薄壁大包紧力机壳压铸模再推出装置的制作方法

本发明涉及压铸模具，尤其涉及一种薄壁大包紧力机壳压铸模再推出装置。

背景技术

单法兰轴流式风机的机壳是铝合金(yl102)压铸件。如图1所示，该铸件在结构上，是由内缘端盖和外缘带法兰筒型件两部分组成的复合结构，内外缘之间由三条φ5的圆截面筋连成一体。它的特点是整体强度低、外缘筒壁薄而长且包紧力大。若采用传统的全推杆推出机构，则外侧的顶出力点只能放置在最边缘的法兰凸耳处(φ4.5)安装孔旁边。这样的结果在顶出时会因铸件筒壁凸耳断裂而导致失败，必须采用摆杆式再推出机构以便在摆脱筒壁与型芯的大包紧力之后再从型腔将铸件推出。

为了满足用户要求，该风机机壳壁厚仅1mm，而安装法兰厚度4mm，其交汇处强度相差悬殊，存在严重的应力集中，当该处受力时极易发生碎裂，而这样极大地增加了模具设计的难度，为了保证机壳铸件成型顶出不变形，必须在顶出机构上采取措施。

从机壳的结构分析可知，由于内缘小端盖与外缘法兰同处一侧，故模具型腔设置在动模是不得已但也是唯一的选择。若采用传统的全推杆或推件板机构，那前者会因φ102筒壁的强大包紧力使φ104外筒壁根部与外缘法兰联接处形成较大的应力集中而将外缘法兰顶碎；后者虽然能将整个机壳铸件从φ102大型芯上脱出，但机壳型腔本身紧固在推件板上，这就意味着机壳铸件永远无法脱出型腔。因此该压铸模的难点就在于如何在不损伤机壳的情况下顺利推出铸件。

技术实现要素：

为了在摆脱筒壁与型芯的大包紧力之后再从型腔中将铸件推出，本发明提出了一种薄壁大包紧力机壳压铸模再推出装置。

本发明所采用的技术方案是：

一种薄壁大包紧力机壳压铸模再推出装置，包括定模板、定模型芯、前推板组件、后推板组件、推件板推杆、内外缘推杆组件、动模组件、内型芯、外缘筒型芯、动模镶件、推件板、摆杆和连杆；所述定模型芯安装在所述定模板上；所述内型芯、外缘筒型芯和所述动模镶件由内至外嵌套设置，并且结合所述定模型芯形成模具型腔；所述动模组件固定所述内型芯和所述外缘筒型芯；所述前推板组件固定所述内外缘推杆组件，所述后推板组件固定所述推件板推杆；所述摆杆的一端与所述连杆的一端转动连接，所述连杆的另一端固定在所述动模组件上；

顶出第一阶段时：所述后推板组件推动所述前推板组件，所述推件板推杆通过所述推件板推动所述动模镶件，同步地所述内外缘推杆组件推动机壳铸件脱离所述内型芯和所述外缘筒型芯；顶出第二阶段时：所述后推板组件推动所述摆杆的一端绕所述连杆的一端转动，进而所述摆杆的另一端推动所述前推板组件超前所述后推板组件向前移动，所述内外缘推杆组件开始推动所述机壳铸件脱离所述动模镶件；顶出第三阶段时：所述摆杆的另一端转动至极限位置，所述机壳铸件完全脱离所述动模镶件。

较佳的，所述内外缘推杆组件包括内缘推杆、筋推杆、法兰外缘推杆和所述直浇道推杆；所述前推板组件固定所述内缘推杆、筋推杆、法兰外缘推杆和所述直浇道推杆。

一种薄壁大包紧力机壳压铸模再推出装置，包括定模扳、定模型芯、前推板组件、后推板组件、推件板推杆、直浇道推杆、法兰外缘推杆、筋推杆、内缘推杆、动模组件、内型芯、外缘筒型芯、动模镶件、推件板、轴承室孔型芯、安装孔型芯、摆杆和连杆；所述定模型芯安装在所述定模板上；所述轴承室孔型芯和所述安装孔型芯安装在所述定模型芯上；所述内型芯、外缘筒型芯和所述动模镶件由内至外嵌套设置，并且结合所述定模型芯、轴承室孔型芯和所述安装孔型芯形成模具型腔；所述动模组件固定所述内型芯和所述外缘筒型芯；所述前推板组件固定所述内缘推杆、筋推杆、法兰外缘推杆和所述直浇道推杆，所述后推板组件固定所述推件板推杆；所述摆杆的一端与所述连杆的一端转动连接，所述连杆的另一端固定在所述动模组件上；

顶出第一阶段时：所述后推板组件推动所述前推板组件，所述推件板推杆通过所述推件板推动所述动模镶件，同步地所述内缘推杆、筋推杆、法兰外缘推杆和所述直浇道推杆推动机壳铸件脱离所述内型芯和所述外缘筒型芯；顶出第二阶段时：所述后推板组件推动所述摆杆的一端绕所述连杆的一端转动，进而所述摆杆的另一端推动所述前推板组件超前所述后推板组件向前移动，所述内缘推杆、筋推杆、法兰外缘推杆和所述直浇道推杆开始推动所述机壳铸件脱离所述动模镶件；顶出第三阶段时：所述摆杆的另一端转动至极限位置时，所述机壳铸件完全脱离所述动模镶件。

较佳的，所述摆杆包括第一折边和第二折边，所述第一折边的一端与所述连杆的另一端转动连接，所述第一折边的另一端与所述第二折边的一端连接；所述第一折边和所述第二折边之间的夹角＞90°且小于180°；当所述后推板组件的表面与所述第二折边平齐时，所述后推板组件开始推动所述摆杆绕所述连杆的另一端转动；当所述后推板组件的表面与所述第一折边平齐时，所述摆杆转动至极限位置。

较佳的，所述第二折边的两端和所述第一折边的一端均设有滚轮，所述后推板组件通过所述滚轮推动所述摆杆绕所述连杆的一端转动。

较佳的，所述第一折边和所述第二折边之间的夹角为135°。

较佳的，所述连杆的另一端设有凸榫，相应地所述动模组件上设有凹槽，所述凸榫嵌入所述凹槽内。

较佳的，所述定模扳上设有侧浇口，所述侧浇口上设有浇口套。

较佳的，所述外缘筒型芯的端面设有若干均布的辅助浇口。

较佳的，包括辅助浇口推杆；所述前推板组件所述固定辅助浇口推杆；顶出第一阶段时，所述内缘推杆、筋推杆、法兰外缘推杆、直浇道推杆和所述辅助浇口推杆推动所述机壳铸件脱离所述内型芯和所述外缘筒型芯。

较佳的，所述后推板组件包括后推板和后推杆固定板，所述后推板和所述后推杆固定板通过螺钉固定连接；所述推件板推杆的头部安装于所述后推杆固定板的沉孔上，并抵接所述后推板；顶出第二阶段时，所述后推板推动所述摆杆的另一端绕所述连杆的另一端转动，进而所述摆杆的另一端推动所述前推板组件向前移动。

较佳的，所述前推板组件包括前推板和前推杆固定板，所述前推板和所述前推杆固定板通过螺钉固定连接；所述内缘推杆、筋推杆、法兰外缘推杆和所述直浇道推杆的头部安装于所述前推杆固定板的沉孔上，并抵接所述前推板。

较佳的，包括推板导柱，所述动模组件固定所述推板导柱；所述前推板组件上安装有前推板导套，所述后推板组件上安装有后推板导套，所述推板导柱贯穿所述前推板导套和所述后推板导套。

较佳的，包括复位杆，所述前推板组件固定所述复位杆；所述复位杆贯穿所述动模组件和所述推件板。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果是：

本发明适用于压铸整体强度低、外缘筒壁薄而长且包紧力大的机壳铸件，其能够在摆脱筒壁与型芯的大包紧力之后再从型腔将铸件推出；

本发明结构简单可靠，能够将法兰与筒壁厚薄太悬殊的机壳铸件在成型后顶出；

连杆的一端通过螺钉与动模组件固定连接，还通过凸榫嵌入相应凹槽，并加以螺钉锁紧，这样可使连杆的刚性和抗变形能力显著提升；

摆杆在与后推板接触处安装了两个滚轮(第一折边和第二折边的两端均安装有滚轮，其中连接处的滚轮共用)，这样可以最大限度减小工作中与后推板的硬摩擦和冲击，使摆杆绕连杆轴的转动相对平稳；

本发明采用了去浇口方便的侧浇口进料，通过在外缘筒型芯的端面增加辅助浇口，有效弥补了所需的填充流量，收到较好的效果。

附图说明

图1为本发明一实施例的机壳零件的结构图；

图2为本发明一实施例的薄壁大包紧力机壳压铸模再推出装置的结构图；

图3为本发明一实施例的推出机构的状态示意图；

图4为本发明一实施例的动模镶件的结构图；

图5为本发明一实施例的外缘筒型芯的结构图；

图6为本发明一实施例的定模型芯的结构图；

图7为本发明一实施例的摆杆的结构图；

图8为本发明一实施例的滚轮的剖视图；

图9为本发明一实施例的连杆的结构图。

图中，1-浇口套；2-外缘筒型芯；3-内型芯；4-轴承室孔型芯；5-内缘推杆；6-筋推杆；7-安装孔型芯；8-定模型芯；9-动模镶件；10-定模导套；11-定模扳；12-动模导柱；13-动模导套；14-复位杆；15-推件板；16-推件板推杆；17-动模板；18-紧固螺钉；19-动模盖板；20-法兰外缘推杆；21-推板导柱；22-前推杆固定板；23-前推板；24-后推杆固定板；25-前推板导套；26-后推板导套；27-后推板；28-底板；29-圆柱头内六角螺钉；30-滚轮；31-摆杆；32-转轴；33-连杆；34-圆柱头内六角螺钉；35-圆柱头内六角螺钉；36-筋推杆；37-直浇道推杆。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。

请综合参考图1至图9所示，一种薄壁大包紧力机壳压铸模再推出装置，包括定模板11、定模型芯8、前推板组件、后推板组件、推件板推杆16、内外缘推杆组件、动模组件、内型芯3、外缘筒型芯2、动模镶件9、推件板15、摆杆31和连杆33；定模型芯8安装在定模板11上；内型芯3、外缘筒型芯2和动模镶件9由内至外嵌套设置，并且结合定模型芯8形成模具型腔；动模组件固定内型芯3和外缘筒型芯2；前推板组件固定内外缘推杆组件，后推板组件固定推件板推杆16；摆杆31的一端与连杆33的一端转动连接，连杆33的另一端固定在动模组件上；

顶出第一阶段时：后推板组件推动前推板组件，推件板推杆16通过推件板15推动动模镶件9，同步地内外缘推杆组件推动机壳铸件脱离内型芯3和外缘筒型芯2；顶出第二阶段时：后推板组件推动摆杆31的一端绕连杆33的一端转动，进而摆杆31的另一端推动前推板组件超前后推板组件向前移动，内外缘推杆组件开始推动机壳铸件脱离动模镶件9；顶出第三阶段时：摆杆31的另一端转动至极限位置，机壳铸件完全脱离动模镶件9。

在本发明的一个实施例中，内外缘推杆组件包括内缘推杆5、筋推杆(6，36)、法兰外缘推杆20和直浇道推杆37；前推板组件固定内缘推杆5、筋推杆(6，36)、法兰外缘推杆20和直浇道推杆37。

请综合参考图1至图9所示，一种薄壁大包紧力机壳压铸模再推出装置，包括定模扳、定模型芯8、前推板组件、后推板组件、推件板推杆16、直浇道推杆37、法兰外缘推杆20、筋推杆(6，36)、内缘推杆5、动模组件、内型芯3、外缘筒型芯2、动模镶件9、推件板15、轴承室孔型芯4、安装孔型芯7、摆杆31和连杆33；定模型芯8安装在定模板11上；轴承室孔型芯4和安装孔型芯7安装在定模型芯8上；内型芯3、外缘筒型芯2和动模镶件9由内至外嵌套设置，并且结合定模型芯8、轴承室孔型芯4和安装孔型芯7形成模具型腔；动模组件固定内型芯3和外缘筒型芯2；前推板组件固定内缘推杆5、筋推杆(6，36)、法兰外缘推杆20和直浇道推杆37，后推板组件固定推件板推杆16；摆杆31的一端与连杆33的一端转动连接，连杆33的另一端固定在动模组件上；

顶出第一阶段时：后推板组件推动前推板组件，推件板推杆16通过推件板15推动动模镶件9，同步地内缘推杆5、筋推杆(6，36)、法兰外缘推杆20和直浇道推杆37推动机壳铸件脱离内型芯3和外缘筒型芯2；顶出第二阶段时：后推板组件推动摆杆31的一端绕连杆33的一端转动，进而摆杆31的另一端推动前推板组件超前后推板组件向前移动，内缘推杆5、筋推杆(6，36)、法兰外缘推杆20和直浇道推杆37开始推动机壳铸件脱离动模镶件9；顶出第三阶段时：摆杆31的另一端转动至极限位置时，机壳铸件完全脱离动模镶件9。

在本发明的一个实施例中，摆杆31和连杆33组成的再推出机构为两组，分布于再推出装置的对称位置，但本发明不以此为限。

在本发明的一个实施例中，摆杆31包括第一折边和第二折边，第一折边的一端与连杆33的另一端转动连接，第一折边的另一端与第二折边的一端连接；第一折边和第二折边之间的夹角＞90°且小于180°；当后推板组件的表面与第二折边平齐时，后推板组件开始推动摆杆31绕连杆33的另一端转动；当后推板组件的表面与第一折边平齐时，摆杆31转动至极限位置。

在本发明的一个实施例中，第二折边的两端和第一折边的一端均设有滚轮30，后推板组件通过滚轮30推动摆杆31绕连杆33的一端转动。

在本发明的一个实施例中，第一折边和第二折边之间的夹角为135°。

在本发明的一个实施例中，连杆33的另一端设有凸榫，相应地动模组件上设有凹槽，凸榫嵌入凹槽内。

在本发明的一个实施例中，定模扳上设有侧浇口，侧浇口上设有浇口套1。如图2可知，浇注系统采用了侧浇口，由外缘法兰处进料，通过三条连接筋向内侧填充，这样三条连接筋便充当了内缘实体的内浇口。选择侧浇口的最大优点是去浇口便捷。

在本发明的一个实施例中，外缘筒型芯2的端面设有若干均布的辅助浇口。由图2左图可知，只有正对恒流道的一条筋是最流畅的通道，而其余两条筋是靠撞击后的回流进行填充，因压力损失很大，故须增设三片辅助浇口(图5所示)便可顺利完成充型，机壳表面质量令人满意。

在本发明的一个实施例中，包括辅助浇口推杆；前推板组件固定辅助浇口推杆；顶出第一阶段时，内缘推杆5、筋推杆(6，36)、法兰外缘推杆20、直浇道推杆37和辅助浇口推杆推动机壳铸件脱离内型芯3和外缘筒型芯2。该设计中，外缘筒型芯2的辅助浇口的底部设有通孔，包括两种孔径段，靠近辅助浇口的孔径段小于远离辅助浇口的孔径段，其作用是减小型芯孔与推杆长距离摩擦而过早损坏推杆，一般推杆与相应孔的间隙配合长度取推杆直径的1.5-2倍即可。

在本发明的一个实施例中，后推板组件包括后推板27和后推杆固定板24，后推板27和后推杆固定板24通过圆柱头内六角螺钉29固定连接；推件板推杆16的头部安装于后推杆固定板24的沉孔上，并抵接后推板27；顶出第二阶段时，后推板27推动摆杆31的另一端绕连杆33的另一端转动，进而摆杆31的另一端推动前推板组件向前移动。

在本发明的一个实施例中，前推板组件包括前推板23和前推杆固定板22，前推板23和前推杆固定板22通过螺钉固定连接；内缘推杆5、筋推杆(6，36)、法兰外缘推杆20和直浇道推杆37的头部安装于前推杆固定板22的沉孔上，并抵接前推板23。

在本发明的一个实施例中，包括推板导柱21，动模组件固定推板导柱21；前推板组件上安装有前推板导套25，后推板组件上安装有后推板导套26，推板导柱21贯穿前推板导套25和后推板导套26。

在本发明的一个实施例中，包括复位杆14，前推板组件固定复位杆14；复位杆14贯穿动模组件和推件板15。

在本发明的一个实施例中，包括底板28，底板28通过紧固螺钉18固定动模组件。

在本发明的一个实施例中，包括动模导柱12，定模扳上设有定模导套10，推件板15上设有动模导套13；动模组件固定动模导柱12，动模导柱12贯穿定模导套10和动模导套13。

在本发明的一个实施例中，动模组件包括动模盖板19和动模板17，动模导柱12和外缘筒型芯2的头部安装在动模板17的沉孔内，并抵接在动模盖板19上；动模盖板19和动模板17通过圆柱头内六角螺钉34紧固连接；动模盖板19和动模板17通过紧固螺钉18固定在底板28上。

在本发明的一个实施例中，连杆33的另一端通过圆柱头内六角螺钉35固定在动模板17上，除此之外，连杆33的中间位置设置凸榫，而动模盖板19上设置凹槽，以便凸榫嵌入凹槽内，并加以圆柱头内六角螺钉锁紧。

如图2所示，在推出机构增加了一组推板(后推杆固定板24和后推板27)，前后两组推板的运动速度差依托摆杆31实现，其基本原理是：(1)压铸机的顶出油缸活塞杆推动后推板27，此时前推杆固定板22、前推板23、后推杆固定板24和后推板27及安装其上的所有推杆同时向前推进，使推件板15(由推件板推杆16推动)和其余推杆同时推动铸件脱离型芯，完成第一次脱模；(2)压铸机顶出油缸活塞杆继续向前推动，后推板27已接触安装在摆杆31上的滚轮30，由于摆杆135°夹角的作用，使安装有内缘推杆5、筋推杆(6，36)、法兰外缘推杆20、筋推杆(6，36)、直浇道推杆37的前推板组件向前运动的距离超越推件板推杆16(推件板15由它推动)向前运动的距离s0，因而铸件与安装在推件板15内的型腔产生相对位移，铸件顺利脱模。

如图3所示，在顶出的第一阶段推件板推杆16和内外缘推杆组件的顶出距离相同，说明在这一过程中推件板15带动型腔的推出与内外缘推杆组件的推出是同步的，其目的是可将机壳铸件先顺利脱出动模型芯；在顶出的第二阶段摆杆31已被触动，当摆杆31绕连杆33转轴32转至图示位置时内外缘推杆组件即将开始超前状态；在顶出的第三阶段摆杆31转动至极限，此时内外缘推杆组件超前推件板推杆16的顶出距离so，具体计算过程如下：

(1)s临界＝l1sin45°-l1sin(45°-arcsin5/l2)＝

＝35×0.707-35×sin(45°-sin^-15/42.5)＝24.7-21.7＝3

(2)推件板推杆16的顶出距离s＝5+l1sin45°＝5+35×0.707＝29.8

(3)内外缘推杆的顶出距离sz＝(l1+l2)sin45°＝

＝(35+42.5)×0.707＝54.8

(4)内外缘推杆组件超前推件板推杆16的顶出距离so＝sz-s＝54.8-29.8＝25

本发明的工作原理为：

(1)压铸成型

如图2所示，压射冲头将熔融的铝合金经压铸机的冷压压入模具的浇口套1，经动模镶件9(图4所示)的横流到和内浇口注入模具型腔并增压(使模具在高压下凝固)；

(2)开模推件

冷却后开模，打开分型面，此时由于外缘筒型芯2(图5所示)和内型芯3的包紧力远超定模型芯8(图6所示)，故开模后机壳铸件留在动模侧；启动压铸机顶出缸，后推板27被推动，如图2所示，当后推板27触碰到安装在摆杆31(图7所示)上的滚轮30(图8所示)时(如图9所示，摆杆31安装在连杆33上，可绕转轴32转动)，摆杆31受侧压从左极限位置转动至右极限位置，即实现了首先内外缘推杆组件、推件板15同步将机壳铸件脱出动模型芯，随着压铸机顶出缸活塞杆继续推进，内外缘推杆组件在推出行程上对推件板15运动位置实现超越so＝25mm；

(3)复位

取件后随着合模的进行，复位杆14首先触碰到定模板11，随着复位杆14的倒推前推板23，前推板23再依次推动摆杆31和后推板组件直至恢复至图2所示初始位置；

(4)重复上述操作可进入下一个工作循环。

本发明的主要特点为：

(1)结构简单可靠

针对看似平常的机壳铸件(图1所示)，但成型后的顶出难度不容小觑，这是因为该机壳的法兰与φ104筒壁厚薄太悬殊，若采用传统的全推杆推出机构，则在其交汇衔接处将发生由应力集中而导致的碎裂。当采用两组推板实现再推出，即第一阶段两组推板同步推进，推件板15和推杆合力将机壳铸件脱离动模型芯，但此时机壳铸件仍留在位于推件板15的型腔中，为了将机壳铸件从型腔中顶出，推杆就必须有一个相对推件板15的超前运动，摆杆31和连杆33组成的摆杆摆动机构便可实现这一目标；

(2)连杆防松动结构

图2所示的摆杆摆动机构中，连杆33为悬臂梁结构，支架受力后螺钉易发生松动，这不仅会使再推出动作失效，更有可能酿成事故，现在连杆33的中间设置一12mm宽10mm高的凸榫，以便嵌入图2所示动模盖板19的相应的凹槽内，并加以左侧螺钉锁紧，这样可使连杆33的刚性和抗变形能力显著提升；

(3)减小摩擦，提高运动平稳性

如图7所示，摆杆31并不是想象中的整体结构，在与后推板27接触处安装了两个滚轮30(与轴间隙配合)，这样可以最大限度减小工作中与后推板27的硬摩擦和冲击，使摆杆31绕连杆33转轴32的转动相对平稳。

(4)采用了去浇口方便的侧浇口进料

从常规设计而言，该类结构的机壳通常采用从内缘端盖进料的中心浇口，因为中心浇口充填流畅均匀，有利于熔融铝料通过可作为二次内浇口的三条连接筋从内缘端盖向外缘带法兰筒型件均匀填充，但中心浇口最大的缺点是在拉断内浇口的瞬间造成内缘端盖端面的变形且必须借助专用夹具在车床上切除浇口废料。采用由外缘带法兰筒型件向内缘端盖填充的侧浇口，其优点是去浇口方便，定模可省去一块脱浇口废料中间板，但给成型造成的困扰是向φ56.5内缘端盖充型时只有一条φ5的连接筋可充当主流道，因而在外缘筒型芯2的端面增加了三条均布的10mm宽辅助浇口(图5所示)，有效弥补了所需的填充流量，收到较好的效果。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。