專利名稱：冷臥式壓鑄設(shè)備的壓射裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬鑄造設(shè)備特別是有色金屬冷臥式壓鑄設(shè)備中使用的壓射裝置。
有色金屬壓力鑄造是一種適于制造表面光潔、尺寸精確的零件且生產(chǎn)率較高的精鑄工藝，近幾年來，得到了迅速的發(fā)展，如日本去年的壓鑄件總產(chǎn)量已接近60萬噸。然而，壓鑄件內(nèi)含有大量氣孔，明顯降低了零件質(zhì)量，不但降低了它的機械強度(硬度、抗拉伸、抗沖擊性能及延伸率等)，而且難以對其進行熱處理，這樣就限制了壓鑄件在重載、高溫、耐壓和氣密等領(lǐng)域中的使用。因而，設(shè)法排除壓鑄件中的氣孔，即如何解決壓鑄工藝中的排氣問題，引起了國內(nèi)外的關(guān)注，并為此作出不少努力，取得了一定的效果。例如，有一種充氧壓鑄工藝，用氧置換壓鑄系統(tǒng)中的空氣，使氧與有色金屬(如鋁)液體化合生成金屬氧化物，從而減少鑄件中的氣孔。但是，這種工藝成本高，氧與金屬液體的化合不充分，而且對人身安全有威脅。還有一種半固態(tài)壓鑄(或稱液態(tài)模鍛)工藝，其原理是將金屬液倒入模腔內(nèi)，待金屬液呈半凝固狀態(tài)時，將凸模加壓，從而獲得少(無)氣孔鑄件。然而，這種工藝只能鑄造形狀簡單的零件，且生產(chǎn)效率很低，因而也限制了它的推廣。除此之外，在真空壓鑄工藝上國外取得了可喜的進展，如日本大和工業(yè)株式會社申請的中國發(fā)明專利(CN87102218)中，公開了一種真空壓鑄法及其壓鑄裝置，該發(fā)明巧妙地利用壓鑄型模中的一孔道大大提高了抽空能力，使能獲得幾乎100%的真空度，從而制出無氣孔的壓鑄件。然而，也使該種壓鑄裝置變得復(fù)雜些，且需抽空設(shè)備及附加控制設(shè)備，增加了設(shè)備開支。
分析壓鑄件中滲入的氣體來源主要來自以下幾個方面(1)模具型腔中的氣體。通過合理設(shè)計澆注系統(tǒng)，控制金屬流態(tài)，實現(xiàn)程序填充，并創(chuàng)造良好的縫隙等排氣條件等幾種手段，可解決這一方面問題;(2)金屬液中的吸氣?？梢杂镁珶挸龤鈩┡艢?(3)壓鑄脫模劑(涂料)產(chǎn)生的氣體?？梢赃x用發(fā)氣量小、脫模性好的涂料，或等涂料揮發(fā)后再合模壓鑄;(4)壓射室中的氣體。根據(jù)統(tǒng)計表明這部分空氣量約占系統(tǒng)所含空氣總量的1/2-3/4。至今，世界上僅有瑞士和日本提出了有效的解決辦法。瑞士BUHLER公司提出一種拋物線，壓射系統(tǒng)(PARASHOT)(瑞士專利578904)，以其無紊流的一級壓射速度將壓射室中的氣體有序排出。它的充填時間自動控制，壓鑄參數(shù)用數(shù)字調(diào)整，建立時間短而無壓力峰的分立的增壓系統(tǒng)。這種設(shè)備固然較以前的先進，但控制設(shè)備復(fù)雜;由于工藝參數(shù)引起的變更和波動，使得實際狀態(tài)與理想狀態(tài)有差異，因而影響排氣效果;該設(shè)備昂貴，如對國內(nèi)老設(shè)備作改裝，也受到基礎(chǔ)元件(電子元器件和液壓閥等)可靠性的限制，因此，不適合我國國情。此外，日本宇部興產(chǎn)株式會社研制了一種立式壓射裝置。它是在原有UB350G型壓鑄機基礎(chǔ)上，將壓射油缸及全部液壓控制元件移置于機床模具安裝區(qū)間的下部，并位于地面之下，還對加料裝置作了改進。這種設(shè)備在壓鑄時必須將壓射室向下移，然而旋轉(zhuǎn)到機器本體之外加料，再復(fù)位、壓射，因而動作多，周期長，機構(gòu)復(fù)雜，還要對壓射室加熱，消耗能量較多?？傊鲜鰞煞N最新已有技術(shù)的目的均在于排除壓射室中的氣體，然而為之而必需的改進量較大，不宜大量推廣使用。
為此，本發(fā)明的目的在于為現(xiàn)有的老式冷臥式壓鑄設(shè)備提供一種結(jié)構(gòu)簡單、操作方便的壓射裝置，利用此裝置可壓鑄出少(無)氣孔的鑄件。
按照本發(fā)明的壓射裝置包括一壓射室，它固定安裝于壓鑄靜模和壓鑄靜板中，在其伸出靜板外的端部的上方部位開有一喂料通孔;還包括一其后部為一可在壓射室內(nèi)沿軸向自由滑動和繞軸線轉(zhuǎn)動且與壓射室內(nèi)壁保持密封配合的圓柱體，而其前部為一從圓柱體前端開始在沿徑向間隔180°的兩個位置上直徑逐漸變小、相對通過其后部圓柱體軸線的水平面為非對稱的細(xì)長舌形桿的壓射沖頭，在舌形桿部分的、在沿其徑向上離壓射室內(nèi)壁最遠(yuǎn)的一側(cè)的軸向全長上開設(shè)至少一條輔助進料槽，該槽與壓射室內(nèi)壁之間限定有一條將金屬液從喂料通孔送入、經(jīng)其進入壓射室的輔助流道。
此外，按本發(fā)明的壓射裝置的壓射沖頭，在其舌形桿部分上的與輔助進料槽相對的一側(cè)的軸向全長內(nèi)還開設(shè)一條均壓槽，該槽與壓射室內(nèi)壁之間限定有一條均壓通道。
下面，通過對實施本發(fā)明的附圖所示的實施例的結(jié)構(gòu)和特點的描述，將有助于對本發(fā)明內(nèi)容的理解。


圖1是表示本發(fā)明的實施例的結(jié)構(gòu)及其與相鄰件的關(guān)系的軸向剖視圖;
圖2和圖3分別是沿圖1中“A-A”和“B-B”的橫向剖視圖;和圖4是表示本發(fā)明的實施例安裝在壓鑄設(shè)備上的情況的局部軸向剖視圖。
如圖1所示，在一種冷臥式壓鑄設(shè)備的壓鑄靜板8的左端面上有一魚眼坑，與該坑同心并貫通壓鑄靜板8的是一直徑比魚眼坑小的長圓孔。在互相溝通的所述魚眼坑和長圓孔中，插裝入一與壓鑄靜板8牢固連接的圓筒狀壓射室9，并使其右端伸出壓鑄靜板8的右端面，而其左側(cè)的外圓面則牢固地與一壓鑄靜模7上的圓通孔配合，其左端面恰與壓鑄靜模7的左端面齊平。壓射室9的外圓面上有一凸緣，其左、右側(cè)環(huán)形面分別緊靠壓鑄靜模7的右端面和壓鑄靜板8的魚眼坑底面。壓鑄靜模7和壓鑄靜板8之間為固定連接，且壓鑄靜板8牢固固定于壓鑄設(shè)備的基礎(chǔ)上(參見圖4)，因而壓鑄靜模7也被固定不動。所以，在軸向外力作用下壓射室9不會沿軸向串動。此外，在壓射室9伸出壓鑄靜板8之外的右側(cè)外圓面的上部，開設(shè)了一圓形或方形喂料通孔，該通孔與壓射室9內(nèi)腔連通，由此喂料通孔可將金屬液灌入到壓射室9中。
在壓射室9中，沿其軸向可滑動及繞其軸線可轉(zhuǎn)動地裝有一只壓射沖頭10，其后部為一可在壓射室9內(nèi)沿軸向自由滑動和繞其軸線轉(zhuǎn)動且與壓射室9內(nèi)壁保持密封配合的圓柱體，而其前部為一從后部圓柱體前端開始橫截面逐漸變小、相對通過其后部圓柱體軸線的水平面為非對稱的細(xì)長舌形桿，即如圖1所示位置的沖頭舌形桿部分中，位于朝著壓射室喂料通孔的一側(cè)的上部，比起與該側(cè)相反的一側(cè)的舌形桿的下部明顯的小，所以，相對于通過壓射沖頭后部圓柱體的軸線的水平面是不對稱形的。這樣，使舌形桿部分的上部離壓射室的內(nèi)壁要遠(yuǎn)些，也即兩者之間所限定的空間要大些，反之，舌形桿部分的下部離壓射室9的內(nèi)壁近些，也即兩者之間限定的空間小些。此外，在這兩個被削去一部分的上、下表面的全長上，各開設(shè)了一條槽上方開設(shè)的槽深些，下方開設(shè)的槽淺些，分別稱其為輔助進料槽及均壓槽(如圖2、3所示)。其中輔助進料槽沿橫向在水平面上的寬度要小于喂料通孔沿橫向在水平面上的寬度(如圖3所示)。所述輔助進料槽與壓射室9的內(nèi)壁之間限定有一條輔助流道，同理，所述均壓槽與壓射室9內(nèi)壁之間限定有一條均壓通道。當(dāng)金屬液從喂料通孔澆入后，就沿輔助流道流入壓射室9，再流入到均壓通道中。設(shè)置均壓槽及相應(yīng)的均壓通道的好處是，當(dāng)壓射沖頭10前推時，以起一力平衡的作用，使其沿壓射室9軸線前進而不致于偏向壓射室9的內(nèi)壁上。
現(xiàn)用圖4來說明冷臥式壓鑄設(shè)備使用本發(fā)明的該實施例后的工作原理。如圖4所示，先將壓鑄動模5、壓鑄靜模7分別裝在壓鑄動板3與壓鑄靜板8上。推進合模機構(gòu)1，使動模5和靜模7合攏。此時，勺取金屬液灌入喂料通孔，灌液速度不要太快，以不致可能妨礙壓射室中的部分空氣逆液流倒入方向而沿所述輔助通道從喂料通孔中排出，而造成金屬液飛濺為準(zhǔn)。待金屬液灌滿壓射室9后，通過連接壓射沖頭10的壓射桿11前部的扳手嵌口將壓射沖頭10隨壓射桿11轉(zhuǎn)動某角度，使盛滿金屬液的輔助進料槽錯過喂料通孔，以免在前推壓射沖頭10時可能出現(xiàn)金屬液飛濺而傷害操作人員。灌滿金屬液后，壓射室中的空氣除少量從喂料通孔排出外，大部分已經(jīng)模腔6從輔助排氣道(圖中未畫出)排走。然后使壓射油缸13工作，通過聯(lián)軸節(jié)12，帶動壓射桿11，將壓射沖頭10向前推進，使壓射室9中的金屬液推入至模腔6中。待金屬液凝固成壓鑄件后，啟動合模機構(gòu)1使模子5和7打開。接著，頂件油缸2工作，由推件板4推出鑄件6。至此，完成了一個工作循環(huán)，其周期約0.5-1.5分鐘/每模(視壓鑄設(shè)備噸位及鑄件大小而異)。待將壓射沖頭10隨壓射桿11一起相對于聯(lián)軸節(jié)12轉(zhuǎn)回到原始位置，即使壓射沖頭10上的輔助進料槽對準(zhǔn)喂料通孔后，又可進行下一周期的新鑄件的壓制工作。
本發(fā)明的優(yōu)點是十分明顯的，它能將約占壓鑄系統(tǒng)中全部含氣量的1/2-3/4的壓射室中的空氣基本上排走，壓鑄出少(無)氣孔的壓鑄件。本發(fā)明人利用本發(fā)明在J113B型125噸冷臥式壓鑄機上壓制鋁合金自行車把方管，鑄件經(jīng)熱處理后的合格率在80%以上(其中報廢件主要還因與本發(fā)明無直接關(guān)系的潤滑、壓鑄型排氣和溫度波動等因素造成)，而傳統(tǒng)的壓鑄法鑄件經(jīng)熱處理后的合格率僅為20%，可見效果明顯。此外，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，具有一般水平的熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員均能實施本發(fā)明，所以，十分便于推廣，對改進壓鑄設(shè)備及工藝，提高壓鑄件質(zhì)量具有重要意義。
權(quán)利要求
1.一種用于冷臥式壓鑄設(shè)備上的壓射裝置，包括一固定安裝于壓鑄設(shè)備的壓鑄靜模7和壓鑄靜板8中，在其伸出靜板8外的端部的上方部位開有一喂料通孔的壓射室9，其特征在于還包括一其后部為一可在所述壓射室9內(nèi)沿軸向自由滑動和繞其軸線轉(zhuǎn)動且與所述壓射室9內(nèi)壁保持密封配合的圓柱體，而其前部為一從后部圓柱體前端開始模截面逐漸變小、相對通過其后部圓柱體軸線的水平面為非對稱的細(xì)長舌形桿的壓射沖頭10；所述舌形桿部分在其徑向上離所述壓射室9內(nèi)壁最遠(yuǎn)的一側(cè)的軸向全長上開設(shè)有至少一條輔助進料槽，所述輔助進料槽與所述壓射室9的內(nèi)壁之間限定一條輔助流道。
2.如權(quán)利要求1所述的壓射裝置，其特征在于所述壓射沖頭10的舌形桿部分上的與所述輔助進料槽相對的一側(cè)的軸向全長內(nèi)開設(shè)有一條均壓槽，所述均壓槽與所述壓射室9內(nèi)壁之間限定有一均壓通道。
3.如權(quán)利要求1所述的壓射裝置，其特征在于所述壓射室9上的喂料通孔沿橫向在水平面上的寬度大于所述壓射沖頭10上的輔助進料槽沿其橫向在水平面上的寬度。
全文摘要
本發(fā)明是一種金屬壓鑄設(shè)備使用的壓射裝置，它包括一開有喂料通孔的壓射室和一可在壓射室中滑動和轉(zhuǎn)動的壓射沖頭，沖頭前部沿軸向開有上、下各一條輔助進料槽及均壓槽，它們各與壓射室內(nèi)壁限定一輔助流道和均壓流道。金屬液從喂料通孔經(jīng)輔助流道灌入壓射室，能排走壓射室中空氣，使壓鑄件氣孔甚少(或無氣孔)。該發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，提高壓鑄件質(zhì)量收效甚顯，便于推廣應(yīng)用，對改進壓鑄設(shè)備及工藝具有重要意義。
文檔編號B22D17/10GK1042322SQ8810753
公開日1990年5月23日 申請日期1988年10月29日 優(yōu)先權(quán)日1988年10月29日
發(fā)明者張偉中 申請人:上海電器壓鑄廠