合模系统的位置，丝杠驱动系统(2)的电机为直流力矩电机。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20150415 Termination date: 20180514 |