CN110653355A

CN110653355A - 压铸装置

Info

Publication number: CN110653355A
Application number: CN201910485271.3A
Authority: CN
Inventors: 中野泰良; 井上裕二; 小椋真吾; 田中佑太; 山田敏光; 吉田丰
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-06-28
Filing date: 2019-06-05
Publication date: 2020-01-07
Anticipated expiration: 2039-06-05
Also published as: US20200001357A1; CN110653355B; JP2020001069A; JP7063746B2; US10799945B2

Abstract

本发明涉及压铸装置。根据本公开的一方面的压铸装置包括：套筒(30)，熔融金属被供给到套筒(30)；以及模具(10、20)，所述模具(10、20)被构造成形成空腔(C)，其中，被供给到套筒(30)的熔融金属通过浇道(R)注入到空腔(C)中，所述浇道(R)将套筒(30)与空腔(C)连接。多个突出部(22)被设置在浇道(R)中，多个突出部(22)在熔融金属流动的方向上延伸并且在浇道(R)的宽度方向上以梳齿布置进行布置。

Description

压铸装置

技术领域

本公开涉及一种压铸装置。

背景技术

如在例如日本未审专利申请公报第2015-193031号中公开的那样，在压铸装置中，在熔融金属被供给到柱塞套筒之后，柱塞末端在柱塞套筒的内部向前移动，使得熔融金属被注入到模具的空腔中。当熔融金属被供给到柱塞套筒时，熔融金属的已经与柱塞套筒接触的一部分被冷却并固化。因此，初始固化片被形成在熔融金属和柱塞套筒之间的接触表面上。如果这些初始固化片在柱塞末端被向前移动到柱塞套筒的内部时从柱塞套筒脱离，并且被与熔融金属一起注入到模具的空腔中，则它们可能造成铸造缺陷。

发明内容

本发明人已经坚持不懈地研究了上述问题，以减少由通过压铸装置制造的铸造件中的初始固化片导致的铸造缺陷，并且本发明人已经发现以下问题。

发明人在使柱塞套筒与模具的空腔连接的浇道(即，用于熔融金属的通道)中设置圆柱状突出部以尝试减少由初始固化片导致的铸造缺陷，并且已经发现这些突出部具有一定程度的减少这样的铸造缺陷的效果。这可能是因为初始固化片与突出部碰撞并且被粉碎，或者初始固化片被由突出部导致的熔融金属的流动的紊乱粉碎。然而，存在的问题是，因为突出部具有圆柱状形状，在所以突出部被高压熔融金属反复挤压时，它们容易被破坏，并且模具的耐用性不足。

本公开已经针对上述情形做出，并且其目的在于提供一种压铸装置，所述压铸装置能够减少由初始固化片导致的铸造缺陷并且所述压铸装置的模具具有优异的耐用性。

第一示例性方面是一种压铸装置，所述压铸装置包括：

套筒，熔融金属被供给到所述套筒；以及

模具，所述模具被构造成形成空腔，其中

被供给到所述套筒的所述熔融金属通过浇道被注入到所述空腔中，所述浇道将所述套筒与所述空腔连接，并且

多个突出部被设置在所述浇道中，所述多个突出部在所述熔融金属流动的方向上延伸并且在所述浇道的宽度方向上以梳齿布置进行布置。

在根据本公开的压铸装置中，多个突出部被设置在浇道中，并且在熔融金属流动的方向上延伸。因此，即使当突出部被高压熔融金属反复挤压时，突出部也不太可能被破坏。因此，模具具有优异的耐用性。此外，多个突出部在浇道的宽度方向上以梳齿布置进行布置。因此，包含在熔融金属中的初始固化片被突出部或由突出部导致的流动的紊乱粉碎，并且因此能够减少由初始固化片导致的铸造缺陷。即，根据本公开的压铸装置可以减少由初始固化片导致的铸造缺陷并且所述压铸装置的模具具有优异的耐用性。

多个突出部的高度可以等于浇道的深度。通过上述构造，能够更进一步减少由初始固化片导致的铸造缺陷。

多个突出部中的每个突出部的横截面形状可以是三角形形状，在所述三角形形状中，突出部的基部的宽度大于突出部的顶部的宽度。突出部的基部被稳定化，并且例如与具有矩形横截面的突出部相比，具有三角形形状的突出部较不可能被破坏。

多个突出部可以被形成在与模具接合的插入部中。当突出部被破坏时，能够仅更换其中形成突出部的插入部，因此就维护而言，使得模具优异。

根据本公开，能够提供一种压铸装置，所述压铸装置能够减少由初始固化片导致的铸造缺陷并且所述压铸装置的模具具有优异的耐用性。

从以下给出的详细描述和附图，将变得更全面理解本公开的以上和其它目的、特征和优点，以下描述和附图仅通过说明方式给出，并且因此不被认为是对本公开的限制。

附图说明

图1是压铸装置的示意横截面；

图2是压铸装置的示意横截面；

图3是压铸装置的示意横截面；

图4是固定模具20的一部分的前视图；

图5是沿着图4中的线V-V截取的横截面；

图6是根据第一实施例的示例的压铸装置中的固定模具20的一部分的前视图的照片；并且

图7示出由突出部的形成导致的熔融金属的流动的变化的计算机模拟的结果。

具体实施方式

以下将参考附图详细描述应用本公开的具体实施例。然而，本公开不限于以下示出的实施例。此外，以下描述和附图被适当简化以使解释明晰。

(第一实施例)

<压铸装置的总体构造>

首先，将参考图1至图3描述根据第一实施例的压铸装置的总体构造。图1至图3是压铸装置的示意横截面。

注意的是，无需多言，为了解释部件之间的位置关系的方便，示出图1和其它图中所示的右手xyz正交坐标系。一般地，z轴正方向是竖直向上方向，并且xy平面是水平面。这些事实可适用所有图。

如在图1至图3中所示，根据第一实施例的压铸装置包括可动模具10、固定模具20、柱塞套筒30和柱塞40。注意的是，图1至图3示出压铸装置的操作。图1示出熔融金属M被供给到压铸装置中的柱塞套筒中的状态。图2示出压铸装置中已经完成熔融金属M到空腔C中的注入的状态。图3是示意横截面，示出铸造件50已经被从压铸装置中的模具(可动模具10和固定模具20)取出的状态。

可动模具10是能够以滑动方式在x轴方向上移动的模具。同时，固定模具20是被固定到压铸装置的模具。如在图1中所示，在可动模具10在x轴正方向上移动并抵靠在固定模具20上时，在可动模具10和固定模具20之间形成空腔C，空腔C的形状与待铸造的产品的形状相符。如在图2中所示，在空腔C被填充以熔融金属M时，如在图3中所示的铸造件50被铸造。然后，如在图3中所示，在可动模具10在x轴负方向上移动并且被从固定模具20拆卸下来时，铸造件50可以被取出。

可动模具10和固定模具20例如由用于热模具的合金工具钢制成。注意的是，可动模具10和固定模具20中的每个均可以是镶块模具。

例如，如在图1中所示，具有圆形横截面并且具有与x轴平行的中心轴线的通孔被形成在固定模具20中。筒形柱塞套筒30被接合在该通孔的内部。柱塞40在柱塞套筒30的内部在x轴方向上滑动。在柱塞套筒30的在可动模具10侧上的一端处(即，在x轴负方向侧上的一端处)，在柱塞套筒30的上侧上，浇道(即，用于熔融金属的通道)R被形成在可动模具10和固定模具20之间。浇道R使柱塞套筒30与空腔C连接并且将熔融金属M引导到空腔C中。

柱塞套筒30是具有与x轴平行的中心轴线的筒形构件。如上所述，柱塞套筒30被接合在被形成在固定模具20中的通孔的内部。熔融金属M被馈送到柱塞套筒30中。用于将熔融金属M浇入柱塞套筒30中的熔融金属入口31被形成在柱塞套筒30的上表面上靠近该柱塞套筒30的后端(即，靠近x轴正方向上的一端)的区域中。通过例如使用钢包等(未示出)，熔融金属M通过熔融金属入口31浇入柱塞套筒30中。柱塞套筒30例如由用于热模具的合金工具钢制成。

柱塞40包括柱塞末端41和柱塞杆42。

柱塞末端41是与包含在柱塞套筒30中的熔融金属M直接接触的圆柱形构件。柱塞末端41通过作为具有与x轴平行的中心轴线的杆形构件的柱塞杆42被连接到驱动源(未示出)，并且可以在柱塞套筒30的内部在x轴方向上滑动。如在图2中所示，当柱塞末端41在x轴负方向上从柱塞套筒30的后端滑动时，已经被馈送到柱塞套筒30中的熔融金属M被注入空腔C中。

<压铸装置的操作>

接着，参考图1至图3描述根据第一实施例的压铸装置的操作。首先，如在图1中所示，在柱塞末端41在柱塞套筒30的内部在x轴正方向上回缩的状态中，使得可动模具10抵靠在固定模具20上，使得空腔C被形成在所述可动模具10和所述固定模具20之间。然后，通过例如使用钢包等(未示出)，熔融金属M通过柱塞套筒30的熔融金属入口31被供给到柱塞套筒30中。

接着，如在图2中所示，柱塞40在柱塞套筒30的内部向前移动，使得熔融金属M通过浇道R被注入空腔C中。注意的是，通过向前移动柱塞40，能够在挤压熔融金属M的同时以熔融金属M填充空腔C。

接着，如在图3中所示，在熔融金属M在空腔C的内部被固化之后，可动模具10被从固定模具20释放并且铸造件50被取出。如在图3中所示，除了产品部51之外，铸造件50还包括浇道部52和余料部52。图3中所示的铸造件50中的虚线被示出用于解释以便指示产品部51和浇道部52之间和浇道部52和余料部53之间的边界线。

浇道部52是熔融金属M在浇道R中被固化的部分。余料部53是由柱塞末端41的前端表面和模具(可动模具10和固定模具20)包围的熔融金属M被固化的部分。注意的是，浇道部52和余料部53最终被移除，并且产品部51被用作产品。

注意的是，如上所述，当熔融金属M被供给到柱塞套筒30时，熔融金属M的已经与柱塞套筒30接触的一部分被冷却并固化。因此，初始固化片被形成在柱塞套筒30的已经与熔融金属M接触的内表面上。如果当柱塞末端41在柱塞套筒30的内部被向前移动时这些初始固化片从柱塞套筒30脱落，并且与熔融金属M一起被注入模具(可动模具10和固定模具20)的空腔C中，则所述初始固化片可能造成铸造缺陷。

如以下将描述的那样，在根据第一实施例的压铸装置中，用于减少由初始固化片导致的铸造缺陷的突出部被设置在浇道R中。

<模具中的浇道的构造>

接着，参考图4和图5描述根据第一实施例的压铸装置中的使柱塞套筒30与模具(可动模具10和固定模具20)的空腔C连接的浇道R的构造。图4是固定模具20的一部分的前视图。图5是沿着图4中的线V-V截取的横截面。可动模具10的一部分也被示出在图5中。在图4和图5中所示的示例中，沟槽状的浇道R被形成在固定模具20和柱塞套筒30中。然而，浇道R可以被形成在可动模具10中，或者可以被形成在可动模具10和固定模具20中。

如在图4和图5中所示，用于将注入的熔融金属引导到空腔C的沟槽状的浇道R被形成在柱塞套筒30的端表面和固定模具20的前表面上。浇道R被形成为从柱塞套筒30的内周表面延伸到空腔C。此外，多个突出部22被设置成沿着浇道R的纵向方向延伸，即沿着熔融金属流动的方向(图4中所示的示例中的z轴正方向)延伸。在图4中所示的示例中，设置七个突出部22。

此外，多个突出部22在浇道R的宽度方向上以梳齿布置进行布置。尽管图4中所示的突出部中的每个突出部均具有三角形横截面，即，具有楔形形状(三角棱柱形状)，但是突出部22的形状不限于三角形形状。例如，突出部22可以具有矩形横截面，即，方形棱柱形状。然而，应注意的是，因为突出部22的横截面形状是三角形的，所以突出部22的基部的宽度大于突出部22的顶部的宽度。因此，突出部22的基部例如比具有矩形横截面的突出部的基部更稳定。此外，当铸造件被从模具取出时造成的阻力被减小并且因此铸造件较不可能被损坏。注意的是，在图5中所示的示例中，具有三角形横截面的突出部22的顶部具有锐角形状。然而，突出部22的顶部可以具有R形状或可以是平的。

通过形成在浇道R的宽度方向上以梳齿布置进行布置的多个突出部22，能够减少由初始固化片导致的铸造缺陷。如图4中的箭头指示的，熔融金属经过突出部22之间同时与突出部22碰撞。因此，假设熔融金属中包含的初始固化片与突出部22碰撞并且因此被粉碎，或者初始固化片被突出部22导致的熔融金属的流动的紊乱粉碎。

注意的是，突出部22被设置成沿着熔融金属流动的方向延伸。即，每个突出部22的长度(在z轴方向上的长度)大于突出部22的宽度(在y轴方向上的长度)。因此，例如与圆柱形突出部相比，即使当突出部22被高压熔融金属反复挤压时，它们也不太可能被破坏。因此，模具(图4和图5中所示的示例中的固定模具20)具有优异的耐用性。例如，每个突出部22的长度优选是突出部22的宽度的至少两倍。可替选地，每个突出部22的长度优选是突出部22的高度的至少一半。

为了减少由初始固化片导致的铸造缺陷，突出部22越高，则它们越优选。例如，每个突出部22的高度优选地是浇道R的深度的至少80％，并且更优选地是浇道R的深度的至少90％。因此，如在图5中所示，每个突出部22的高度最优选地等于浇道R的深度。然而，突出部22的高度不限于这样的高度。注意的是，突出部22的高度等于浇道R的深度的表述不意味着突出部22的高度精确地等于浇道R的深度。即，该表述也包括突出部22的高度大致等于浇道R的深度的情形。

此外，如在图4和图5中所示，所有突出部22均被形成在插入部23中。换言之，所有突出部22的基部均与插入部23一体地形成。此外，插入部23被接合并且被固定到固定模具20。即，突出部22被设置在可更换的插入部23中。因此，当突出部22(例如，突出部22中的一些突出部22)被破坏时，能够仅更换其中设置有突出部22的插入部，因此就维护而言使得模具优异(例如，有用)。无需多言，突出部22可以与固定模具20或可动模具10一体形成。

如上所述，在根据第一实施例的压铸装置中，在熔融金属流动的方向上延伸的多个突出部22被形成在浇道R中。因此，即使当突出部22被高压熔融金属重复挤压，它们也不太可能被破坏。因此，模具具有优异的耐用性。此外，多个突出部22在浇道R的宽度方向上以梳齿布置进行布置。因此，包含在熔融金属中的初始固化片被突出部22或由突出部22导致的流动的紊乱粉碎，并且因此能够减少由初始固化片导致的铸造缺陷。即，根据第一实施例的压铸装置可以减少由初始固化片导致的铸造缺陷并且它的模具具有优异的耐用性。

<示例>

下文中将通过使用示例和对比示例以更详细的方式描述根据第一实施例的压铸装置。然而，根据第一实施例的压铸装置不限于以下所示的示例。

图6是根据第一实施例的示例的压铸装置中的固定模具20的一部分的前视图的照片。在图6中所示的示例中，两个浇道R1和R2被形成在固定模具20的前表面上，将使该固定模具20的前表面以如下方式抵靠在可动模具10上，即：使得浇道R1和R2从柱塞套筒30的内周表面延伸到空腔C，同时浇道R1和R2之间的距离随着它们朝向空腔C延伸而增大。

浇道R1分支成三个浇道R11、R12和R13，并且这些浇道R11、R12和R13到达空腔C，同时它们之间的距离随着它们朝向空腔C延伸而增大。浇道R2分支成三个浇道R21、R22和R23，并且这些浇道R21、R22和R23到达空腔C，同时它们之间的距离随着它们朝向空腔C延伸而增大。即，六个浇道R11、R12、R13、R21、R22和R23被形成为大致以放射状模式从柱塞套筒30的内周表面伸展。

在浇道R1的其分支成浇道R11和R12的部分中，七个突出部22a被设置成沿着熔融金属流动的方向延伸。七个突出部22a在浇道R11和R12的宽度方向上以梳齿布置进行布置。

在浇道R13中，两个突出部22b被设置成沿着熔融金属流动的方向延伸。两个突出部22b在浇道R13的宽度方向上以梳齿布置进行布置。

在浇道R21中，一个突出部22c被形成为沿着熔融金属流动的方向延伸。

在浇道R2的其分支成浇道R22和R23的部分中，四个突出部22d被设置成沿着熔融金属流动的方向延伸。此外，另四个突出部22e被形成在所述四个突出部22d下游侧上。即，四个突出部22d和四个突出部22e(每个在浇道R22和R23的宽度方向上以梳齿布置进行布置)被形成在两个阶段(即，头尾连接布置)。

示例中的每个突出部的尺寸如下：基部的长度是21mm；基部的宽度是5mm；并且高度是14mm。

在图6中所示的示例中，与未在浇道中设置突出部的对比示例相比，能够将生产的铸造件中的初始固化片的面积比从5.8％显著减少到1.3％。如上所述，通过在浇道中设置在浇道的宽度方向上以梳齿布置进行布置的多个突出部22，能够减少由初始固化片导致的铸造缺陷。此外，突出部被设置成沿着熔融金属流动的方向延伸。因此，即使当突出部22被高压熔融金属反复挤压时，它们也不太可能被破坏。因此，模具具有优异的耐用性。

注意的是，图7示出由突出部的形成导致的熔融金属的流动的变化的计算机模拟的结果。如在图7中所示，与未在浇道中设置突出部的对比示例相比，在示例中已经经过突出部22a、22b、22c、22d和22e的熔融金属流被打乱。基于图7中所示的模拟结果，假设熔融金属中包含的初始固化片与突出部碰撞并且因此被粉碎，或者初始固化片被由突出部导致的流动的紊乱粉碎。

从如此描述的本公开，将显而易见的是，能够以许多方式改变本公开的实施例。这样的变型不被理解为背离本公开的精神和范围，并且对本领域普通技术人员显而易见的所有的这些变型旨在被包括在所附权利要求的范围内。

Claims

1.一种压铸装置，包括：

套筒，熔融金属被供给到所述套筒；以及

模具，所述模具被构造成形成空腔，其中

2.根据权利要求1所述的压铸装置，其中，所述多个突出部的高度等于所述浇道的深度。

3.根据权利要求1或2所述的压铸装置，其中，所述多个突出部中的每个突出部的横截面形状是三角形形状，在所述三角形形状中，所述突出部的基部的宽度大于所述突出部的顶部的宽度。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的压铸装置，其中，所述多个突出部被形成在与所述模具接合的插入部中。