CN110997181A - 铸造模具及铸件的制造方法 - Google Patents
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Abstract
加热器(10)(构造物)具有与铸造模具(30)的成型壁部(32)相对的间隙(11)。铸造模具(30)具备:成型壁部(32),其用于形成内部空间(90);以及间隙部填充口(45、46)(填充口),其在成型壁部(32)的朝向加热器(10)所具有的间隙(11)的部位开口,用于使熔融金属流入内部空间(90)。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于成型铸件的铸造模具及铸件的制造方法。
背景技术
在JP47-30053U中公开了一种供流体流动的螺旋状的管和在铸件中铸入了用于发热的护套加热器的热交换器。
在制造这种热交换器时,在铸造模具内设置管子和护套加热器之类的构造物,然后,在铸造模具内填充金属的熔液(熔融金属)。这样填充的熔融金属凝固而形成铸件。在从铸造模具内取出的铸件中,内置有管子和护套加热器。
发明内容
然而,在利用例如压铸法(die casting)而形成上述铸件的情况下,若以高速向铸造模具内注射的熔融金属撞击构造物,则存在由于受到来自熔融金属流的负荷而使管子等构造物变形的危险。
本发明的目的在于防止铸入于铸件的构造物的变形。
根据本发明的一个方式,提供一种铸造模具,其通过在具有间隙的构造物所设置的内部空间填充熔融金属而成型铸件,所述铸造模具具备:成型壁部,其用于形成上述内部空间;以及填充口,其在上述成型壁部的朝向上述构造物所具有的上述间隙的部位开口,用于使熔融金属流入上述内部空间。
另外,根据本发明的一个方式,提供一种铸件的制造方法,其通过在具有间隙的构造物所设置的铸造模具的内部空间填充熔融金属而成型铸件,所述铸件的制造方法具备使熔融金属流过填充口而流入上述内部空间的填充工序,其中,上述铸造模具具备:成型壁部,其用于形成上述内部空间;以及上述填充口,其在上述成型壁部的朝向上述构造物所具有的上述间隙的部位开口。
(发明的效果)
根据上述方式,从填充口朝向间隙注射的熔融金属流流过间隙而流入内部空间。由此,可抑制高速的熔融金属流撞击构造物,因此可防止构造物由于受到来自熔融金属流的负荷而变形。
附图说明
图1是示出涉及本发明的实施方式的铸造模具的纵剖视图。
图2是沿图1的II-II线剖切的纵剖视图。
图3是沿图2的III-III线剖切的横剖视图。
图4是沿图2的IV-IV线剖切的横剖视图。
图5是示出加热器和填充口相对于内部空间的配置的图。
图6是示出铸造模具的变形例中的加热器和填充口相对于内部空间的配置的图。
图7是示出铸造模具的另一变形例的纵剖视图。
图8是示出铸造模具的再一变形例的横剖视图。
图9是示出铸造模具的又一变形例的纵剖视图。
图10是沿图9的Ⅹ-Ⅹ线剖切的横剖视图。
图11是示出铸造模具的又一变形例的纵剖视图。
图12是沿图11的Ⅻ-Ⅻ线剖切的横剖视图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。
图1~4是示出应用涉及本实施方式的铸造模具30的铸造装置100的剖视图。此外,为了简化说明,省略了铸造装置100的一部分而图示。
利用压铸法的铸造装置100具备:加压部(活塞)7,其用于对注入到注入室6中的熔融金属进行加压;以及铸造模具30,其形成通过加压部7而从注入室6流出的熔融金属所填充的内部空间90。熔融金属经例如铝合金等金属熔化而形成。如下述,在铸造模具30中,铸件70通过填充于内部空间90的熔融金属凝固而成型。
铸造模具30具备固定模25和成型之后拆卸的活动模21、横向滑块22、23以及模芯24。在铸造模具30中,通过活动模21、横向滑块22、23以及模芯24相对于固定模25沿着由空心箭头所示的方向移动并保持于规定位置而形成内部空间90。
在铸造模具30的内部空间90设置加热器10作为浇铸于铸件70的构造物。
加热器10是具备通过通电而发热的发热部(省略图示)和容纳发热部的金属管(管子)10a的护套加热器。此外,加热器10不限于此,例如还可以是PTC(Positive temperatureCoefficient,正温度系数)加热器等。
加热器10具有作为支撑于铸造模具30的固定部的端部13、14和从端部13、14延伸设置的螺旋状的延伸设置部15。在端部13、14的前端部设置有供电线连接的端子16、17。
在延伸设置部15,金属管10a以中心线O为中心卷绕成螺旋状。如图1、图2所示,金属管10a在中心线O方向上隔着间隙11卷绕。如图3所示,从中心线O方向观察时,金属管10a卷绕成大致圆环状。
两个端部13、14从延伸设置部15的两端彼此大致平行地并排延伸。如图1所示,端部13、14形成为与中心线O大致正交的方式。如图2所示,端部13、14分别设置于内部空间90的相对置的两个角部附近。
铸件70具有用于将延伸设置部15铸入的筒状的筒部71和用于将端部13、14铸入的板状的盖部72。筒部71和盖部72可形成为一体。筒部71具有从其外表面突出的多个翅片。此外,铸件70还可以是用于将延伸设置部15和端部13、14铸入的一个块状而不是具有盖部72。
铸造模具30具有用于成型铸件70的成型壁部32和用于支撑加热器10的端部13、14的孔状的支撑部33、34。
成型壁部32具有用于成型筒部71的壁部分35、成型盖部72的壁部分36以及用于成型连接筒部71和盖部72的部位的孔状的壁部分37、38。
铸造模具30具有开口于内部空间90的填充口42~46和经由填充口42~46将注入室6和内部空间90连通的熔液通道40。
面向内部空间90的下部的下部填充口42在壁部分36的下端面开口。铸件70的盖部72可由从下部填充口42填充至壁部分36中的内部空间90的熔融金属形成。
面向内部空间90的侧部的填充口43~46开口于壁部分35的侧端面35a。铸件70的筒部71可由从填充口43~46填充至壁部分35中的内部空间90的熔融金属形成。
接下来,对利用铸造装置100而铸造铸件70的工序进行说明。
首先,执行在铸造模具30的内部空间90设置加热器10的设置工序。在该设置工序中,首先,将加热器10组装到活动模21。此时,加热器10的端部13、14穿过孔状壁部分37、38而插入孔状的支撑部33、34,由此,加热器10设置于内部空间90的规定位置。接着,将活动模21、横向滑块22、23以及模芯24组装到固定模25而形成内部空间90。
接着,执行在内部空间90填充熔融金属的填充工序。在该填充工序中,首先,在内部空间90填充活性气体(氧气)。接着,将高温熔融金属注入到注入室6中并驱动加压部7而对熔融金属进行加压。由此,如在图1中以箭头所示,从注入室6挤出的熔融金属流过熔液通道40而从填充口42~46流入内部空间90。此时,熔融金属成为高速的喷雾而从填充口42~46向内部空间90注射。随之,在内部空间90,活性气体与金属即熔融金属结合而成为真空状态,熔融金属无间隙地填充内部空间90。由此,可防止在铸件70中产生空洞。此外,不限于此,例如,还可以在铸造模具30形成排气孔以将内部空间90的空气随熔融金属填充于内部空间90而向外部排出。
然后,在铸造模具30中,通过填充于内部空间90的熔融金属凝固而使铸件70成型。将活动模21、横向滑块22、23以及模芯24从铸件70分离,并从固定模25拆卸铸件70。
通过以上过程制造铸件70。内置有加热器10的铸件70作为加热器单元组装于容器(省略图示)。就加热器单元而言,加热器10所产生的热通过铸件70而传递至在容器内循环的流体(介质),从而加热流体。
接下来,对加热器10和填充口43~46相对于铸造模具30的内部空间90的配置进行说明。
如图5所示,内部空间90具有中心线O方向(竖直方向)上的中央的延伸设置区域95以及以夹着延伸设置区域95的方式并排的支撑区域93和支撑区域94。加热器10从支撑区域93到延伸设置区域95和支撑区域94而被容纳。
在一侧的支撑区域93容纳加热器10的端部13和连接部分15a。连接部分15a是延伸设置部15的与端部13连接的一部分。
在中央的延伸设置区域95容纳加热器10的延伸设置部15的中央部分15c。
在另一侧的支撑区域94容纳加热器10的端部14和连接部分15b。连接部分15b是延伸设置部15的与端部14连接的一部分。
壁部分35和填充口43~46构成将向内部空间90注射的熔融金属引导至规定的位置的堤堰。
填充口43~46并排成一列而形成于与包括中心线O的加热器10的中心部相对置的位置(参照图3)。填充口43~46具有大致矩形的流路剖面形状,并形成为与中心线O正交的方向上的开口宽度尺寸彼此大致相等。
此外,填充口43~46不限于上述的构成,形成于不与中心线O相对置的位置亦可。
与端部13、14相对置的支撑部填充口43开口于成型壁部32的侧端面35a的面对支撑区域93的部位。支撑部填充口43形成于其流路中心线相对于加热器10的端部13隔着间隔大致平行地延伸的位置。
支撑部填充口43、44形成为中心线O方向上的开口宽度大于与中心线O正交的方向上的开口宽度的狭缝(slit)状。
支撑部填充口43形成为在端部13的附近与延伸设置部15的连接部分15a相对置并与相对于支撑部33偏移的位置相对置。如图3所示,支撑部填充口43与连接部分15a的包括中心线O的中心部相对置。
由此,从支撑部填充口43注射的熔融金属沿着加热器10的端部13流入支撑区域93的中央部。
支撑部填充口44开口于侧端面35a的面对支撑区域94的部位。支撑部填充口44形成于其流路中心线相对于加热器10的端部14隔着间隔大致平行地延伸的位置。
支撑部填充口44形成为在端部14的附近与延伸设置部15的连接部分15b相对置并与相对于支撑部34偏移的位置相对置。支撑部填充口44与连接部分15b的包括中心线O的中心部相对置。
由此,从支撑部填充口44注射的熔融金属沿着加热器10的端部14流入支撑区域94的中央部。
此外,不限于上述的构成,支撑部填充口43、44以分别与支撑部33、34相对置的方式形成于面向内部空间90的角部附近的位置亦可。
加热器10的间隙11是设置于金属管10a之间的螺旋状空间,且具有与成型壁部32的侧端面35a相对置的部位。该间隙11是与成型壁部32的侧端面35a相对置的间隙(空间)。
间隙部填充口45、46形成于与加热器10的间隙11相对置的位置。间隙部填充口45、46形成为各自的流路中心线与间隙11相交。
在中心线O方向上,间隙部填充口45、46的开口宽度形成为小于螺旋状的金属管10a所卷绕的间隔(间距)。间隙部填充口45、46不形成于与金属管10a的外周面的中央部相对置的位置。由此,从间隙部填充口45、46向延伸设置区域95注射的熔融金属流流过间隙11而流入内部空间90,可抑制撞击金属管10a的外周面的中央部的情形。
如上所述,根据本实施方式,提供一种铸造模具30,其具备用于在加热器10所设置的内部空间90填充熔融金属的填充口43~46。
在填充上述熔融金属时,喷雾状的熔融金属以例如50m/s左右的速度从填充口43~46流入内部空间90。
延伸设置部15的中央部分15c相对于支撑部33、34的距离比连接部分15a、15b大,因而存在一旦受到从支撑部填充口43、44注射的高速的熔融金属流撞击就会变形的危险。
作为对此的应对方法,根据本实施方式,加热器10(构造物)形成与铸造模具30的成型壁部32相对置的间隙11。铸造模具30构成为具备形成内部空间90的成型壁部32以及在与成型壁部32的间隙11相对置的部位开口而使熔融金属流入内部空间90的间隙部填充口45、46(填充口)。
通过如此地构成,从间隙部填充口45、46朝向间隙11注射的熔融金属流过间隙11而流入内部空间90的各部。由此,可抑制高速的熔融金属流撞击加热器10,因而可防止加热器10由于受到来自熔融金属流的负荷而变形。由于熔融金属流流过间隙11而顺利地流入,因而熔融金属无间隙地填充于内部空间90的各部。由此,可防止铸件70在内部产生空洞,从而实现质量的提高。
另外,根据本实施方式,铸造模具30构成为具备在成型壁部32的面对支撑区域93、94的部位开口的支撑部填充口43、44。
从支撑部填充口43、44向支撑区域93、94注射的熔融金属流以高速撞击加热器10的端部13、14和连接部分15a、15b。就加热器10而言,由于高速的熔融金属流撞击的部位与支撑部33、34的距离短,因此,可将由熔融金属流所产生的弯曲应力抑制得小。由此,可确保加热器10相对于从熔融金属流承受的负荷的强度,防止加热器10由于熔融金属流而变形。
另外,根据本实施方式,铸造模具30具备多个支撑部33、34。加热器10构成为跨多个端部13、14之间延伸设置有延伸设置部15。
通过如此地构成,加热器10的延伸设置部15以双支承方式支撑于多个端部13、14,因此,可将由熔融金属流所产生的弯曲应力抑制得小。由此,能够有效地防止加热器10变形。
这样,根据本实施方式,能够提供一种使用铸造模具30而制造铸入了加热器10的铸件70的铸件70的制造方法。
另外,根据本实施方式,能够提供一种制造将作为设置于内部空间90的构造物的螺旋状的金属管10a铸入的铸件70的铸件70的制造方法。
由此,就加热器单元而言,可保持容易变形的螺旋状的金属管10a的形状,且可得到所期望的性能。
接下来,对图6所示的铸造模具30的变形例进行说明。
铸造模具30具有小填充口47~49,该小填充口47~49具有比填充口43~46的开口宽度小的开口宽度。小填充口47~49在成型壁部32的与加热器10相对置的部位开口。小填充口47~49分别与相邻的各填充口43~46连通。
小填充口47~49形成为在沿着中心线O与填充口43~46在直线上并排的位置开口的狭缝状。在与中心线O正交的方向上,小填充口47~49的开口宽度小于填充口43~46的开口宽度。
通过如此地构成,在填充工序中,从小填充口47~49注射的熔融金属流经过小填充口47~49而会受到阻力,从而减速。由此,可防止加热器10的延伸设置部15由于从小填充口47~49注射的熔融金属流的撞击而变形。
接下来,对图7所示的铸造模具30的变形例进行说明。
铸造模具30在加热器10的端部13、14与壁部分35的两个端壁面35b、35c之间具有间隙61、62。间隙61、62是与成型壁部32的侧端面35a相对置的间隙(空间)。
铸造模具30具有在侧端面35a开口的间隙部填充口51~58。间隙部填充口51~58单独地朝向间隙61、各间隙11以及间隙62开口。间隙部填充口51~58在侧端面35a的与包括中心线O的加热器10的中心部相对置的部位并排成一列而形成。
通过如此地构成,在填充工序中,如在图7中以箭头所示,流过熔液通道40而供给的熔融金属从间隙部填充口51~58注射并流过间隙61、各间隙11以及间隙62而流入内部空间90的各部。由此,可抑制高速的熔融金属流撞击加热器10,防止加热器10由于熔融金属流而变形。
接下来,对图8所示的铸造模具30的变形例进行说明。
铸造模具30在加热器10的外周与成型壁部32的壁部分35之间具有间隙73、74。该间隙73、74是与成型壁部32的侧端面35a相对置的间隙(空间)。
铸造模具30具有在侧端面35a的与间隙73、74相对置的部位开口的间隙部填充口65、66。间隙部填充口65、66相对于与中心线O正交而在大致水平方向上延伸的中央线P倾斜,且以与间隙73、74相对置的方式并排地形成。
通过如此地构成,在填充工序中,如在图8中以箭头所示,流过熔液通道40而供给的熔融金属从间隙部填充口65、66注射并流过间隙73、74而流入内部空间90的各部。由此,可抑制高速的熔融金属流撞击加热器10,防止加热器10由于熔融金属流而变形。
间隙部填充口65、66从熔液通道40的腔室59到内部空间90以逐渐远离的方式彼此倾斜而延伸。由此,就铸造模具30而言,与间隙部填充口65、66的中心线大致平行地配置的场合相比,能够减小腔室59的容积。其结果,能够减少熔融金属在腔室59中凝固之后被废弃的材料。
接下来,对图9、10所示的加热器10和铸造模具30的变形例进行说明。
加热器10的延伸设置部15具有金属管10a在铸件70内往复的蜿蜒曲折的形状。加热器10的端部13、14从延伸设置部15的两端彼此大致平行地并排延伸。
加热器10的延伸设置部15具有与成型壁部32的侧端面35a相对置的多个间隙76。在加热器10的端部13、14与成型壁部32的两个端壁面35b、35c之间分别形成有间隙75、77。这些间隙75~77是与成型壁部32的侧端面35a相对置的间隙(空间)。
铸造模具30具有单独地与加热器10的间隙75~77相对置的间隙部填充口81~85。间隙部填充口81~85并排形成为一列。
通过如此地构成,在填充工序中,如在图9中以箭头所示,流过熔液通道40而供给的熔融金属从间隙部填充口81~85注射并流过间隙75~76而流入内部空间90的各部。由此,可抑制高速的熔融金属流撞击加热器10,防止加热器10由于熔融金属流而变形。
接下来,对图11、12所示的加热器10和铸造模具30的变形例进行说明。
就加热器10的延伸设置部15而言,金属管10a以在大致水平方向上延伸的中央线P为中心卷绕成螺旋状。加热器10的延伸设置部15具有与成型壁部32的侧端面35a相对置的间隙79。
加热器10的端部13、14从延伸设置部15的两端彼此大致平行地并排延伸。在加热器10的端部13、14与成型壁部32的两个端壁面35b、35c之间分别形成有间隙78、80。
铸造模具30具有在与各间隙78~80相对置的部位开口的间隙部填充口86~88。间隙78和间隙部填充口86、间隙79和间隙部填充口87以及间隙80和间隙部填充口88各自相对于中央线P并排形成。
通过如此地构成,在填充工序中,如在图11中以箭头所示,流过熔液通道40而供给的熔融金属从间隙部填充口86~88注射并流过间隙78~80而流入内部空间90的各部。由此,可抑制高速的熔融金属流撞击加热器10,防止加热器10由于熔融金属流而变形。
以上,对本发明的实施方式进行了说明,但上述实施方式只是示出了本发明的应用例的一部分而已,其宗旨并不是将本发明的技术范围限定于上述实施方式的具体构成。
本发明非常适合作为铸入了加热器的铸造模具,但也能够应用于铸入加热器以外的构造物的铸造模具。
本发明非常适合作为通过将熔融金属加压并填充到铸造模具中的压铸法的铸造方法,但也能够应用于其它铸造方法。
本申请要求基于2017年7月28日向日本特许厅申请的专利申请2017-146978号的优先权。该申请的全部内容通过引用而编入本说明书中。
Claims (5)
1.一种铸造模具,用于通过在具有间隙的构造物所设置的内部空间填充熔融金属而成型铸件,上述铸造模具具备:
成型壁部,其用于形成上述内部空间;以及,
填充口,其在上述成型壁部的朝向上述构造物所具有的上述间隙的部位开口,用于使熔融金属流入上述内部空间。
2.根据权利要求1所述的铸造模具,其中,
上述构造物具有:
固定部,其支撑于上述成型壁部;以及,
延伸设置部,其从上述固定部延伸设置,上述内部空间具有;
支撑区域,其用于容纳上述固定部;以及,
延伸设置区域,其用于容纳上述延伸设置部,还具备支撑部填充口,其在上述成型壁部的面对上述支撑区域的部位开口。
3.根据权利要求1或2所述的铸造模具,其中,
还具备小填充口,其在上述成型壁部的与上述构造物相对置的部位开口且具有比上述填充口的开口宽度小的开口宽度。
4.一种铸件的制造方法,用于通过在具有间隙的构造物所设置的铸造模具的内部空间填充熔融金属而成型铸件,上述铸件的制造方法具备:
使熔融金属流过填充口而流入上述内部空间的填充工序,其中,
上述铸造模具具备:
成型壁部,其用于形成上述内部空间;以及,
上述填充口,其在上述成型壁部的朝向上述构造物所具有的上述间隙的部位开口。
5.根据权利要求4所述的铸件的制造方法,其中,
将螺旋状金属管作为上述构造物铸入。
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