CN106457374B - 铸造装置和压铸方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铸造装置和压铸方法。

Description

铸造装置和压铸方法

技术领域

本发明涉及一种铸造装置和一种压铸方法。

背景技术

一段时间以来已知在压铸和真空压铸方法以及相应的方法中使用铸造装置。在真空压铸中已知在用铸造材料填充铸造腔和铸造活塞在铸造腔的注入口上经过之后，在铸模的成型空腔中以及在铸造腔中产生低压或者真空。

这种真空压铸方法用于制造由金属和金属合金组成的，特别是由Al、Mg、Zn和Cu金属的合金组成的铸件。真空压铸的优点在于，能通过减少在铸造材料中空气和气体的影响实现铸造部件的质量上的高品质的性能。这特别适用于由铝或者铝合金组成的铸造部件，该铸造部件在之后的方法过程中可能还应该进行热处理和/或焊接。

真空压铸的最简单的形式中，低压或者真空通过在铸模或者铸造腔上固定的排气阀产生。一旦用铸造材料填充铸造腔并且铸造活塞在第一方法步骤中越过铸造腔的注入口，铸模可以产生低压。这种方法的缺点在于，铸造活塞用于封闭铸造腔的注入口的过程是相对费时的并且在越过注入口后剩余的过程时间通常不足以充分地将铸造腔抽真空。除此之外，由于排气阀的狭窄的横截面使待实现的低压变得更加困难。

为了解决这个问题，可以在通过铸造活塞封闭铸造腔的注入口后引入另一方法步骤，其中铸造活塞在铸造腔的抽真空过程中不改变其位置。然而，这种中间步骤的缺点在于，在整个延长的过程时间中使得铸造腔中的铸造材料冷却，因此丧失了其理想的铸造温度。

真空压铸装置的已知的进展在于，铸造腔的注入口通过护盖而非通过铸造活塞封闭。相应的用于真空压铸的设备例如在DE102004057324A1中描述。

在DE102004057324A1中描述的方法在于，在铸造材料引入铸造腔中并且铸造腔通过护盖封闭之后，将铸造腔抽真空。通过该方法可以解决通过铸造活塞对铸造腔的注入口进行封闭的耗时的第一方法步骤。在产生低压或真空之后立即可以使铸造活塞从开始就以提高的速度将铸造材料引入铸模，由此缩短了实际的压铸的过程时间。

DE102004057324A1中描述的用于封闭铸造腔的注入口的护盖的缺点在于，为了能够用护盖封闭注入口，在之前步骤中进料部首先必须从注入口移开。

发明内容

因此，本发明的目的在于，克服提到的在铸造腔中产生低压或者真空的过程中的问题并且特别是加快真空压铸的周期并因此提高制造效率。本发明的另一目的在于改善真空压铸装置的密封性，从而能够在铸造腔中并且因此也在其他系统中设置更高程度的低压或真空。

特别适用于压铸方法，优选适用于真空压铸方法的根据本发明的铸造装置包括具有注入口的铸造腔、能够在铸造腔中移动的铸造活塞和进料部，铸造活塞在其后部空间通过铸造活塞杆与铸造驱动器连接或者能够移动，铸造材料通过进料部能经过注入口注入铸造腔中，其特征在于，铸造腔至少部分地设置在以能够转动的方式安装的套筒中。通过这种能够转动的、优选能够封闭铸造腔的注入口的套筒实现了在注入过程中滴到铸造腔的外壁的铸造材料由该套筒剪切隔挡并且铸造腔的注入口能尽可能地相对于环境密封地封闭。

在此有利的是，套筒具有开口，该开口能够通过套筒的转动至少部分地在铸造腔的注入口之上定位。

对于套筒的转动可以有利的是，铸造腔至少在该区域中在横截面上成型为圆形。

可以有利的是，套筒的开口尽可能地对应于铸造腔的注入口的形状和大小。

可以合适的是，在注入位置上的套筒的开口尽可能地能够在铸造腔的注入口之上定位。在这个位置上，能够通过进料部，特别是通过铸槽将铸造材料引入或者注入铸造腔中。

通过套筒的转动能够借助套筒的壁封闭铸造腔的注入口。可以有利的是，套筒针对这个目的而规定的区域和/或铸造腔的外周面这样形成，从而其尽可能确保了围绕铸造腔的注入口周围的套筒和铸造腔之间的密封性，以便于这样改善铸造腔内部的低压的设置。为了实现密封性，可以利用例如铸造腔和/或套筒的热膨胀性能。

可以有利的是，套筒能通过转动装置围绕铸造腔的纵轴转动。

当用铸造材料填充铸造腔时，会发生铸造材料没有进入到铸造腔，而是部分地滴到铸造腔的外壁上。通过使用转动装置，特别是液压或者气动驱动的转动装置，套筒能够这样围绕铸造腔转动，即，可能滴到铸造腔的外壁上的铸造材料通过套管从铸造腔的外壁剪切隔挡。因此，即使对于铸造材料滴到铸造腔的外壁上这种情况，铸造腔仍可以密封地封闭。

液压或者气动驱动的转动装置的使用能够产生具有这样驱动的力。移动套筒的力的大小有利地选择为确保可能滴到铸造腔的外壁上的铸造材料被可靠地剪切隔挡。

可以合适的是，套管和/或进料部这样成型，即其互相处于有效连接。这样缩短了周期。套筒的移动可以优选与进料部的移动同时进行。这样缩短了周期。

可以特别有利的是，有效连接使得在套筒的转动过程中套筒和进料部能够从注入位置移开和/或移动到注入位置，有效连接优选使进料部能够至少部分地在套筒转动过程中机械地从开口或者注入口升起或者降低到开口或者注入口中。套筒和/或进料部在此可以有利地以斜面的方式在合适的位置上成型，从而套筒和进料部至少部分地互相上下滑动。

可以有利的是，套筒具有抽吸口。

由于在套筒中的抽吸口，铸造腔能通过铸造腔的注入口抽真空。铸造腔通过铸造腔的注入口的抽真空的优点在于，能够使用直径比在现有技术中的情况下大很多的导管用于抽真空。使用具有尽可能大的横截面的用于铸造腔的抽真空的导管能够节省铸造腔抽真空的时间。

可以有利的是，抽吸口这样设置在套筒上，即，抽吸口通过套筒的转动能至少部分地在铸造腔的注入口之上定位。

通过抽吸口这样设置在套筒上使得抽吸口在套筒的铸造位置上位于铸造腔的注入口之上，实现了抽吸口能够自动地伴随着套筒从注入位置到铸造位置的移动而至少部分地在铸造腔的注入口之上定位。

因此，可以在仅一个的方法步骤中实现两个方法步骤，也即封闭铸造腔和将抽吸口定位在铸造腔的注入口之上。两个方法步骤的这种结合实现了缩短整个方法的时间。

可以合适的是，套筒具有提升部件。

根据本发明的提升部件能够在铸造材料进入铸造腔之后将进料部从铸造腔的注入口移开，从而套筒能够从注入位置移到铸造位置，其中铸造材料是通过进料口进入铸造腔。

根据本发明的提升部件还可以使套筒这样从注入位置移到铸造位置，即，进料部在铸造材料进入铸造腔之后从铸造腔的注入口移开，其中铸造材料是通过进料部进入铸造腔。通过将根据本发明的提升部件设置在套筒的外壁上，进料部可通过提升部件这样与套筒连接，即，通过套筒围绕铸造腔的纵轴的转动，使进料部能够伴随套筒的转动同时从铸造腔的注入口移开。

这种设计方案能够在仅一个方法步骤中实现在现有技术中描述的移开进料部和封闭铸造腔的多个方法步骤。两个方法步骤结合成一个缩短了整个方法的时间。

可以有利的是，铸造活塞杆至少部分地在尽可能环形的封闭部件中设置，该封闭部件以能沿着铸造腔的纵轴推移的方式安装。

为了能够在铸造腔内产生尽可能低的低压或者真空，必需能够尽可能密封地封闭可能存在的泄露处。异常显著的泄露处在此是铸造腔的内壁和铸造活塞的外周面之间的环形缝隙。在该泄露处，气体可以在铸造腔的抽真空的过程中从铸造活塞的后侧进入到铸造腔。这种进入的气体可以导致在铸造腔中的铸造材料起泡沫并且因此在铸造部件中产生气孔，其将铸造部件的热处理和可焊接性降到最低或者完全消除。

为了防止气体通过在铸造腔的内壁和铸造活塞的外周面之间的环形缝隙进入，可以有利的是，在铸造腔的后侧设置尽可能环形的封闭部件，从而在铸造腔的内壁和铸造活塞的外周面之间的环形缝隙能够密封地封闭。

封闭部件可以这样成型，即，其将在铸造腔的内壁和铸造活塞的外周面之间的环形缝隙密封地封闭并且在此不妨碍铸造活塞或者铸造活塞杆的功能。

可以有利的是，尽可能环形的封闭部件能够通过推动装置，特别是气动或者液压驱动的推动装置设置在铸造腔的后侧上。

由于注入铸造腔中的热的铸造材料导致部件膨胀。为了在尽管部件的膨胀的情况下仍形成封闭部件和铸造腔的后侧之间的密封连接，必需使密封部件能够以足够大的压力设置在铸造腔的后侧上。这种有利的压力可以例如通过气动的或液压驱动的推动装置产生。

可以合适的是，封闭部件具有抽吸口。

如果封闭部件与铸造腔的后侧、铸造活塞杆的表面和封闭部件的内侧应形成空腔，则可以有利的是，封闭部件具有抽吸口，通过抽吸口能够对由铸造腔的后侧、铸造活塞杆的表面和封闭部件的内侧形成空间抽真空。通过在封闭部件中设置单独的抽吸口，可以在铸造材料注入到铸造腔的过程结束之前就开始对由铸造腔的后侧、铸造活塞杆的表面和封闭部件的内侧形成的空间抽真空。如果应在铸造材料注入到铸造腔的过程中就通过单独的抽吸口对铸模抽真空，通过在封闭部件中的抽吸口和铸造腔的后部空间的上述抽真空将在铸造腔内待抽真空的体积降低到最小。在铸造材料注入铸造腔的过程中，铸模和铸造腔的后部空间的已经进行的抽真空能够缩短整个方法的时间。

根据本发明的压铸方法，特别是真空压铸方法包括下列方法步骤：

a)将套筒移到注入位置，

b)将进料部定位在注入口之上，

c)将铸造材料引入铸造腔，

d)移开进料部，

e)围绕铸造腔的纵轴将套筒转到铸造位置，

f)通过铸造活塞将铸造材料引入铸模。

由于套筒的转动并且与之伴随的铸造腔的注入口的封闭，在注入过程中滴到铸造腔的外壁上的铸造材料能够与之剪切隔挡并且铸造腔的注入口相对于环境密封地封闭。

可以有利的是，这样将套筒移到注入位置，即，套筒的开口至少部分地定位在铸造腔的注入口之上。

可以有利的是，在套筒转动到铸造位置之后并且在铸造活塞将铸造材料引入铸模之前，铸造腔至少部分地通过在套筒中设置的抽吸口抽真空。

由于铸造腔的至少部分的抽真空，能够降低在铸造材料以及后来的铸造部件中的气体的含量。铸造腔通过在套筒中设置的抽吸孔的抽真空实现了使用具有比在现有技术中的情况下大很多的直径的导管。将具有尽可能大的横截面的导管用于铸造腔的抽真空能够节省铸造腔抽真空的时间。

可以合适的是，在套筒移到铸造位置之前、过程中或者之后，封闭部件在铸造腔的后侧定位。

为了能够在铸造腔内产生尽可能低的低压或者真空，必需能够尽可能密封地封闭可能存在的泄露处。异常显著的泄露处在此是铸造腔的内壁和铸造活塞的外周面之间的环形缝隙。在该泄露处，气体可以在铸造腔的抽真空的过程中从铸造活塞的后侧进入到铸造腔。这种进入的气体可以导致在铸造腔中的铸造材料起泡沫并且因此在铸造部件中产生气孔，其将铸造部件的热处理和可焊接性降到最低或者完全消除。

为了防止气体通过在铸造腔的内壁和铸造活塞的外周面之间的环形缝隙进入，可以有利的是，在铸造腔的后侧设置尽可能环形的封闭部件，从而在铸造腔的内壁和铸造活塞的外周面之间的环形缝隙能够密封地封闭。

封闭部件可以有利地至少部分地围绕铸造活塞杆设置，从而封闭部件能够沿着铸造腔的纵轴推移。

在用铸造材料填充铸造腔之前、过程中或者之后，封闭部件可以沿着铸造腔的纵轴移动到铸造腔的后侧。因此根据步骤的进行实现了在用铸造材料填充铸造腔之前、之中或者之后对由铸造腔的后侧、铸造活塞杆的表面和封闭部件的内侧形成的空间抽真空。

因此，通过用于由铸造腔的后侧、铸造活塞杆的表面和封闭部件的内侧形成的空间的抽真空的时间点的相应的确定可以缩短铸造方法的全部时间，其中该时间点取决于各个铸造方法和待制造的铸造部件。

可以有利的是，在将封闭部件移到铸造腔的后侧上之后和在铸造活塞将铸造材料引入铸模之前，至少部分地通过抽吸口对由铸造腔的后侧、铸造活塞杆的表面和封闭部件的内侧形成的空间抽真空。

如果封闭部件与铸造腔的后侧、铸造活塞杆的表面和封闭部件的内侧应形成空腔，则可以有利的是，封闭部件具有抽吸口，通过抽吸口能够将由铸造腔的后侧、铸造活塞杆的表面和封闭部件的内侧形成空间抽真空。通过在封闭部件中设置单独的抽吸口，可以在铸造材料注入到铸造腔的过程结束之前就开始对由铸造腔的后侧、铸造活塞杆的表面和封闭部件的内侧形成的空间抽真空。如果应在铸造材料注入到铸造腔的过程中就通过单独的抽吸口对铸模抽真空，通过在封闭部件中的抽吸口和铸造腔的后部空间的上述抽真空将在铸造腔内待抽真空的体积降低到最小。在铸造材料的注入铸造腔的过程中，铸模和铸造腔的后部空间的已经进行的抽真空能够缩短整个方法的时间。

可以有利的是，进料部在用铸造材料填充铸造腔之后通过设置在套筒上的提升装置伴随套筒的转动同时移动。

根据本发明的提升部件能够将进料部在铸造材料进入铸造腔之后从铸造腔的注入口移开，从而套筒能够从注入位置移到铸造位置，其中铸造材料是通过进料部进入铸造腔。

通过将根据本发明的提升部件设置在套筒的外壁上，进料部可通过提升部件这样与套筒连接，即，通过套筒围绕铸造腔的纵轴的转动，使进料部能够伴随套筒的转动同时从铸造腔的注入口移开。

这种设计方案能够在仅一个方法步骤中实现在现有技术中描述的移开进料部和封闭铸造腔的多个方法步骤。两个方法步骤的这种结合实现了缩短整个方法的时间。

可以合适的是，进料部伴随着套筒从铸造位置到注入位置的移动而自动地在注入口之上定位。

通过将根据本发明的提升部件设置在套筒的外壁上，进料部可通过提升部件这样与套筒连接，即，通过套筒围绕铸造腔的纵轴的转动，进料部伴随套筒的转动同时在铸造腔的注入口之上或者之中定位。

这种设计方案能够在仅一个方法步骤中实现在现有技术中描述的打开铸造腔和在至少部分重叠设置的开口和注入口之上或之中定位进料部的多个方法步骤。两个方法步骤的这种结合实现了缩短整个方法的时间。

附图说明

本发明的扩展方式和有利的设计方案会在以下对根据本发明的实施例的描述中给出，附图中示出了这些实施例。图中示出了：

图1示出了在注入位置的根据本发明的铸造装置，

图2示出了在预铸造位置的根据本发明的铸造装置，

图3示出了在铸造位置的根据本发明的铸造装置，

图4示出了具有在套筒上设置的排出口的根据本发明的铸造装置，其中套筒处于在注入位置和铸造位置之间的套筒的状态中，并且

图5示出了在后铸造位置的根据本发明的铸造装置。

具体实施方式

如果在图1到图5使用同样的附图标记，则这些附图标记表示相同的部件，从而为了避免重复而不必在每个附图说明中重新阐述已经描述的部件。

图1示出了在注入位置的根据本发明的铸造装置10。在这个位置上，套筒14的开口12至少部分地设置在铸造腔18的注入口16之上。在至少部分地重叠设置的开口12和注入口16之上或之中设置进料部20，特别是铸槽，从而能够用铸造材料填充铸造腔18。在套管上侧面地设置液压的转动装置22，该转动装置能够使套筒14围绕铸造腔18的纵轴转动。在注入状态下，铸造活塞24和铸造活塞杆26尽可能地设置在铸造腔18之外。在铸造腔18的后部空间中围绕铸造活塞杆26设置尽可能管状的封闭部件28。封闭部件28具有抽吸口30，由铸造腔18的后侧、封闭部件28的内侧和铸造活塞杆26的表面形成的空间能够通过该抽吸口抽真空。封闭部件28在此以能够沿着铸造腔18的纵轴推移的方式安装。封闭部件沿着铸造腔18的纵轴的推移通过液压的推动装置32进行。

图2示出了在预铸造位置的根据本发明的铸造装置。在这个位置上相比于图1，封闭部件28通过液压的推动装置32移动到铸造腔18的后侧上。在此，封闭部件28完全遮盖了铸造活塞24，而铸造活塞24尚未移动到铸造腔18中。在这种状态下，由铸造腔18的后侧、铸造活塞24或者铸造活塞杆26的表面和封闭部件28的内侧形成的空间已经开始通过抽吸口30抽真空。

图3示出了在铸造位置的根据本发明的铸造装置10。在这个状态下相比于图2，封闭部件28通过液压的推动装置32移动到铸造腔18的后侧上，以及套筒14通过液压的转动装置22移动到铸造位置。在套筒14的这个铸造位置上，套筒14围绕铸造腔18的纵轴转动，以使得套筒14的开口12不再重叠地设置在铸造腔18的注入口16上并且因此使套筒14的壁完全地封闭铸造腔18的注入口16。此外，进料部20，特别是铸槽从之前至少部分地重叠的设置的开口12和注入口16移开，以使得套筒14能够围绕铸造腔18的纵轴转动。通过套筒14围绕铸造腔18的纵轴的转动，套筒的(不可见的)抽吸口24至少部分地设置在铸造腔18的注入口16上。

图4示出了从观察方向B(参见图3)看到的在铸造位置的根据本发明的铸造装置。从这个观察方向B可以看到至少部分地设置在铸造腔18的注入口16上的套筒14的抽吸口34。

图5示出了在后铸造位置的根据本发明的铸造装置。在这个状态下相比于图3，实际的铸造过程已结束并且铸造材料通过铸造活塞24引入铸模，该铸造活塞通过铸造活塞杆26驱动。

附图标记说明

(说明书的一部分)

10 铸造装置

12 开口

14 套筒

16 铸造腔的注入口

18 铸造腔

20 进料部

22 转动装置

24 铸造活塞

26 铸造活塞杆

28 封闭部件

30 封闭部件的抽吸口

32 推动装置

34 套筒的抽吸口

B 观察方向

Claims (16)

1.一种铸造装置(10)，所述铸造装置用于压铸方法，所述铸造装置包括具有注入口(16)的铸造腔(18)、能够在铸造腔(18)中移动的铸造活塞(24)和进料部(20)，所述铸造活塞通过铸造活塞杆(26)与铸造驱动器连接，铸造材料通过所述进料部能经过注入口(16)注入铸造腔(18)中，所述铸造腔(18)至少部分地设置在以能够转动的方式安装的套筒(14)中，其特征在于，

所述套筒(14)具有开口(12)，其中所述开口(12)通过所述套筒(14)的转动能够至少部分地在铸造腔(18)的注入口(16)之上定位，其中，所述套筒(14)和所述进料部(20)成型为互相处于有效连接，所述有效连接使得在所述套筒(14)的转动过程中套筒(14)和进料部(20)能够从注入位置移开和/或移动到注入位置，所述有效连接使得所述进料部(20)能够至少部分地在套筒(14)的转动过程中机械地从开口(12)或者注入口(16)升起或者降低到开口(12)或者注入口(16)中，并且所述套筒和/或进料部以斜面的方式在合适的位置上成型，从而套筒和进料部至少部分地互相上下滑动。

2.根据权利要求1所述的铸造装置，其特征在于，所述铸造装置用于真空压铸方法。

3.根据权利要求1所述的铸造装置(10)，其特征在于，所述套筒(14)能够通过转动装置(22)围绕铸造腔(18)的纵轴转动。

4.根据权利要求1所述的铸造装置(10)，其特征在于，所述套筒(14)具有抽吸口(34)。

5.根据权利要求4所述的铸造装置(10)，其特征在于，所述抽吸口(34)这样设置在套筒(14)上，即，所述抽吸口通过套筒(14)的转动能够至少部分地在铸造腔(18)的注入口(16)之上定位。

6.根据权利要求1所述的铸造装置(10)，其特征在于，所述套筒(14)具有提升部件。

7.根据权利要求1所述的铸造装置(10)，其特征在于，所述铸造活塞杆(26)至少部分地在环形的封闭部件(28)中设置，所述封闭部件(28)以能沿着铸造腔(18)的纵轴推移的方式安装。

8.根据权利要求7所述的铸造装置(10)，其特征在于，所述封闭部件(28)能够通过推动装置(32)设置在铸造腔(18)的后侧上。

9.根据权利要求7或8所述的铸造装置(10)，其特征在于，所述封闭部件(28)具有抽吸口。

10.一种压铸方法，所述压铸方法使用根据权利要求1至9中任一项所述的铸造装置，所述压铸方法包括下列方法步骤：

a)将套筒(14)移到注入位置，

b)将进料部(20)定位在注入口(16)之上，

c)将铸造材料引入铸造腔(18)，

d)移开进料部(20)，

e)围绕铸造腔(18)的纵轴将套筒(14)转到铸造位置，

f)通过铸造活塞(24)将铸造材料引入铸模，

其中，所述进料部(20)伴随着套筒(14)从铸造位置到注入位置的移动自动地在注入口(16)之上定位，并且套筒和进料部至少部分地互相上下滑动。

11.根据权利要求10所述的压铸方法，其特征在于，所述压铸方法是真空压铸方法。

12.根据权利要求10所述的压铸方法，其特征在于，这样将套筒(14)移到注入位置，即，套筒(14)的开口(12)至少部分地在铸造腔(18)的注入口(16)之上定位。

13.根据权利要求10所述的压铸方法，其特征在于，在套筒(14)转动到铸造位置之后并且在铸造活塞(24)将铸造材料引入铸模之前，铸造腔(18)至少部分地通过在套筒(14)中设置的抽吸口(34)抽真空。

14.根据权利要求10所述的压铸方法，其特征在于，在套筒(14)移到铸造位置之前、过程中或者之后，封闭部件(28)在铸造腔(18)的后侧上定位。

15.根据权利要求14的压铸方法，其特征在于，在将封闭部件移到铸造腔(18)的后侧上之后并且在铸造活塞(24)将铸造材料引入铸模之前，至少部分地通过抽吸口(30)对由铸造腔(18)的后侧、铸造活塞杆(26)的表面和封闭部件(28)的内侧形成的空间抽真空。

16.根据权利要求10所述的压铸方法，其特征在于，在用铸造材料填充铸造腔(18)之后，所述进料部(20)通过设置在套筒(14)上的提升装置伴随着套筒(14)的转动同时移动。

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