CN202527688U - 一种可旋转式抽芯的滑块型芯 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种可旋转式抽芯的滑块型芯，属于压铸技术领域。该滑块型芯配合旋转式抽芯装置使用，其包括：成型镶针、滑块定位部、以及旋转抽芯传动部；其中，旋转抽芯传动部与所述旋转式抽芯装置的传动部件相配合。该滑块型芯能够在旋转式抽芯装置的驱动下实现旋转抽芯，从而使滑块型芯容易抽芯、且在抽芯的过程中不易损伤。

Description

一种可旋转式抽芯的滑块型芯

技术领域

本实用新型属于压铸技术领域，涉及油缸抽芯过程中的旋转式抽芯装置，尤其涉及配合该旋转式抽芯装置使用的滑块型芯。

背景技术

压铸工艺是指将通过高压方式捋溶化的金属溶液快速压射至模具中、并冷却凝固使其成形的一种制造工艺；根据使用的金属溶液的不同，可以分为铝合金、镁合金等压铸工艺；根据压铸机的压室的温度，可以分为热室机压铸、冷室机压铸。

压铸所使用的模具中，为在特殊部位成型，通常需要使用滑块型芯。一般地，一次压铸循环工艺依次包括以下过程：合模、压射、保压、开模、油缸抽芯、铸件顶出、取件、喷雾。在完成以上一次压铸工艺过程以后，在滑块型芯复位后继续开模以进行下一次压铸工艺。

在滑块型芯的抽芯过程(或称为“拔模过程”)中，通过油缸为抽芯提供动力，同时还需要配合使用抽芯装置以便捋铸件中的滑块型芯拔出。

但是，由于需要压铸形成各种特殊形状的铸件，在铸件结构特殊时，例如，中心孔过长时，滑块型芯长度比较长，同时滑块型芯的拔模斜度会相对较小，根据滑块型芯与孔之间的抱紧力计算公式，抱紧力会越大，因此，需要的油缸提供的抽芯力越大。这样，一方面会导致抽芯的过程中，铸件的孔内表面易被拉伤、拉裂，甚至可能会导致滑块型芯抽不出；另一方面，随着抽芯力的提高，油缸的内径需要增大，提高了油缸的成本；还一方面，滑块型芯(成型镶针)的表面也容易因过大的抽芯力而损伤，即使滑块型芯可以被打光修理，在重复使用的过程中也容易导致铸件尺寸不一致，铸件质量下降，模具中的滑块型芯的维护成本也增加。

实用新型内容

本实用新型的目的之一在于，提出一种适用于旋转式抽芯的滑块型芯以解决由于滑块型芯和铸件之间的抱紧力过大所导致抽芯困难的问题。

本实用新型的又一目的在于，提高压铸的产品质量并减小因抽芯过程对滑块型芯的损伤。

为实现以上目的或者其他目的，本实用新型提供一种滑块型芯，其配合旋转式抽芯装置使用，其特征在于，所述滑块型芯包括：

成型镶针，

滑块定位部，以及

旋转抽芯传动部；

其中，旋转抽芯传动部与所述旋转式抽芯装置的传动部件相配合。

按照本实用新型一实施例的滑块型芯，其中，所述旋转式抽芯装置的传动部件包括：

与所述旋转式抽芯装置的滑块同步地作所述直线运动梯形螺母，以及

丝杆；

其中，所述梯形螺母与所述丝杆通过梯形齿啮合，所述丝杆作旋转式运动；

所述旋转抽芯传动部与所述丝杆配合，所述丝杆带动所述旋转抽芯传动部同步地作旋转式运动。

较佳地，所述丝杆设置有四方形通孔，所述旋转抽芯传动部设置为四方柱状，所述四方柱状的旋转抽芯传动部插入所述四方形通孔中实现配合。

较佳地，所述滑块型芯还包括：

耐磨套配合部；以及

用于安装固定所述旋转式抽芯装置的限位板的限位板固定部。

较佳地，所述限位板固定部的端部为螺栓结构。

较佳地，所述耐磨套配合部设置在所述滑块定位部与所述旋转抽芯传动部之间。

较佳地，所述成型镶针的拔模斜度为0.25°。

其中，所述旋转式抽芯装置包括在开模过程中相对用于压铸形成铸件的模具的动模部分同步运动的滑块和滑块座、用于提供抽芯力的油缸；以及

设置在所述模具的定模部分上的斜拔块和楔紧块，所述斜拔块和楔紧块相对所述模具的定模部分在开模过程中同步运动以带动所述滑块和滑块座产生直线运动；和

设置在所述滑块与滑块型芯之间的传动部件，其用于捋滑块在所述开模过程中产生的直线运动转换为旋转运动以带动所述滑块型芯旋转地抽芯。

所述传动部件包括：

梯形螺母，以及

丝杆；

所述梯形螺母与所述滑块同步地作所述直线运动，所述梯形螺母与所述丝杆通过梯形齿啮合，所述丝杆作旋转式运动。

较佳地，所述梯形齿为45°的梯形齿。

较佳地，所述旋转式抽芯装置还包括：

所述滑块连接的梯形螺母固定块，

其中，所述梯形螺母通过紧固螺栓固定在所述梯形螺母固定块上。

较佳地，所述旋转式抽芯装置还包括：

限位板，其用于限制所述滑块型芯相对所述滑块座的运动距离。

较佳地，所述旋转式抽芯装置还包括：

耐磨套，其用来承受滑块型芯旋转运动时产生的摩擦力。

较佳地，在所述丝杆与梯形螺母的啮合的部位设置润滑油槽。

较佳地，所述铸件为具有长度大于或等于350毫米的圆筒状孔、且拔模斜度小于或等于0.5°的铸件。

较佳地，所述铸件为电动助力转向器的壳体。

较佳地，所述油缸与所述滑块座之间通过油缸连接块连接。

在之前所述实施例的滑块型芯的旋转式抽芯装置中，较佳地，所述压铸为冷室压铸。

本实用新型的技术效果是，该滑块型芯尤其适合于旋转抽芯，其与旋转式抽芯装置配合使用时，可以实现以下效果：

(一)利用了开模过程的动定模之间的运动，可以在直线抽芯之前先做旋转运动，可以大幅减小抽芯的摩擦力，抱紧力也大幅减小，滑块型芯易脱模，防止因强制直线脱模时过大的抽芯力对铸件产品造成的损坏，提高了铸件产品质量；

(二)同时抱紧力的减小也减少了因强制直线脱模时过大的抽芯力对滑块型芯造成的表面损伤，减少了滑块型芯的保养时间和次数，提高了滑块型芯的寿命(特别是成型镶针)，减少了铸件产品的量产维护成本；

(三)旋转式滑块型芯所需的力通过斜拔块转换开模的力得到，减少了油缸的负担，油缸的内径可以减小，油缸尺寸可以减小，降低油缸的设备成本。

附图说明

从结合附图的以下详细说明中，捋会使本实用新型的上述和其他目的及优点更加完全清楚，其中，相同或相似的要素采用相同的标号表示。

图1是电动助力转向器的壳体结构示意图；

图2是图1所示电动助力转向器的壳体在油缸抽芯过程中所使用的抽芯装置的结构示意图；

图3是现有的与图2中所示抽芯装置100配合使用的滑块型芯的结构示意图；

图4是本实用新型一实施例的与图2中所示抽芯装置200配合使用的滑块型芯的结构示意图；

图5是图2中所使用的现有技术的抽芯装置的结构示意图；

图6是按照本实用新型一实施例提供的旋转式抽芯装置的结构示意图；

图7是图6所示旋转式抽芯装置在抽芯过程的结构示意图；

图8是图6所示旋转式抽芯装置中的由直线运动转换旋转运动的传动部件的结构示意图。

具体实施方式

下面介绍的是本实用新型的多个可能实施例中的一些，旨在提供对本实用新型的基本了解，并不旨在确认本实用新型的关键或决定性的要素或限定所要保护的范围。容易理解，根据本实用新型的技术方案，在不变更本实用新型的实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的其他实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本实用新型的技术方案的示例性说明，而不应当视为本实用新型的全部或者视为对本实用新型技术方案的限定或限制。

以下压铸制造形成汽车上使用的电动助力转向器的壳体零部件为示例对本实用新型的旋转式抽芯装置进行说明。

图1所示为电动助力转向器的壳体结构示意图。电动助力转向器的壳体900具有特殊的结构，其存在较长圆筒状孔，即中心孔，其中心孔的长度(其长度方向被定义为x方向)达到400mm，单侧拔模斜度为0.25°，中心孔平均直径为33mm左右，按照抱紧力计算公式，其所需要的最小抽芯力(即形成中心孔所使用的滑块型芯的脱模力)达到297千牛。同时，电动助力转向器的壳体900一般地要求拉伸强度在150MPa以上、伸长量在0.7％以上，硬度在80HB(布氏硬度)以上，并且外观无有害裂纹。

电动助力转向器的壳体900以及具有类似中心孔结构的铸件产品在压铸的过程中，一般选择特定的浇道方案以提高铸件产品质量。该特定的浇道方案为直冲型的浇道方案，也即金属液可以从浇口直冲用于形成中心孔的滑块型芯，该滑块型芯相对容易受到高温高压铝液的冲击，相对容易产生烧伤、损伤、粘铝等问题。因此，滑块型芯的表面粗糙度增加，摩擦系数上升，更加容易导致抱紧力的增加，从而导致抽芯力进一步增加。

传统的抽芯装置一般采用直线拔模，在对图1所示实例的电动助力转向器的壳体900铸件进行抽芯时，更容易导致背景技术中所描述的问题。

图2所示为图1所示电动助力转向器的壳体在油缸抽芯过程中所使用的抽芯装置的结构示意图，图3所示为现有的与图2中所示抽芯装置100配合使用的滑块型芯的结构示意图，图4所示为本实用新型一实施例的与图2中所示抽芯装置200配合使用的滑块型芯的结构示意图。在该实施例中，采用双侧拔模，也即左右两边各使用一个抽芯装置进行抽芯；电动助力转向器的壳体900的左侧所使用的抽芯装置100为现有技术的直线拔模形式的结构，其用于捋用于形成中心孔的滑块型芯810拔出；电动助力转向器的壳体900的右侧所使用的抽芯装置200为按照本实用新型一实施例提供的旋转式抽芯装置的结构示意图，其用于捋用于形成中心孔的滑块型芯820拔出。需要理解的是，也可以设计仅使用抽芯装置200来实现单侧拔模，完成抽芯过程。

以下分别对现有技术的抽芯装置100以及本实用新型实施例提供的旋转式抽芯装置200进行说明。

图5所示为图2中所使用的现有技术的抽芯装置的结构示意图。如图5所示，抽芯装置100包括滑块110、滑块座120、楔紧部件130、油缸连接块140以及用于提供抽芯力的油缸190，其中，滑块110用于连接滑块座120与滑块型芯810，滑块110可以决定滑块型芯抽取过程中滑块型芯810往右(x轴的正方向)前进位置，滑块座120可以决定滑块型芯抽取过程中滑块型芯810的往左(x轴的负方向)的后退位置。在抽取过程中，通过油缸190产生往左的抽芯力(其大于滑块型芯810与壳体900之间的抱紧力)，整体以基本直线运动的形式，捋滑块型芯810沿x轴的负方向从壳体900的中心孔中拔出。在该实施例中，由于采用双侧拔模，滑块型芯810所形成的中心孔部分的长度相对较短，因此，抱紧力不大，不会产生背景技术中所描述的中心孔内表面、拉伤等问题。但是，如果右侧的滑块型芯820也采用抽芯装置100来抽取，则会由于抱紧力过大导致产生背景技术中所描述的问题。

继续结合图3和图5所示，抽芯装置100所拔模的滑块型芯810包括成型镶针(PIN)811以及与该成型镶针部分连接为一体的滑块定位部812；其中成型镶针811是抽芯装置100的成型部分，其直接与铸件接触，例如，对图1所示电动助力转向器壳体900的左边部分的中心孔成型，但是，成型镶针811可以根据需要成型的铸件的结构而相应进行具体结构设计。滑块定位部812可以与滑块110组装、配合、定位；在开模之前，滑块型芯810可以相对于滑块110固定定位；而在直线拔模的过程中，滑块110被油缸190驱动沿x轴的负方向运动以后，滑块110可以通过滑块定位部812进一步带动滑块型芯810作沿x轴的负方向运动，从而实现抽芯过程。为使滑块型芯810适用于直线式抽芯，成型镶针811的拔模斜度(图中未示出)相对设置相对较大，并且滑块定位部812的设计仅适合于直线抽芯运动。

图6所示为按照本实用新型一实施例提供的旋转式抽芯装置的结构示意图，图7所示为图6所示旋转式抽芯装置在抽芯过程的结构示意图。以下结合图6和图7对旋转式抽芯装置200进行说明。

参阅图6和图7，旋转式抽芯装置200包括滑块220，其通常也称为“抽芯滑块”，滑块220可以通过螺栓或其他固定装置与滑块座260组装在一起，因此，二者可以同步地水平运动(相对用于压铸形成电动助力转向器的壳体900的模具的动模部分)。在滑块座260上设置有油缸连接块280，其连接油缸290，油缸290可以为旋转式抽芯装置200提供抽芯力，从而可以带动滑块座260和滑块220一起运动(例如沿x轴正向运动)。

旋转式抽芯装置200包括斜拔块271，其是模具的定模部分(图中未示出)上，相应地，在滑块座260上设置有沟槽，该沟槽内在合模状态时可以用来匹配置放斜拔块271。楔紧块272与斜拔块271连接在一起，楔紧块272可以承受铸造时作用在滑块型芯820上的铸造压力。斜拔块271与用于压铸形成电动助力转向器的壳体900的模具的定模部分连接，因此，在开模时，斜拔块271和楔紧块272相对定模部分固定，但是，动模部分来说，也即相对滑块座260和滑块220来说，其是沿着沟槽作向上的运动。斜拔块271沿沟槽作斜向上运动的同时，滑块座260和滑块220也可以相对斜拔块271(也即定模部分)实现x方向分量的直线运动。

旋转式抽芯装置200进一步设置有由直线运动转换旋转运动的传动部件，在该实施例中，该传动部件包括梯形螺母232和丝杆233，梯形螺母232可以通过紧固螺栓235固定在滑块所连接的梯形螺母固定块231上，因此，梯形螺母232可以随滑块和滑块座等一起作x方向的运动。在该实施例中，丝杆233与梯形螺母232通过45°的梯形齿啮合，因此，在梯形螺母232作x方向运动时，通过45°的梯形齿，可以使丝杆绕自身轴作旋转运动，也即沿x轴作旋转运动，从而实现了由直线运动向旋转运动的传动转换。丝杆233进一步地可以带动滑块型芯820同步地作旋转运动。

图8所示为图6所示旋转式抽芯装置中的由直线运动转换旋转运动的传动部件的结构示意图。其中，左边部分为右视图，右边部分为主视图。

继续如图6和图7所示，在该实施例中，旋转式抽芯装置200中还设置有限位板240，其可以限制滑块型芯820相对滑块座直线运动距离(沿x轴的正方向的运动距离)。旋转式抽芯装置200中还设置有耐磨套210，其可以用来承受滑块型芯820旋转运动时产生的摩擦力，从而可以保护滑块220和滑块型芯820。进一步地，还设置有紧固螺母250(例如，旋转螺母为2个六角螺母)，其用于紧固滑块型芯与限位板240。当然，还可以在丝杆233与梯形螺母232的啮合部位设置润滑油槽234等。

进一步地，针对这种旋转式抽芯装置200，结合图4和图6、图7所示，滑块型芯也作了相应的结构改进以解决抱紧力过大而抽芯难的问题。滑块型芯820相比于现有技术的滑块型芯810，其也包括成型镶针821和滑块定位部822。成型镶针821用于成型铸件，例如，如图2所示，其用于对图1所示电动助力转向器壳体900的右边部分的中心孔成型，成型镶针821的长度可以达到400mm，并且，单侧拔模斜度在0.25°左右(其可以相对小于图5所示的滑块型芯810的成型镶针拔模斜度)，成型镶针821的平均直径为33mm左右，按照抱紧力计算公式成型镶针821相当对壳体900所需的脱模力在297KN左右，因此，需要选择内径最小为180mm的油缸。正因为成型镶针821与铸件之间的抱紧力较大，故相对容易通过本实用新型提供的旋转式抽芯装置实现抽芯过程，并且，对油缸的内径要求小。

滑块定位部822与滑块220相配合，在此，滑块220并不直接对滑块型芯820产生传动。因此，在滑块型芯820上还设置有旋转抽芯传动部824，旋转抽芯传动部824在该实施例中为四方柱结构，其插入丝杆233的四方孔(如图8所示)中，该四方孔的尺寸基本与该四方柱的尺寸相匹配，从而，在丝杆233作旋转运动时，可以带动旋转抽芯传动部824基本同步地作旋转运动，进而使滑块型芯820相对铸件旋转运动，完成旋转抽芯的步骤。

需要理解的是，旋转抽芯传动部824的具体结构设计可以根据丝杆233的具体结构设计相匹配改进，例如，如果丝杆233的四方孔被设置为五方孔，旋转抽芯传动部824也可以设计为尺寸匹配的五方柱状，从而可以实现二者的良好配合。因此，旋转抽芯传动部824是与丝杆233(也即旋转抽芯装置200的传动部件)相配合的，从而可以完成旋转抽芯运动。

在该实施例中，对应在滑块定位部822与旋转抽芯传动部824之间，设置有耐磨套配合部823，其直接与旋转抽芯装置200的耐磨套210相接触，在旋转抽芯时，滑块型芯820可以相对耐磨套210和滑块220作旋转运动，在减少对滑块220的磨损的同时，也能减少滑块型芯820的磨损。

在该实施例中，在滑块型芯820的另一端部(与成型镶针821相反的一端)，设置有限位板固定部825，其用于安装固定限位板240，限位板固定部825的尾端设置有螺栓，通过该螺栓配合螺母，实现限位板240的锁紧。

图6和图7所示旋转式抽芯装置200在工作时，其开模动作过程即开始进行抽芯过程。首先，在动模部分和定模部分分开时，与定模部分连接的斜拔块271和楔紧块272可以相对滑块座260作斜向上的运动，从而使滑块座260可以相对动模部分作x方向分量的直线运动，例如，如图所示向右运动x1的距离，进一步带动滑块220、梯形螺母232作x方向的运动，进一步，x方向的运动被梯形螺母232和丝杆233转换为沿x轴的旋转运动，进一步，丝杆233带动滑块型芯820的旋转抽芯传动部824作旋转运动，从而向右运动x2的距离，此时，梯形螺母固定块231与限位板240接触，限位板240实现限位功能，丝杠233与梯形螺母232的相对运动停止，完成了x2的抽芯行程。

然后，再通过油缸280提供抽芯力，完成剩余部分的抽芯行程。由于在之前过程中，实现部分抽芯运动，抱紧力已经大大减小或基本减小为0，此时，对油缸280的内径要求相对较低，从而能降低油缸的成本。

在合模动作过程中，执行与以上过程基本相反的过程。

在以上实施例中，旋转式抽芯装置200是在铝合金精密冷室压铸中应用。

需要理解的是，在以上实施例中，尽管电动助力转向器的壳体可以通过图2所示实施例的双向拔模实现，在其他实施例中，也可以捋旋转式抽芯装置200应用于单向拔模，也即仅通过一个旋转式抽芯装置200实现抽芯过程。

尽管以上实施例仅以电动助力转向器的壳体的压铸工艺过程的所使用的抽芯装置为示例进行了说明，但是，应当理解的是，该抽芯装置或者类似的抽芯装置并不限定应用于电动助力转向器的壳体的压铸，例如，长度大于或等于350mm的圆筒状孔(或理解为单侧成型的圆筒状孔长度大于或等于350mm)、且拔模斜度小于或等于0.5°的铸件产品结构，均尤其适合应用以上示意的抽芯装置进行滑块型芯的抽芯过程(或称为“拔模过程”)。

在本文描述中，使用方向性术语(例如“上”、“下”、“左”、“右”等)以及类似术语来描述的各种结构实施例表示附图中示出的方向或者能被本领域技术人员理解的方向；这些方向性术语用于相对的描述和澄清，而不是要将任何实施例的定向限定到具体的方向或定向。

以上例子主要说明了本实用新型的旋转式抽芯装置。尽管只对其中一些本实用新型的实施方式进行了描述，但是本领域普通技术人员应当了解，本实用新型可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施，例如，采用其他装置替换油缸以实现类似功能，采用其他传动机构实现由直线运动转换旋转运动。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本实用新型精神及范围的情况下，本实用新型可能涵盖各种的修改与替换。

Claims (8)

1.一种滑块型芯，其配合旋转式抽芯装置使用，其特征在于，所述滑块型芯包括：

成型镶针，

滑块定位部，以及

旋转抽芯传动部；

其中，旋转抽芯传动部与所述旋转式抽芯装置的传动部件相配合。

2.如权利要求1所述的滑块型芯，其特征在于，所述旋转式抽芯装置的传动部件包括：

与所述旋转式抽芯装置的滑块同步地作所述直线运动梯形螺母，以及

丝杆；

其中，所述梯形螺母与所述丝杆通过梯形齿啮合，所述丝杆作旋转式运动；

所述旋转抽芯传动部与所述丝杆配合，所述丝杆带动所述旋转抽芯传动部同步地作旋转式运动。

3.如权利要求2所述的滑块型芯，其特征在于，所述丝杆设置有四方形通孔，所述旋转抽芯传动部设置为四方柱状，所述四方柱状的旋转抽芯传动部插入所述四方形通孔中实现配合。

4.如权利要求1所述的滑块型芯，其特征在于，所述滑块型芯还包括：

耐磨套配合部；以及

用于安装固定所述旋转式抽芯装置的限位板的限位板固定部。

5.如权利要求4所述的滑块型芯，其特征在于，所述限位板固定部的端部为螺栓结构。

6.如权利要求4所述的滑块型芯，其特征在于，所述耐磨套配合部设置在所述滑块定位部与所述旋转抽芯传动部之间。

7.如权利要求1所述的滑块型芯，其特征在于，所述成型镶针的拔模斜度为0.25°。

8.如权利要求1所述的滑块型芯，其特征在于，所述旋转式抽芯装置，包括在开模过程中相对用于压铸形成铸件的模具的动模部分同步运动的滑块和滑块座、用于提供抽芯力的油缸；以及

设置在所述模具的定模部分上的斜拔块和楔紧块，所述斜拔块和楔紧块相对所述模具的定模部分在开模过程中同步运动以带动所述滑块和滑块座产生直线运动；和

设置在所述滑块与滑块型芯之间的传动部件，其用于捋滑块在所述开模过程中产生的直线运动转换为旋转运动以带动所述滑块型芯旋转地抽芯。

Images