CN105855507A - 一种压力铸造的分体式冲头压射装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种压力铸造的分体式冲头压射装置，包括冲头、料筒、压射油缸、基座、推杆，该压射装置所述冲头是由若干个径向尺寸及截面形状不同或相同的子冲头套装成为分体式冲头，装配关系为：若干个径向尺寸及截面形状不同或相同的子冲头按径向尺寸由小到大，由里到外依次套装并轴线重合，相邻的子冲头之间呈活动配合。本发明实现了冲头的分体式结构，多个子冲头之间可以相对独立运动，并且可以对铸件不同部位施加各自不同的压力，使冲头可以对铸件的形状直接产生作用。在充型过程中可根据铸件的需要将金属熔液按设定先后顺序推入型腔，这对复合材料的成形极为有利。本发明可以有效提高铸件质量。

Description

一种压力铸造的分体式冲头压射装置

技术领域

本发明涉及压力铸造设备，具体为一种压力铸造的分体式冲头压射装置。

背景技术

压力铸造是在模腔内对金属熔液施加一定压力从而使铸件成形并凝固的一种工艺方法。压射装置是压力铸造设备中的关键核心机构，提供了从金属熔液充满型腔到完全凝固过程中所需的机械压力。压射装置主要由料筒和冲头组成，在压射过程中，一般需要先将金属熔液浇注到料筒当中，通过冲头的运动将金属熔液推入模具型腔当中，完成充型过程，并在凝固过程中提供压力，直至铸件完全凝固。

压力铸造过程中，冲头提供了从充型到保压过程中铸件所需的全部压力。冲头能否提供所需的机械压力对铸件质量有着决定性的影响。在压力铸造中，由于铸件不同部位与冲头的距离有远近之分，使得在凝固过程中冲头对铸件的压力作用不一致，这导致难以获得各个部位机械性能一致性较好的铸件，特别是，通常铸件的工作面离冲头较远，使得铸件工作面的机械性能低于料饼位置的机械性能。此外，压力铸造中常见的缩孔、缩松、表面冷隔等质量缺陷也与冲头的压力作用不足有直接关系。

目前的冲头均为单体式结构，无法对铸件不同部位施加不同压力是造成以上问题的主要原因，这也使得上述问题在压力铸造中一直没有得到很好的解决。申请号为201110249209.8专利中公开了一种复合压铸冲头，其设计为复合式结构，分为圆柱状基体和包覆在外面的工作层两个主要部分，基体采用铸铁，工作层则采用铍青铜合金材料，这种结构在保证冲头工作面良好性能的条件下，降低了制造成本。在申请号为201510767117.7专利公布的一种技术方案中，冲头包括主体结构和套筒两个部分，套筒内侧壁与冲头外侧面密封滑动连接，冲头主体外侧面上开设有螺旋槽，冲头的进水口和出水口与螺旋槽相连，这种冲头结构冷却水路空间小、密集，可以明显的提高冲头的冷却效率。上述两个技术方案虽然都在冲头的结构上进行了一定的改进，由冲头的单体结构转变为复合式结构，但却存在以下不足之处：

(1)上述两个技术方案冲头虽然具有复合式结构，但外层结构主要是为了提高冲头的耐磨性或改善冷却效果，外层结构与内层结构是固接在一起的，其实质还是单体式结构，无法实现相互的独立运动，也无法实现对铸件不同部位施加不同压力的功能。

(2)上述两个技术方案冲头的结构在充型过程中只能将金属熔液一起推入型腔，无法根据铸件的需要将金属熔液按先后顺序推入型腔。

(3)单体式结构冲头在成形过程中，铸件与冲头接触面无法作为铸件的有用形状，冲头位置通常形成料饼，成为铸件中的废料，造成材料浪费。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有压力铸造压射装置的不足，为实现对铸件不同部位施加不同压力的效果，提供一种压力铸造的分体式冲头压射装置。

为了实现上述目的，本发明采用如下措施：

一种压力铸造的分体式冲头压射装置，包括冲头、料筒、压射油缸、基座、推杆，其特征在于：该压射装置所述冲头是由若干个径向尺寸及截面形状不同或相同的子冲头套装成为分体式冲头，装配关系为：若干个径向尺寸及截面形状不同或相同的子冲头按径向尺寸由小到大，由里到外依次套装并轴线重合，相邻的子冲头之间呈活动配合。

所述各子冲头分别与相应的推杆连接，推杆与相应的横梁连接，相应的横梁分别与相应的各压射油缸的活塞相连，以便各压射油缸通过横梁分别驱动相应的子冲头。

所述子冲头截面形状为圆柱型或环形型或外齿型或内齿型。

所述外齿型子冲头与内齿型子冲头相邻，并呈啮合状。

所述分体式冲头为柱面配合型或齿状啮合型或环齿混合型或环环配合型。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和效果:

1、本发明所述若干个径向尺寸及截面形状不同或相同的子冲头套装而成的分体式冲头，能够根据铸件的成形要求对铸件不同部位施加不同的压力，克服了现有技术方案中冲头只能对铸件提供单一压力的不足。

2、本发明由各压射油缸分别通过横梁推动各子冲头运动，并分别为子冲头提供推力。各子冲头可以独立运动，通过成形过程中冲头之间不同的相互位置，使得冲头可以对铸件的形状直接产生作用，不再是提供压力的单一功能，扩充了冲头的功能，并且可以有效提高铸件质量。

3、本发明冲头为分体式结构在充型过程中可根据铸件的需要将金属熔液按设定先后顺序推入型腔，这对复合材料的成形极为有利。

4、本发明分体式冲头结构可以应用于具有中空结构的铸件的成形过程中，子冲头可以直接作为芯杆，简化了模具结构，多子冲头的技术方案使得直接成形阶梯孔结构成为可能，简化了铸件成形后的机加工工序，节省了材料，扩大了压力铸造的应用范围。

附图说明

图1为本发明压力铸造的分体式冲头压射装置的结构示意图；

图2为本发明压力铸造的分体式冲头压射装置的剖视示意图；

图3为柱面配合型冲头结构示意图；

图4为图3的A向视图；

图5为齿状啮合型冲头结构示意图；

图6为图5的A向视图；

图7为环齿混合型冲头结构示意图；

图8为图7的A向视图；

图9为环环配合型冲头结构示意图；

图10为图9的A向视图。

其中:1-圆柱形子冲头A；2-环形型子冲头B；3-料筒；4-子冲头B压射油缸；5-子冲头A压射油缸；6-基座；7-压块；8-子冲头B推杆；9-子冲头B横梁；10-子冲头B活塞杆；11-子冲头A推杆；12-子冲头A出水口；13-子冲头A横梁；14-子冲头A进水接头；15-子冲头A活塞杆；16-子冲头A进水管；17-子冲头B进水管；18-子冲头B底盖；19-子冲头B出水管；20-子冲头B进水接头；21-子冲头B出水接头；22-子冲头B连接螺栓孔；23-子冲头B推杆螺纹孔；24-外齿型子冲头A；25-内齿型子冲头B；26-环形型子冲头C；27-环形型子冲头A。

具体实施方式

通过如下实施例结合说明书附图对本发明作进一步说明，但本发明的实施方式不仅限于此。

实施例1

本实施例的一种压力铸造的分体式冲头压射装置，如图3和4所示，分体式冲头是由2个不同径向尺寸，截面形状分别为圆柱型和环形型的子冲头组成。包括圆柱形子冲头A 1、环形型子冲头B 2、料筒3、子冲头B压射油缸4、子冲头A压射油缸5、基座6、压块7、子冲头B推杆8、子冲头A推杆11、子冲头B横梁9、子冲头A横梁13。

如图1、图2所示，分体式冲头压射装置装配关系为：径向尺寸小的圆柱型子冲头A 1套装在径向尺寸大的环形型子冲头B 2中，环形型子冲头B 2位于圆柱型子冲头A 1和料筒3之间，环形型子冲头B 2与圆柱形子冲头A 1的轴线重合；相邻的小径向尺寸子冲头A 1的外柱面与大径向尺寸子冲头B 2的内柱面相互贴合，相邻的圆柱形子冲头A 1与环形型子冲头B 2之间呈活动配合；料筒3通过螺栓与基座6相连。圆柱形子冲头A 1通过螺纹与子冲头推杆11相连，子冲头A推杆11还与子冲头A横梁13通过螺纹连接。各压射油缸的活塞与相应的横梁相连，以通过横梁分别驱动相应的子冲头A和子冲头B运动。如图1所示圆柱形子冲头A 1通过横梁13与子冲头A活塞杆15相连，子冲头A压射油缸5通过驱动子冲头A活塞杆15实现对圆柱形子冲头A 1的驱动作用。环形型子冲头B 2通过横梁9与子冲头B活塞杆10相连，子冲头B压射油缸4通过驱动子冲头B活塞杆10实现对环形型子冲头B 2的驱动作用。子冲头B推杆8与子冲头B横梁9相连，环形型子冲头B 2的底面开设有螺纹孔，子冲头B 2底盖18上对应的开设有螺栓孔22，通过螺栓可以使环形型子冲头B 2和子冲头B底盖18相连；子冲头B底盖18通过子冲头B推杆螺纹孔23与子冲头B推杆8相连。圆柱形子冲头A 1中安装有子冲头A进水管16，子冲头A进水管16与子冲头A进水接头14相连，子冲头A进水接头14固定在子冲头A推杆11的底端，子冲头A推杆11下部开设有出水口12。子冲头B进水管17安装在环形型子冲头B 2中，子冲头B进水管17与子冲头B进水接头20相连，子冲头B进水接头20固定在其中一根子冲头B推杆8的底端；子冲头B出水管19安装在子冲头B 2中，子冲头B出水管19与子冲头B出水接头21相连，子冲头B出水接头21固定在另外一根子冲头B推杆8的底端。子冲头B压射油缸4和子冲头A压射油缸5通过压块7固定在基座6上。

利用本发明压力铸造压射装置成形铸件的工艺过程为：圆柱形子冲头A 1和环形型子冲头B 2分别由子冲头A压射油缸5和子冲头B压射油缸4通过子冲头A横梁13和子冲头B横梁9驱动，具体步骤如下：

(1)浇注：根据铸件工艺要求，圆柱形子冲头A 1和环形型子冲头B 2同时位于料筒3中，并且圆柱形子冲头A 1和环形型子冲头B 2的上表面保持在同一高度，由浇注装置将金属熔液浇注到料筒3内。

(2)充型：圆柱形子冲头A 1和环形型子冲头B 2分别在子冲头A压射油缸5和子冲头B压射油缸4的驱动下按照一定的速度上升，将料筒3内的金属熔液推入型腔中。在将金属熔液推入型腔的过程中，圆柱形子冲头A 1和环形型子冲头B 2可以根据成形工艺的需要按照不同压射速度运动，例如圆柱形子冲头A 1按照0.5m/s，环形型子冲头B 2按照0.6m/s运动，圆柱形子冲头A 1和环形型子冲头B 2的上表面之间产生高度差，使金属熔液可以按照先后顺序进入型腔。

(3)成形：圆柱形子冲头A 1和环形型子冲头B 2的上表面升出料筒3后，根据铸件形状的要求，圆柱形子冲头A 1和环形型子冲头B 2的上表面之间继续保持一定的高度差，并上升到预定位置，使圆柱形子冲头A 1和环形型子冲头B 2可以分别参与铸件的成形过程，子冲头A压射油缸5和子冲头B压射油缸4分别通过圆柱形子冲头A 1和环形型子冲头B 2对铸件的不同部位施加不同的压力。

(4)保压：圆柱形子冲头A 1和环形型子冲头B 2各自独立的运动到达相应的预定位置后，子冲头A压射油缸5和子冲头B压射油缸4继续分别通过圆柱形子冲头A 1和环形型子冲头B 2对铸件的不同部位施加不同的压力，并保持一定时间，直至铸件凝固。铸件成形完成后，圆柱形子冲头A 1和环形型子冲头B 2退回到料筒3中，为下一工作循环做好准备。

实施例2

本实施例的一种压力铸造的分体式冲头压射装置，分体式冲头是由2个不同径向尺寸，截面形状分别为外齿型和内齿型的子冲头组成。如图5和6所示，即外齿型子冲头A24与内齿型子冲头B25，外齿型子冲头A24套装在内齿型子冲头B25中，子冲头A24的外齿与子冲头B25的内齿相互啮合，子冲头A25与子冲头B24的轴线重合。

这种压力铸造的分体式冲头压射装置，除上述冲头结构形式之外，其他同实施例1。

实施例3

本实施例的一种压力铸造的分体式冲头压射装置，分体式冲头是由3个不同径向尺寸，截面形状分别为外齿型、内齿型和环形型的子冲头组成。如图7和8所示，环齿混合型冲头结构，外齿型子冲头A24套装在内齿型子冲头B25中，内齿型子冲头B25套装于环形型子冲头C26中，外齿型子冲头A24、内齿型子冲头B25环形型子冲头C26的轴线重合。外齿型子冲头A24与内齿型子冲头B25呈啮合配合，内齿型子冲头B25与环形型子冲头C26活动配合。

这种压力铸造的分体式冲头压射装置，压射油缸仍是通过横梁和推杆驱动相应的子冲头，为了能够驱动子冲头C 26，需增加子冲头C 26压射油缸，子冲头C 26压射油缸仍然采用相同的方式连接在基座6上，除上述冲头结构形式及增加子冲头C 26压射油缸之外，其余结构与实施例1相同。

实施例4

本实施例的一种压力铸造的分体式冲头压射装置，分体式冲头是由2个不同径向尺寸，截面形状均为环形型的子冲头组成环环配合型分体式冲头。如图9和10所示，即环形型子冲头A27与环形型子冲头B 2，环形型子冲头A27套装在环形型子冲头B 2中，环形型子冲头A27与子冲头B 2的轴线重合。

这种压力铸造的分体式冲头压射装置，除上述冲头结构形式之外，其他同实施例1。

综上所述，本发明提供的压力铸造压射装置实现了冲头的分体式结构，冲头的不同分体之间可以相对独立运动，并且可以对铸件不同部位施加各自不同的压力，可以有效提高铸件质量，并使冲头可以直接对铸件形状产生作用。

类似的，采用其他数量的冲头分体式结构与本发明结构相同或相近的方式组成冲头用于压力铸造亦属于本发明的技术内容，不超出本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种压力铸造的分体式冲头压射装置，包括冲头、料筒、压射油缸、基座、推杆，其特征在于：该压射装置所述冲头是由若干个径向尺寸及截面形状不同或相同的子冲头套装成为分体式冲头，装配关系为：若干个径向尺寸及截面形状不同或相同的子冲头按径向尺寸由小到大，由里到外依次套装并轴线重合，相邻的子冲头之间呈活动配合。

2.根据权利要求1所述一种压力铸造的分体式冲头压射装置，其特征在于：所述各子冲头分别与相应的推杆连接，推杆与相应的横梁连接，相应的横梁分别与相应的各压射油缸的活塞相连，以便各压射油缸通过横梁分别驱动相应的子冲头。

3.根据权利要求1或2所述一种压力铸造的分体式冲头压射装置，其特征在于：所述子冲头截面形状为圆柱型或环形型或外齿型或内齿型。

4.根据权利要求3所述一种压力铸造的分体式冲头压射装置，其特征在于：所述外齿型子冲头与内齿型子冲头相邻，并呈啮合状。

5.根据权利要求1所述一种压力铸造的分体式冲头压射装置，其特征在于：所述分体式冲头为柱面配合型或齿状啮合型或环齿混合型或环环配合型。