CN110252994B - 一种铸造铝包铜触头的模具及用该模具生产触头的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及触头制造技术领域,特别是指一种铸造铝包铜触头的模具及用该模具生产触头的工艺。所述铸造铝包铜触头的模具包括有相对移动的定模框和动模框,且定模框和动模框内分别固定有具有模腔的定模芯和动模芯。所述定模芯和动模芯合模后,内部形成的空间为形成触头外形的型腔,所述动模芯连接有放置铜基体的托板,该托板相对动模芯的模腔移动,且铜基体对应动模芯内的端面和动模芯的内部端面设有相互嵌套的限位结构。通过本发明的模具以及本发明的工艺压铸形成的触头包括铜基体和包裹于铜基体外的铝制主体,此触头结构与传统的触头相比,具有造价成本低以及电寿命和使用寿命长等优点。
Description
技术领域
本发明涉及触头制造技术领域,特别是指一种铸造铝包铜触头的模具及用该模具生产触头的工艺。
背景技术
断路器的触头(动触头和静触头)在断路器中用来实现电路的接通或断开, 动、静触头的接触面最主要的目的是为了减少电流密度,从而降低温升和接触电阻。
现有技术的的触头为提高供电的可靠性,整体一般由紫铜或铜制成,但是铜制制造成本较高,因此也有部分采用全铝制成,而铝制触头则可靠性能差。因此衍生了铜铝结合的触头,然而现有的铜铝结合的触头一般由铝制件和铜基体利用螺栓连接使其紧密连接形成一个整体,此结构虽然在一定程度上弥补了成本及可靠性的问题,但是此结构导电效率较差。
发明内容
本发明提供一种铸造铝包铜触头的模具及用该模具生产触头的工艺,以克服现有技术中的触头造价成本高且导电性能差的问题。
本发明采用如下技术方案:一种铸造铝包铜触头的模具,包括有相对移动的定模框和动模框,且定模框和动模框内分别固定有具有模腔的定模芯和动模芯,其特征在于:所述定模芯和动模芯合模后,定模芯和动模芯形成的内部空间为形成触头外形的型腔,所述动模芯连接有放置铜基体的托板,该托板相对动模芯的模腔移动,且铜基体对应动模芯内的端面和动模芯的内部端面设有相互嵌套的限位结构。
作为进一步的改进,所述限位结构为所述动模芯内部的端面设有向内凹陷的限位槽,所述铜基体对应动模芯内部的端面设有对应嵌入所述限位槽的限位凸起。
作为进一步的改进,所述限位结构为所述动模芯内部的端面设有向外凸起的导柱,所述铜基体对应动模芯内部的端面设有所述导柱对应嵌入的导向孔。
作为进一步的改进,所述动模芯内部端面和所述动模框上设有连通的移动口,所述托板一端依次穿过动模框和动模芯的移动口,且托板相对该移动口的另一端设有向两侧凸出的挡边,且两挡边的间距大于移动口的宽度。
作为进一步的改进,所述托板于穿过移动口一端的上表面形成有放置铜基体的放置槽。
作为进一步的改进,所述动模芯内部端面设有形成有向内凹陷的安装型腔,该安装型腔为成品触头用于安装固定的安装部。
作为进一步的改进,所述动模芯的模腔两侧均设有空隙,所述动模框的两侧均设有可相对动模芯的模腔水平移动的成型块,所述成型块适配嵌入所述空隙内,且所述成型块位于安装型腔外;两成型块靠近型腔的一端设有若干内凹的翅片成型槽,所述动模芯、定模芯和动模芯两侧的成型块合模后,形成触头外形的型腔。
作为进一步的改进,所述动模框的两侧均滑动的连接有动滑块,所述型腔两侧的成型块分别固定于两动滑块上,且成型块固定于动滑块靠近动模芯的端面,动滑块背向成型块的端面设有倾斜的导向槽;所述定模框于所述定模芯的两侧分别固定有定滑块,所述定滑块上下两端的端面均设有凸起的凸台,且两定滑块的凸台均向定模框的外侧面倾斜,两定滑块的凸台分别对应嵌入于与其位于同一侧的动滑块的导向槽内。
作为进一步的改进,所述定模芯的下方设有连通至定模芯的型腔内的导流道,所述定模框的下方固定有浇注套,该浇注套贯穿至所述导流道的下方;所述动模框底部固定有与浇注套同轴心对应的浇注头,该浇注头上设有竖直向上的浇注道,在定模芯和动模芯合模后,浇注头嵌入于浇注套内,且浇注道连通至导流道。
运用上述一种铸造铝包铜触头的模具生产触头的工艺,包括如下步骤:
步骤一:将完整模具安装于压铸机上;
步骤二:将铜基体加热,且加热至接近压铸模温;
步骤三:将模具预热,且加热至接近铜基体温度;
步骤四:将铜基体放入所述托板的定位槽上,且使且铜基体对应动模芯内的端面和动模芯的内部端面的限位结构相互嵌套;
步骤五:合模后,将铝液经导流套注入内所述定模芯、动模芯和两成型块形成的完整型腔内;
步骤六:合模后,以27~33MPa的压力将铝液经导流套注入模具内定模芯和动模芯以及两成型块形成的完整型腔内,并持续20~30s;
步骤七:冷却后开模,即可获取取出成型的铝包铜触头。
由上述对本发明结构的描述可知,和现有技术相比,本发明具有如下优点:通过本发明的工艺压铸一体成型的铝包铜触头电流通过损耗较小,具有较好的导电性能,同时可有效的提高输电效率,降低输变电损耗。并且通过本发明的铸造模具压铸形成的触头包括铜基体和包裹于铜基体外的铝制主体,此铝包铜触头的结构与传统的全铜触头相比,由于采用更为便宜的铝材支撑占大部分体积的主体,可节省触头的生产成本,而与传统的全铝制成的触头相比,铜制的基体相对铝制的基体,具有更高的强度和耐磨性,从而具有较长的电寿命和使用寿命。
附图说明
图1为铝包铜触头整体的结构示意图。
图2为动模芯的结构示意图。
图3为定模芯的结构示意图。
图4为动模框安装动模芯的结构示意图。
图5为定模框安装定模芯的结构示意图。
图6铜基体放置于动模框的托板上的剖面示意图。
图7合模后定模框和动模框的剖面示意图。
图8开模后定模框和动模框的剖面示意图。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明的具体实施方式。
如附图1所示,本发明所压铸成型的铝包铜触头包括铜基体11和覆盖于铜基体11表面的铝制主体12。所述铝制主体12的两侧和上方分布有若干便于散热的翅片。铝制主体12的左右两侧设有用于安装的安装部13,该安装部13设有贯穿的安装孔,用于穿装螺栓锁固于导电部件。
如附图2至5所示,一种铸造铝包铜触头的模具,包括有相对移动的定模框4和动模框5,以及其他与现有技术中的压铸模具结构一致的模架、推出机构和冷却-加热装置等。所述定模框4和动模框5内分别固定有具有模腔的定模芯3和动模芯2,所述动模芯2内连接有放置并固定铜基体11的托板52,所述定模芯3和动模芯2合模后形成触头铝制主体12外形的型腔。
如附图4、6和7所示,所述动模芯2内部端面和所述动模框5上设有连通的移动口23,所述托板52一端依次穿过动模框5和动模芯2的移动口23,且托板52相对该移动口23的另一端设有向两侧凸出的挡边521,且两挡边521的间距大于移动口23的宽度。托板52于穿过移动口23一端的上表面还形成有放置铜基体11的定位槽522,该定位槽522的尺寸与铜基体11的底座尺寸相匹配。在压铸前,将铜基体11放置于托板52的限位槽522上,合模时,动模框5移动至定模框4的过程中,托板52与定模芯3接触可将托板52推入动模芯2内,使铜基体11自动位于定模芯3和动模芯2形成的型腔19内。而在开模时,通过模具的推出机构(即顶针板上的顶针)将托板52顶出至动模芯2外,便于将成型的铝包铜触头取出,同时亦便于将铜基体11放置于托板52上。
如附图1、2、7和8所示,用于将铜基体11定位于动模芯2内的连接构件的结构可以是:所述动模芯2内部的端面设有向内凹陷的限位槽25,所述铜基体11对应动模芯2内部的端面设有对应嵌入所述限位槽25的限位凸起14,在合模时托板52向动模芯2内移动,使铜基体11的限位凸起14嵌入于动模芯2的限位槽25内,从而达到对铜基体11限位的目的,防止位于动模芯2内的铜基体11向两侧移动。或者,连接铜基体11和动模芯2的连接构件的结构也可以是:动模芯2内部的端面上固定凸起的导柱26,铜基体11对应动模芯2的端面设有导向孔16,在合模后托板52向动模芯2内移动,使铜基体11的导向孔16穿套于导柱26外,通过此结构同样可达到对铜基体11进行限位的目的,且同样的可防止位于动模芯2内的铜基体11向两侧移动。
如附图2至7所示,所述动模芯2内部端面设有形成有向内凹陷的安装型腔22,该安装型腔22为成品触头用于安装固定的安装部13。所述动模芯2的模腔24两侧均设有空隙21,且动模框5的两侧均设有可相对动模芯2的模腔24水平移动的成型块6,所述成型块6适配嵌入所述空隙21内,且成型块6位于安装型腔22外。所述定模芯3和动模芯2的两侧和上方设有翅片成型槽18,两成型块6靠近型腔19的一端亦设有若干内凹的翅片成型槽18,在成型块6移动至动模芯2的空隙21内之后,成型块6的翅片成型槽18和动模芯2的翅片成型槽18连通,并且动模芯2、定模芯3以及动模芯2两侧的成型块6合模后,形成压铸触头外形的完整型腔19。
如附图4至7所示,所述动模框5的两侧均滑动的连接有动滑块51,具体的,动模框5可配置滑槽(示图未示)用于连接动滑块51,以限制动滑块51的移动方向。所述动模芯2两侧的成型块6分别固定连接两动滑块51,且成型块6固定于动滑块51靠近动模芯2的端面。动滑块51背向成型块6的端面设有倾斜的导向槽511。所述定模框4于所述定模芯3的两侧分别固定有定滑块41,所述定滑块41上下两端的端面均设有凸起的凸台42,且两定滑块41的凸台42均向定模框4的外侧面倾斜,两定滑块41的凸台411分别对应嵌入于与其位于同一侧的动滑块51的导向槽411内。在动模框5向定模框4移动的合模过程中,定滑块41的凸台411嵌入于动滑块51的导向槽511内,使动滑块51随着定模框4的移动而向动模芯2移动,从而带动成型板6随着上述滑槽向动模芯2移动,直至完成合模后,动模芯2两侧成型板6均完全位于动模芯2两侧的空隙21内,即可使动模芯2、定模芯3以及动模芯2两侧的成型块6形成压铸铝包铜触头外形的完整型腔19。相反的,开模时,在动模框5向定模框4反方向移动的过程中,定滑块41的凸台411逐渐的脱离于动滑块51的导向槽511内,使动滑块51随着定模框4的移动而沿着上述滑槽向动模芯2反方向移动,从而带动成型板6向动模芯2反方向移动。采用此成型块6移动的结构,便于压铸成型后的铝包铜触头的脱模,防止成型块6的位置将铝包铜触头的安装部13挡住,而导致成型的铝包铜触头无法取出。
如附图4至7所示,所述定模芯3的下方设有连通至定模芯3的模腔32内的导流道31,所述定模框4的下方固定有浇注套72,该浇注套72贯穿至所述导流道31的下方。所述动模框5底部固定有与浇注套72同轴心对应的浇注头71,该浇注头71上设有竖直向上的浇注道711,在定模芯3和动模芯2合模后,浇注头71嵌入于浇注套72内,且浇注道72连通至导流道31。
使用上述模具生铸造铝包铜触头的工艺过程如下:
步骤一:将模具安装于压铸机上,具体安装过程为现有技术,此处不详细赘述;
步骤二:对铜基体11进行加热,具体可将铜基体11放入烘箱内进行加热,并且可加热至略高于压铸模温,该压铸模温即为注入模具内的铝液温度,优选的铜基体预热温度为230~270℃。由于铜基体11在加热后转移至装配于模具内的过程中会导致部分温度的损失,因此温度略高于压铸模温的铜基体11可在上述温度损失后,使铜基体11的温度接近于压铸模温,从而使模具合模后铜基体11与注入模具内的铝液温度统一,防止铝液注入型腔19内与常温的铜基体11接触后而极速冷却,而无法压铸形成所述型腔19所需的结构;
步骤三:将模具预热,且预热至接近铜基体温度,该温度可以是220~280℃,此步骤可与步骤二同步进行,模具具体的预热方式可以是依下述方式直接试制两到三件铝包铜触头,使铝液在模具的型腔内流通,从而提高模具温度以达到预热的效果。通过将模具预热的方式可使模具和铝液以及铜基体11保持同样的温度,避免定模芯3和动模芯2形成的型腔内部热量不均而造成缺料的现象;
步骤四:将铜基体11放入所述托板52的定位槽522上并合模,合模后定模芯3将托板52推入动模芯2的模腔24内,使铜基体11的限位凸起14对应嵌入于动模芯2内的限位槽25,或者使铜基体11的导向孔16穿套在动模芯2的导柱26上;
步骤五:合模后,通过压铸机以27~33MPa的压力将铝液经浇注道711和导流道31注入模具内定模芯2和动模芯3以及两成型块6形成的完整型腔内,并持续20~30s,通过27~33MPa的压力注入铝液(优选的为30MPa的压力压射铝液)可有效填补铝液收缩的空间,减少或避免铝制主体12表面形成凹痕,使铝液形成固定包裹于铜基体11的完整的铝制主体12;
步骤七:冷却定型后开模,模具的推出机构将托板52推出动模芯2外,使成型的铝包铜触头移出动模芯2外,此时可获得成型的由铝制主体12包裹铜基体11的铝包铜。
通过上述工艺过程铸造形成的铝包铜触头可使铜基体11和铝制主体12一体形成,可具备电流通过损耗较小,即具有较好的导电性能,同时可有效的提高输电效率,降低输变电损耗。并且此铝包铜触头的结构与传统的全铜触头相比,由于采用更为便宜的铝材(即铝制主体12)作为支撑占大部分体积的主体,可节省触头的生产成本,同时亦可符合相关的国家标准。而与传统的全铝制成的触头相比,铜制的铜基体11相对铝制的基体,可具有更高的强度和耐磨性,从而具有较长的电寿命和使用寿命。
上述仅为本发明的具体实施方式,但本发明的设计构思并不局限于此,凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动,均应属于侵犯本发明保护范围的行为。
Claims (8)
1.一种铸造铝包铜触头的模具,包括有相对移动的定模框和动模框,且定模框和动模框内分别固定有具有模腔的定模芯和动模芯,其特征在于:所述定模芯和动模芯合模后,定模芯和动模芯形成的内部空间为形成触头外形的型腔,所述动模芯连接有放置铜基体的托板,该托板相对动模芯的模腔移动,且铜基体对应动模芯内的端面和动模芯的内部端面设有相互嵌套的限位结构,所述限位结构包括限位槽和限位凸起或者导柱和导向孔;其中,
所述动模芯内部的端面设有向内凹陷的所述限位槽,所述铜基体对应动模芯内部的端面设有对应嵌入所述限位槽的所述限位凸起;
所述限位结构为所述动模芯内部的端面设有向外凸起的所述导柱,所述铜基体对应动模芯内部的端面设有所述导柱对应嵌入的所述导向孔。
2.根据权利要求1所述的一种铸造铝包铜触头的模具,其特征在于:所述动模芯内部端面和所述动模框上设有连通的移动口,所述托板一端依次穿过动模框和动模芯的移动口,且托板相对该移动口的另一端设有向两侧凸出的挡边,且两挡边的间距大于移动口的宽度。
3.根据权利要求2所述的一种铸造铝包铜触头的模具,其特征在于:所述托板于穿过移动口一端的上表面形成有放置铜基体的放置槽。
4.根据权利要求1所述的一种铸造铝包铜触头的模具,其特征在于:所述动模芯内部端面设有形成有向内凹陷的安装型腔,该安装型腔为成品触头用于安装固定的安装部。
5.根据权利要求4所述的一种铸造铝包铜触头的模具,其特征在于:所述动模芯的模腔两侧均设有空隙,所述动模框的两侧均设有可相对动模芯的模腔水平移动的成型块,所述成型块适配嵌入所述空隙内,且所述成型块位于安装型腔外;两成型块靠近型腔的一端设有若干内凹的翅片成型槽,所述动模芯、定模芯和动模芯两侧的成型块合模后,形成触头外形的型腔。
6.根据权利要求5所述的一种铸造铝包铜触头的模具,其特征在于:所述动模框的两侧均滑动的连接有动滑块,所述型腔两侧的成型块分别固定于两动滑块上,且成型块固定于动滑块靠近动模芯的端面,动滑块背向成型块的端面设有倾斜的导向槽;所述定模框于所述定模芯的两侧分别固定有定滑块,所述定滑块上下两端的端面均设有凸起的凸台,且两定滑块的凸台均向定模框的外侧面倾斜,两定滑块的凸台分别对应嵌入于与其位于同一侧的动滑块的导向槽内。
7.根据权利要求1所述的一种铸造铝包铜触头的模具,其特征在于:所述定模芯的下方设有连通至定模芯的型腔内的导流道,所述定模框的下方固定有浇注套,该浇注套贯穿至所述导流道的下方;所述动模框底部固定有与浇注套同轴心对应的浇注头,该浇注头上设有竖直向上的浇注道,在定模芯和动模芯合模后,浇注头嵌入于浇注套内,且浇注道连通至导流道。
8.一种根据权利要求1至7任意一项所述的模具生产触头的工艺,其特征在于:包括如下步骤:
步骤一:将完整模具安装于压铸机上;
步骤二:将铜基体加热,且加热至略高于压铸模温;
步骤三:将模具预热,且预热热至接近铝液温度;
步骤四:将铜基体放入托板的定位槽上,且使且铜基体对应动模芯内的端面和动模芯的内部端面的限位结构相互嵌套;
步骤五:合模后,以27~33MPa的压力将铝液经导流套注入模具内定模芯和动模芯以及两成型块形成的完整型腔内,并持续20~30s;
步骤六:冷却后开模,即可获取取出成型的铝包铜触头。
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