TWI529015B - 讓金屬成型的模具裝置 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種模具裝置，尤其是關於一種讓金屬成型的模具裝置。
金屬可以透過各種方法成型，其中典型方法為基於模具的鑄造法及鍛造法。鑄造或鍛造由於能夠快速準確地讓金屬成型而適合大量生產。
鑄造或鍛造用模具裝置通常由可動模具與固定模具合體後形成母模仁(cavity)而作為讓產品成型的空間，把金屬加熱後熔化的金屬熔湯注入該母模仁內填充(鑄造)或加壓凝固(鍛造)後，讓可動模具與固定模具分離後讓成型的產品脫模。
在此，所述成型產品的脫模方式如下，利用頂出銷(ejector pin)讓成型後的產品從可動模具分離。讓可動模具脫離固定模具後成型產品處於粘在可動模具的狀態，頂出銷的長度足夠貫穿可動模具並抵達母模仁並且憑藉缸朝母模仁前進推動所述成型後的產品而從可動模具分離。
另一方面，讓金屬熔湯成型時，金屬熔湯接觸大氣後會急劇氧化並且讓異物侵入金屬熔湯而生成浮渣(Dross)。浮渣雖然稍微具備了阻止接觸大氣的效果，卻會在金屬熔化過程中妨礙到持續攪拌作業而難以連續供應優質熔化的金屬熔湯。為了解決該問題而由先前技術揭示了在真空環境下讓金屬成型的模具裝置。例如，專利公報第10-2004-0103251號(2004.12.8)揭示了“在成型作業中提供經過改善的真空度的壓鑄裝置”。
然而，如前所述地在真空環境下讓金屬成型的模具裝置中透過頂出銷讓成型後的產品脫模之裝置較難讓母模仁形成高度真空狀態。這是因為，為了讓頂出銷貫穿可動模具地安裝並進行往復運動，就會不可避免地在頂出銷與頂出銷所貫穿的孔之間形成微小間隙，外部空氣則會透過該間隙流入母模仁。
所解決的技術問題
本發明旨在解決前述問題，本發明的目的是提供一種模具裝置，該模具裝置有效地阻止外部空氣透過頂出銷與頂出銷所貫穿的孔之間的間隙流入母模仁而得以在母模仁維持高度真空的狀態下讓金屬成型。
解決技術問題的技術方案
本發明在頂出銷與頂出銷所貫穿的孔之間的間隙安裝密封件而得以在母模仁內部形成真空時阻止外部空氣流入母模仁。
發明效果
根據本發明，在讓金屬成型的空間成為高度真空狀態的情形下成型金屬而得以防止金屬熔湯由於接觸空氣所導致的物性變化。而且，能夠儘量避免為了阻止外部空氣流入金屬成型空間而安裝的密封件被熱破壞，從而能夠使用低廉的密封件而實現具備經濟性的模具裝置。
本發明提供一種有效地阻止外部空氣透過頂出銷與頂出銷所貫穿的孔之間的間隙流入母模仁而得以在母模仁維持高度真空的狀態下讓金屬成型的模具裝置，本發明所提供的在高度真空環境下讓金屬成型的模具裝置在固定模具與可動模具相接處形成母模仁，具備貫穿所述可動模具而抵達母模仁的頂出銷，且透過排氣裝置把所述母模仁營造成真空環境的狀態下填入金屬熔湯並成型，然後利用頂出銷推動成型後的產品實現脫模，在所述頂出銷與頂出銷所貫穿的孔之間安裝密封件以便在形成真空環境時阻止外部空氣流入母模仁，而且，所述密封件前方形成隔絕空間而得以隔絕從所述密封件傳過來的熱。
下面結合圖式圖1到圖10詳細說明本發明。
圖1是示出本發明的模具裝置的概略結構之例示圖，圖2是圖1的A部分的分解圖，圖3是圖1的A部分的剖視圖，圖4是圖1的B部分的剖視圖，圖5是圖1的C部分的剖視圖。
如圖所示，本發明的模具裝置具備固定模具110與可動模具120，在固定模具110與可動模具120相接處形成母模仁130，該母模仁130是一種填入金屬熔湯並使其成型的空間。母模仁130的下側形成了把金屬加熱的冒口部132，冒口部132處設置有加壓柱塞170用以把冒口部132中生成的金屬熔湯推入母模仁130中。
所述固定模具110是位置固定的模具，可動模具120可以朝遠離固定模具110的方向後退或者朝接近固定模具110的方向前進，後退時母模仁130開放。
在可動模具120安裝頂出銷140，該頂出銷140用以把所述母模仁130中成型的產品予以脫模。頂出銷140呈棒形態，優選地，以截面呈圓形的形態配備一個或多個，其貫穿所述可動模具120並且末端抵達母模仁130。末端以能夠朝母模仁130突出的方向前進或者朝其相反方向後退地形成，末端在母模仁130突出而從可動模具120分離出成型後的產品。
母模仁130營造成真空環境。透過另行配備的排氣裝置190從所述母模仁130抽出空氣營造出真空環境。排氣裝置190透過至少一個排氣管抽出空氣而將母模仁130營造成真空環境。
在此，在可動模具120與固定模具110相接處沿着母模仁130的外廓安裝密封件P3。請參閱圖5，憑此，母模仁130在成為真空環境的過程或者成為真空環境後隔絕外部空氣流入母模仁130。
更進一步，本發明在所述頂出銷140與頂出銷140所貫穿的孔之間安裝密封件P1，因此還能隔絕可能會透過頂出銷140所貫穿的孔流入的空氣，從而能夠把母模仁130營造成高度真空環境。
所述密封件P1能夠形成於頂出銷140所貫穿的孔的入口。此時，請參閱圖2與圖3，安置密封件P1的密封槽122則形成於所述孔的入口而讓密封件P1在不暴露於外部的狀態下被所述密封槽122收容安裝。與此同時，為了避免密封件P1從密封槽122掉落而把防脫環124夾入所述密封槽122入口。
所述密封槽122的入口較寬而越向內直徑越呈漏斗形態地減少並且在某一處所開始形成相同直徑，在形成所述相同直徑的部分安置密封件P1。在配備防脫環124的情況下，還能把防脫環124一起安置地形成。透過該結構能夠把密封件P1更加輕易地夾入密封槽122地安裝。
另一方面，把金屬熔湯填入母模仁130而讓產品成型的本發明的模具裝置在產品成型過程中會發生相當的熱。尤其是，為了防止金屬急劇的熱變形而在可動模具120被加熱到200~300℃高溫的狀態下成型產品，前述熱則對頂出銷140所貫穿的孔上所安裝的密封件P1造成影響而使得密封件P1受損。
為了防止該現象，本發明形成了阻止熱被傳遞到密封件P1的隔絕空間180。隔絕空間180形成於密封件P1與可動模具120之間而使得可動模具120的熱無法傳遞到密封件P1。
可以透過封閉板150實現所述隔絕空間180。封閉板150成為板形態並且置於所述可動模具120的上部，所述隔絕空間180形成於可動模具120與封閉板150之間。例如，封閉板150在相接可動模具120的地方形成凹入的空間時，就會自然形成隔絕空間180。
請參閱圖4，優選地，在封閉板150與可動模具120之間沿着隔絕空間180的外廓安裝密封件P2而得以封閉如前所述地形成的隔絕空間180。
在形成了封閉板150的結構中，頂出銷140依次貫穿封閉板150、隔絕空間180及可動模具120後抵達母模仁130。而且，密封件P1在封閉板150的上表面安裝在頂出銷140所貫穿的孔的入口。此時，在封閉板150中安裝所述密封件P1處形成密封槽122，防脫環124則夾入密封槽122。
排氣裝置190在所述母模仁130與所述隔絕空間180同時抽出空氣。
隔絕空間180是內部中空的空間並且防止可動模具120上發生的熱傳遞到密封件P1。因此能夠防止密封件P1被熱損傷，而且即使使用了熱阻力較低的低廉產品也不會讓封閉性能降低，從而節約成本並獲得經濟效益。
可以在如前所述地形成的封閉板150的上部安置支撐板160。支撐板160為板形態並且相接封閉板150地安置，並且能夠與封閉板150分離地形成。在圖式中，朝上舉起時支撐板160從封閉板150脫離並上昇。在這種狀態下，能夠安裝或更換所述密封件P1。
根據上述內容，密封件P1安裝在封閉板150與支撐板160之間並且被支撐板160按壓而得到堅固的支撐，其結果，能夠穩定地維持密封件P1的安裝狀態。
圖6是示出本發明的其它實施例的模具裝置的概略結構之例示圖。
如圖所示，本發明的其它實施例的模具裝置具有貼緊所述可動模具120的上部而安置的封閉板150，所述隔絕空間180則形成於可動模具120與封閉板150之間。而且，頂出銷140依次貫穿封閉板150與可動模具120。排除了前述實施例的支撐板160(請參閱圖1)。
在該實施例中，可以在封閉板150的底面處頂出銷140貫穿的孔的入口安裝所述密封件P1。此時，為了防止密封件P1脫離而安裝丸棒126。丸棒126在所述隔絕空間180憑藉上端支持密封件P1並給予壓迫而下端則受到可動模具120支持地豎立。因此頂出銷140貫穿所述丸棒126並貫穿可動模具120，丸棒126不僅防止密封件P1脫離，還能把隔絕空間180與頂出銷140隔絕。
優選地，所述丸棒126由具備隔熱性的材質形成，但不限定於此。
圖式中未說明的符號和前述實施例相同，因此下面省略其說明。
下面詳細說明本發明的模具裝置利用金屬熔湯成型產品的過程。圖7到圖10是示出利用本發明的模具裝置讓金屬產品成型的過程之例示圖。
首先，請參閱圖7，讓可動模具120上昇並且清掃母模仁130和形成於母模仁130 的下部的冒口部132。噴射高壓空氣以實施清掃，清掃後噴射脫模劑與潤滑油。
清掃完畢後，把金屬投入冒口部132的內部加熱並讓可動模具120下降。請參閱圖8，可動模具120和固定模具110合體後啟動排氣裝置190而同時從母模仁130與隔絕空間180抽出空氣，把空氣全部抽出後關閉閥門營造出高度真空環境。
投入的所述金屬被充分加熱並熔解後，請參閱圖9，讓加壓柱塞170上昇而把熔解的金屬，亦即金屬熔湯填入母模仁130的內部。然後，放置一定時間以進行冷卻，使得金屬按照母模仁130的形狀成型。在這個過程中，可動模具120被加熱到一定溫度，且可動模具120上發生的熱被隔絕空間180阻止其傳遞。
之後，請參閱圖10，冷卻完畢後讓可動模具120重新上升。此時，成型後的產品貼在可動模具120且與可動模具120一起上昇，頂出銷140朝成型後的產品側前進而從可動模具120分離出成型後的產品而實現脫模。
最後，透過對脫模後的產品進行研磨塗色之類的後處理後完成產品，反復進行上述過程而得以在高度真空環境下讓金屬連續成型。
P1、P2、P3：密封件 110：固定模具 120：可動模具 122：密封槽 124：防脫環 126：丸棒 130：母模仁 132：冒口部 140：頂出銷 150：封閉板 160：支撐板 170：加壓柱塞 180：隔絕空間 190：排氣裝置
圖1是示出本發明的模具裝置的概略結構之例示圖。 圖2是圖1的A部分的分解圖。 圖3是圖1的A部分的剖視圖。 圖4是圖1的B部分的剖視圖。 圖5是圖1的C部分的剖視圖。 圖6是示出本發明其它實施例的模具裝置的概略結構之例示圖。 圖7到圖10是示出利用本發明的模具裝置讓金屬產品成型的過程之例示圖。
110：固定模具 120：可動模具 130：母模仁 132：冒口部 140：頂出銷 150：封閉板 160：支撐板 170：加壓柱塞 180：隔絕空間 190：排氣裝置
Claims (5)
- 一種在高度真空環境下讓金屬成型的模具裝置，包括： 固定模具； 可動模具，相接於所述固定模具的上部以形成母模仁；以及 頂出銷，貫穿所述可動模具並抵達所述母模仁； 在利用排氣裝置從所述母模仁抽出空氣形成了真空環境的狀態下填入金屬熔湯並成型，然後利用所述頂出銷推動成型後的產品實現脫模， 封閉板貼緊地安置在所述可動模具的上部上並且讓所述頂出銷依次貫穿所述封閉板與所述可動模具，在所述封閉板中所述頂出銷貫穿的孔上安裝密封件而防止外部空氣流入所述母模仁， 在所述可動模具與所述密封件之間形成隔絕空間而阻止熱傳遞到所述密封件。
- 如申請專利範圍第1項所述的模具裝置，其中所述密封件在所述封閉板的上表面安裝在所述頂出銷貫穿的所述孔的入口，還具有安置在所述封閉板上部上的支撐板，使得所述密封件被所述支撐板壓迫。
- 如申請專利範圍第1項所述的模具裝置，其中所述密封件安裝在所述封閉板的底面且位在所述頂出銷貫穿的所述孔的入口，具有在所述隔絕空間憑藉上端支持所述密封件並給予壓迫而下端則受到可動模具支持的丸棒，從而使得所述頂出銷貫穿所述丸棒。
- 如申請專利範圍第1項所述的模具裝置，其中在所述頂出銷貫穿的所述孔的入口形成密封槽並夾入所述密封件，所述密封槽的入口則夾入防脫環而防止所述密封件脫離。
- 如申請專利範圍第1項所述的模具裝置，其中所述排氣裝置從所述母模仁與所述隔絕空間同時抽出空氣。
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