一种铝合金压铸模具的型芯冷却结构的制作方法

文档序号:14398675

本实用新型涉及铝合金压铸模具技术领域,尤其是涉及一种铝合金压铸模具的型芯冷却结构。



背景技术:

铝合金压铸模具通常包括上模、下模,上模上设置和产品的外侧适配的型腔,下模上设置和产品的内侧适配的模芯,压铸时,上下模合模,此时型腔和模芯之间的空隙即为成型腔体,高温熔融状的铝合金液体通过浇口进入成型腔体内,再经过冷却系统的冷却,即可形成铝合金产品,然后通过顶出机构将产品顶出。

现有压铸模具的冷却系统通常是在上模或下模上设置冷却管道,以便对整个上模和下模进行冷却。当产品上具有较小尺寸的成型孔、和成型腔时,通常需要在下模的模芯上嵌设对应的型芯。由于型芯的成型端部四周被铝合金包围,因此,其热量不易散发。特别是,型芯的尺寸较小,一般的冷却结构难以适用。为此,人们通常是在型芯内设置沿模具的上下方向布置的冷却孔,在冷却孔内设置眼轴向布置的隔离片,从而将冷却孔一分为二,其一侧为进水侧,另一侧为回水侧,并在下模上对应进水侧处设置进水孔,在对应回水侧处设置回水孔,同时在下模和模芯之间设置包围进水孔和回水孔的密封圈,避免冷却水的渗漏。需要冷却时,冷却水通过进水孔进入进水侧,在翻过隔离片后进入回水侧,再通过回水孔流出下模,从而达到冷却型芯的目的。

然而现有的压铸模型芯的冷却结构存在如下缺陷:首先,型芯的冷却孔被隔离片分隔为一侧的进水侧和另一侧的回水侧,而冷却水是由进水侧进入,并由回水侧流出的,因此,进水侧和回水侧的冷却水的温度会有较大的差异,从而造成型芯冷却时温度的不均匀,进而影响产品在该处的冷却收缩过程,造成收缩应力等一些成型问题。其次,在型芯的直径较小时,型芯内的进水侧和回水侧的横截面较小,相应地,下模上的进水孔、回水孔的孔径较小,并且距离非常靠近,因此,造成其加工、组装的困难。特别是,用于密封的密封圈在使用一段时间后会因为长时间的挤压而降低回弹力,从而造成密封性能的下降,因此,当我们为了提高冷却效果而提高冷却水的水压时,极易造成冷却水的渗漏。而且需要更换密封圈时,需要从下模上拆卸整个模芯,从而造成后期维修的不便。



技术实现要素:

本实用新型的目的是为了解决现有的压铸模具小尺寸型芯冷却结构所存在的加工组装、维修困难、以及冷却水压力低,冷却效果不理想的问题,提供一种铝合金压铸模具的型芯冷却结构,既能显著地提高型芯的冷却效果,又能方便加工、组装和维修。

为了实现上述目的,本实用新型采用以下技术方案:一种铝合金压铸模具的型芯冷却结构,包括位于压铸模具上部且具有型腔的上模、位于压铸模具下部的下模、设置在下模上的模芯以及设置在模芯内的型芯,所述型芯内设有冷却孔,所述冷却孔包括上部的冷却段、下部开口端外扩的定位段,从而使冷却孔呈阶梯孔状,所述定位段内螺纹连接有导出杆,所述导出杆向下伸出下模的下端设有连接座,导出杆的上端设有轴向地延伸至连接座的下回水孔,在下回水孔内同轴地设有进水管,所述进水管的上端伸入冷却孔的冷却段内,所述进水管的下端嵌设在连接座上,在进水管的外侧壁和下回水孔以及冷却孔的冷却段之间具有套管状的回水间隙,所述连接座的侧面设有贯通回水间隙的回水接头、以及贯通进水管内孔的进水接头,进水接头通过冷却水管和一增压水泵的出水口相连接,所述导出杆在对应模芯与下模的交界处设有支撑台阶,在支撑台阶与型芯的下端面之间设有密封圈。

本实用新型在型芯内设置一个阶梯状的冷却孔,冷却孔下端的定位段内设置一个导出杆,并在导出杆的下回水孔内设置一根同轴的进水管,从而可在进水管和下回水孔以及冷却孔之间形成套管状的回水间隙。这样,需要冷却时,由增压水泵输出的高压冷却水可通过进水接头进入进水管内孔,然后从进水管的上端流出进入回水间隙,最后通过回水接头流出。由于回水间隙呈间隙均匀的套管状,因此,型芯的冷却孔内高压的冷却水可快速均匀地冷流动,从而实现对型芯的高效、均匀冷却,避免因型芯两侧冷却不均匀导致的成型问题。特别是,现有的型芯冷却结构中,冷却水是从进水侧的下部往上部、再从回水侧的上部往下部逐步冷却型芯的,而成型时型芯的上部温度最高,也就是说,当冷却水到达型芯上部时,其温度已经有所提高,从而降低其冷却效果,进一步导致型芯温度的差异过大。而本实用新型的冷却水在进水管内流动时基本不吸收热量,当冷却水从进水管的上端流出时可保持较低的温度,从而可有效地冷却型芯中温度较高的上端部。当冷却水流动至型芯的下端部时,其温度逐渐升高,相应的,下端部型芯的温度较低,从而使型芯的上下两端的温度可保持基本一致,从而有利于改善成型质量。由于本实用新型的导出杆向下伸出下模,而设置进水接头、回水接头的连接座设置在导出杆的下端上。这样,安装时,我们可先将进水管嵌设在导出杆的下回水孔内,然后将嵌设有进水管的导出杆穿过下模螺纹连接在冷却孔的定位段上。一方面,位于下模外的连接座可降低对密封的要求,避免渗漏的冷却水进入型腔内;另一方面,需要更换密封圈时,无需拆卸下模上的模芯,只需反向转动导出杆,即可方便地拆卸导出杆。而通过调整导出杆的转矩,即可方便地控制密封圈的挤压力,确保其密封效果。

作为优选,所述进水管的圆周面上设有若3-4个抵靠冷却孔内侧壁的定位凸齿,定位凸齿在圆周方向均匀分布。

定位凸齿可对进水管形成有效的径向支撑,避免进水管的上端产生偏斜,从而确保回水间隙的均匀一致。

作为优选,所述进水管上套设有具有开口的弹性套环,所述定位凸齿一体地设置在弹性套环上。

由于定位凸齿和进水管采用分体结构,因此,可方便进水管的加工制造。具有开口的弹性套环可方便地套设在进水管上,并依靠弹性套环的弹力在进水管上合适的位置方便地定位。

作为优选,所述进水管的上端抵靠冷却孔的上端,进水管的上端设有贯通内外侧壁的十字形出水槽。

冷却时,冷却水可通过进水管上端的十字形出水槽进入回水间隙内。由于进水管的上端抵靠冷却孔的上端,也就是说,进水管上端和冷却孔的底部之间没有空隙,从而不会在进水管上端和冷却孔的底部之间形成冷却水流动的死角,有利于提高冷却效果。

作为优选,所述上模的型腔在对应型芯处设有喷雾孔,所述喷雾孔内设有可喷出压铸脱模剂的柱塞式喷雾装置以及与柱塞式喷雾装置相关联的驱动装置,在喷雾孔靠近型腔一侧的开口处设有外扩的圆锥口,所述圆锥口内适配有封口板,封口板由3-4块在圆周方向均匀分布的拼接块拼接构成,所述柱塞式喷雾装置包括抵靠封口板的喷雾头,所述拼接块的外侧圆锥面与圆锥口之间设有倾斜滑轨,并且在圆锥口上设有可限制拼接块移动行程的限位结构,所述拼接块的内端面与喷雾头端面之间设有径向滑轨。

当上、下模合模时,驱动装置动作,从而驱动柱塞式喷雾装置前移,此时喷雾头带动拼接块沿着倾斜滑轨向前外侧移动而相互分开而露出喷雾头的喷口,驱动装置即可使柱塞式喷雾装置对准型芯喷出压铸脱模剂,既有利于降低型芯的温度,避免熔融的铝合金与型芯产生粘连,又可显著地提高压铸的生产效率,提高操作人员的安全性。

因此,本实用新型具有如下有益效果:既能显著地提高型芯的冷却效果,又能方便加工、组装和维修。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构示意图。

图2是进水管的一种结构示意图。

图3是柱塞式喷雾装置的安装结构示意图。

图4是柱塞式喷雾装置的结构示意图。

图5是拼接块与圆锥口的连接结构示意图。

图中:1、上模 11、型腔 12、喷雾孔 13、圆锥口 131、限位凸起 2、下模 21、模芯 22、型芯 221、冷却段222、定位段 23、导出通孔 3、导出杆 31、连接座 32、下回水孔 33、进水接头 34、回水接头 35、密封圈 4、进水管 41、回水间隙 42、十字形出水槽 5、弹性套环 51、定位凸齿 6、泵筒 61、喷雾头 62、封盖 621、进液口 63、活塞 631、输液孔 64、活塞杆 65、进液腔 66、出液腔 67、预紧压簧 68、进液软管 7、自复位推拉式电磁铁 71、可动铁芯 8、封口板 81、拼接块 811、限位槽 9、封堵弹片。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型做进一步的描述。

如图1所示,一种铝合金压铸模具的型芯冷却结构,包括位于压铸模具上部且具有型腔11的上模1、位于压铸模具下部的下模2、设置在下模上的模芯21以及设置在模芯内的型芯22,型芯下端设置向上延伸的冷却孔,冷却孔包括上部的冷却段221和下部开口端的定位段222,并且冷却段为盲孔,定位段的孔径大于冷却段的孔径,从而使冷却孔呈阶梯孔状。需要说明的是,为了方便描述,本实施例中以上模一侧为上侧,下模一侧为下侧。

此外,在定位段内设置一根导出杆3,下模在对应导出杆处设置一个导出通孔23,导出杆的下端向下穿过导出通孔,并在导出杆伸出下模的下端设置一个连接座31。为了方便连接,我们可在定位段的开口处设置内螺纹,在导出杆上端的圆周面上设置外螺纹,从而可通过转动位于下模外面的导向杆下端使导向杆螺纹连接在定位段上。

另外,我们可在导出杆的上端设置轴向地向下延伸至连接座的下回水孔32,在连接座的下回水孔底部设置一根进水管4,该进水管的上端伸入冷却孔的冷却段内,进水管的下端则与下回水孔底部一体形成,从而使进水管与下回水孔同轴布置。当然,我们也可在连接座的下回水孔底部设置一个同轴的固定孔,然后使进水管的下端嵌设在下回水孔底部的固定孔内,从而方便进水管的加工安装。为了使冷却水的进水和回水的流通截面尽量保持一致,我们可使冷却孔的冷却段的孔径与导出杆的下回水孔孔径保持一致,从而在进水管的外侧壁和下回水孔以及冷却孔的冷却段之间形成套管状的回水间隙41,当然,该回水间隙的横截面面积应和进水管内孔的横截面面积相一致。

进一步地,我们还可在连接座的侧面设置回水接头34和进水接头33,相应地,在进水接头和回水接头上分别设置冷却水管,其中的进水接头贯通进水管的内孔,回水接头贯通回水间隙,进水接头通过冷却水管和一增压水泵的出水口相连接。这样,需要冷却时,由增压水泵输出的高压冷却水可通过进水接头进入进水管中心的内孔,然后从进水管的上端流出进入回水间隙,最后通过回水接头流出,以实现对型芯的高效冷却。

为了实现导出杆的良好密封,我们可将导出杆设计成下大上小的阶梯轴状,从而在对应模芯与下模的交界处形成一个轴肩,此时我们即可在导出杆的轴肩处设置一个密封圈35,当转动导向杆下端使导向杆螺纹连接在定位段上时,即可有效地挤压密封圈,从而实现良好的密封。此外,阶梯轴状的导出杆有利于提高其强度。当然,我们也可在导出杆上对应模芯与下模的交界处设置一个支撑台阶,并在支撑台阶与型芯的下端面之间设置密封圈。

还有,如图2所示,我们可在进水管上套设至少一个由不锈钢制成的具有开口的弹性套环5,并在弹性套环上一体地设置3-4个径向延伸且在圆周方向均匀分布的定位凸齿51,定位凸齿的外端抵靠冷却孔冷却段的内侧壁,定位凸齿可有效地支撑进水管,避免其产生弯曲,从而提高进水管的定位刚性,使回水间隙保持均匀一致,确保型芯冷却效果的一致性。需要说明的是,我们可使弹性套环的内径小于进水管的外径,从而当弹性套环能套设到进水管上时,其开口被撑开,弹性套环可利用弹力可靠地定位在进水管上。

为了避免冷却水产生死角,我们可使进水管的上端抵靠冷却孔的上端,同时在进水管的上端设置贯通内外侧壁的十字形出水槽42。冷却时,冷却水即可通过进水管上端的十字形出水槽分四路进入回水间隙内,并且使回水间隙内的冷却水可由上至下地依序流动,有利于提高冷却效果。

最后,如图3、图4所示,我们还可在上模的型腔内对应型芯位置设置一个喷雾孔12,在喷雾孔内设置可喷出压铸脱模剂的柱塞式喷雾装置,以便在上、下模合模时,柱塞式喷雾装置可对准型芯喷出压铸脱模剂,从而有利于降低型芯的温度,避免熔融的铝合金与型芯产生粘连,同时可提高压铸的生产效率,避免操作人员手工喷射压铸脱模剂可能产生的不安全隐患。具体地,柱塞式喷雾装置包括一个可移动地设置在喷雾孔内的泵筒6,泵筒内具有柱形腔体,泵筒靠近型腔的前端设置具有喷出孔的喷雾头61,其后端设置封盖62,泵筒的柱形腔体内设置一个具有活塞杆64的活塞63,从而可将柱形腔体分隔成前侧的出液腔66和后侧的进液腔65。出液腔内设置一个预紧压簧67,预紧压簧一端抵压伸缩套筒的喷雾头,另一端抵压活塞,从而使活塞抵靠后端的封盖,此时进液腔的容积最小,而活塞上的活塞杆穿出封盖的后端与一自复位推拉式电磁铁7的可动铁芯71相连接。

此外,我们还需在喷雾孔前侧的开口处设置外扩的圆锥口13,圆锥口内适配有封口板8,该封口板由3-4块在圆周方向均匀分布的扇形的拼接块81拼接构成,从而可封堵喷雾孔。另外,拼接块的外侧圆锥面设置凸出的T形导轨,圆锥口的内侧壁设置对应的T形滑槽,从而使拼接块的外侧圆锥面与圆锥口之间形成倾斜滑轨,使拼接块可沿着倾斜滑轨在向前侧移动时径向地分开而露出喷雾头上的喷出孔。当然,我们还需在喷雾头端面设置T形导轨,在拼接块的内端面上对应位置设置径向延伸的T形滑槽,从而使拼接块的内端面与喷雾头端面之间形成径向滑轨,使拼接块可沿着径向滑轨径向地分开或并拢。为了限制拼接块的移动行程,如图5所示,我们还可在拼接块的外侧圆锥面上设置半圆形的限位槽811,该限位槽的一端贯通拼接块大端的端面,相应地,在型腔的圆锥口边缘设置适配在限位槽内的限位凸起131。当拼接块沿着倾斜滑轨移动时,限位凸起即可在限位槽内移动,并最终限制拼接块的移动行程,避免其向外脱出。

还有,我们需要在封盖上设置进液口621,在进液口设置与进液腔连通的进液软管68,进液软管另一端与储存压铸脱模剂的储液箱相连接。在封盖内侧设置一个覆盖进液口的具有弹性的封堵弹片9。还有,活塞上需要设置一个贯通进液腔和出液腔的输液孔631,并且在活塞上位于出液腔一侧的端面上设置一个覆盖输液孔的封堵弹片。

当上、下模合模时,自复位推拉式电磁铁的线圈得电使可动铁芯动作,从而驱动柱塞式喷雾装置的活塞杆以及活塞前移。由于预紧压簧具有一定的预紧弹力,因此,活塞可通过预紧压簧推动泵筒一起前移。此时泵筒前端的喷雾头即可推动拼接块沿着倾斜滑轨前移,拼接块同时径向地分开而使喷雾头的喷出孔外露。当限位槽使拼接块限位时,泵筒即停止前移,此时可动铁芯使活塞克服预紧压簧的弹力而继续前移,从而使泵筒的出液腔内的液体压力快速上升,压力升高的压铸脱模剂一方面使设置在活塞上的封堵弹片紧紧地贴靠活塞端面,并可靠地覆盖输液孔,从而避免出液腔内的压铸脱模剂通过输液孔流入进液腔内。另一方面,高压的压铸脱模剂从喷雾头的喷出孔向外喷出到对应的型芯表面。与此同时,进液腔的容积由零增大形成负压,从而使储液箱内的压铸脱模剂通过进液软管、进液口推开设置在封盖上的封堵弹片而进入到进液腔内。然后自复位推拉式电磁铁的线圈断电,可动铁芯在其复位弹簧的作用下开始后移复位,与此同时,预紧压簧驱动活塞、活塞杆后移复位,此时进液腔内的压力升高,设置在封盖上的封堵弹片受到挤压而紧紧封堵进液口,避免进液腔内的压铸脱模剂回流到储液箱内,进液腔内的压铸脱模剂通过输液孔进入到出液腔内。由于此时出液腔内为负压,因此,设置在活塞上的封堵弹片不起作用。当活塞抵压封盖、进液腔的容积重新变为零时,可动铁芯即可通过活塞杆带动泵筒后移,从而使拼接块回缩复位以封堵喷雾头,从而可避免压铸成型时熔融的铝合金液体进入喷雾孔内。可以理解的是,圆锥形的圆锥口可对拼接块形成可靠的支撑,避免其受到铝合金液体的高压时产生后退。

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