CN212329599U - 一种分体式压射装置及其冷室压铸机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种分体式压射装置及其冷室压铸机，属于部分有色金属铸件制造设备的技术领域。本分体式压射装置包括相互连通且固定在水平料管下方的分体慢压射模块，分体慢压射模块设于水平料管的下方。在本技术方案中，通过将慢压射过程从原本的水平压射结构中分离、再设置到水平料管下方用慢压射模块实现的方式，保证慢压射模块运动过程中气体永远在熔融的铝、镁等金属料液的上面，而不会像水平慢压射在运动过程中将气体卷入料液中，从根本上解决了现有的冷室压铸机在进行水平慢压射过程中料液会卷入气体、有气泡进入料液中的现象，彻底避免料液在经过慢压射过程后由于卷气导致铸件产生气孔等铸造缺陷。

Description

一种分体式压射装置及其冷室压铸机

技术领域

本实用新型涉及冷室压铸机的技术领域，具体的是一种将压射过程用不同结构实现的分体式压射装置以及相应的冷室压铸机。

背景技术

压铸机可分为冷室压铸机和热室压铸机两种。冷室压铸机主要压铸铝、镁等高熔点合金，热室压铸机只能压铸锌等低熔点合金。

现有技术中的冷室压铸机的压射机构均为水平压射料管，水平压射料管与模具连通。现有冷室压铸机的压射过程由水平压射组件通过水平压射料管将料液推入模具型腔。水平压射料管为上方设有进料口的圆柱型料管，水平压射料管的一端连接到压铸模具，另一端的内部嵌套有压射冲头和压射杆，压射杆由压射油缸驱动。这种压射方式通常被称为水平压射。慢压射的作用是将料液推至模具内浇道处，同时慢压射在动作过程中应尽可能将料管内的气体排除干净，不让气体卷入料液中。快压射的作用是利用快压射蓄能器油液的快速释放推动压射活塞快速运动，达到在短时间内将水平压射料管的料液填充至模具型腔内。增压的作用是利用增压蓄能器油液的快速释放推动增压活塞快速运动，利用增压缸活塞与活塞杆的面积比实现压射油缸力的放大，达到增大铸造压力压实铸件定型的目的。

但是，上述现有的水平压射过程，受压射充填率(一般在25-60％之间)的限制，倒入料管的料液不能填满压射料管，在进行慢压射的过程中料液处于紊流状态，不可避免的会带来料液的卷气问题。具体可参考论文《压铸机慢压射过程中卷气问题的研究》(铸造技术，张远深，兰州理工大学能源与动力工程学，2016)，其摘要部分记载“针对某压铸件厂在生产过程中慢压射阶段易发生卷气的问题，探究慢压射过程中加速度的选择对最终压射室中气体含量的影响。建立某型号压铸机压射室的模型，运用合理的公式计算相应条件下的慢压射速度及加速度，并选择3种不同的加速方式，以CFD仿真软件Fluent模拟出不同加速情形下的流场分布。结果表明：三种加速条件下，都存在一定程度的卷气现象，但是卷气量的多少及发生卷气的部位有所不同，相较而言，采用带有初速度的加速方式效果较优。”，由此可见，现有水平压射的冷室压铸机的慢压射过程中，无论使用何种压射速度策略，卷气的问题依旧无法从根本上解决，也就不可避免产生由于铸件气孔缺陷导致铸件强度和质量的降低，也造成了较高的废品率的问题。另一方面，现有的水平压射的结构，外部的给汤机只能在压铸机合模到底后才能向水平压射料管中倒料，倒料完毕才能进行慢压射动作。同时由于排气和料管充填率等因素的限制，水平慢压射的行程不能太短。所以水平压射的诸多限制，也造成了压铸机效率难于提高的主要原因。

此外，水平压射的全部压射过程，料液均通过水平料管注入压铸模具，也是造成冷室压铸机能耗高的主要原因。水平慢压射的速度一般要求在0.05-0.3m/s之间可以调节。慢压射的速度是由压铸机动力系统中油泵输出的流量决定的，由压射油缸带动压射杆执行慢压射动作。压射速度的计算公式为V＝Q/A(Q为油泵输出流量，A为压射油缸活塞面积，V为漫压射速度)。由于所有冷室压铸机都有压射力的要求(F＝P*A，F为压射力、P为压射油缸压力、A为压射油缸活塞面积)，所以压射油缸直径不能小于特定数值。压铸机油泵输出流量的选取均由慢压射最高速度来确定。当满足慢压射速度要求的油泵输出流量，也完全满足压铸机其他动作的油泵输出流量的需求，因为其他动作所需流量均小于慢压射所需流量。当实际使用时，水平慢压射速度低于0.3m/s，动力系统采用异步电机+定量泵+P-Q比例阀的液压系统，包括水平慢压射以及压铸机其他动作过程中的大部分流量均会流回油箱，这部分流量将产生热量造成高能耗。所以在一个水平压射料管内执行全部压射过程的方式，压射活塞面积的选取必须兼顾压射力和慢压射速度所需流量这对矛盾。

实用新型内容

为了解决上述现有冷室压铸机的一个或者多个问题，本实用新型提供了一种将现有冷室压铸机的慢压射过程从水平压射中分离形成单独压射结构的分体式压射装置。还提供了这种分体式压射装置在冷室压铸机中的应用。

本实用新型的技术方案如下：

一种分体式压射装置，包括相互连通的水平压射模块和分体慢压射模块；水平压射模块包括水平料管；分体慢压射模块设于水平料管所限定水平面的下方位置。分体式的设计，使得慢压射过程从水平方向中分离，彻底避免了现有技术中水平慢压射过程中料液卷气的问题。

优选地，分体慢压射模块包括慢压射料管和慢压射组件；慢压射料管连通水平料管，慢压射料管的内侧与慢压射组件相对滑动。慢压射料管设于水平料管下方，慢压射组件向上运动时将慢压射料管里的料液推入水平料管，气体永远在料液的上方，且在设置慢压射组件向上运动的行程时，确保运动到底料液刚好填满水平料管，避免水平慢压射的卷气问题。

进一步地，慢压射料管与水平料管所限定的水平面下方相交且夹角为锐角。下方的设计可以避免料液卷气的问题。

进一步地，慢压射料管与水平料管所限定的水平面相互垂直。相互垂直的设计可以确保慢压射过程中气体在料液上方并完全排出，避免水平慢压射的卷气问题。

进一步地，慢压射组件包括慢压射冲头、慢压射杆和慢压射执行机构；慢压射冲头设于慢压射料管的内侧，慢压射冲头沿慢压射料管的长度方向相对滑动；慢压射杆与慢压射冲头连接；慢压射执行机构与慢压射杆连接。这样可以在保证慢压射过程不卷气的情况下，灵活调整慢压射冲头的运动速度和行程设置。

更进一步地，慢压射执行机构为油缸或气缸或电机驱动的机械结构。可以根据实际情况选择慢压射油缸的类型。

优选地，水平料管设有给料口；水平料管连通冷室压铸机的模具内浇道。此处给到料液进入分体压射装置的入口。

更进一步地，水平压射模块还包括水平压射组件；水平压射组件包括水平压射冲头、水平压射杆、水平压射执行机构；水平压射冲头设于水平料管的内侧，水平压射冲头沿水平料管的长度方向相对滑动；水平压射冲头连接水平压射杆；水平压射杆连接水平压射执行机构，水平压射执行机构设于水平料管的外侧；水平压射执行机构驱动水平压射杆进而带动水平压射冲头与水平料管相对滑动。外部装置给汤机倒料时，料液最先堆积在慢压射模块，保证料液不发生飞溅造成气体卷入，倒料完毕水平压射冲头前移一段距离，将残留在水平料管的少许料液完全推入分体慢压射模块。

再进一步地，水平压射执行机构为油缸或气缸或电机驱动的机械结构。

一种配置有前述任一项分体式压射装置的冷室压铸机，分体式压射装置设于冷室压铸机的机体内。应用分体式压射装置的冷室压铸机，能极大的提升压铸效率并降低能耗，减少铸件的气孔缺陷。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1、通过将现有冷室压铸机的慢压射过程分离至下方位置，利用分体式慢压射模块实现慢压射动作，由于气体永远在熔融的铝金属(铝水)或者镁金属料液的上方，且料液均以层流状态进入水平料管，不存在水平慢压射时料液是紊流状态造成料液里卷入气体。从根本上避免了在水平慢压射时的料液卷气的现象，极大的降低了由于压铸机压射过程而造成的铸件的气孔缺陷，提升了铸件的良品率；

2、分体式压射让慢压射从水平压射中分离出来，只要压铸机处于压射回程状态，外部给汤机就可以向料管倒料，无需受现有压铸机只有在模具合模到底才能倒料这一条件的约束，节省了外部给汤机倒料的时间。另外，由于分体式慢压射装置所驱动的负载很小，慢压射组件的直径也随之很小，可以灵活设置慢压射组件的速度和行程，也缩短了慢压射的时间，提升了生产效率。

附图说明

图1为本分体式压射装置其中一种实施例垂直于水平面方向剖视的结构图；

图2为本分体式压射装置另一种实施例垂直于水平面方向剖视的结构图；

图中：分体慢压射模块1、慢压射冲头11、慢压射杆12、慢压射料管13、慢压射油缸14、水平压射模块2、水平压射冲头21、水平压射杆22、水平料管23、水平压射油缸24、倒料口3、压铸机模具内浇道4。

具体实施方式

在下文的描述中，说明书附图的内容并不代表具体部件的尺寸关系，相关的“连接”、“结构”等词语均为广义上的解释。

下面根据前述的技术方案，结合具体的实施方式进一步说明本实用新型的内容。本技术方案的以下实施方式，不代表本技术方案只能以该实施例实施。

实施例1

如图1所示的结构，可被应用设置安装在冷室压铸机的机体上。图1中水平料管23的中轴线限定了一个水平面，水平料管23中轴线与慢压射料管13中轴线所在的平面作为图1的剖面，垂直于前述的水平面。

本实施例包括分体慢压射模块1、水平压射模块2、压铸机模具内浇道4。其中，分体慢压射模块1包括慢压射冲头11、慢压射杆12、慢压射料管13、慢压射油缸14和倒料口3；水平压射模块2包括水平压射冲头21、水平压射杆22、水平料管23、水平压射油缸24；慢压射油缸14、水平压射油缸24均为分别固定在分体式压射装置外部的压铸机机体上，分别与压铸机的泵站相互连通以获得驱动力。

水平料管23限定了一个水平面，慢压射料管13的上端与水平料管23的侧面相互连通，慢压射料管13与水平料管23所限定水平面的下方相互垂直。水平料管23和慢压射料管13均分别为两端开口的中空管状结构。

慢压射料管13的内侧设有慢压射冲头11，慢压射冲头11与慢压射料管13的内侧沿长度方向形成可相对滑动且气密的结构。慢压射冲头11的下方连接着慢压射杆12，慢压射杆12与慢压射油缸14连接。慢压射油缸14设于慢压射料管13的外侧。慢压射油缸14驱动慢压射杆12带动慢压射冲头11在慢压射料管13内侧活动。

水平料管23的内部活设有水平压射冲头21，水平压射冲头21与水平料管23的内侧沿长度方向形成可相对滑动且气密的结构。水平压射冲头21的后端连接有水平压射杆22，水平压射杆22连接水平压射油缸24。水平压射油缸24驱动水平压射杆22带动水平压射冲头21在水平料管23内活动。水平料管23的前端与压铸机模具内浇道4相连接。水平料管23的上方设有倒料口3。

本实施例的运行过程为：外部给汤机通过倒料口3，经过水平料管23向慢压射料管13注入熔融的铝金属或者镁金属料液，此时慢压射冲头11先从慢压射料管13的上端向下端运动，慢慢地让料液填充慢压射料管13，注入一定量后慢压射冲头11到达慢压射料管下端直到料液填充满慢压射料管13，此时还可以继续注入一部分料液，料液倒完后水平压射冲头21先前行进一段行程直至封闭倒料口3完成注入料液的过程；慢压射油缸14驱动慢压射杆12带动慢压射冲头11，从慢压射料管13的下端位置，以一定的速度向上行进直到慢压射冲头11到达慢压射料管13与水平料管23相互连通的位置，推动料液填满水平料管23内部空间，从而完成慢压射的过程；接着水平压射油缸24驱动水平压射杆22带动水平压射冲头21向前进行运动，依照次序完成快压射、增压过程，使得料液通过压铸机模具内浇道4进入模具中铸件成型。

相比现有的冷室压铸机的只在水平方向进行压射作业的方式，本实施例的区别和效果在于：

1、将现有技术中慢压射的过程分离到与水平料管23所在水平面相互垂直的下方位置，用分体慢压射模块1实现慢压射过程，从根本上避免了水平慢压射过程无法彻底克服的料液卷气问题；慢压射料管13垂直于水平料管23所在水平面的结构，使得慢压射料管13中在抬升料液的时候，空气只能处于料液上方而无法进入料液内部，避免铸件定型后成品的气孔缺陷，降低冷室压铸机生产过程中的废品率；

2、让慢压射从水平压射中分离出来方式，只要冷室压铸机处于压射回程状态，外部给汤机就可以通过倒料口3进行倒料，无需受现有压铸机只有在模具合模到底才能倒料这一条件的约束，节省了外部给汤机倒料的时间。另外，由于慢压射模块1所需驱动的负载很小，慢压射油缸14的直径也随之很小，可以灵活设置慢压射冲头1的速度和行程，也缩短了慢压射的时间，提升了生产效率。

实施例2

如图2所示的结构，可被应用设置安装在冷室压铸机的机体上。图2中水平料管23的中轴线限定了一个水平面，水平料管23中轴线与慢压射料管13中轴线所在的平面作为图2的剖面，垂直于前述的水平面。

本实施例包括分体慢压射模块1、水平压射模块2和压铸机模具内浇道4。其中，分体慢压射模块1包括慢压射冲头11、慢压射杆12、慢压射料管13、慢压射油缸14；水平压射模块2包括水平压射冲头21、水平压射杆22、水平料管23、水平压射油缸24、倒料口3；慢压射油缸14、水平压射油缸24均为分别固定在分体式压射装置外部的压铸机机体上，分别与压铸机的泵站相互连通以获得驱动力。

水平料管23限定了一个水平面，慢压射料管13的上端与水平料管23的侧面相互连通，慢压射料管13与水平料管23所限定水平面的下方相互交叉，两者所形成的夹角为锐角，具体角度范围可选择在10°至90°之间。水平料管23和慢压射料管13均分别为两端开口的中空管状结构。水平料管23的中心轴线与慢压射料管13的中心轴线所限定的平面，与水平料管23中轴线所在的水平面相互垂直。

慢压射料管13的内侧设有慢压射冲头11，慢压射冲头11与慢压射料管13的内侧沿长度方向形成可相对滑动且气密的结构。慢压射冲头11的下方连接着慢压射杆12，慢压射杆12与慢压射油缸14连接。慢压射油缸14设于慢压射料管13的外侧。慢压射油缸14驱动慢压射杆12带动慢压射冲头11在慢压射料管13内侧活动。

水平料管23的内部活设有水平压射冲头21，水平压射冲头21与水平料管23的内侧沿长度方向形成可相对滑动且气密的结构。水平压射冲头21的后端连接有水平压射杆22，水平压射杆22连接水平压射油缸24。水平压射油缸24驱动水平压射杆22带动水平压射冲头21在水平料管23内活动。水平料管23的前端与压铸机模具内浇道4相连接。水平料管23在侧面的上方、水平压射冲头21前端的位置开设有倒料口3。

本实施例的运行过程为：外部给汤机通过倒料口3，经过水平料管23向慢压射料管13注入熔融的铝金属或者镁金属料液，此时慢压射冲头11先从慢压射料管13的上端向下端运动，慢慢地让料液填充慢压射料管13，注入一定量后慢压射冲头11到达慢压射料管下端直到料液填充满慢压射料管13，此时还可以继续注入一部分料液，料液倒完后水平压射冲头21先前行进一段行程直至封闭倒料口3完成注入料液的过程；慢压射油缸14驱动慢压射杆12带动慢压射冲头11，从慢压射料管13的下端位置，以一定的速度向上行进直到慢压射冲头11到达慢压射料管13与水平料管23相互连通的位置，推动料液填满水平料管23内部空间，从而完成慢压射的过程；接着水平压射油缸24驱动水平压射杆22带动水平压射冲头21向前进行运动，依照次序完成快压射、增压过程，使得料液通过压铸机模具内浇道4进入模具中铸件成型。

相比现有的冷室压铸机的只在水平方向进行压射作业的方式，本实施例的区别和效果在于：

1、将现有技术中慢压射的过程分离到与水平料管23所在水平面相互垂直的下方位置，用分体慢压射模块1实现慢压射过程，从根本上避免了水平慢压射过程无法彻底克服的料液卷气问题；慢压射料管13设于水平料管23所在水平面下方的结构，使得慢压射料管13中在抬升料液的时候，空气只能处于料液运动方向的上方而无法进入料液内部，避免铸件定型后成品的气孔缺陷，降低冷室压铸机生产过程中的废品率；

2、让慢压射从水平压射中分离出来方式，只要在压射回程状态，外部给汤机就可以通过倒料口3进行倒料，无需受现有冷室压铸机只有在模具合模到底才能倒料这一条件的约束，节省了外部给汤机倒料的时间。另外，由于慢压射模块1所驱动的负载很小，慢压射油缸14的直径也随之很小，可以灵活设置慢压射冲头1的速度和行程，也缩短了慢压射的时间，提升了生产效率。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，所有的技术特征可以根据实际情况组合。本领域的技术人员对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换的内容，例如零部件将油缸换为气缸或液压缸或电机、形状上将直线或者平面替换为曲线或者曲面、改变部件的尺寸比例关系、简单替换部件的空间位置、材料的简单替换等，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种分体式压射装置，其特征在于：包括相互连通的水平压射模块和分体慢压射模块；所述水平压射模块包括水平料管；所述分体慢压射模块设于所述水平料管所限定水平面的下方位置。

2.根据权利要求1所述分体式压射装置，其特征在于：所述分体慢压射模块包括慢压射料管和慢压射组件；所述慢压射料管连通水平料管，慢压射料管的内侧与慢压射组件相对滑动。

3.根据权利要求2所述分体式压射装置，其特征在于：所述慢压射料管与水平料管所限定的水平面下方相交且夹角为锐角。

4.根据权利要求2所述分体式压射装置，其特征在于：所述慢压射料管与水平料管所限定的水平面相互垂直。

5.根据权利要求2所述分体式压射装置，其特征在于：所述慢压射组件包括慢压射冲头、慢压射杆和慢压射执行机构；所述慢压射冲头设于慢压射料管的内侧，慢压射冲头沿慢压射料管的长度方向相对滑动；所述慢压射杆与慢压射冲头连接；所述慢压射执行机构与慢压射杆连接。

6.根据权利要求5所述分体式压射装置，其特征在于：所述慢压射执行机构为油缸或气缸或电机驱动的机械结构。

7.根据权利要求1所述分体式压射装置，其特征在于：所述水平料管设有给料口；所述水平料管连通冷室压铸机的模具内浇道。

8.根据权利要求7所述分体式压射装置，其特征在于：所述水平压射模块还包括水平压射组件；所述水平压射组件包括水平压射冲头、水平压射杆、水平压射执行机构；所述水平压射冲头设于水平料管的内侧，水平压射冲头沿水平料管的长度方向相对滑动；水平压射冲头连接所述水平压射杆；所述水平压射杆连接水平压射执行机构，所述水平压射执行机构设于水平料管的外侧。

9.根据权利要求8所述分体式压射装置，其特征在于：所述水平压射执行机构为油缸或气缸或电机驱动的机械结构。

10.一种配置有权利要求1-9任一项所述分体式压射装置的冷室压铸机。

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