CN106552917A - 一种用于合金压铸成形的高真空压铸模具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于合金压铸成形的高真空压铸模具，属于压铸成形加工技术领域。该模具包括动模和定模两部分，动模部分包括动模型腔、模角、顶针固定板、顶针垫板、顶杆和动模板。定模部分包括定模型腔。其中，顶杆、动模板、模角、动模型腔、定模型腔和定模安装板之间通过密封元件进行密封，动模部分和定模部分合模后，以及压室和浇注口都置于密封环境下即可获得密闭的腔体。通过将顶杆设计为阶梯轴形状，进而与动模板之间形成面密封结构，通过密封元件实现高效密封。本发明模具的所有真空密封面都为静密封，使得密封元件的使用寿命延长，提高工作效率和生产率。
Description
技术领域
本发明涉及压铸成形加工技术领域，具体为一种用于合金压铸成形的高真空压铸模具。
背景技术
在压铸加工成形技术领域，为了改善压铸件内部的气孔、缩孔、缩松，人民发展出一种真空压铸技术。传统的压铸技术是在压铸机合模后便压射充入金属液体，真空压铸技术则是在模具闭合充入金属熔液之前，对模具型腔进行抽真空，从而减少铸件中的气孔缺陷，质量得以提升。随着科学技术的发展，对于压铸技术提出了越来越高的要求，因此针对传统的真空压铸技术，其所指的真空度往往在几十千帕，而专利CN102642007A所报道的真空压铸模具的真空度也只有5千帕，存在真空度低的缺点，尤其对于非晶态合金等新兴材料，真空度对于非晶结构的形成和铸件质量具有决定性的影响，因而近年来发展出多种具有极高真空度的压铸成形技术，而该技术中，局部的密封往往采用动密封，因而使得密封元件极易损害，因而影响生产效率和产品质量的一致性，对于模具的密封提出了极高的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于合金压铸成形的高真空压铸模具，通过将顶杆设计为阶梯轴形状，进而与动模板之间形成面密封结构，通过密封元件实现高效密封。这种密封结构使得密封元件的使用寿命延长，提高工作效率和生产率。通过在模角和定模型腔(动模型腔)上接通两路真空管道，连接到高真空机组上，获得高真空环境。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种用于合金压铸成形的高真空压铸模具，该模具包括动模部分、定模部分和压射机构，所述动模部分与定模部分合模后形成铸件型腔；其中：
所述压射机构用于向铸件型腔中压入合金熔体，包括压室和压射杆，压室的上部设有浇口，用于合金熔体的浇入；压室和浇口设于密封腔体内，压射杆能在压室内移动并将浇入其内的合金熔体压入铸件型腔内；压室的入料端与压射杆之间通过橡胶圈实现密封；
所述动模部分包括动模型腔、动模仁、模角、顶针垫板、顶杆和动模板；所述动模仁位于动模型腔中；所述定模部分包括定模型腔、定模安装板、定模仁和浇口套；所述定模仁位于定模型腔中；
所述定模部分中，定模型腔安装在定模安装板上，所述压射机构的压室的出料端伸入定模安装板，所述浇口套设于定模型腔中；
所述动模部分中，所述模角安装在动模板上，动模型腔与所述模角相连接，顶杆为阶梯轴形状，顶杆的细端伸入动模板内，顶杆的粗端伸入顶针垫板中。
该模具还设有模具真空口和动模真空口，所述模具真空口设于定模型腔或动模型腔内的集中排气块上，所述动模真空口设于模角上或者动模型腔上。
所述定模型腔与动模型腔密封合模后在动模仁和定模仁之间形成铸件型腔；铸件型腔进料端连通到浇口套，浇口套连通到压室的出料端，铸件型腔另一端与模具真空口相连通，模具真空口连接用于抽真空的真空管道。
所述动模部分还包括顶针固定板、顶针、顶针回位杆和顶针回位弹簧，所述顶针和顶针回位杆的末端均固定在顶针固定板上，顶针和顶针回位杆的前端均伸入动模型腔内，顶针的前端对应于铸件型腔的位置；顶针回位杆上套装顶针回位弹簧，以使顶针顶出和回位。
所述定模型腔与动模型腔通过密封元件Ⅰ密封，所述定模型腔与定模安装板之间通过密封元件Ⅰ进行密封。
所述动模型腔和模角、模角和动模板之间分别通过密封元件Ⅰ进行密封。所述密封元件Ⅰ为“O”型密封圈，密封元件Ⅰ需要放置于相应尺寸的凹槽中，另一面是平面，通过两个部件的压紧实现密封。
所述顶杆和动模板之间通过密封元件Ⅱ实现真空密封，顶杆或动模板上开设燕尾槽或矩形槽，所述密封元件Ⅱ设于顶杆或动模板上的燕尾槽或矩形槽内；所述密封元件Ⅱ为密封圈。
本发明压铸模具用于高真空压铸工艺生产，适用于Zr基非晶合金、Ti基非晶合金、Fe基非晶合金、Ni基非晶合金、Al基非晶合金、Mg基非晶合金或Cu基非晶合金等非晶合金压铸件的成形，也适用于Al合金、Mg合金、Zn合金、Cu合金和Ti合金等传统的晶态压铸材料的压铸成形，应用范围广泛。
本发明设计原理如下：
本发明模具中，顶杆、动模板、模角、动模型腔、定模型腔和定模安装板之间通过密封元件进行密封，动模部分和定模部分合模后，以及压室和浇注口都置于密封环境下即可获得密闭的腔体。通过将顶杆设计为阶梯轴形状，进而与动模板之间形成面密封结构，通过密封元件实现高效密封。本发明主要用于高真空压铸工艺生产，模具的所有真空密封面都为静密封，使得密封元件的使用寿命延长，提高工作效率和生产率。高真空压铸模具的真空度可以达到极高真空水平，极大的防止气孔的产生，提高了产品质量和合格率，适用于所有压铸零部件的生产和制备，应用范围广泛。
本发明具有以下优点：
1、本发明中在模角处设置抽真空管路，有效防止顶针板处密闭腔体中气体对铸件型腔真空度的影响。
2、将顶杆设计为阶梯轴形状，进而与动模板之间形成面密封结构，通过密封元件实现高效密封。
3、这种密封结构使得密封元件的使用寿命延长，提高工作效率和生产率。
4、本发明主要用于高真空条件下的压铸成形，通过改进密封结构，即实现极高的真空度，又延长密封元件的使用期限，有效提高压铸件质量和一致性。
附图说明
图1为本发明高真空模具合模状态结构示意图。；其中：(b)为(a)中圆圈部分放大图。
图2为本发明高真空模具开模状态结构示意图；其中：(b)为(a)中圆圈部分放大图。
图中：1-定模安装板；2-定模型腔；3-定模仁；4-定模具真空口；5-动模型腔；6-模角；7-动模真空口；8-动模板；9-顶针垫板；10-顶针固定压板；11-顶针回位弹簧顶针固定板；12-顶针回位杆弹簧；13-顶针；14-动模仁；15-密封元件Ⅰ；16-铸件型腔；17-浇口套；18-压室；19-浇口；20-密封圈密封腔体；21-楔形圈顶杆；22-平垫圈密封元件Ⅱ；23-压板。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行详细描述，但是应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
如图1-2所示，高真空压铸模具包括动模部分、定模部分和压射机构，所述动模部分与定模部分合模后形成铸件型腔16；其中：
所述压射机构包括压室18和压射杆，压室18上设有浇口19，压室18和浇口19设于密封腔体20内，压室18的入料端与压射杆之间通过橡胶圈实现密封；
所述动模部分包括动模型腔5、动模仁14、模角6、顶针垫板9、顶杆21和动模板8；所述动模仁14位于动模型腔5中；所述定模部分包括定模型腔2、定模安装板1、定模仁3和浇口套17；所述定模仁3位于定模型腔2中；所述定模部分中，定模型腔2安装在定模安装板1上，所述压射机构的压室18的出料端伸入定模安装板1，所述浇口套17设于定模型腔2中；所述动模部分中，所述模角6安装在动模板8上，动模型腔5与所述模角6相连接，顶杆21为阶梯轴形状，顶杆21的细端伸入动模板8内，顶杆21的粗端伸入顶针垫板9中。
该模具还设有模具真空口4和动模真空口7，所述模具真空口4设于定模型腔或动模型腔内的集中排气块上，所述动模真空口7设于模角6上或者动模型腔5上。
所述定模型腔2与动模型腔5密封合模后在动模仁14和定模仁3之间形成铸件型腔16；铸件型腔16进料端连通到浇口套17，浇口套17连通到压室18的出料端，铸件型腔16另一端与模具真空口7相连通，模具真空口7连接用于抽真空的真空管。
所述动模部分还包括顶针固定板10、顶针13、顶针回位杆12和顶针回位弹簧11，所述顶针13和顶针回位杆12的末端均固定在顶针固定板10上，顶针13和顶针回位杆12的前端均伸入动模型腔5内，顶针13的前端对应于铸件型腔16的位置；顶针回位杆12上套装顶针回位弹簧11，以使顶针顶出和回位。
所述定模型腔2与动模型腔5通过密封元件Ⅰ15密封，所述定模型腔2与定模安装板1之间通过密封元件Ⅰ15进行密封。
所述动模型腔5和模角6、模角6和动模板8之间分别通过密封元件Ⅰ15进行密封。所述密封元件Ⅰ15为“O”型密封圈，密封元件Ⅰ15需要放置于相应尺寸的凹槽中，另一面是平面，通过两个部件的压紧实现密封。
所述顶杆21和动模板8之间通过密封元件Ⅱ22实现真空密封，顶杆21或动模板8上开设燕尾槽或矩形槽，所述密封元件Ⅱ22设于顶杆21或动模板8上的燕尾槽或矩形槽内；所述密封元件Ⅱ22为密封圈。
该真空模具的操作步骤如下：
当动模和定模部分合模后，二者通过密封元件Ⅰ15进行密封，此时顶针回位杆12被压向动模板8方向，因而顶针回位杆12将通过顶针固定板10和顶针垫板9，并结合顶针回位弹簧11的作用力，作用于顶杆21，使得顶杆21和动模板8通过密封元件Ⅱ22的密封结合，压室18和浇口19都位于密封腔体20内。真空机组通过模具真空口4和动模真空口7对模具的铸件型腔16等空腔抽取真空，达到指定真空度后，压室内压射杆锤头将通过浇口19进入的合金熔体注入铸件型腔16，铸件完全凝固后，通过模具真空口4和动模真空口7充入气体，达到大气压后，移开动模部分，在顶杆21作用下，顶杆21和动模板8的密封面分离，顶针固定板10和顶针垫板9向定模板方向移动，压缩顶针回位弹簧11，带动顶针13顶出铸件，取出铸件。合模，随后继续下一个循环。
Claims (9)
1.一种用于合金压铸成形的高真空压铸模具，其特征在于：该模具包括动模部分、定模部分和压射机构，所述动模部分与定模部分合模后形成铸件型腔(16)；其中：
所述压射机构用于向铸件型腔(16)中压入合金熔体，包括压室(18)和压射杆，压室(18)的上部设有浇口(19)，用于合金熔体的浇入；压室(18)和浇口(19)设于密封腔体(20)内，压射杆能在压室(18)内移动并将浇入其内的合金熔体压入铸件型腔(16)内；压室(18)的入料端与压射杆之间通过橡胶圈实现密封；
所述动模部分包括动模型腔(5)、动模仁(14)、模角(6)、顶针垫板(9)、顶杆(21)和动模板(8)；所述动模仁(14)位于动模型腔(5)中；所述定模部分包括定模型腔(2)、定模安装板(1)、定模仁(3)和浇口套(17)；所述定模仁(3)位于定模型腔(2)中；
所述定模部分中，定模型腔(2)安装在定模安装板(1)上，所述压射机构的压室(18)的出料端伸入定模安装板(1)，所述浇口套(17)设于定模型腔(2)中；
所述动模部分中，所述模角(6)安装在动模板(8)上，动模型腔(5)与所述模角(6)相连接，顶杆(21)为阶梯轴形状，顶杆(21)的细端伸入动模板(8)内，顶杆(21)的粗端伸入顶针垫板(9)中。
2.根据权利要求1所述的用于合金压铸成形的高真空压铸模具，其特征在于：该模具还设有模具真空口(4)和动模真空口(7)，所述模具真空口(4)设于定模型腔或动模型腔内的集中排气块上，所述动模真空口(7)设于模角(6)上或者动模型腔(5)上。
3.根据权利要求2所述的用于合金压铸成形的高真空压铸模具，其特征在于：所述定模型腔(2)与动模型腔(5)密封合模后在动模仁(14)和定模仁(3)之间形成铸件型腔(16)；铸件型腔(16)进料端连通到浇口套(17)，浇口套(17)连通到压室(18)的出料端，铸件型腔(16)另一端与模具真空口(7)相连通，模具真空口(7)连接用于抽真空的真空管道。
4.根据权利要求1所述的用于合金压铸成形的高真空压铸模具，其特征在于：所述动模部分还包括顶针固定板(10)、顶针(13)、顶针回位杆(12)和顶针回位弹簧(11)，所述顶针(13)和顶针回位杆(12)的末端均固定在顶针固定板(10)上，顶针(13)和顶针回位杆(12)的前端均伸入动模型腔(5)内，顶针(13)的前端对应于铸件型腔(16)的位置；顶针回位杆(12)上套装顶针回位弹簧(11)，以使顶针顶出和回位。
5.根据权利要求1所述的用于合金压铸成形的高真空压铸模具，其特征在于：所述定模型腔(2)与动模型腔(5)通过密封元件Ⅰ(15)密封，所述定模型腔(2)与定模安装板(1)之间通过密封元件Ⅰ(15)进行密封。
6.根据权利要求1所述的用于合金压铸成形的高真空压铸模具，其特征在于：所述动模型腔(5)和模角(6)、模角(6)和动模板(8)之间分别通过密封元件Ⅰ(15)进行密封。
7.根据权利要求5或6所述的用于合金压铸成形的高真空压铸模具，其特征在于：所述密封元件Ⅰ(15)为“O”型密封圈，密封元件Ⅰ(15)需要放置于相应尺寸的凹槽中，另一面是平面，通过两个部件的压紧实现密封。
8.根据权利要求1所述的用于合金压铸成形的高真空压铸模具，其特征在于：所述顶杆(21)和动模板(8)之间通过密封元件Ⅱ(22)实现真空密封，顶杆(21)或动模板(8)上开设燕尾槽或矩形槽，所述密封元件Ⅱ(22)设于顶杆(21)或动模板(8)上的燕尾槽或矩形槽内；所述密封元件Ⅱ(22)为密封圈。
9.根据权利要求1所述的用于非晶合金压铸成形的高真空压铸模具，其特征在于：所述合金压铸成形是指Zr基非晶合金、Ti基非晶合金、Fe基非晶合金、Ni基非晶合金、Al基非晶合金、Mg基非晶合金或Cu基非晶合金的非晶合金压铸件的成形，或者是Al合金、Mg合金、Zn合金、Cu合金或Ti合金的晶态压铸材料的压铸成形。
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