CN107671260A - 多工位注射的半固态注射成型机 - Google Patents

多工位注射的半固态注射成型机 Download PDF

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隋铁军
梁启华
吴振波
周晓星
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Abstract

一种多工位注射的半固态注射成型机,包括注射模具和半固态注射机构,注射模具上设有相互连通的注射模腔和注射浇口;半固态注射机构设置两套或两套以上,注射浇口对应半固态注射机构设置两个或两个以上,各注射浇口通过不同的注射流道连通注射模腔,半固态注射机构与相应的注射浇口相连通。本发明通过设置两套半固态注射机构对半固态镁合金进行注射,有效的增加注射量和减少流长比,本结构适用于需要生产质量大、流长比大的薄壁或者厚壁镁合金制品的场合。

Description

多工位注射的半固态注射成型机
技术领域
本发明涉及一种半固态注射成型机,特别涉及一种用于镁合金或铝合金的多工位注射的半固态注射成型机。
背景技术
传统的半固态注射成型机在生产制品方面存在以下不足之处:
第一、注射量不大,传统半固态注射成型机一半只设置一套注射单元,而该注射单元采用的是料筒螺杆的结构,通过对料筒加热和螺杆搅拌剪切使金属颗粒熔化,并通过螺杆的推送向储料腔输送熔料,最后通过螺杆的注射作用注射进模具模腔;一般情况下这样的机构注射量比压铸法要少,原因是压铸法是通过熔炉预先熔料,再倒入压射室压射进模具模腔,熔料过程与压射过程分开进行,互相独立,压射量只与压射头的直径有关,因此可以通过加大压射头直径来加大压射量;相对而言,半固态注射成型过程是熔料过程和注射过程的有机结合,相互制约,通过加大料筒螺杆整体的直径和长度来提高注射量,势必会影响熔料的效果,同时也会造成熔料过程缓慢和注射压力不足等不良情况;再者,半固态注射成型机的料筒和螺杆均为耗材,使用一段时间后必须更换,制造其所采用的材料为特殊钢材,成本很高,所以通过加大料筒螺杆达到加大注射量的目的不符合经济效益;半固态注射成型机注射量不足的缺点,决定了其难以生产大型的厚壁制品,以650吨机器生产镁合金为例,用压铸法可成型3.3-5.5kg的制品,但用半固态注射成型只能成型最多1kg的制品;
第二、流长比不大,流长比是指在模具模腔中熔料流经的路径总长度和制品平均壁厚之间的比例,半固态镁合金熔料被注射入模具模腔内会在极短的时间内迅速凝固,特别是在把半固态熔料注射入薄壁制品的模腔时,这要求螺杆需要提供很高的注塑压力(10MPa以上)和极快的注射速度(3m/s左右)以保证熔料填满整个模腔,但是如果熔料在模具内的流程过长,就算在高压高速的注射工艺下,熔料也会来不及填充满整个模腔就会在中途过冷凝固导致欠注射,通过进一步加大注射压力和注射速度势必会对机器的稳定性和寿命造成不良的影响,所以现有的半固态注射工艺很难加工出流程很长(流长比很大)的薄壁制品。
正是上述这两个不足之处,大大制约了传统半固态注射成型技术的推广和应用。
另外,上述传统的半固态注射成型机只能制备出单成分的制品,但随着生活水平的提高,单成分的制品已经很难满足人们多样化生活的需求。
因此,有必要做进一步改进。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种多工位注射的半固态注射成型机,其可有效的增加设备注射量,降低成本,缩短熔料的流动路径,还可用于制备包含多种成分的合金制品,有效克服现有技术中的不足之处。
按此目的设计的一种多工位注射的半固态注射成型机,包括注射模具和半固态注射机构,注射模具上设有相互连通的注射模腔和注射浇口;其特征在于:所述半固态注射机构设置两套或两套以上,注射浇口对应半固态注射机构设置两个或两个以上,各注射浇口通过不同的注射流道连通注射模腔,半固态注射机构与相应的注射浇口相连通。
所述注射模具包括动模板和定模板,注射模腔由动模板与定模板合模而成,各注射浇口分别设置于动模板和/或定模板上。
所述注射浇口设置于动模板的端面和/或侧面上。
所述半固态注射机构包括射嘴、热熔套筒和推料螺杆,推料螺杆定位转动在热熔套筒内,射嘴设置于热熔套筒端部,且热熔套筒内腔通过射嘴中的注射孔连通相应的注射浇口。
作为具体的方案:所述半固态注射机构设置两套,两套半固态注射机构相互并排设置,注射模具一端面上对应设置两个分别连通注射模腔的注射浇口,两半固态注射机构分别连通相应的注射浇口。
作为又一具体的方案:所述半固态注射机构设置两套,两套半固态注射机构之间有夹角α,α为0°-90°,注射模具的端面和侧面分别设有连通注射模腔的注射浇口,两半固态注射机构分别连通相应的注射浇口。
本发明具有以下有益效果:
1.通过设置两套以上半固态注射机构可有效地加大设备的注射量,大大减少为了加大注射量而加大注射单元所带来的材料成本,同时也减少了更换耗材的成本,符合经济效益;
2.为对应两套以上的半固态注射机构,对注射模具的浇口数量和浇口流道进行了合理的设计,以实现在注射模腔的多个不同方位和角度进料,缩短熔料在注射模腔中流经路径总长度(最多可缩短一半或以上),这有利于减少注射压力和降低注射速度,也有利于生产流长比更大的薄壁制品,适用范围更广;
3.通过设置两套以上半固态注射单元,使各半固态注射单元可单独制备不同型号的合金熔料,生产出含有两个不同物理特性合金材料的制品,通过本设备的推广应用,未来可制造出含有多种成分的合金制品;例如:可用韧性好的合金作为心部基体,硬度好的合金进行表面涂覆,获得高硬度、高耐磨性的表面,而心部则具有良好韧性的制品;也可以把强度高的合金填充到质量要求高的局部,其余部位则采用普通牌号的合金作为基体的制品;可见,本设备在无需大幅度提高成本的基础上提高制品的局部强度、韧性、耐磨性及疲劳强度,获得良好的综合机械性能的制品以满足不同的使用要求。
附图说明
图1为本发明第一实施例的剖视图。
图2为本发明第一实施例中半固态注射机构的局部剖视图。
图3为本发明第二实施例的剖视图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。
第一实施例
参见图1和图2,本多工位注射的半固态注射成型机为双工位注射半固态镁合金注射成型机,其包括注射模具A、半固态注射机构B和协调控制系统,注射模具A上设有相互连通的注射模腔3和注射浇口4;半固态注射机构B并排设置两套,注射浇口4对应半固态注射机构B设置两个,两注射浇口4分别通过不同的注射流道连通注射模腔3,两注射浇口4分别设置于注射模具A一端面上,半固态注射机构B与相应的注射浇口4相连通。本结构通过设置两套半固态注射机构B对半固态镁合金进行注射,有效的增加注射量和减少流长比,本结构适用于需要生产质量大、流长比大的薄壁或者厚壁镁合金制品的场合;协调控制系统分别对两套半固态注射机构B进行独立控制和协调控制,使两套半固态注射机构B既可以单独工作,也可以同步协调工作。
进一步说,注射模具A包括动模板1和定模板2,注射模腔3由动模板1与定模板2合模而成,两注射浇口4分别设置于动模板1的一端面上。
进一步说,半固态注射机构B包括射嘴5、热熔套筒7和推料螺杆8,推料螺杆8定位转动在热熔套筒7内,射嘴5通过一固定环6固定装配于热熔套筒7端部,且热熔套筒7内腔通过射嘴5中的注射孔5.1连通相应的注射浇口4。
半固态注射机构B的这种分布方式只需要对锁模机构固定板结构进行一定程度的修改,以保证双注射浇口4与射嘴5有效配合,而且节省场地空间。
半固态镁合金注射的成型原理
将普通铸造的金属或者合金锭坯用机械加工的方式切削成轴长为3-6mm的颗粒加入热熔套筒7内,并通过推料螺杆8的旋转和热熔套筒7外壁加热使镁合金颗粒转化成为半固态状态,然后机器进行锁模和注射座前移,使喷嘴5贴紧注射模具A的注射浇口4,接着注射油缸输出高压动力,使推料螺杆8高速向前推进,以很高的压力和极快的速度将熔料注入注射模具A内,经过一定时间和压力保持(又称保压)、冷却,使其固化成型。
半固态注射成型的制品具有传统压铸成型所没有的优点,包括:表面质量好、良品率高、产品收缩率低、尺寸精度高、可成型薄壁零部件、制品可焊接和热处理等优点。
第二实施例
参见图3,本多工位注射的半固态注射成型机不同于第一实施例之处在于:半固态注射机构B设置两套,两套半固态注射机构B之间有夹角α,α为90°,注射模具A的端面和侧面分别设有连通注射模腔3的注射浇口4,两半固态注射机构B分别连通相应的注射浇口4。
半固态注射机构B的这种分布方式无需对锁模机构固定板进行改造,只需调整模具浇口的相对位置,实现方式更加灵活;相应的注射模具A类似双组分注塑模具,即在注射模具A上设置两个注射浇口4,两个注射浇口4通过相对独立的流道连通注射模腔3。
其他未述部分同第一实施例,这里不再详细阐述。
上述为本发明的优选方案,显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本领域的技术人员应该了解本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (6)

1.一种多工位注射的半固态注射成型机,包括注射模具(A)和半固态注射机构(B),注射模具(A)上设有相互连通的注射模腔(3)和注射浇口(4);其特征在于:所述半固态注射机构(B)设置两套或两套以上,注射浇口(4)对应半固态注射机构(B)设置两个或两个以上,各注射浇口(4)通过不同的注射流道连通注射模腔(3),半固态注射机构(B)与相应的注射浇口(4)相连通。
2.根据权利要求1所述多工位注射的半固态注射成型机,其特征在于:所述注射模具(A)包括动模板(1)和定模板(2),注射模腔(3)由动模板(1)与定模板(2)合模而成,各注射浇口(4)分别设置于动模板(1)和/或定模板(2)上。
3.根据权利要求2所述多工位注射的半固态注射成型机,其特征在于:所述注射浇口(4)设置于动模板(1)的端面和/或侧面上。
4.根据权利要求3所述多工位注射的半固态注射成型机,其特征在于:所述半固态注射机构(B)包括射嘴(5)、热熔套筒(7)和推料螺杆(8),推料螺杆(8)定位转动在热熔套筒(7)内,射嘴(5)设置于热熔套筒(7)端部,且热熔套筒(7)内腔通过射嘴(5)中的注射孔(5.1)连通相应的注射浇口(4)。
5.根据权利要求1-4任一项所述多工位注射的半固态注射成型机,其特征在于:所述半固态注射机构(B)设置两套,两套半固态注射机构(B)相互并排设置,注射模具(A)一端面上对应设置两个分别连通注射模腔(3)的注射浇口(4),两半固态注射机构(B)分别连通相应的注射浇口(4)。
6.根据权利要求1-4任一项所述多工位注射的半固态注射成型机,其特征在于:所述半固态注射机构(B)设置两套,两套半固态注射机构(B)之间有夹角α,α为0°-90°,注射模具(A)的端面和侧面分别设有连通注射模腔(3)的注射浇口(4),两半固态注射机构(B)分别连通相应的注射浇口(4)。
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