CN117816939A - 一种挤压型芯的抽芯结构和抽芯方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种挤压型芯的抽芯结构和抽芯方法，属于模具应用领域，包括压板，所述压板的下侧安装有固定型芯，所述挤压缸的杆体上连接有挤压型芯，所述挤压型芯穿过固定型芯内部，所述挤压型芯内设有冷却水通道，抽芯结构还包括控制挤压型芯伸出和缩回的控制器，通过在挤压型芯内设置冷却水通道，可以向挤压型芯内通入固定温度的冷却液，从而控制挤压型芯处的成型材料的冷却速度，使得挤压型芯可以在成型材料刚凝固完成时提前缩回，解决了现有技术中，挤压型芯抽芯时可能出现抽芯过程破坏产品结构的情况，并且抽芯后粗糙度很差的问题。

Description

一种挤压型芯的抽芯结构和抽芯方法

技术领域

本发明涉及模具应用领域，尤其是涉及一种挤压型芯的抽芯结构和抽芯方法。

背景技术

在比较复杂的工件的铸造过程中，为了便于开模，通常要在模具上安装很多型芯，在开模时，先进行抽芯动作，再来开模，从而防止开模时工件与模具发生干涉，而完成抽芯动作的结构就是抽芯结构。

模具在通入成型材料的过程中，为了提高部分结构处（例如深孔）的强度，通常会采取一种特殊的型芯，即挤压型芯，挤压型芯与普通型芯的区别在于，普通型芯直接安装在模具上，在通入成型材料时，成型材料会填充在普通型芯的周围。而挤压型芯安装在模具上时处于收缩状态，在通入成型材料后，收缩的部分再伸出，对已经填充完成的成型材料进行挤压，经过挤压的成型材料在局部的密实度会提高，进而提高产品成型后局部的强度。

然而，在实际生产过程中，挤压型芯的抽芯存在一些问题：由于挤压型芯周围材料的密实度高，在冷却过程中，周围材料和挤压型芯之间可能会产生一定程度的黏连，导致在抽芯后，挤压型芯处结构粗糙度很差，并且有可能出现抽芯过程破坏产品结构的情况。

例如，在中国专利文献上公开的“一种压铸模具的抽芯挤压机构”，其公告号为CN104550831B，包括挤压液压缸，其固定于滑块的一端，所述挤压液压缸连接有挤压活塞杆；挤压型芯连接杆，其贯穿通过所述滑块，所述挤压型芯连接杆一端连接于挤压活塞杆；挤压型芯，其一端连接于所述挤压型芯连接杆的另一端；挤压型芯司套，其套设在所述挤压型芯外部，所述挤压型芯司套固定于所述滑块的另一端。然而，该专利的不足之处在于，在抽芯过程中，由于挤压型芯周围的材料紧实度较高，导致抽芯后，挤压型芯处结构粗糙度很差，并且有可能出现抽芯过程破坏产品结构的情况。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中，挤压型芯抽芯时可能出现抽芯过程破坏产品结构的情况，并且抽芯后粗糙度很差的问题，提供一种挤压型芯的抽芯结构和抽芯方法，可以确保挤压型芯处材料紧实的情况下，避免抽芯过程中出现破坏产品结构的情况，同时使抽芯后产品的粗糙度更好。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明，一种挤压型芯的抽芯结构，包括压板，所述压板的下侧安装有固定型芯，所述挤压缸的杆体上连接有挤压型芯，所述挤压型芯穿过固定型芯内部，所述挤压型芯内设有冷却水通道，抽芯结构还包括控制挤压型芯伸出和缩回的控制器。

本申请中，通过在挤压型芯内设置冷却水通道，可以向挤压型芯内通入固定温度的冷却液，从而控制挤压型芯处的成型材料的冷却速度，进而使得挤压型芯处的成型材料在冷却开始后一个相对固定的时间内开始凝固，配合计时器，使得挤压型芯可以在成型材料刚凝固完成时提前缩回，此时，成型材料已经定型，同时，由于处在较高的温度，材料刚性还较差，因此挤压型芯的退出不会导致产品结构的破坏。

作为优选，所述冷却水通道包括位于其下端的热交换部，挤压型芯缩回的过程中，所述热交换部对产品自下而上依次进行局部冷却。通过本方案，使得挤压型芯外部的成型材料可以进行分步冷却，若挤压型芯外部的结构全部凝固完成后退出挤压型芯，则挤压型芯退出时会受到较大的阻力，容易对成型材料成型的结构造成破坏，而本申请中，挤压型芯外部，成型材料的最下方一段先凝固，凝固后挤压型芯向上移动一段距离，此时，挤压型芯只受到凝固部分成型材料的阻力，不容易对成型材料造成破坏，同时，由于只退出了一段距离，上侧未凝固部分的材料不会流入到挤压型芯退出形成的空腔中。

作为优选，所述冷却水通道还包括被隔热部，所述被隔热部与挤压型芯外壁之间设有隔热腔。所述隔热腔使得，挤压型芯处，在热交换部以外的部分，成型材料的凝固速度相对较慢，从而确保在挤压型芯分步退出的过程中，受到的阻力较小。

作为优选，所述隔热腔内填充有隔热泡沫棒。

作为优选，所述冷却水通道还包括冷却水通入段和冷却水回流段，所述热交换部和被隔热部均位于冷却水通入段和冷却水回流段之间。

作为优选，所述冷却水回流段包覆在冷却水通入段外，冷却水回流段内侧与冷却水通入段外侧之间形成回流通道。通过该结构，使得当挤压型芯处于伸出状态时，冷却液通入段与固定型芯外部的成型材料之间是间接换热，进而使得进入到热交换部中的冷却液受到固定型芯外部的成型材料的高温的影响较小，在到达热交换部时还能保持较低的温度，而当挤压型芯处于缩回状态时，热交换部处已经不进行换热，冷却水回流段中的冷却液还能保持较低的问题，使得对固定型芯外部的成型材料也能具有很好的冷却效果，从而提高产品整体的冷却效率。

作为优选，所述压板上连接有安装座，所述安装座上安装有与挤压型芯连接的驱动装置。

作为优选，所述驱动装置包括推杆，所述推杆上设有T型槽，所述挤压型芯的上端设有与所述T型槽适配的T型安装头。

因此，本发明具有如下有益效果：（1）可以确保挤压型芯处材料紧实的情况下，避免抽芯过程中出现破坏产品结构的情况，同时使抽芯后产品的粗糙度更好；（2）挤压型芯退出过程中，可以进行分步冷却，通过减少已凝固的材料与挤压型芯的接触面积，来减少结构破坏的可能；（3）可以对固定型芯外部的成型材料冷却，提高产品整体冷却效率。

附图说明

图1是本发明实施例一的一种结构示意图。

图2是本发明实施例一应用在模具中时的一种整体结构示意图。

图3是本发明实施例二的一种结构示意图。

图4是本发明实施例二固定型芯和挤压型芯处的一种剖视结构示意图。

图中：模具1 抽芯结构2 压板3 固定型芯4 挤压型芯5 冷却水通道6 安装座7 驱动装置8 推杆9 T型槽10 T型安装头11 冷却水通入段12 热交换部13 被隔热部14 冷却水回流段15 隔热泡沫棒16。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。

实施例一，如图1-2所示，一种挤压型芯5的抽芯结构2，安装在铸造用的模具1中，包括压板3，所述压板3的下侧安装有固定型芯4，所述挤压缸的杆体上连接有挤压型芯5，所述固定型芯4内侧安装有衬套，所述挤压型芯5穿过固定型芯4内部，固定型芯4与挤压型芯5之间可以轴向相对滑动。所述挤压型芯5内设有冷却水通道6，抽芯结构2还包括控制挤压型芯5伸出和缩回的控制器。所述压板3上连接有安装座7，所述安装座7上安装有与挤压型芯5连接的驱动装置8。所述驱动装置8为伺服电缸，其包括推杆9，所述推杆9上设有T型槽10，所述挤压型芯5的上端设有与所述T型槽10适配的T型安装头11。

通过在挤压型芯5内设置冷却水通道6，可以向挤压型芯5内通入固定温度的冷却液，从而控制挤压型芯5处的成型材料的冷却速度，进而使得挤压型芯5处的成型材料在冷却开始后一个相对固定的时间内开始凝固，配合计时器，使得挤压型芯5可以在成型材料刚凝固完成时提前缩回，此时，成型材料已经定型，同时，由于处在较高的温度，刚性还较差，因此挤压型芯5的退出不会导致产品结构的破坏。通过伺服电缸，可以使得挤压型芯5的动作更柔性化，从而实现按照时序步进将挤压型芯5退出的过程。

一种挤压型芯5的抽芯方法，包括以下步骤：

①保持所述挤压型芯5相对固定型芯4处于收缩状态，将所有型芯和模具1组合后合模，然后向模具1内通入成型材料；

②待成型材料通入完成后，通过驱动装置8控制挤压型芯5相对固定型芯4伸出，从而将挤压型芯5周围材料压紧实；

③向冷却水通道6内通入冷却液，冷却液与成型材料发生热交换，使得成型材料在局部提前凝固；

④通入冷却液一定时间后，通过控制器控制挤压型芯5退回；

⑤待挤压型芯5完全退回后，持续通入冷却液，以进一步对固定型芯4外部材料进行冷却；

⑥待产品完全冷却完成后，将压板3连同固定型芯4和挤压型芯5从模具1中退出，再进行开模。

其中，由于挤压型芯5的不同形状，其周围的成型材料的凝固时间也不同，控制挤压型芯5退回的时间需要根据实验来确定，实验方法为，测量通入冷却水后，周围成型材料到达凝固温度所需的时间，将该时间加上20-60秒的余量值，作为通入冷却液和控制挤压型芯5退回两个动作的间隔时间。

实施例二，如图3-4所示，一种挤压型芯5的抽芯结构2，安装在铸造用的模具1中，包括压板3，所述压板3的下侧安装有固定型芯4，所述挤压缸的杆体上连接有挤压型芯5，所述固定型芯4内侧安装有衬套，所述挤压型芯5穿过固定型芯4内部，固定型芯4与挤压型芯5之间可以轴向相对滑动。所述挤压型芯5内设有冷却水通道6，抽芯结构2还包括控制挤压型芯5伸出和缩回的控制器。所述压板3上连接有安装座7，所述安装座7上安装有与挤压型芯5连接的驱动装置8。所述驱动装置8为伺服电缸，其包括推杆9，所述推杆9上设有T型槽10，所述挤压型芯5的上端设有与所述T型槽10适配的T型安装头11。

通过在挤压型芯5内设置冷却水通道6，可以向挤压型芯5内通入固定温度的冷却液，从而控制挤压型芯5处的成型材料的冷却速度，进而使得挤压型芯5处的成型材料在冷却开始后一个相对固定的时间内开始凝固，配合计时器，使得挤压型芯5可以在成型材料刚凝固完成时提前缩回，此时，成型材料已经定型，同时，由于处在较高的温度，刚性还较差，因此挤压型芯5的退出不会导致产品结构的破坏。通过伺服电缸，可以使得挤压型芯5的动作更柔性化，从而实现按照时序步进将挤压型芯5退出的过程。

所述冷却水通道6包括位于其下端的热交换部13，挤压型芯5缩回的过程中，所述热交换部13对产品自下而上依次进行局部冷却；所述冷却水通道6还包括被隔热部14，所述被隔热部14与挤压型芯5外壁之间设有隔热腔；所述隔热腔内填充有隔热泡沫棒16。所述冷却水通道6还包括冷却水通入段12和冷却水回流段15，所述热交换部13和被隔热部14均位于冷却水通入段12和冷却水回流段15之间；所述冷却水回流段15包覆在冷却水通入段12外，冷却水回流段15内侧与冷却水通入段12外侧之间形成回流通道。冷却水通道6中，各个部分，按照冷却液流动顺序的排布依次为：冷却水通入段12、热交换部13、被隔热部14、冷却水回流段15。

通过本方案，使得挤压型芯5外部的成型材料可以进行分步冷却，若挤压型芯5外部的结构全部凝固完成后退出挤压型芯5，则挤压型芯5退出时会受到较大的阻力，容易对成型材料成型的结构造成破坏，而本申请中，挤压型芯5外部，成型材料的最下方一段先凝固，凝固后挤压型芯5向上移动一段距离，此时，挤压型芯5只受到凝固部分成型材料的阻力，不容易对成型材料造成破坏，同时，由于只退出了一段距离，上侧未凝固部分的材料不会流入到挤压型芯5退出形成的空腔中。所述隔热腔使得，挤压型芯5处，在热交换部13以外的部分，成型材料的凝固速度相对较慢，从而确保在挤压型芯5分步退出的过程中，受到的阻力较小。当挤压型芯5处于伸出状态时，冷却液通入段与固定型芯4外部的成型材料之间是间接换热，进而使得进入到热交换部13中的冷却液受到固定型芯4外部的成型材料的高温的影响较小，在到达热交换部13时还能保持较低的温度，而当挤压型芯5处于缩回状态时，热交换部13处已经不进行换热，冷却水回流段15中的冷却液还能保持较低的问题，使得对固定型芯4外部的成型材料也能具有很好的冷却效果，从而提高产品整体的冷却效率。

一种挤压型芯5的冷却方法，包括以下步骤：

①保持所述挤压型芯5相对固定型芯4处于收缩状态，将所有型芯和模具1组合后合模，然后向模具1内通入成型材料；

②待成型材料通入完成后，通过驱动装置8控制挤压型芯5相对固定型芯4伸出，从而将挤压型芯5周围材料压紧实；

③向冷却水通道6内通入冷却液，冷却液与成型材料发生热交换，使得成型材料在局部提前凝固；

④通入冷却液一定时间后，通过控制器控制挤压型芯5退回；

⑤待挤压型芯5完全退回后，持续通入冷却液，以进一步对固定型芯4外部材料进行冷却；

⑥待产品完全冷却完成后，将压板3连同固定型芯4和挤压型芯5从模具1中退出，再进行开模。

其中，步骤③中，冷却液只在热交换部13处与成型材料发生热交换，而在被隔热部14处，几乎不与成型材料发生热交换，从而导致在热交换部13处的成型材料先一步发生局部凝固。

步骤④中，挤压型芯5的退回过程采用分布间歇退回，挤压型芯5单次退回的距离等于热交换部13的厚度，挤压型芯5单次退回后，热交换部13内冷却液再次与未凝固的成型材料发生热交换，而原本已凝固的成型材料处定型并阻挡未凝固的成型材料进入空腔，由于挤压型芯5的不同形状，其周围的成型材料的凝固时间也不同，控制挤压型芯5每次退回的间隔时间需要根据实验来确定，实验方法为，测量通入冷却水后，周围成型材料到达凝固温度所需的时间，将该时间加上20-60秒的余量值，作为通入冷却液和控制挤压型芯5退回两个动作的间隔时间，以及分步间歇退回时，每次挤压型芯5退回的间隔时间。

步骤⑤中，持续通入的冷却液不在热交换部13处发生热交换，直接在冷却水回流段15中与固定型芯4外的成型材料进行热交换，从而提高对模具1整体的冷却效率。

Claims (10)

1.一种挤压型芯的抽芯结构，其特征是，包括压板，所述压板的下侧安装有固定型芯，所述挤压缸的杆体上连接有挤压型芯，所述挤压型芯穿过固定型芯内部，所述挤压型芯内设有冷却水通道，抽芯结构还包括控制挤压型芯伸出和缩回的控制器。

2.根据权利要求1所述的一种挤压型芯的抽芯结构，其特征是，所述冷却水通道包括位于其下端的热交换部，挤压型芯缩回的过程中，所述热交换部对产品自下而上依次进行局部冷却。

3.根据权利要求2所述的一种挤压型芯的抽芯结构，其特征是，所述冷却水通道还包括被隔热部，所述被隔热部与挤压型芯外壁之间设有隔热腔。

4.根据权利要求3所述的一种挤压型芯的抽芯结构，其特征是，所述隔热腔内填充有隔热泡沫棒。

5.根据权利要求3所述的一种挤压型芯的抽芯结构，其特征是，所述冷却水通道还包括冷却水通入段和冷却水回流段，所述热交换部和被隔热部均位于冷却水通入段和冷却水回流段之间。

6.根据权利要求5所述的一种挤压型芯的抽芯结构，其特征是，所述冷却水回流段包覆在冷却水通入段外，冷却水回流段内侧与冷却水通入段外侧之间形成回流通道。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的一种挤压型芯的抽芯结构，其特征是，所述压板上连接有安装座，所述安装座上安装有与挤压型芯连接的驱动装置。

8.根据权利要求7所述的一种挤压型芯的抽芯结构，其特征是，所述驱动装置包括推杆，所述推杆上设有T型槽，所述挤压型芯的上端设有与所述T型槽适配的T型安装头。

9.一种挤压型芯的抽芯方法，使用权利要求1所述的抽芯结构来完成，其特征是，包括以下步骤：

①保持所述挤压型芯相对固定型芯处于收缩状态，将所有型芯和模具组合后合模，然后向模具内通入成型材料；

②待成型材料通入完成后，通过驱动装置控制挤压型芯相对固定型芯伸出，从而将挤压型芯周围材料压紧实；

③向冷却水通道内通入冷却液，冷却液与成型材料发生热交换，使得成型材料在局部提前凝固；

④通入冷却液一定时间后，通过控制器控制挤压型芯退回；

⑤待挤压型芯完全退回后，持续通入冷却液，以进一步对固定型芯外部材料进行冷却；

⑥待产品完全冷却完成后，将压板连同固定型芯和挤压型芯从模具中退出，再进行开模。

10.根据权利要求9所述的一种挤压型芯的抽芯方法，其特征是，步骤④中，挤压型芯采取分步间歇退回。