CN106626257B - 基于提高冷却效率的浇注模具 - Google Patents

基于提高冷却效率的浇注模具 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于提高冷却效率的浇注模具，包括定模坐板和动模坐板，定模坐板和动模坐板之间设置有定模板和动模板，定模板中设置有通孔，通孔中安装有型芯套，型芯套中设置有嵌件，定模板中设置有定位机构；定模板和动模坐板之间设置有安装套，安装套上方设置有套板，套板中设置有定位轴，套板中设置有注水口；动模坐板和动模板之间设置有推板，推板和动模板之间设置有推板固定板，推板固定板中设置有复位杆、嵌件顶杆、拉料杆、推杆以及分流道推杆，复位杆、嵌件顶杆、拉料杆、推杆以及分流道推杆的外壁上均套有密封机构。该模具通过开设注水口，在成型后采用水冷的方式，能够大大提高冷却效率，同时工件不会变形，其质量得到了保证。

Description

基于提高冷却效率的浇注模具
技术领域
本发明涉及一种模具，具体涉及一种基于提高冷却效率的浇注模具。
背景技术
模具是指工业生产上用以注塑、吹塑、挤出、压铸或锻压成型、冶炼、冲压等方法得到所需产品的各种模子和工具。简而言之，模具是用来成型物品的工具，这种工具由各种零件构成，不同的模具由不同的零件构成。它主要通过所成型材料物理状态的改变来实现物品外形的加工。素有"工业之母"的称号。
模具是用来成型物品的工具，这种工具有各种零件构成，不同的模具由不同的零件构成。它主要通过所成型材料物理状态的改变来实现物品外形的加工。在冲裁、成形冲压、模锻、冷镦、挤压、粉末冶金件压制、压力铸造，以及工程塑料、橡胶、陶瓷等制品的压塑或注塑的成形加工中，用以在外力作用下使坯料成为有特定形状和尺寸的制件的工具。模具具有特定的轮廓或内腔形状，应用具有刃口的轮廓形状可以使坯料按轮廓线形状发生分离(冲裁)。应用内腔形状可使坯料获得相应的立体形状。模具一般包括动模和定模(或凸模和凹模)两个部分，二者可分可合。分开时取出制件，合拢时使坯料注入模具型腔成形。模具是精密工具，形状复杂，承受坯料的胀力，对结构强度、刚度、表面硬度、表面粗糙度和加工精度都有较高要求，模具生产的发展水平是机械制造水平的重要标志之一。
现在模具进行压制成型时，都是采用自然状态下进行冷却，不但耗时长，而且受到自然状态下空气湿度、温度等因素影响比较大，无法控制工件成型质量和冷却时间，尤其是在铸造车间中，都是采用熔化状态下的钢水，成型后其温度高，冷却时间更长。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有模具浇注铸铁时冷却时间长，无法保证浇注质量，提供了一种基于提高冷却效率的浇注模具，该模具通过开设注水口，在成型后采用水冷的方式，能够大大提高冷却效率，同时工件不会变形，其质量得到了保证。
本发明通过下述技术方案实现：
基于提高冷却效率的浇注模具，包括定模坐板和动模坐板，所述定模坐板设置在动模坐板的正上方，所述定模坐板和动模坐板之间设置有定模板和动模板，定模板设置在动模板上方，并且定模板与定模坐板固定，在定模板中设置有通孔，且通孔中安装有型芯套，型芯套中设置有嵌件，且嵌件的底端设置在动模板顶面内凹形成的凹槽中，在定模板中设置有定位机构，且定位机构穿过型芯套后与嵌件连接；在定模板和动模坐板之间设置有安装套，动模板设置在安装套中，安装套的底部与动模坐板的顶面固定，安装套的正上方设置有套板，动模板设置在套板之间并且动模板能够在套板之间进行铅垂移动，套板中设置有定位轴，且定位轴的顶端穿过套板和定模板后与定模坐板固定，其底端穿过套板后设置在安装套中，在套板中设置有注水口，注水口中设置有过滤网，并且注水口的高度设置在动模板的运动轨迹之间，在动模板运动到与定模板接触时能够完全封闭注水口；在动模坐板和动模板之间设置有推板，推板和动模板之间设置有推板固定板，在推板固定板中设置有复位杆、嵌件顶杆、拉料杆、推杆以及分流道推杆，并且复位杆的底端穿过推板固定板后与推板连接，其顶端穿过动模板与定模板底端接触，在推板固定板底端内凹形成凹槽，凹槽中设置有弹簧，嵌件顶杆的顶端穿过动模板与嵌件底面接触，嵌件顶杆的底端设置在凹槽中并与弹簧顶端接触，拉料杆的底端、推杆的底端以及分流道推杆的底端均穿过推板固定板后与推板连接，其顶端穿过动模板后与工件底端接触、动模板能够同时在复位杆、嵌件顶杆、拉料杆、推杆以及分流道推杆的外壁上移动，复位杆、嵌件顶杆、拉料杆、推杆以及分流道推杆的外壁上均套有防止水泄漏的密封机构，密封机构固定在推板固定板中。
拉料杆和分流道推杆设置在推杆和嵌件顶杆之间。
定位机构为钢珠弹簧定位机构。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：该模具通过开设注水口，在成型后采用水冷的方式，能够大大提高冷却效率，同时工件不会变形，其质量得到了保证。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明结构示意图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-定模坐板，2-定位机构，3-型芯套，4-嵌件，5-定模板，6-动模板，7-定位轴，8-安装套，9-推杆，10-推板固定板，11-推板，12-分流道推杆，13-拉料杆，14-嵌件顶杆二，15-动模坐板，16-弹簧，17-嵌件顶杆一，18-复位杆，19-过滤网，20-注水口，21-套板，22-密封机构。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例：
如图1所示，基于提高冷却效率的浇注模具，包括定模坐板1和动模坐板15，所述定模坐板1设置在动模坐板15的正上方，所述定模坐板1和动模坐板15之间设置有定模板5和动模板6，定模板5设置在动模板6上方，并且定模板5与定模坐板1固定，在定模板5中设置有通孔，且通孔中安装有型芯套3，型芯套3中设置有嵌件4，且嵌件4的底端设置在动模板6顶面内凹形成的凹槽中，在定模板5中设置有定位机构2，且定位机构2穿过型芯套3后与嵌件4连接；在定模板5和动模坐板15之间设置有安装套8，动模板6设置在安装套8中，安装套8的底部与动模坐板15的顶面固定，安装套8的正上方设置有套板21，动模板6设置在套板21之间并且动模板6能够在套板21之间进行铅垂移动，套板21中设置有定位轴7，且定位轴7的顶端穿过套板21和定模板5后与定模坐板1固定，其底端穿过套板21后设置在安装套8中，在套板21中设置有注水口20，注水口20中设置有过滤网19，并且注水口20的高度设置在动模板6的运动轨迹之间，在动模板6运动到与定模板5接触时能够完全封闭注水口20；在动模坐板15和动模板6之间设置有推板11，推板11和动模板6之间设置有推板固定板10，在推板固定板10中设置有复位杆18、嵌件顶杆、拉料杆13、推杆9以及分流道推杆12，并且复位杆18的底端穿过推板固定板10后与推板11连接，其顶端穿过动模板6与定模板5底端接触，在推板固定板10底端内凹形成凹槽，凹槽中设置有弹簧16，嵌件顶杆的顶端穿过动模板6与嵌件4底面接触，嵌件顶杆的底端设置在凹槽中并与弹簧16顶端接触，拉料杆13的底端、推杆9的底端以及分流道推杆12的底端均穿过推板固定板10后与推板11连接，其顶端穿过动模板6后与工件底端接触、动模板6能够同时在复位杆18、嵌件顶杆、拉料杆13、推杆9以及分流道推杆12的外壁上移动，复位杆18、嵌件顶杆、拉料杆13、推杆9以及分流道推杆12的外壁上均套有防止水泄漏的密封机构22，密封机构22固定在推板固定板10中；拉料杆13和分流道推杆12设置在推杆9和嵌件顶杆之间。其中定位机构优选为钢珠弹簧定位机构。嵌件顶杆为两根，分别命名为嵌件顶杆一17和嵌件顶杆二14，嵌件顶杆一17和嵌件顶杆二14的顶部均穿过动模板6与嵌件4底面接触，其底端设置在凹槽中并与弹簧16顶端接触，模具采用潜伏式浇口进料。潜伏式浇口具有：使进入型腔的塑料熔体为压向嵌件，可减少嵌件顶杆的受力，避免熔体进入嵌件柄孔中，造成塑件报废；不影响塑件的外观质量，有利于将型腔内的气体从分型面排出。因嵌件未经任何机加工，各部分的尺寸误差和变形较大，在模具定位时，首先考虑利用嵌件柄部φ7mm销孔用钢珠弹簧定位机构进行粗定位，然后针对嵌件较大、较重，且柄部与外形上下偏心的特点，在嵌件的端面上设计辅助顶紧机构与钢珠弹簧定位机构一起构成嵌件的定位与压紧，以保证嵌件在成型过程中的不产生偏转和漏料。采用了活动的嵌件顶杆一17和嵌件顶杆二14在尾部加弹簧16的结构，辅助顶住嵌件4的端面，实现了嵌件的定位和压紧。避免了采用其他结构，如设计这种结构布置在动模板上，由于受动模板厚度的限制，活动顶杆较短，弹簧的压缩量较少，顶杆在使用的过程中容易憋死或复位失效的现象。这种结构，只要布置合理，结构简单可靠，活动顶杆无憋死或复位失效的现象。合模前，人工将嵌件4放入型芯套3中，由钢珠弹簧定位机构进行粗定位，合模时，由于嵌件顶杆较长，将首先碰到嵌件4的端面，并在弹簧力的作用下顶住嵌件4，这样可防止最后合模过程因冲击、振动使嵌件偏斜，还可使嵌件的底面与型芯套的端面可靠接触，然后，复位杆18使推杆机构复位。注射成型时，由于采用潜伏式浇口进料，塑料熔体为压向嵌件以及活动顶杆顶住嵌件，嵌件不会产生偏斜和漏料。成型后，开模时，动模部分向后移动，塑件随动模后移，主流道凝料同时被拉料杆13从浇口套中拉出。当动模退到一定位置时，安装在动模内的推出机构在注射机顶出装置的作用下，使推杆9、嵌件顶杆、拉料杆13和分流道推杆12分别将塑件及浇注系统的凝料从动模板6中推出。该模具采用钢珠弹簧定位机构以及在推出机构上巧妙地设置弹性嵌件顶杆结构，从而满足了塑件成型的要求，又使铸铁嵌件定位可靠，推出时弹性顶杆又可作推杆使用，一举两得，且结构简单，嵌件定位可靠，活动顶杆无卡死现象，是一种可行的嵌件定位、顶紧结构。
在设计模具中的铸造工件腔室时，在不影响产品性能的前提下，可以局部加大铸造斜度，避免设计活块。
模具中工件腔的圆角半径R(mm)按下式计算：
式中δ、δ′——铸件相邻壁的厚度(mm)
确定浇注系统截面积时，通常先计算浇道的最小截面积，然后再根据比例关系确定其他单元的截面积。
浇注时间比砂型铸造短20％～40％。
式中τ——浇注时间(s)
H——铸件高度(cm)
v——金属液在型腔中平均上升速度(cm/s)
对于铝、镁合金铸件：
式中δ——铸件壁厚(cm)
式中v——浇道最小截面积中金属液平均速度(cm/s)
W——铸件的重量(g)
ρ——金属液的密度(g/cm3)
τ——浇注时间(s)
Amin——浇道的最小截面积(cm2)
金属型型腔和型芯的尺寸可按下式计算：
Ax＝(A+Aε+2δ)±ΔAx
Dx＝(A+Aε-2δ)±ΔDx
式中Ax，Dx——分别为型腔和型芯的尺寸
A，D——分别为铸件的外形和内孔的名义尺寸
ε——铸件材料的线收缩率
δ——涂料层的厚度(一般取0.1mm～0.3mm)
ΔAx，ΔDx——金属型加工公差。
传统在浇筑后，都是采用自然状态下进行冷却，或者在其未完全冷却时就通过工具将工件从模具中取出放置在自然环境中冷却或者特制的环境中冷却，这不但容易造成模具未冷却时取出变形，并且也不能保证冷却质量，而本方案则是在模具中设置注水口20，通过将冷却水导入到模具中进行冷却，而由于铸造时采用的原材料为熔融状态，如果注水口20设计的位置太靠近工件预留腔，将导致原材料流出，使得结构受到破坏，太远离工件预留腔，冷却效果又不好，为此，特意将注水口20的高度设置在动模板6的运动轨迹之间，在动模板6运动到与定模板5接触时能够完全封闭注水口20，在熔融状态下的原材料在工件预留腔成型后，动模板6向下运动，直到将注水口20露出，则可以向注水口中通入处理后的冷却水对成型工件进行冷却，同时为了防止注入的水产生倒流，还将注水口20设计为斜坡面，朝向模具中心为斜面低处，由于工件已成型，能够承受水力对其表面冲击力，保证了工件的质量，使得工件能够进行快速冷却，安全性更高，合理的控制温度，尺寸比例控制，使得其易控，延长寿命。但是由于在推板固定板10中设置有多个通孔便于杆穿过，冷却水进入到动模板6和工件之间的空间时容易泄漏，因此需要在推板固定板10中设置有密封机构22，密封机构22采用密封环或者其它密封部件，用于防止水在冷却时泄漏，并且杆能够从密封机构22中穿过并且不会泄漏，在完成冷却时，工件取出将杆从密封机构22完全退出时冷却水顺着孔流出实现排水。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.基于提高冷却效率的浇注模具，包括定模坐板(1)和动模坐板(15)，所述定模坐板(1)设置在动模坐板(15)的正上方，其特征在于，所述定模坐板(1)和动模坐板(15)之间设置有定模板(5)和动模板(6)，定模板(5)设置在动模板(6)上方，并且定模板(5)与定模坐板(1)固定，在定模板(5)中设置有通孔，且通孔中安装有型芯套(3)，型芯套(3)中设置有嵌件(4)，且嵌件(4)的底端设置在动模板(6)顶面内凹形成的凹槽中，在定模板(5)中设置有定位机构(2)，且定位机构(2)穿过型芯套(3)后与嵌件(4)连接；在定模板(5)和动模坐板(15)之间设置有安装套(8)，动模板(6)设置在安装套(8)中，安装套(8)的底部与动模坐板(15)的顶面固定，安装套(8)的正上方设置有套板(21)，动模板(6)设置在套板(21)之间并且动模板(6)能够在套板(21)之间进行铅垂移动，套板(21)中设置有定位轴(7)，且定位轴(7)的顶端穿过套板(21)和定模板(5)后与定模坐板(1)固定，其底端穿过套板(21)后设置在安装套(8)中，在套板(21)中设置有注水口(20)，注水口(20)中设置有过滤网(19)，并且注水口(20)的高度设置在动模板(6)的运动轨迹之间，在动模板(6)运动到与定模板(5)接触时能够完全封闭注水口(20)；在动模坐板(15)和动模板(6)之间设置有推板(11)，推板(11)和动模板(6)之间设置有推板固定板(10)，在推板固定板(10)中设置有复位杆(18)、嵌件顶杆、拉料杆(13)、推杆(9)以及分流道推杆(12)，并且复位杆(18)的底端穿过推板固定板(10)后与推板(11)连接，其顶端穿过动模板(6)与定模板(5)底端接触，在推板固定板(10)底端内凹形成凹槽，凹槽中设置有弹簧(16)，嵌件顶杆的顶端穿过动模板(6)与嵌件(4)底面接触，嵌件顶杆的底端设置在凹槽中并与弹簧(16)顶端接触，拉料杆(13)的底端、推杆(9)的底端以及分流道推杆(12)的底端均穿过推板固定板(10)后与推板(11)连接，嵌件顶杆的顶端穿过动模板(6)后与工件底端接触、动模板(6)能够同时在复位杆(18)、嵌件顶杆、拉料杆(13)、推杆(9)以及分流道推杆(12)的外壁上移动，复位杆(18)、嵌件顶杆、拉料杆(13)、推杆(9)以及分流道推杆(12)的外壁上均套有防止水泄漏的密封机构(22)，密封机构(22)固定在推板固定板(10)中。
2.根据权利要求1所述的基于提高冷却效率的浇注模具，其特征在于，所述拉料杆(13)和分流道推杆(12)设置在推杆(9)和嵌件顶杆之间。
3.根据权利要求1所述的基于提高冷却效率的浇注模具，其特征在于，所述定位机构(2)为钢珠弹簧定位机构。
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