CN110167692A - 用于压力模具铸造系统的注射组件 - Google Patents

Abstract

一种用于压力模具铸造系统的注射组件具有适于将液态金属注入铸造腔体的注射缸；注射缸由油压控制回路的液压流动致动；油压控制回路包括液压缓冲器，该液压缓冲器阻挡和释放注射缸中的液压流体的流动并且提供预设值的背压以便控制注射缸中的注射速度并防止空穴现象。

Description

用于压力模具铸造系统的注射组件

本发明涉及一种用于压力模具铸造系统的注射组件。

如已知的，压力模具铸造系统具有注射组件，该注射组件具有采用液态金属填充铸造腔体的功能。

传统的注射组件具有由油压控制回路致动的注射缸。

现在的注射系统存在严重的空穴问题并且其结果是压力峰值和非常高的温度。

当注射缸在采用金属随着其运动填充模具后突然停止时会出现这些现象。

由于注射活塞的突然停止，从注射缸的环形腔室高速向外推动的液压油柱破裂，产生空穴现象，其结果是形成压力峰值和高的温度(柴油效应)。

在注射缸的环形分支中的注射步骤期间触发的空穴由于存在由空穴形成的压力峰值和高温而导致的液压元件的失效而损害了铸造件的质量并且经常导致机器停机，并且结果是导致生产中断。

同时，油压控制回路的液压流体受到很大的应力，其结果是突然的劣化并且需要增强的冷却系统，其结果是高能耗。

EP2295171A1公开了一种用于操作金属模具铸造设备的液压切换装置，该液压切换装置具有增压器，该增压器连接到蓄能器、连接到填充缸的活塞空间并且连接到罐。控制阀控制从填充缸的杆空间移位的流体的流出，控制阀的连接经由管线连接到增压器的活塞空间，该增压器被设计成作为包括带有单侧活塞杆的活塞的工作缸。

本发明的目的是提供一种用于压力模具铸造系统的注射组件，其克服了所引用的现有技术的缺点。

在这个目标的范围内，本发明的目标是提供一种注射组件，该注射组件防止任何类型的空穴现象的发生。

本发明的另一个目标是提供一种注射组件，相对于传统类型的注射组件，该注射组件由减少数量的油压控制部件构成。

另一个目标是提供一种允许节能的注射组件。

本发明的另一个目标是提供一种注射组件，该注射组件由于其特殊的结构特征而能够在使用中提供最佳的可靠性和安全性保证。

这个目的以及下文将变得更加明显的这些和其它目标通过一种用于压力模具铸造系统的注射组件实现，该注射组件包括适于将液态金属注入到铸造腔体中的注射缸，所述注射缸由油压控制回路的液压流动致动；所述油压控制回路包括液压缓冲器，所述液压缓冲器阻挡和释放所述注射缸中的所述液压流体的流动；所述液压缸提供预设值的背压以控制所述注射缸中的注射速度并防止空穴现象；所述注射缸包括注射活塞，所述注射活塞形成活塞侧腔室和环形腔室；所述液压缓冲器包括筒形主体，所述筒形主体包括杆，所述杆设置有活塞并且在所述筒形主体中轴向移动；所述活塞将所述筒形主体的内部容积分成缩小的腔室和较大的腔室；所述注射组件的特征在于，所述液压缓冲器的所述筒形主体包括与所述杆相对的搁置表面；所述搁置表面小于所述杆的表面。

通过在附图中以非限制性示例的方式示出的本发明的优选但非排它性实施例的描述，其它特征和优点将变得更加明显，其中图1是根据本发明的注射组件的液压图。参考所引用的附图，总体上由附图标记1表示的根据本发明的注射组件包括适于将液态金属注射到模具21中的注射缸19。

根据本发明，油压控制回路仅具有一个控制阀22，该控制阀22插入位于蓄能器20和注射缸19之间的输入端并且控制注射工艺的整个轮廓曲线。

移动注射缸19所需的液压流体从蓄能器20中抽出，并且借助于控制阀22和止回阀2引入到注射缸19的活塞侧上的腔室4中。

蓄能器20装着给定压力的液压流体。

注射缸19还设有环形腔室5，环形腔室5借助于管道15、管道6以及管道18连接到蓄能器20。止回阀7设置在管道6中。

根据本发明，油压控制回路具有由筒形主体构成的液压缓冲器13，该筒形主体包括杆8，杆8设置有活塞11且在筒形主体中轴向移动。

活塞11将筒形主体的内部容积分成缩小的腔室10和较大的腔室12。

液压缓冲器13的管道16将缩小的腔室10连接到管道15并且连接到管道17，管道17借助于插入阀14连接到罐23。

杆8可以在缩小腔室10中密闭地关闭管道16的入口，因为液压缓冲器13的筒形主体具有小于杆8的表面的相对的搁置表面9。

液压缓冲器13的搁置表面9比液压缓冲器13的杆8小35％。

液压缓冲器13还借助于管道18连接到蓄能器20。

设置有根据本发明的注射组件的压铸机的注射操作包括以下步骤。

在第一步骤中，注射缸19缓慢移动，以便压缩容器内的熔融金属直至全部进入到铸造腔体21中并且同时关闭容器中存在的用于装载熔融金属的孔，熔融金属在图中是不可见的。

举例来说，第一步中的注射速度为0.02m/s至0.80m/s。

移动注射缸13所需的液压流体从蓄能器20中抽出，并且借助于控制阀22和止回阀2引入到注射缸19的活塞侧腔室4中。蓄能器20预先装载着给定压力的液压流体。

存在于注射缸19的环形腔室5中的液压流体跟着第一步骤的运动被推出并且通过管道15和管道6、止回阀7和管道18插入蓄能器20中。

在该步骤期间，液压缓冲器13保持在其初始位置，并且管道16到液压缓冲器的入口密封地关闭(阻塞)，因为液压缓冲器13的搁置表面9比杆8小35％。

在第一步骤期间，管道16和管道18中始终存在相同的压力。这些条件确保活塞11通过表面9推抵管道16的力大55％，因此密封地关闭通道。

同时，液压缓冲器13的缩小的腔室10借助于插入阀14直接连接到罐23并且因此没有压力。

在第二步骤中，随着注射活塞3的运动，熔融金属以高速并且以有限的力被推入到模具21的腔体中。

作为示例，第二步骤的持续时间在40毫秒和80毫秒之间可变，并且注入速率的范围在2m/s和10m/s之间。

通过进一步打开控制阀22获得第二步骤中的较高速度。

阀22的尺寸设计成能够在第一步骤和第二步骤控制液压流体的量。

同样在第二步骤期间，移动注射缸所需的流体从蓄能器20中抽出，并且通过控制阀22和止回阀2以程序设计的量被引入到注射缸19的活塞侧腔室4中。

存在于注射缸19的环形腔室5中的液压流体由第二步骤的运动被向外推动，并且通过管道15和管道16被插入液压缓冲器13的腔室10中。

为了获得搁置区段9的通道的打开，在第二步骤开始时，快速响应插入阀14也通电(energized)并切换到位置B。

在很短的时间内，液压缓冲器13的缩小的腔室10的与罐的连接因此被中断，同时将管道17连接到液压缓冲器13的缩小的腔室10，因此在缩小的腔室10中获得与管道16和管道17中的压力相同的压力。

以这种方式，表面激活成比液压缓冲器的杆8大四倍，并且液压缓冲器13的活塞11允许通过管道16和管道17进入的液压流体沉积到腔室10内部。

同时，由液压缓冲器13的杆8的运动所产生的、具有恒定压力的液压流体通过管道18排放到蓄能器20中。

由于液压缓冲器13的有效表面增加了四倍，所以管道15、管道16、管道17和注射缸19的环形腔室5中所需的压力相对于第一步骤的压力减小到仅25％，并且该压力在整个第二步骤中保持恒定。

以这种方式，确保了通过注射缸19采用熔融金属填充模具21所需的力。

当模具21充满熔融金属时，在几毫秒内，由于冲击，注射速率降低到零。

如果需要，根据本发明的系统还可以允许早期减速(制动)从而获得较不剧烈的冲击。

在所有情况下，借助于液压缓冲器13并且借助于相对于管线压力减小25％的随之的压力来确保在注射缸19的环形区段5内部不存在空穴。

存在于注射缸19的环形腔室5中和管道15、管道16、管道17中的液压流体柱不会分裂并且会保持等于管线压力的25％的正压力。

该方法的第三步骤包括用于冷却铸件的时间：在该第三步骤开始的同时，控制阀22切换到关闭位置并且插入阀14移动到初始位置A，因此，在冷却期间实现了注射缸19的环形腔室5以及液压缓冲器13的缩小的腔室10连接到用于排放到罐23的管线，并因此实现了将压力减小到零。

存在于蓄能器20中和液压缓冲器13的杆8上的管线压力将液压缓冲器13的活塞11推入到其初始位置中，再次关闭管道16朝向液压缓冲器13的缩小的腔室10的入口。

随着活塞11朝向初始位置的移动，存在于缩小的腔室10中并且在第二步骤的移动期间已经沉积的液压流体通过插入阀14排放到罐23中。

该方法的第四步骤包括浇口的排出：控制阀22以低控制值切换到打开，并且注射缸19的活塞3再次以低速向前移动，其结果是浇口的排出。

随着浇口的排出的开始，插入阀14切换到位置B，使得存在于注射缸19的环形腔室5中的液压流体通过气缸的运动通过管道15和管道16向外推动并且积聚在液压缓冲器13的缩小的腔室10中。

在用于浇口的排出的运动结束时，控制阀22再次切换到关闭位置，因此获得注射活塞3的精确停止。

同时，插入阀14切换到位置A，并且缩小的腔室10因此再次连接到排放管线，即连接到罐23。

存在于蓄能器20中并且因此也存在于液压缓冲器13的杆8上的压力将活塞11向后推动到其初始位置。

缩小的腔室10中的液压流体被排放到罐中，并且在运动结束时再次密封地关闭管道16的入口9。

活塞11的缩小的腔室10再次连接到排放管线并且因此处于零压力。

该方法的第五步骤由注射活塞3的返回构成：在自动循环结束时，注射活塞3向后移动到其初始位置中。

在实践中，已经发现本发明实现了预期的目的和目标，提供了一种用于压力铸造的注射组件，其通过液压缓冲器的创新概念来显著改善，该液压缓冲器包括阻塞/释放液压流体的流动以便获得更有效的操作。

液压缓冲器还具有截止阀的功能，其可以通过电指令释放。

本发明的另一个优点在于油压控制回路的部件的减少。

具有根据本发明的液压缓冲器的新型注射组件已经设计成在注射过程结束时防止任何形式的空穴，并因此防止压力峰值和非常高的温度。

根据本发明的注射组件有效地防止了当注射缸在金属随其运动填充模具之后突然停止时出现的那些现象。

由于注射活塞的突然停止，从注射缸的环形腔室高速向外推动的液压油柱破裂，产生空穴现象，其结果是形成压力峰值和非常高的温度(柴油效应)。

除了由于在注射缸的环形分支上存在新的液压缓冲器而避免任何形式的空穴之外，液压缓冲器的存在使得用于注射运动的流速/速度控制的伺服阀不必存在，其通常插入传统类型的组件的注射缸的环形分支中。

在注射缸的环形分支中的注射步骤期间触发的空穴由于存在因空穴形成的压力峰值和高温而导致的液压元件的失效而损害了铸造部件的质量并且经常导致机器停机，并且因此导致生产中断。同时，在传统的机器中，液压流体受到强烈的应力，其结果是发生突然的劣化，并且需要经改进的冷却系统以便冷却，其结果是更大的能量消耗，这在本文所述的本发明的情况下显着减少。

由液压缓冲器的存在提供的另一个优点在于第二步骤期间伴有预设背压的“储存器”功能，并且随后以预设的操作压力排出浇口。

这种背压对于两个步骤中的正确操作非常重要。

具有预设值的背压允许精确控制注射速度并确保注射缸的环形部分中不存在空穴现象。

本申请要求2016年12月13日提交的意大利专利申请第102016000125927号的优先权，该申请的内容以参见的方式纳入本文。

Claims (7)

1.一种用于压力模具铸造系统的注射组件，包括适于将液态金属注入到铸造腔体中的注射缸，所述注射缸由油压控制回路的液压流动致动；所述油压控制回路包括液压缓冲器，所述液压缓冲器阻挡和释放所述注射缸中的所述液压流体的流动；所述液压缸提供预设值的背压以控制所述注射缸中的注射速度并防止空穴现象；所述注射缸包括注射活塞，所述注射活塞形成活塞侧腔室和环形腔室；所述液压缓冲器包括筒形主体，所述筒形主体包括杆，所述杆设置有活塞并且在所述筒形主体中轴向移动；所述活塞将所述筒形主体的内部容积分成缩小的腔室和较大的腔室；所述注射组件的特征在于，所述液压缓冲器的所述筒形主体包括与所述杆相对的搁置表面；所述搁置表面小于所述杆的表面。

2.根据权利要求1所述的注射组件，其特征在于，所述搁置表面比所述杆的表面小35％。

3.根据权利要求1所述的注射组件，其特征在于，所述液压回路包括单个控制阀，所述控制阀插入位于液压流体蓄能器和所述注射缸之间的输入端；所述控制阀控制注射工艺的整个轮廓曲线。

4.根据权利要求3所述的注射组件，其特征在于，所述注射组件包括止回阀，所述止回阀插入在所述控制阀和所述注射缸之间的所述回路中。

5.根据权利要求4所述的注射组件，其特征在于，所述注射缸的所述环形腔室借助于设有所述止回阀的至少一个管道连接到所述蓄能器。

6.根据权利要求5所述的注射组件，其特征在于，所述液压回路包括所述液压缓冲器的管道，所述管道将所述缩小的腔室连接到借助于插入阀连接到所述注射缸的所述环形腔室并且连接到罐的管道；所述液压缓冲器借助于管道连接到所述蓄能器。

7.根据权利要求1所述的注射组件，其特征在于，所述液压缓冲器的所述杆密封地关闭所述缩小的腔室的所述管道的入口。