CN1572395A - 模铸制造金属零件的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

一种注射成型设备，它由一个熔化炉和一个位于该熔化炉内的金属供应系统所组成。该金属供应系统含有一台泵。该注射铸造设备还含有一个从该熔化炉到该金属供应系统的第一金属进料口，和一个适合于把液态金属注射到一个铸模系统内的垂直注射机构。该注射成型设备还含有一个从该金属供应系统到该垂直注射机构的第二金属进料口。

Description

模铸制造金属零件的方法和设备
技术领域：
本发明涉及一种制造金属零件的方法和设备；更特别地，是涉及一种制造金属零件的方法和设备，它利用把液态金属注射到成型模内的有关工艺过程，而且它所涉及的还包括一些模铸方法在内。
背景技术：
常规的铸造设备分为：热室型和冷室型两类。在冷室型模铸设备中，熔化金属被充注到一个固定在模板上的套管内，而且该套管还与连到铸型腔的进料开口相连。熔化金属利用一个柱塞被注射到铸模内。由于柱塞向前推进驱除空气或气体时的动作缓慢，因此套管内的熔化金属容易被冷却下来，当它在套管底部散开时，就会形成激冷碎屑或一些固态颗粒。该激冷碎屑或这些固态颗粒被注射到铸模内，将使铸件的物理性质恶化。
被冷却的熔化金属会增加熔化金属的粘度，并使得熔化金属难以注满铸型腔。另外，它还会在铸件表面上产生疤痕。特别是对于某些镁合金，因为镁合金中镁的固化潜热小(小于铝、铅和锌的固化潜热)，这是一个需要认真对待的问题。由于小的固化潜热，当镁合金与具有低温材料接触时，合金中的镁就会迅速地固化。
热套管曾被采用过，但加过热的套管的温度不像金属的液相温度那样热，这是由于套管是和一个铸模相连，而且铸模的温度又必须低于金属的固相温度。铸模的温度必须充分地低于被熔化金属的固相温度，以产生足够的固化率。也就是说说，固化率反映出每一操作循环所需的时间。注入套管的熔化金属所具有的温度，远高于金属的固相温度，以便遏制套管中的冷却。这在加热的能量成本方面是一个缺点。
冷室型设备在套管内，位于柱塞头部和铸模进料口之间形成一圈厚的、作为铸件一部分的环形板，它通常被称为板片。当铸模被打开，从铸模中拉出铸件之后，该板片即从铸件上被割除下来而再循环使用。可是，有时该板片大于产品。这对于金属的使用不利，因为这样使用金属有着巨大的再循环成本。
于热室型设备情况，在熔炉的熔化金属内浸沉有一个注射机构。被注射的熔化金属的温度被保持在其液相温度之上。该注射机构具有一个带柱塞的注射缸，一个鹅颈形腔室(gooseneck chamber)和一个位于该腔室末端的喷嘴。熔化金属经过一条鹅颈形通道(gooseneck passage)再通过一个喷嘴被注射到成型腔内，而不需形成环形板。这是热室型模铸设备的优点。
热室型设备超过冷室型设备的另一个优点，是在于每一操作循环所用的时间。如前所述，在冷室型设备中，铸件是由注射到闭合的铸模之间的铸型腔内的熔化金属所形成，而且一直到该铸件被冷却成为固体。分开铸模，并拉出铸件，然后把润滑喷涂到分开的铸模上再重新闭合铸模。从而铸模准备就绪可以开始下一操作循环。当铸模闭合时，即当铸模准备就绪而可开始下一个操作循环时，熔化金属才被注入注射套管中，因为注射套管直接与铸模连通，从而熔化金属不致从铸模的进料开口处滴漏出来。
另一方面，热室型模铸设备利用注射柱塞返回到其充满位置，而把熔化金属注入鹅颈和注射缸系统内。熔化金属的供应是通过注射缸上的一个开口或充注口。在冷却注射在铸模内的熔化金属的同时，通过倾斜鹅颈形腔室来进行喷嘴的定位。喷嘴的鹅颈形系统中的熔化金属，当铸模打开时，有流回到熔化炉的倾向，以达到液体静压液位。在把熔化金属注入鹅颈和注射缸系统内时，由于被注射到闭合的铸模内的金属同时也在冷却，因此热室型设备一个操作循环所用的时间，与冷室型模铸设备相比而可以缩短。
但熔化金属在鹅颈的喷嘴段处的固化，以及在从喷嘴和铸浇口处的滴漏，对于热室型模铸设备仍然是有一些问题。众所周知，当柱塞缩回时将在注射机构中建立起真空。可是，一旦缩回的塞缩经过位于注射缸上、从熔化炉供应熔化金属的开口或充注口，由于熔化炉处于大气压力下，真空立即被破坏。因此，熔化金属被吸回注射缸内，而且当铸件固化和铸模分开时，鹅颈和喷嘴也均完全被充满熔化金属。
当铸件冷却时，极大多数情况下在喷嘴内都会存在有熔化金属。当对喷嘴末梢处的冷却加以适当的控制，如在模铸工业中所理解者，喷嘴末梢处的金属就会形成半固态。该所形成的半固态金属会像堵塞物那样起作用，当铸模被分开时可防止熔化金属从喷嘴处滴漏出来。如果冷却不充分，当铸模分开时在喷嘴末梢处以及在铸浇口处的金属仍旧是液态，从而会发生滴漏。另一方面，如果过分冷却，在喷嘴末梢内的金属固化并与铸浇口冻结在一起，当铸模分开后，铸件将会被卡在固定模内。
美国第3,123,875、3,172,174、3,270,378、3,474,875和3,491,827号专利提议利用柱塞的返回冲程或逆冲程在鹅颈中建立起真空，从喷嘴和铸浇口最末梢处把熔化金属抽吸回来。这些专利揭示了一些附着在注射缸上的机构以及一种柱塞系统，以便用来始终保持所建立的真空可以完整无损，一直到铸模被分开并将固化的铸件从固定模的铸浇口撤出之后。
热室型模铸设备中的一些问题，是由浸沉在熔化炉熔化金属中的一种沉重的注射机构所引起。带有一个鹅颈形腔室和一个注射缸系统的注射机构难以清洁干净。而且一些被磨损的柱塞环和套管也难以更换。一个磨损的柱塞环和套管由于泄漏也会使的注射压力降低，从而导致所注射入熔化金属体积与铸型腔不协调。该不协调注射体积也就会产生质量不稳定的铸件。
根据注射系统的布置情况，模铸设备还可以分为：水平的(通常称卧式的)和垂直的(通常称立式的)。在卧式模铸设备中，为了沿水平方向把熔化金属注射到铸模内，而把注射系统作水平布置。在立式模铸设备中，为了沿垂直方向把熔化金属注射到铸模内，而把注射系统是作垂直布置。
常规的立式模铸设备通常是垂直布置的冷室型设备，它具有和上述冷室型设备相同的优缺点。可是，立式模铸设备的一个特点是熔化金属的进料口可以位于垂直的注射室的顶部。但这样的布置对于卧式的设备就不能应用。在美国第4,088,178和4,278,935中揭示了一些铸造机械，这些机械中有一根竖立的浇铸套管可旋转地被安装在一块基板上，并与垂直位置略有偏斜，以便接受熔化金属。为了替代把熔化金属供应到浇铸套管，日产汽车公司(Nissan Motors，亦称尼桑汽车公司)在美国第4,347,889号专利中揭示了一种垂直模铸机械，其中有一根向下移动的垂直浇铸套管并在该套管内嵌有一个固态的金属块。该嵌入的金属块则利用高频感应线圈来使之熔化。这些设备所带来的问题，是在于它们的结构复杂性。
发明内容：
本发明的一个实施例涉及一种注射成型设备，它含有：一个熔化炉；一个位于该熔化炉中、并含有一台泵的金属供应系统；一个从该熔化炉到该金属供应系统的金属第一进料口；一个垂直的、适合于把液态金属注射到成型模内的注射机构；以及一个从该金属供应系统到该垂直注射机构的第二金属进料口。
本发明的另一个实施例涉及一种注射成型方法，它包括：把固态金属供应到一个熔化炉内；在该熔化炉内把该固态金属熔化成液态；把该液态金属从该熔化炉经过一个第一金属进料口供应到一个位于该熔化炉内的金属供应系统；把该液态金属从该金属供应系统经过一个第二金属进料口泵送到一个垂直注射机构内；以及把该液态金属从该垂直注射机构注射到一个位于该垂直注射机构上方的铸模内。
本发明的另一个实施例涉及一种注射成型设备，它含有：一个熔化炉；一个包含一台泵和一条管道的金属供应系统；一个从该熔化炉到该金属供应系统的金属第一进料口；一个适合于把液态金属注射到铸模内的注射机构，以及一个从该金属供应系统的管道到该注射机构的第二金属进料口；一个处于横跨该管道位置的三通阀门，以及一个与该阀门可操作地相连接的阀门驱动器。该阀门驱动器适合于：把该阀门相对于该管路垂直地移动到一个第一垂直位置，以容许液态金属从该熔化炉流到该管道内；把该阀门相对于该管路垂直地移动到一个第二垂直位置，以容许液态金属从该管道流向该第二金属进料口，以及把该阀门移动到一个第三位置，以容许液态金属从该注射机构流向一个排放口。
本发明的另一个实施例涉及一种注射成型设备，它含有：一个熔化炉；一个由一台齿轮泵和一条位于该熔化炉内的管道所组成的金属供应系统；一个从该熔化炉到该齿轮泵的第一金属进料口；一个适合于把液态金属注射到一个铸模系统内的注射机构；以及一个从该金属供应系统的管道到该注射机构的金属第二进料口。
本发明的另一个实施例涉及一种把液态金属注射到成型模的方法，它包括：把液态金属供应到一个垂直的注射室内，该注射室含有一个注射柱塞和一个注射喷嘴；向前推进该注射室内的该注射柱塞，以一个第一速率把该注射室内的空气驱出；通过向前推进该注射桶内的注射柱塞，以一个大于该第一速率的第二速率把液态金属注射到一个成型腔内；以及通过退缩该注射柱塞，在至少一个铸模闸门处、在一个铸模铸浇口处、或者在该喷嘴的末梢处，把熔化的或半固态的金属吸回该注射室内。
本发明的另一个实施例涉及一种注射成型系统，它包括：一个注射室，而该注射室还含有一个注射喷嘴；以及一个铸模系统，该铸模系统还含有一个第一铸模，一个第二铸模和一个在该第一铸模内的铸浇口衬套。该注射喷嘴与该铸浇口衬套的形状应如此地构造，致使该注射喷嘴与该铸浇口衬套接触时，它们之间的接触面积大致上是一维的。
本发明的另一个实施例涉及与某一注射成型设备在一起使用的一种垂直成型模系统，该注射成型设备则包含一个在喷嘴内的注射桶终端。该成型模系统则含有：一个固定的下铸模；一个可移动的上铸模；一个位于至少一个下铸模和上铸模内的铸型腔，；以及一个位于该下铸模内的铸浇口衬套。该成型模系统还至少含有以下一个特点：(a)一个在该下铸模内与该铸浇口衬套相连通的开口，而且该开口的直径大于该注射桶的直径；(b)一块闸板，它适合于在该上铸模和该下铸模分开时把该注射喷嘴盖住，在把该注射喷嘴盖住的期间，该闸板被置于该上铸模与该下铸模之间；以及(c)一个往复穿梭托盘，它适合于在该上铸模和该部铸模分开时把铸件从该铸型腔内卸走，在铸模分开的期间，该往复穿梭托盘被置于该上铸模与该下铸模之间。
本发明的另一个实施例涉及一种注射成型方法，它包括：把所供应的原料注射到一个位于注射喷嘴中的垂直注射桶终端内；把一个垂直成型模系统闭合起来(该垂直成型模系统含有：一个固定的下铸模；一个可移动的上铸模和一个位于至少一个下铸模和上铸模内的铸型腔；以及一个位于该下铸模内的铸浇口衬套，一个位于该下铸模内并与该铸浇口衬套连通的开口)；升高该注射桶致使该注射喷嘴与该铸浇口衬套相接触，并使该注射桶至少有一部分位于该下铸模内的该开口中；把原料从该注射桶注射到该铸型腔内；升高该上铸模打开该垂直成型模系统；移动一块介于该上铸模和该下铸模之间的闸板，把该注射喷嘴盖住；从该铸型腔卸走铸件；在这些步骤：移动闸板并卸走铸件，把闸板移动离开该注射喷嘴并从该上部铸模和该下部铸模之间退出来，下降该垂直注射桶致使该注射喷嘴不再和该铸浇口衬套接触，完成之后，再把成型喷腔涂上润滑剂。
附图说明：
图1A为按照本发明的一个实施例的一种注射成型设备的概略侧示图。
图1B为按照本发明的一个实施例的一种注射成型设备的概略前示图。
图2A为按照本发明的一个实施例的一种注射成型设备的概略侧示图，用来说明按照本发明的一个实施例的一种注射成型方法。
图2B为按照本发明的一个实施例的一种注射成型设备的概略前示图，用来说明按照本发明的一个实施例的一种注射成型方法。
图3A-3C为按照本发明的一个实施例的一个三通阀门的概略示图，用来说明(A)该阀门的一个第一设定位置；(B)该阀门的一个第二设定位置；该阀门的一个第三设定位置。
图4A为按照本发明的一个实施例的一个垂直注射桶和一个注射喷嘴的概略示图。
图4B为按照本发明一个对比示例的一个处于关闭状态的注射喷嘴的示图。
图5A、5B和5C为按照本发明的一个实施例的一种闸板机构的概略示图，包括：(A)概略侧示图；(B)概略俯示图；(C)概略后示图。
图6A、6B和6C为用来说明使用图5A闸板机构使用方法的一些示图，包括：(A)概略侧示图；(B)概略俯示图；(C)详细侧示图。
图7A、7B和7C为按照本发明的一个实施例的一种模铸系统的一些示图，包括：(A)概略侧示图，(B)概略前示图，(C)详细侧示图；而图7D则为带有处于打开状态的成型模的详细侧示图。
图8A、8B和8C为按照本发明的一个具有齿轮泵的实施例的一些示图，包括：(A)概略侧示图；(B)概略前示图；(C)详细示图。
具体实施方式：
如1A、1B、2A和2B所描述的，本发明的一个实施例是一种带水平铸模布置的垂直的模铸设备。该模铸设备含有一个熔化炉1，一个铸造原料的供应系统2，一个垂直的注射机构3和一个沿水平方向布置的成型模或铸模系统4。
熔化炉具有一个加热室11和一个提供煤气火焰或其它供热设施进入的开口12。为了把铸造金属16保持在液态，一个熔化坩锅13被安装在加热室11内。熔化坩锅13最好利用隔板14隔成两个分开的贮槽A和B。熔化坩锅13用一块绝缘金属板55盖住。此外，对于容易氧化的原料，例如一些镁合金，最好还再引入惰性气体，例如氩气或六氟化硫(SF6)。贮槽A用来熔化通过开口17所供应的金属锭或金属颗粒，开口17由门19盖住。洁净的熔化(即液态)金属16通过隔板14下部的开口15流入贮槽B，熔化金属16于该处被保持在最适宜该金属铸造的温度，例如高于液相的温度。另外，隔板还可含有只容许液态金属通过而不容许固态金属通过的网孔滤器。
熔化金属16的温度用热电偶来测量。供热设施的热输出根据所反馈来测定温度加以调节。熔化金属16在熔化坩锅13内的液位用一个液位传感器18来确定，并利用控制通过开口17所供应的金属体积而把液位保持在某一范围内。熔化金属16的液位控制，最好是通过把一个悬浮的金属锭拉下到熔化金属中，或通过使开口17上方的输送机每次移送金属锭或金属颗粒仅运行一段预先所确定的时间，或根据对于从液位传感器18送来的信号所作的响应用手工把固态原料馈送入开口17内。
铸造金属供应系统2附着在一块板20上，而且含有：一个其内插有一个计量柱塞23的计量套管21，一个三通阀门22，一条管道38以及一条与鹅颈<形构造>相对应的管道24。系统2的下部浸沉在熔化金属16内，从而保持金属供应系统2中熔化(即液态)金属16的温度与熔化坩锅13中所熔化的铸造金属16的温度相同。所以，熔化坩锅13中贮槽B内铸造金属16的液位，必须适当地超出位于柱塞套管21内的计量柱塞23的注满位置。
三通阀门22的一些功能，概略地示于图3中。三通阀门22最好由一个含有三条通道39A、39B和39C、能适合于沿着和在相邻管道24和38内金属流动方向相垂直的方向移动的圆柱形管状物来组成。阀门22也可以具有其它适当的阀门结构和配置。把第一管道38和第二管道24相互平行部分连通起来的第一通道39A，最好与第一管道38和第二管道24平行部分内的金属流动方向平行。第二通道39B最好至少含有一个部分相对于第一管道38内的金属流动方向作1到90度的倾斜。例如，第二通道39B为沿着具有20到70度倾斜的对角线方向的通道。通道39B把第一金属进口40与第一管道38连通起来，而且第一管道38与泵23可操作地连通。第三通道39C至少含有一个部分，它相对于第二管道24内的金属流动方向作1到90度的倾斜。例如，第三通道39C具有一个水平部分和一个垂直部分。第三通道39C与一个通向第二管道24的排放口连通。
三通阀门用来改变铸造金属流动用的一些通道。一开始(参见图3B)，计量柱塞23位于注满位置，此时开口27位于该计量柱塞的上方，开口28位于该计量柱塞的下方。当计量柱塞23下降到如图3A中所示的位置，熔化金属则经过开口27、28流入计量柱塞的上方。当计量柱塞23向上移动，在计量柱塞23顶部的熔化金属16被提高，并从该两开口27、28流出，最后和熔化坩锅13内的熔化金属16处于相同的液位。
由于熔化金属从两个开口27、28的流动，计量柱塞23也被加热到与熔化坩锅13内熔化金属16同样的温度。因此，计量柱塞23的温度对于计量套管21内的熔化金属16的温度并无影响。另外，加热器是附着在管道24的四周并高于熔化金属16的液位，考虑铸造的执行情况而把管道24内的熔化金属16保持在某一温度。管道24优先采用的一些加热器为线圈加热器或铠装加热器。
当三通阀门22的第一设定位置，阀门驱动器26使三通阀门22降低到一个第一位置，从而第一通道39A经过第一管道38、第二管道24和连通口37把柱塞套管21可液体流动地与注射桶31连通，以容许熔化金属从计量柱塞流向注射桶31内的开口33。计量柱塞23然后被下降迫使金属从套管21通过管道38、阀门22、管道24和开口33流入室31。在向室31供应熔化金属之后，阀门驱动器26被提升到一个第二位置，直至第二通道39B使进料开口40与第一管道38连通，以容许熔化金属从熔化坩锅13经过开口40流到套管21内。当计量柱塞23退缩，就建立起抽吸负压，把熔化金属16从熔化坩锅13吸入计量套管21。
正常运行期间只使用两个通道，即第一通道39A和第二通道39B。但有必要拆下供应系统2进行保养维修时，可把三通阀门22置于第三位置。在此位置，第二管道24与排放口57连通。此时，注射桶31和第二管道24内的熔化金属16被排空而流到熔化坩锅13内。
注射机构3被附着在基板30上，支撑铸造金属供应系统2用的板20也被固定在基板30上。由于注射机构3和铸造金属供应系统2皆刚性地附着在基板30上，该两部件(即注射机构3和铸造金属供应系统2)毋须移动熔化炉1即可同时上下移动。虽然两块板20、30如所说明的那样刚性地把部件2和3互相附着在一起，但它们也可以用其它的附着设备来替代。例如一块或多块板、一些杆件或一些夹头都可以用来把部件2和3互相附着在一起。因此管道24上没有弯曲力作用，从而供金属供应系统2的材料可从各种不同材料中选用，包括适合于轻金属注射，例如镁合金或铝合金注射用的陶瓷材料在内。注射机构3是由一个带连通口37的注射桶31，一个位于注射桶31内的注射柱塞32，以及一个位于注射桶31顶部的注射喷嘴35所组成。铸造金属16经过在连通口37处与管道24连通的金属进料口33被灌注到注射桶31内。连通口37下倾到管道24，从而在紧急状态，注射桶31内的铸造金属16可通过三通阀门22被排放返回到熔化坩锅22。这在图3C中有所说明。
如图4A、4B所示，注射桶31由加热器311a、311b、311c和311d来加热，把所要注射的金属16保持在高于其液相温度。另外，注射桶的连通口37则由加热器311e来加热。加热器311a、311b、311c和311d被分成若干段，因此每个加热器可保持在某一不同的温度，而且注入的铸造金属16可被保持在最佳的注射温度。每个加热器皆可独立地根据对于从相应的热电偶312a、312b、312c和312d来的信号所作的响应进行控制，这些热电偶分别嵌在注射桶31和喷嘴35的壁内。注射桶的连通口的加热器311e则由热电偶312e进行控制。
注射系统3和注射柱塞32最好分别由一个液压缸74和一个液压缸活塞75来驱动。但任何具有能力把注射系统3和注射柱塞32升高的设备也都可以采用。一些示范性的设备包括(但也不仅仅局限于)机械的、电气的、和气动的设备，以及它们的某种组合的设备。
最好把喷嘴的温度保持得高于金属的液相温度。其温度加热得高于金属液相温度的喷嘴35，由于热传导而被冷却，特别是当喷嘴35和具有与铸模系统4的铸模42、43相同温度的铸浇口衬套41停靠一起时。铸模的温度远低于金属的固相温度。这是由于高的生产率要求浇铸入的金属必须迅速地在成型腔或铸型腔44内固化。因此，喷嘴35被冷却是由于从喷嘴35经过铸浇口衬套41到铸模42、43的热传导。喷嘴35冷却率与从喷嘴35传递到铸模42、43的热损失率相对应。这(即所传导的热量大小)取决于热的梯度，接触面积和热传递的持续时间。喷嘴35的温度是作为金属铸造条件之一来加以确定，而铸模42、43的温度则主要是根据生产率来加以确定。其根本差别是在于它们的温度梯度。所以喷嘴35与铸浇口衬套41之间的接触面积必须最小化，最好使它们的接触为如图4A所示的线接触85A，以替代如图4B所示的面接触85B。换言之，喷嘴35和铸浇口衬套41应做成如此的形状，以便当喷嘴与铸浇口衬套接触时，喷嘴和铸浇口衬套接触之间的接触面积大致上是一维的(即由于它们相互接触而形成的线或环所具有的宽度，沿喷嘴的长度方向等于或小于1毫米)。喷嘴35和铸浇口衬套41的半径差和角度差，应分别小于1毫米和1度，而且这两部分停靠在一起的时间应尽可能地缩短。
一个铸模或成型模系统4位于注射机构3的上方。在图1A和4A中，铸模系统4水平地放置于该系统内，一个固定铸模42和一个可移动铸模43被固定在各自的铸模块上。每个铸模上皆固定有一个铸浇口衬套41，如41a和41b。一个成型腔或铸型腔44最好是雕刻在固定铸模42上，而且一个带有一些脱模销(图中未示出)的弹射器板被附着在可移动铸模43的后侧。弹射器板利用一个液压缸(图中未示出)使之向前移动或退缩。
在铸浇口衬套41的下方，一个闸门6被附着并固定在固定铸模42上。闸门6的详细情况将在图5A-5C中描述。闸门6含有一块闸门板61，它具有一个附件62，导向杆63即插于其内。闸门板61由一个与附件62相连接的液压缸64驱动，闸门板61停留在返回位置时，在此阶段，注射桶31上升而且喷嘴35和铸浇口衬套41相接触。当注射桶31被向下拉，而且喷嘴35和铸浇口衬套41脱离接触时，闸门6被驱动向前滑动并停于喷嘴35上方的位置。闸门6防止喷嘴35因固化的金属颗粒的坠落，或在铸模被分开而处于打开位置时因润滑剂喷射到铸模上而损坏。
如图1A所示，熔化炉1和带有固定在基板30上的铸造金属供应系统2的注射机构3被安置在滑动板5上。由于一对铸模的高度，或厚度是随着铸件的尺寸而变化，因此注射桶31顶部的喷嘴35的位置可通过滑动板5来调节，使之与铸模42、43的接受原料的铸浇口衬套41对齐。
优先实施例的注射模铸设备的操作逐步解说如下。在下面的叙述中，该操作是从已经完成铸造金属注射的那个时候开始。
于铸造操作的第一阶段，铸模42、43闭合，而且喷嘴35与铸模42、43上的铸浇口衬套41停靠在一起。注射柱塞32处于最高位置并把开口33堵塞住，因此在注射桶31与铸造金属供应系统2之间没有金属流动。为了铸模内的熔化金属16(特别是闸门内金属，铸型腔44于该闸门处最薄)尽快地有时间固化(对于一些镁合金，固化时间通常等于或小于1秒)，注射柱塞32迅速地在注射桶31内退缩到中间位置，把在铸浇口衬套41以及喷嘴开口36内的熔化或半固态的金属吸回到注射桶31内。由于把喷嘴末梢内的金属吸回，可防止喷嘴35处结渣或是形成堵塞。另外，任何被吸回的半固态金属都将在注射桶31内再熔化。开口36对于本设备具有重大意义，因为它容许注射桶31内的空气可从该开口排除掉。
为了避免喷嘴35进一步地冷却，于吸回熔化或半固态的金属之后，应立即驱使注射桶31下降。注射柱塞32以某一降低了的速率继续退缩(该降低的速率小于吸回熔化或半固态金属时的速率)，一直到注射柱塞32的头部正好来到通至注射桶31下部上面的管道24的开口33的上方，从而开口24因注射柱塞32的缘故仍保持被堵住或被关闭。另一替代方案是，于执行吸回熔化或半固态金属之后，可把注射柱塞32在注射桶31保持于中间位置，一直到柱塞32被向下移动得低于开口33，使露出开口33以接受从金属供应系统2来的熔化金属。
注射桶31退缩的距离最好小于10毫米，由于要求该退缩距离小于10毫米，金属供应系统2也要在坩锅13内缩进。由于固化金属倾向于堆积在金属供应系统2的浸沉部分从熔化金属16的水平面开始上行的那个区域，为了愈发更加有利，该退缩移动的距离应小于5毫米。
闸门61然后被驱动并移到位于喷嘴35的上方，以防止喷嘴头部被滴上从铸模滴漏出来的熔化金属。由于热传导已停止，并且由于嵌入喷嘴头部的热电偶312a也感测到该减小的温度而把喷嘴35的加热器311a的电源接通，于是喷嘴的温度开始升高。在下一注射循环开始之前，喷嘴的温度又回复到所设定的温度。热电偶的感测端，最好位于能探测到喷嘴真实温度的地方。如图4B所示，该感测端应尽可能地接近于喷嘴的开口36。这个过程是本发明的另一个具有优点的方面。
在第二阶段中，铸件在铸模的铸型腔内被冷却和固化。与所铸造的铸件的尺寸和厚度有关，固化时间从等于或小于1秒到约为10秒。然后把铸模分开，并使可移动铸模43上的铸件被弹射到一个滑运道上或用自动机(robot)卸走。清洁铸模表面并把润滑剂喷涂到铸模42、43上。
在此时期，供应系统2至少部分地，最好是全部浸沉在已熔化的铸造金属16中，并通过退缩计量柱塞23直到它退到“充满”位置，把已熔化的铸造金属16吸入计量套管内。如图3B所示，熔化的铸造金属16是利用与熔化坩锅连通的三通阀门22而进入柱塞套管21。当计量柱塞23行经计量柱塞套管21上部的开口28时，熔化的铸造金属16的抽吸即被完成，而且，计量柱塞套管21内的压力因之改变成大气压力。没有开口28，本设备也照样可以工作，但具有该开口，则可以保证在计量柱塞套管21内没有空气被剩下。
然后，如图3A所示，三通阀门把与熔化坩锅13连通的通道39B关闭，并经过通道39A把套管21与管道24接通。如图2A所示，注射柱塞32向下移动，而且开口33被打开以接受来自供应系统2的铸造金属16。通过把计量柱塞23向下推动一段与某一所需注射体积相对应的距离，迫使铸造金属16进入注射桶31。铸造金属16的精确计量是本设备的另一优点，因为它可减小或消除由于成型腔或铸型腔44内的铸造金属16体积过多、压力过大而在铸件四周发生凸瘤。铸件上的那些凸瘤将会使再生产性和操作可靠性降低，而且凸瘤还会出乎意料之外地使得铸模42、43被卡住，引起铸造金属16泄漏的麻烦。凸瘤能致使铸模42、43的部分表面产生凹坑或发生变形，引起以后的铸件上产生更厚、更大的凸瘤。铸件上没有凸瘤，它于铸造后的机加工成本也可以降低。
为了达到精确的计量，本设备的金属供应系统2最好不在高压下进行操作，而且不用高速率来迫使铸造金属16进入注射桶31。高压和高速率，是造成热室型模铸机内柱塞泵笨重和计量不准确的原因。于完成铸造金属16的计量后，立即缓慢地使注射柱塞32向上移动，并在开口33被关闭时停止注射柱塞32移动。
在第三阶段，使铸模42、43啮合并设置于闭合位置。闸门6向后移动，并利用液压缸74向上推动注射桶31一直到喷嘴35稳固地停靠在铸模42、43上面的铸浇口衬套41上。因为系统2利用板30被附着在注射桶31上，故至少应把金属供应系统2部分地从熔化坩锅13中提升出来。然后利用液压系统75驱使注射柱塞32缓慢地上升，由喷嘴开口36把铸造金属16上方的空气驱除掉，并由雕刻在铸模42、43上的排放槽(图中未示出)通过铸型腔44把空气排放出去。注射柱塞32在把注射桶31内的空气排放出去时的位置可根据注射桶31以及所计量的铸造金属16的体积通过计算来预先确定。
另一替代方案，可以在喷嘴与铸浇口衬套41停靠在一起之前把空气排放出去，以便减少制造铸件的加工时间。最好在进行另一加工过程的同时把空气从注射桶31内驱除掉。例如在第二阶段中，当铸模42、43处于打开位置、而且铸件已被卸除并将铸模清洁干净喷上润滑剂时，可驱使注射柱塞32缓慢地上升由喷嘴开口36把铸造金属16上方的空气驱除掉。注射桶向上移动的距离、注射桶的体积、经过计量进入注射桶内的金属的数额、以及注射桶和注射柱塞的位置利用控制系统，例如计算机，加以程序化和控制，以防止金属于驱除空气的同时由喷嘴开口36处溢出。
已有技术的模铸方法中，堵塞住喷嘴的结渣是朝着铸模的成型腔方向被吹除掉，而且压缩空气会随同铸造金属一起被注射入铸型腔。不论是堵塞屑粒或者是空气，如果它们被俘获到铸造金属内，都会使得铸件的外表美观性和物理性质降低。因此以上关于第一阶段所述及的吸回半固态金属的工艺过程是一个优点，因为它可避免把堵塞屑粒和空气引入铸型腔44。一旦注射柱塞32处于预先所确定的、从注射桶31内排除空气的位置，注射柱塞32的速率立即被加快，从而铸造金属16被注射入铸型腔44。然后注射柱塞32被减速并停止下来。注射柱塞32在朝着注射目标方向减速，可以防止注射柱塞32撞到注射桶31的上端。
虽然铸造金属的体积经过精密地计量，而且铸造金属的温度也严格地被控制，但注射柱塞32在注射结束时的位置，由于以下一些出乎意料之外的因素而会有所波动：(1)由于在注射桶 32 <4>和/或柱塞表面上的熔化金属内沉淀有杂质而使摩擦增加；(2)由于经过一些活塞环(图中未示出)的泄露所造成的注射压力损失。在本设备中，注射柱塞32的位置最好用固定在注射柱塞杆上的电位计加以检测或测量。当注射完成后，将所检测到的注射柱塞位置与所需要的正常位置进行比较，并利用一个计算电路将该位置差变换成铸造金属的体积。由于把计量柱塞23被放低了一段距离和/或把注射柱塞32被放低了一段距离，就会发射一个信号给金属供应系统2。根据计量柱塞23向下移动的距离可精确地计量出已供应到注射桶31内铸造金属的体积数额。
本发明的另一个实施例，它包含一个带有垂直铸模布置的水平的模铸设备。如图6A-C的一个图所阐述的，其中一个熔化炉1、一个铸造金属供应系统2和一个垂直的注射机构3都与前面的实施例相同。在这个实施例中，一个铸模系统4被垂直地布置，而且一个铸浇口衬套41位于固定的下铸模42内，一块带有脱模销的弹射板则被附着在一个位于固定的下铸模42上面的可移动的上铸模43上。注射桶31可经过铸模块45上的开口46上、下移动，同时铸模块内的开口46的直径大于注射桶31的直径。一块闸门6位于铸模42、43的后面，而一个往复穿梭托盘7则位于铸模42、43的一侧。如有需要，闸门6和往复穿梭托盘7的位置也可布置得与上述情况相反。这个实施例的操作情况与前面图1A和2A中带有水平布置的铸模的实施例相同。当铸模被打开时，铸件与固定铸模分离，而留在可移动铸模43上，而且闸门6和往复穿梭托盘7被驱使向前。闸门6可防止喷嘴头部不致沾上喷涂润滑剂的喷雾。往复穿梭托盘7则接受由脱模销所弹射出来的铸件，并且把铸件从铸模区域搬走。在这个实施例中的铸浇口，构造得大于带有水平布置的铸模的那个实施例中的铸浇口。
本发明的另一个实施例示于图7A-D中，此处注射桶31只到达一个固定在固定铸模43表面上铸浇口衬套41处。这个实施例中的铸浇口的长度，比图6实施例中的短，因的而所形成的铸浇口的体积也有所减少。
示于图6A、7A中的一种采用垂直铸模系统的注射成型方法叙述如下。把熔化金属供应到注射喷嘴35内的垂直注射桶31的终端中。闭合垂直成型系统(即垂直铸模系统)并升高垂直注射桶，使注射喷嘴35与铸浇口衬套41相接触，而且垂直注射桶31至少有一部分位于下铸模42内的开口46中。把金属从注射桶31注射到铸型腔内。降低注射桶31，使注射喷嘴35与铸浇口衬套41脱离接触。升高上铸模43打开垂直成型系统。如图6C所示，把闸板61移动到介于已升高的上铸模43与下铸模42之间盖住注射喷嘴35，如图6C和7D所示。在闸板61被移动到介于铸模之间的之前或之后，皆把往复穿梭托盘7提供到位于升高的上铸模43与下铸模42之间。把脱模销伸到上铸模43中，使铸件从上铸模43中卸出并坠落到往复穿梭托盘7上。通过把其上盛有铸件的往复穿梭托盘7从上、下铸模之间退出(即退到铸模的旁侧)，如图7A所示，于是铸件即从铸型腔中被卸走。于该移开闸板和卸走铸件的步骤之后，把铸模清洁干净并喷上润滑剂。然后，把闸板61从注射喷嘴处移开，并从上铸模42与下铸模43之间退出(即被移动铸模的后面)，如图6B所示。闭合铸模42、43，并为下一个注射步骤作好准备。
本发明再另一个实施例阐述于图6A-8C内。在这个实施例中，铸造金属供应系统2含有一个齿轮泵221，与前面一些实施例中的柱塞泵不同。此外，这个实施例不用前面一些实施例中的三通阀门22。这个实施例的一个令人乐于采用的方面，是齿轮泵221由电动机223来驱动。利用一根电动机杆222把动力传递到齿轮泵221。齿轮泵221被接通动力，就把熔化金属16供应到注射桶31。当有足够的铸造金属供应到注射桶31，只要简单地把齿轮泵221的动力切断。在这个实施例中，由于不需要充注计量套管21，因而也不需要三通阀门22。
应当指出：以上所述的一些实施例的设备的那些元件，在适当组合的情况下可互换地使用。例如，图8的齿轮泵221可以与图6A和7A垂直布置的铸模组合在一起使用。
前面关于本发明的叙述的提出，仅是为了解说和描述的目的。并不企图以此形式来毫无遗漏地揭示本发明的一切内容，或者把本发明仅局限于该形式之内，而且按照本发明的学说，或通过对本发明的实践所获得的知识，本发明还可能有若干种修改型和变种。一些附图和描述只是选来解释本发明的一些原理。这意味着本发明所涉及的范围是由本申请书所附的那些权利要求，或某些相当的文件来确定。

Claims (48)

1.一种注射成型设备，它含有：
一个熔化炉；
一个位于该熔化炉内的金属供应系统，该金属供应系统含有一台泵；
一个从该熔化炉至该金属供应系统的第一金属进料口；
一个适合于把液态金属注射入一个成型模的垂直注射机构；以及
一个从该金属供应系统至该垂直注射机构的第二金属进料口。
2.权利要求1的设备，其中：
该金属供应系统刚性地附着在该垂直注射机构上；而且
该金属供应系统可移动地设置在该熔化炉内。
3.权利要求2的设备，还含有：
一个毋须移动该熔化炉，即可垂直地移动该垂直注射机构和该金属供应系统的驱动器设施。
4.权利要求2的设备，还含有：
一个驱动器与该垂直注射机构可操作地连接，它并且适合于在不移动该熔化炉的情况下，可以垂直地移动该垂直注射机构和该金属供应系统。
5.权利要求2的设备，其中该垂直注射机构含有：
一个朝向垂直方向的注射桶，该注射桶包含一个注射柱塞和一个位于该注射桶顶部的喷嘴。
6.权利要求4的设备，其中：
该泵含有一个位于一个套管内的计量柱塞；而且
该金属供应系统含有一条位于该熔化炉内的管道，该管道具有一个第一端部和一个第二端部，其中该第一端部与该套管可操作地连通，而该第二端部与该第二金属进料口可操作地连通。
7.权利要求6的设备，还含有：
一个位于该管道内的三通阀门；以及
一个阀门驱动器与该阀门可操作地连接，而且该阀门驱动器适合于垂直地把该阀门：移动到一个容许液态金属从该熔化炉流到该套管内的第一位置；移动到一个容许液态金属从该计量柱塞流向该第二金属进料口的第二位置，以及移动到一个容许液态金属从该注射桶流到排放口的第三位置。
8.权利要求5的设备，其中：
该泵由齿轮泵组成；
该第一金属进料口位于该齿轮泵内；而且
该金属供应系统含有一条位于该熔化炉内的管道，该管道具有一个第一端部和一个第二端部，其中该第一端部与该齿轮泵可操作地连通，该第二端部与该第二金属进料口可操作地连通。
9.权利要求5的设备，还含有：
一个闸门可滑动地附着在该喷嘴上方，而且该闸门适合于可再移动地盖住该喷嘴。
10.权利要求2的设备，还含有：
一块第一连接板把该垂直注射机构刚性地连接到该金属供应系统上，因此在该垂直注射机构作垂直移动期间，该垂直注射机构可提升该金属供应系统进出该溶化炉。
11.权利要求1的设备，其中：
该熔化炉含有一个位于加热室内的熔化坩锅；
该熔化坩锅由一块隔板分隔成两部分，该隔板适合于容许液态金属有选择地从第一部分流到第二部分；而且
通过一根环境保护的惰性气体管为该熔化坩锅内提供充有惰性气体的环境。
12.一种注射成型方法，它包括：
把固态金属供应到熔化炉内；
在该熔化炉内把该固态金属熔化成液态金属；
把该液态金属通过一个第一金属进料口，从该熔化炉提供到一个位于该熔化炉内的金属供应系统中；
把该液态金属通过一个第二金属进料口，从该金属供应系统泵送到一个垂直注射机构中；以及
把该液态金属从该垂直注射机构注射到一个位于该垂直注射机构上方的铸模内。
13.权利要求12的方法，还包括：
于该注射步骤之前，把该垂直注射机构和该金属供应系统提升到成型模处；以及
于该注射步骤之后，下降该垂直注射机构和该金属供应系统离开该成型模。
14.权利要求13的方法，其中：
于该泵送步骤期间内，该金属供应系统至少有一部分被浸沉在已蓄存于该熔化炉内的该液态金属中；以及
该提升步骤包括提升该垂直注射机构，致使该垂直注射机构至少部分地被提升出该熔化炉之外，而毋须提升该熔化炉。
15.权利要求13的方法，其中：
该注射步骤包括以某一第一速率向前推进该垂直注射机构中一个注射柱塞，而该垂直注射机构还含有一个垂直注射桶。
16.权利要求15的方法，还包括：
退缩该注射桶中的该注射柱塞，把残留在至少一个浇铸口或喷嘴末梢中的金属吸回该注射桶内。
17.权利要求16的方法，还包括：
测量该已向前推进的注射柱塞的位置；
将所测得的位置与所需要的位置进行比较；
根据比较结果的位置差，把所需要的液态金属<补充>供应到该注射桶内。
18.权利要求16的方法，其中：
该垂直注射机构下降是发生于该吸回残留金属步骤之后，以便把所吸回的残留金属再熔化为液态。
19.权利要求18的方法，还包括：
感测在该注射喷嘴末梢处的金属温度；
根据对所感测到的温度的响应，把该注射喷嘴加热到高于该注射喷嘴处金属的液相温度，因此该注射喷嘴内不致形成固态堵塞物。
20.权利要求15的方法，还包括：
以某一低于该第一速率的第二速率向前推进该注射柱塞，把该注射桶内空气排出，以及防止熔化金属于该泵送步骤之前和于该注射步骤之后，经过该第二金属进料口而流动。
21.权利要求12的方法，其中：
该金属供应系统含有一条管道；
一个设置在一个套管内的计量柱塞，它用来泵送该熔化金属，而该套管则与该管道可操作地连通；
当该计量柱塞退缩时，利用由该熔化炉经过该第一金属进料口将液态金属吸入该套管中的抽吸负压，把熔化金属供应到该套管内；而且
当该计量柱塞向前推进、由该管道经过该第二金属进料口供应液态金属时，把该熔化金属供应到该垂直注射机构。
22.权利要求21的方法，其中：
该套管包含一个通向该熔化炉的第一开口，该第一开口位于该计量柱塞最大退缩位置和最大推进位置之间；
把该计量柱塞退缩到位于该开口的上方，把液态金属抽吸到该套管内；而且
把该计量柱塞向前推进到位于该开口的下方，经过该第二金属进料口来供应液态金属。
23.权利要求22的方法，其中：
该套管包含一个第二开口，它位于具有最大退缩的计量柱塞的上方；
当该计量柱塞下降时，熔化金属经过该两开口流入该计量柱塞上方的该套管内。
24.权利要求22方法，还包括：
把处于横跨该管道位置的三通阀门垂直地移动到一个第一位置，以容许液态金属从该熔化炉流到该套管内；
把三通阀门垂直地移动到一个第二位置，以容许液态金属在计量柱塞退缩到该开口上方步骤之后，从该计量柱塞流向该第二金属进料口；以及
把三通阀门垂直地移动到一个第三位置，以容许液态金属从该垂直注射机构流到排放口。
25.权利要求12的方法，其中：
一个齿轮泵用来泵送液态金属；
该第一金属进料口位于该齿轮泵内；
该金属供应系统含有一条位于该熔化炉内的管道；而且
该齿轮泵从该管道经过该第二金属进料口，把液态金属泵送到该垂直注射机构中。
26.一种注射成型设备，它含有：
一个熔化炉；
由一台泵、一条第一管道和一条第二管道所组成的一个金属供应系统；
一个从该熔化炉到该金属供应系统的第一金属进料口；
一个注射机构，它适合于把液态金属注射到一个成型模；
一个从该金属供应系统的管道至该注射机构的第二金属进料口；
一个位于该第一管道和该第二管道之间的三通阀门；以及
一个阀门驱动器与该阀门可操作的连接，并适合于把该阀门：垂直地移动到一个相对于该第一管道的第一垂直位置，以容许液态金属从该熔化炉流到第一管道内；垂直地移动到一个相对于该第一管道的第二垂直位置，以容许液态金属从该第一管道经过该第二管道流向该第二金属进料口；以及垂直地移动到一个第三位置，以容许液态金属从该注射机构流到一个排放口。
27.权利要求26的设备，其中：
该三通阀门由一个含有三条通道的圆柱管状物所组成，并适合沿着垂直于在邻近该三通阀门的管道内金属流的方向作移动。
28.权利要求27的设备，其中：
一条与该第一管道及该第二管道内金属流方向平行的第一通道，而且把该第一管道和该第二管道的平行部分相互连通；
该第二通道至少有一部分相对于该第一管道内金属流的方向倾斜1到90度，以便使该第一金属进料口与该第一管道连通，而该第一管道还与该泵可操作地连通；以及
该第三通道至少包含一部分相对于该第二管道内金属流的方向倾斜1到90度，以便相对于该第二管道横向地把该排放口与该第二管道连通。
29.权利要求26的设备，其中：
该泵含有一个位于一个套管内的计量柱塞；
该金属供应系统含有一条位于该熔化炉内的管道，该管道具有一个第一端部和一个第二端部，其中该第一端部与该套管可操作地连通，而该第二端部与该第二金属进料口可操作地连通；而且
该注射机构由一个垂直注射机构所组成。
30.一种注射成型设备，它含有：
一个熔化炉；
一个由一台齿轮泵和一条位于该熔化炉内的管道所组成的金属供应系统；
一个从该熔化炉至该齿轮泵的第一金属进料口；
一个适合于把液态金属注射到一个铸模系统注射机构；以及
一个从该金属供应系统的管道至该注射机构的第二金属进料口。
31.权利要求30的设备，其中：
该注射机构由一个垂直的、含有一个注射柱塞的注射桶所组成。
32.一种把液态金属注射到一个铸型腔的方法，它包括：
把液态金属供应到一个垂直注射室内，该垂直注射室含有一个注射柱塞和一个注射喷嘴；
以某一第一速率向前推进该注射室内的注射柱塞，把该注射室内的内空气驱除；
利用以某一大于该第一速率的第二速率向前推进该注射桶内的注射柱塞，把液态金属注射到一个铸型腔内；以及
退缩该注射柱塞从至少一个成型模的浇铸口或注射喷嘴末梢把熔化金属或半固态金属吸回到该注射室内。
33.权利要求32的方法，还包括：
在该注射步骤之前把该注射室升高到该成型模处；以及
在该注射步骤和该退缩注射柱塞步骤之后，降低该注射室离开该成型模。
34.权利要求33的方法，其中：
该驱除空气的步骤发生在该升高注射室的步骤之前或之后。
35.权利要求32的方法，还包括：
感测该注射喷嘴末梢处金属的温度；以及
根据对所感测的温度的响应，把该注射喷嘴加热到高于金属的液相温度，因而在该注射喷嘴内不致形成固态堵塞物。
36.权利要求32的方法，其中把液态金属供应到一个垂直注射室的步骤包括：
把固态金属供应到一个熔化炉内；
在该熔化炉内把该固态金属熔化成液态金属；
把该液态金属从该熔化炉经过一个第一金属进料口，供应到位于该熔化炉内的一个金属供应系统内；以及
把该液态金属从该金属供应系统经过一个第二金属进料口，泵送到该垂直注射室内。
37.一种注射铸造系统，它含有：
一个包含一个注射喷嘴的注射室；
一个成型系统，它包含一个第一铸模，一个第二铸模和一个在该第一铸模内的浇铸口衬套；
此处该注射喷嘴和该浇铸口衬套做成如此的形状，以致当该喷嘴与该浇铸口衬套接触时，该喷嘴与与该浇铸口衬套之间的接触面积大致是一维的。
38.权利要求37的系统，其中：
该注射喷嘴的头部和该浇铸口衬套之半径差和角度差至少分别为1毫米和1度。
39.权利要求38的系统，其中：
该接触面积组成一个环，它沿该喷嘴长度方向所具有的宽度等于或小于1毫米。
40.一种与某一注射成型设备组合一起使用的垂直成型系统，而该注射成型设备则含有一个位于一个注射喷嘴内注射桶终端。该垂直成型系统含有：
一个固定的下铸模；
一个可移动的上铸模；
该下铸模和该上铸模至少有一个，其内设置有一个铸型腔；以及
此处该铸造系统还至少具有一个以下的特点：
(a)一个位于该下铸模内、且与该浇铸口衬套连通的开口，该开口所具有的直径大于该注射桶的直径；
(b)一块闸板，当该上铸模和该下铸模被分离开时，它适合把于该注射喷嘴盖住，此处该闸板，当它把该注射喷嘴盖住时，则被置于该上铸模和该下铸模之间；以及
(c)一个往复穿梭托盘，当该上铸模和该下铸模被分离开时，它适合于把铸件从该铸型腔处卸走，此处该往复穿梭托盘，当该上铸模和该下铸模被分离开时，则被置于该上铸模和该下铸模之间。
41.权利要求40的系统，其中：
该系统所含有的、位于该下铸模内的开口与该浇铸口衬套连通，该开口所具有的直径大于该注射桶的直径。
42.权利要求40的系统，其中：
该系统所含有的该闸板，当该上铸模和该下铸模被分离开时，它适合于把该注射喷嘴盖住，此处该闸板，当它把该喷嘴盖住时，则被置于该上铸模和该下铸模之间。
43.权利要求40的系统，此处该系统包括：
当该上铸模和该下铸模被分离开时，该往复穿梭托盘适合于把铸件从该铸型腔处卸走，此处该往复穿梭托盘，当该上铸模和该下铸模被分离开时，则被置于该上铸模和该下铸模之间；以及
一个含有若干脱模销的弹射器板被置于该上铸模并面向该铸型腔。
44.权利要求40的系统，此处该系统具有前述特点(a)、(b)、(c)中的任何两个特点。
45.权利要求40的系统，此处该系统具有前述特点(a)、(b)、(c)中所有的三个特点。
46.一种注射成型方法，它包括：
把所供应的原料注射到位于一个喷嘴内的一个垂直注射桶终端内；
闭合由一个固定的下铸模和一个可移动的上铸模所组成的一个垂直成型系统，该下铸模和该上铸模至少有一个，其内设置有一个铸型腔，一个浇铸口衬套被设置在该下铸模内，而且一个位于该下铸模内的开口与该浇铸口衬套连通；
升高该垂直注射桶，使该注射喷嘴与该浇铸口衬套接触，而且该垂直注射桶至少有一部分被置于该下铸模内的该开口中；
把原料从该垂直注射桶注射到该铸型腔内；
降低该垂直注射桶，使该注射喷嘴不再与该浇铸口衬套接触；
升高该上铸模，打开该垂直成型系统；
移动介于该下铸模和该上铸模之间的闸板，把该注射喷嘴盖住；
从该铸型腔卸走铸件；
于该移动闸板及卸走铸件步骤之后，用润滑剂喷涂该铸型腔；
移动该往复穿梭托盘离开该注射喷嘴，并从该上铸模和该下铸模之间退出来。
47.权利要求46的方法，其中卸走铸件的步骤包括：
把一个往复穿梭托盘提供到该上铸模和该下铸模之间；
伸出该上铸模内的脱模销，使铸件与该上铸模脱离啮合而坠落到该往复穿梭托盘上；以及
移动该盛有铸件的往复穿梭托盘，使之从该上铸模和该下铸模之间退出来。
48.权利要求46的方法，其中原料由某一种液态金属组成。
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