CN104841906A - 真空压铸系统及其抽真空方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及真空压铸技术领域，具体地说一种真空压铸系统及其抽真空方法，其特征在于还设有与模具型腔相连接的抽真空机构、用于感应冲头位置的传感器、分别与传感器和抽真空机构相连接的控制机构，其中设有与模具型腔相连通的真空排气通道，真空排气通道与抽真空机构中的排气管相连接，排气管上设有真空阀，排气管的另一端与负压罐相连接，负压罐设有真空泵，真空排气通道上还设有用于截止真空排气通道的截止柱塞，截止柱塞经液压驱动机构驱动运行，液压驱动机构与控制机构相连接，本发明与现有技术相比，具有结构合理、响应快速准确、工作可靠等显著的优点。

Description

真空压铸系统及其抽真空方法

技术领域：

本发明涉及真空压铸技术领域，具体地说一种能够在真空压铸极短的时间内将型腔与压室的气体快速抽除，使型腔达到高真空度，并能保证对真空通道的快速截断，有效将熔体与外界真空系统隔离的真空压铸系统及其抽真空方法。

背景技术：

压铸是一种金属制造工艺，其特点是利用模具腔对金属施加高压，使熔体成型，真空压铸法是通过在压铸过程中抽除压铸模具型腔内的气体，进而小初或显著减少压铸件内的气孔和溶解气体，提高压铸件力学性能和表面质量的先进压铸工艺，在生产制造过程中，除了对模具密封结构具有更高的要求外，还需具有合适的真空系统和精准的真空控制工艺，否则效果不显著。

真空压铸的关键技术在于：一是在压铸极短的时间内将型腔与压室中的气体快速抽出，使型腔达到高真空，这就要求尽量缩短真空排气道长度，增大真空排气管道的横截面积来增大管路的排气能力；二是防止金属液进入真空系统，凝固后造成系统堵塞，实现快速真空截止，要求真空系统的真空截止阀快速高动态响应，在金属液进入真空系统前及时的关闭真空通道。

发明内容：

本发明针对现有技术的缺点和不足，提出一种能够在真空压铸极短的时间内将型腔与压室的气体快速抽除，使型腔达到高真空度，并能保证对真空通道的快速截断，有效将熔体与外界真空系统隔离的真空压铸系统及其抽真空方法。

本发明通过以下措施达到：

一种真空压铸系统，包括模具，其特征在于还设有与模具型腔相连接的抽真空机构、用于感应冲头位置的传感器、分别与传感器和抽真空机构相连接的控制机构，其中设有与模具型腔相连通的真空排气通道，真空排气通道与抽真空机构中的排气管相连接，排气管上设有真空阀，排气管的另一端与负压罐相连接，负压罐设有真空泵，真空排气通道上还设有用于截止真空排气通道的截止柱塞，截止柱塞经液压驱动机构驱动运行，液压驱动机构与控制机构相连接。

本发明中与模具型腔相连通的真空排气通道以及用于截止真空排气通道的截止柱塞均通过与模具相连接的真空截止模块实现，所述真空截止模块包括相接合的前半模和后半模，前半模和后半模的接合面上分别对应设有用于接合成抽真空通道和截止通道的抽真空槽和截止槽，其中接合形成的截止通道为1字形，抽真空通道为L型，截止通道与抽真空通道的底端相连通并纵向贯通由前半模和后半模接合而成的模体，截止通道中设有可沿截止通道上下运动的截止柱塞，截止通道与抽真空通道相连通的部位设有密封件。

本发明所述的真空截止模块中抽真空通道的中部设有膨大腔，膨大腔由分别对应设在前、后半模接合面上的两个膨大腔凹槽接合而成，抽真空通道位于膨大腔的部分设有过滤器，用于防止已进入抽真空通道的高温金属液体进入外部真空系统；位于截止通道内的截止柱塞上端与液压驱动机构相连接，使截止柱塞在液压驱动机构的控制下，完成上下运动；

本发明为了防止抽气过程中漏气，可以在真空截止模块的前半模或后半模的通道槽的边缘设有密封槽，以阻止外部气体进入抽真空装置；当截止柱塞位于上截止点时，截止柱塞的下端刚好位于L型抽真空通道前端的横向部分的上沿，从而使截止过程中截止柱塞的行程最短。

本发明所述的真空截止模块还设有与截止通道相连通的润滑通道，润滑通道可以开设在后半模上，润滑通道的注液孔位于后半模顶部，通过向润滑通道中加入润滑脂，可以对截止柱塞进行润滑，并具有一定的冷却作用，保证截止柱塞在运作时准确可靠；所述前半模侧面为1型，后半模侧面为7字型，后半模上端设有横向支出部分，前半模的顶面与后半模支出部分的下表面做成密切贴合的斜面，斜面方便前后半模的拆装；前半模和后半模的外侧还设有用于安装固定的螺钉孔，以及用于与外部液压驱动机构相连接的固定孔，进一步，还可以在后半模背面设有用于安装固定截止装置的凸台。

本发明在使用时，真空截止模块的抽真空通道的入口与模具型腔排气通道的出口相连接，抽真空通道的出口与用于抽真空的外部真空系统相连接，截止通道内的截止柱塞在外部液压驱动机构的作用下，沿截止通道上下运动，当截止柱塞位于上止点时，也是真空截止装置打开，并实现抽真空的工作状态，此时可以使截止柱塞的底部刚好位于L型抽真空通道的前端横向部分的上沿，此时当进行截止运动时，截止柱塞的运动行程最短，当截止柱塞在截止通道中向下运动至下截止点，可以完成对抽真空通道前端截止，运作可靠，截止严密。

一种真空压铸抽真空方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：在真空压铸正常工作周期开始前，启动与负压罐相连接的真空泵，先将负压罐抽至接近真空状态；

步骤2：合模，完成模具密封，此时模具型腔与真空排气通道相连通，真空排气通道出口与排气管相连接，真空排气通道经截止柱塞截止，排气管上设有真空阀，排气管的另一端与负压罐相连接；

步骤3：浇注金属液，同时打开排气管上的真空阀，使真空排气通道内的气体进入负压罐，从而完成对真空排气通道内气体的抽除；

步骤4：传感器检测冲头位置，当冲头走过浇口，通过控制机构控制液压驱动机构使截止柱塞运动，打开真空排气通道，此时与真空排气通道相连通的型腔内的气体沿真空排气通道、排气管依次进入负压罐，抽真空开始；

步骤5：传感器继续检测冲头位置，当冲头向前运动到达内浇口之前，真空排气通道始终处于导通状态，型腔中的气体被迅速抽到负压罐中；

步骤6：当传感器检测到冲到位置到达快压射位置时，控制机构控制液压驱动机构驱动截止柱塞运动，截止真空排气通道，型腔抽真空处理停止；

步骤7：进行快压射，充填模具型腔，进而完成铸件。

本发明步骤5还包括实时监控负压罐的真空度，当真空度低于预设值时，启动真空泵对负压罐进行抽真空处理。

本发明与现有技术相比，只在慢压射阶段抽真空，从快压射阶段起启动对真空通道的关闭，有效确保抽真空通道截止的可靠性，避免金属液进入真空系统凝固后造成的系统堵塞；此外通过负压罐代替直接对型腔抽真空处理，能够在保证型腔真空度的前提下有效节约成本，避免真空泵功率浪费；具有结构合理、响应快速准确、工作可靠等显著的优点。

附图说明：

附图1是本发明的结构示意图。

附图2是本发明中真空截止模块的结构示意图。

附图3是本发明中真空截止模块的剖面图。

附图4是本发明的工作流程图。

附图标记：型腔1、真空排气通道2、排气管3、真空阀4、负压罐5、真空泵6、截止柱塞7、前半模8、后半模9、截止通道10、抽真空通道11、密封件12、过滤器13、密封槽14、膨大腔15、浇口16、冲头17。

具体实施方式：

下面结合附图，对本发明作进一步的说明。

如附图1所示，本发明提出了一种真空压铸系统，包括模具，其特征在于还设有与模具型腔1相连接的抽真空机构、用于感应冲头位置的传感器、分别与传感器和抽真空机构相连接的控制机构，其中设有与模具型腔相连通的真空排气通道2，真空排气通道2与抽真空机构中的排气管3相连接，排气管3上设有真空阀4，排气管3的另一端与负压罐5相连接，负压罐5设有真空泵6，真空排气通道2上还设有用于截止真空排气通道2的截止柱塞7，截止柱塞7经液压驱动机构驱动运行，液压驱动机构与控制机构相连接。

如附图2及附图3所示，本发明中与模具型腔1相连通的真空排气通道2以及用于截止真空排气通道的截止柱塞7均通过与模具相连接的真空截止模块实现，所述真空截止模块包括相接合的前半模8和后半模9，前半模8和后半模9的接合面上分别对应设有用于接合成抽真空通道和截止通道的抽真空槽和截止槽，其中接合形成的截止通道10为1字形，抽真空通道11为L型，截止通道10与抽真空通道11的底端相连通并纵向贯通由前半模和后半模接合而成的模体，截止通道10中设有可沿截止通道10上下运动的截止柱塞7，截止通道10与抽真空通道相11连通的部位设有密封件12。

本发明所述的真空截止模块中抽真空通道11的中部设有膨大腔，膨大腔15由分别对应设在前、后半模接合面上的两个膨大腔凹槽接合而成，抽真空通道位于膨大腔的部分设有过滤器13，用于防止已进入抽真空通道的高温金属液体进入外部真空系统；位于截止通道10内的截止柱塞7上端与液压驱动机构相连接，使截止柱塞7在液压驱动机构的控制下，完成运动；

本发明为了防止抽气过程中漏气，可以在真空截止模块的前半模8或后半模9的通道槽的边缘设有密封槽14，以阻止外部气体进入抽真空装置；当截止柱塞7位于上截止点时，截止柱塞的下端刚好位于L型抽真空通道前端的横向部分的上沿，从而使截止过程中截止柱塞的行程最短。

本发明所述的真空截止模块还设有与截止通道相连通的润滑通道，润滑通道可以开设在后半模9上，润滑通道的注液孔位于后半模顶部，通过向润滑通道中加入润滑脂，可以对截止柱塞进行润滑，并具有一定的冷却作用，保证截止柱塞在运作时准确可靠；所述前半模侧面为1型，后半模侧面为7字型，后半模上端设有横向支出部分，前半模的顶面与后半模支出部分的下表面做成密切贴合的斜面，斜面方便前后半模的拆装；前半模和后半模的外侧还设有用于安装固定的螺钉孔，以及用于与外部液压驱动机构相连接的固定孔，进一步，还可以在后半模背面设有用于安装固定截止装置的凸台16。

本发明在使用时，真空截止模块的抽真空通道的入口与模具型腔排气通道的出口相连接，抽真空通道的出口与用于抽真空的外部真空系统相连接，截止通道内的截止柱塞在外部液压驱动机构的作用下，沿截止通道上下运动，当截止柱塞位于上止点时，也是真空截止装置打开，并实现抽真空的工作状态，此时可以使截止柱塞的底部刚好位于L型抽真空通道的前端横向部分的上沿，此时当进行截止运动时，截止柱塞的运动行程最短，当截止柱塞在截止通道中向下运动至下截止点，可以完成对抽真空通道前端截止，运作可靠，截止严密。

如附图4所示，本发明还提出一种真空压铸抽真空方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：在真空压铸正常工作周期开始前，启动与负压罐相连接的真空泵，先将负压罐抽至接近真空状态；

步骤2：合模，完成模具密封，此时模具型腔与真空排气通道相连通，真空排气通道出口与排气管相连接，真空排气通道经截止柱塞截止，排气管上设有真空阀，排气管的另一端与负压罐相连接；

步骤3：浇注金属液，同时打开排气管上的真空阀，使真空排气通道内的气体进入负压罐，从而完成对真空排气通道内气体的抽除；

步骤4：传感器检测冲头17位置，当冲头走过浇口16，通过控制机构控制液压驱动机构使截止柱塞运动，打开真空排气通道，此时与真空排气通道相连通的型腔内的气体沿真空排气通道、排气管依次进入负压罐，抽真空开始；

步骤5：传感器继续检测冲头17位置，当冲头向前运动到达内浇口之前，真空排气通道始终处于导通状态，型腔中的气体被迅速抽到负压罐中；

步骤6：当传感器检测到冲到位置到达快压射位置时，控制机构控制液压驱动机构驱动截止柱塞运动，截止真空排气通道，型腔抽真空处理停止；

步骤7：进行快压射，充填模具型腔，进而完成铸件。

本发明步骤5还包括实时监控负压罐的真空度，当真空度低于预设值时，启动真空泵对负压罐进行抽真空处理。

本发明与现有技术相比，只在慢压射阶段抽真空，从快压射阶段起启动对真空通道的关闭，有效确保抽真空通道截止的可靠性，避免金属液进入真空系统凝固后造成的系统堵塞；此外通过负压罐代替直接对型腔抽真空处理，能够在保证型腔真空度的前提下有效节约成本，避免真空泵功率浪费；具有结构合理、响应快速准确、工作可靠等显著的优点。

Claims (8)

1.一种真空压铸系统，包括模具，其特征在于还设有与模具型腔相连接的抽真空机构、用于感应冲头位置的传感器、分别与传感器和抽真空机构相连接的控制机构，其中设有与模具型腔相连通的真空排气通道，真空排气通道与抽真空机构中的排气管相连接，排气管上设有真空阀，排气管的另一端与负压罐相连接，负压罐设有真空泵，真空排气通道上还设有用于截止真空排气通道的截止柱塞，截止柱塞经液压驱动机构驱动运行，液压驱动机构与控制机构相连接。

2.根据权利要求1所述的一种真空压铸系统，其特征在于与模具型腔相连通的真空排气通道以及用于截止真空排气通道的截止柱塞均通过与模具相连接的真空截止模块实现，所述真空截止模块包括相接合的前半模和后半模，前半模和后半模的接合面上分别对应设有用于接合成抽真空通道和截止通道的抽真空槽和截止槽，其中接合形成的截止通道为1字形，抽真空通道为L型，截止通道与抽真空通道的底端相连通并纵向贯通由前半模和后半模接合而成的模体，截止通道中设有可沿截止通道运动的截止柱塞，截止通道与抽真空通道相连通的部位设有密封件。

3.根据权利要求2所述的一种真空压铸系统，其特征在于所述的真空截止模块中抽真空通道的中部设有膨大腔，膨大腔由分别对应设在前、后半模接合面上的两个膨大腔凹槽接合而成，抽真空通道位于膨大腔的部分设有过滤器，位于截止通道内的截止柱塞上端与液压驱动机构相连接，使截止柱塞在液压驱动机构的控制下，完成上下运动。

4.根据权利要求3所述的一种真空压铸系统，其特征在于在真空截止模块的前半模或后半模的通道槽的边缘设有密封槽，当截止柱塞位于上截止点时，截止柱塞的下端刚好位于L型抽真空通道前端的横向部分的上沿。

5.根据权利要求4所述的一种真空压铸系统，其特征在于所述的真空截止模块还设有与截止通道相连通的润滑通道，润滑通道可以开设在后半模上，润滑通道的注液孔位于后半模顶部，通过向润滑通道中加入润滑脂。

6.根据权利要求5所述的一种真空压铸系统，其特征在于前半模侧面为1型，后半模侧面为7字型，后半模上端设有横向支出部分，前半模的顶面与后半模支出部分的下表面做成密切贴合的斜面，斜面方便前后半模的拆装，前半模和后半模的外侧还设有用于安装固定的螺钉孔，以及用于与外部液压驱动机构相连接的固定孔。

7.一种如权利要求1-6中任意一项所述的真空压铸系统的抽真空方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：在真空压铸正常工作周期开始前，启动与负压罐相连接的真空泵，先将负压罐抽至接近真空状态；

步骤2：合模，完成模具密封，此时模具型腔与真空排气通道相连通，真空排气通道出口与排气管相连接，真空排气通道经截止柱塞截止，排气管上设有真空阀，排气管的另一端与负压罐相连接；

步骤3：浇注金属液，同时打开排气管上的真空阀，使真空排气通道内的气体进入负压罐，从而完成对真空排气通道内气体的抽除；

步骤4：传感器检测冲头位置，当冲头走过浇口，通过控制机构控制液压驱动机构使截止柱塞运动，打开真空排气通道，此时与真空排气通道相连通的型腔内的气体沿真空排气通道、排气管依次进入负压罐，抽真空开始；

步骤5：传感器继续检测冲头位置，当冲头向前运动到达内浇口之前，真空排气通道始终处于导通状态，型腔中的气体被迅速抽到负压罐中；

步骤6：当传感器检测到冲到位置到达快压射位置时，控制机构控制液压驱动机构驱动截止柱塞运动，截止真空排气通道，型腔抽真空处理停止；

步骤7：进行快压射，充填模具型腔，进而完成铸件。

8.根据权利要求7所述的真空压铸系统的抽真空方法，其特征在于步骤5还包括实时监控负压罐的真空度，当真空度低于预设值时，启动真空泵对负压罐进行抽真空处理。