一种带超声波振动装置的模芯的制作方法

本申请涉及铝合金铸造领域中金属模重力浇铸用模具，具体地说是用于金属模具下模中的一种带超声波振动装置的模芯。

背景技术：

为跟上节能减排的节拍，增压器在燃油类车辆中的普及一直处于发展势头，且竟争性强；其中增压器一端的铝合金压气机壳在金属模重力浇铸的生产过程中及易产生气孔，严重影响产品合格率；时至今日传统的下模除气方法仍然只靠在下模的模芯顶端设置排气塞进行排气，其位置正处于浇口正下方，经常被较高温度的铝液灌注时发生堵塞，造成排气不畅导致气泡、针孔残留在产品中，且操作工当时不易查觉，待检测发现后只能卸模、拆模、置换排气塞才能生产，致使模具维护工作量加重，产能与合格率下降；在本行业中虽有采用超声波振动装置对铝液进行除气处理或将其装于上模，处理后缩回，但其除气作用不大，对结晶效果也不明显，且结构复杂。

技术实现要素：

本申请针对上述问题，提供一种带超声波振动装置的模芯，设置于金属模的下模中，作用于产品中心，提高了排气速度也不易堵塞，结晶效果又好。

按照本申请的技术方案：一种带超声波振动装置的模芯，其特征是，包括模芯机构、排气机构、换能器冷却机构、通道机构；

所述模芯机构，包括模芯(1)，在模芯(1)中设置有模芯孔(2)，在模芯孔(2)中设置有模芯头(3)与模芯杆，在模芯头(3)与模芯杆中设置有测温线用孔道(5)，孔道(5)顶端内设置有测温用热电偶(4)，在模芯杆的下侧设置有连接销(9)的定位孔，定位孔的另一侧设置有测温线用孔道(5)侧口；在模芯头(3)的反面与模芯杆的外表上设置有排气机构，模芯杆的下端部设置有换能器冷却机构；

所述排气机构，包括在模芯头(3)的反面与模芯杆的外表上设置有压纹排气通道(6)；

所述换能器冷却机构，包括在模芯杆的下端部设置有超声波换能器室(8)，换能器室(8)中设置有换能器腔(11)，换能器室(8)的上端设置有压簧(7)，换能器腔(11)中设置有换能器(12)，换能器室(8)的下部中设置有冷却进风进线道(13)，换能器室(8)的一侧中设置有冷却出风道(10)，冷却出风道(10)上部设置有连接销(9)的定位孔，另一侧中设置有与孔道(5)侧口相通的过度孔；

所述冷却出风道(10)上部定位孔与模芯杆的下侧的定位孔中设置有连接销(9)；

所述冷却进风进线道(13)中设置有的换能器导线(15)；

所述通道机构，包括在模芯(1)的下部一侧设置有冷却道(14)与复合通道(16)；

所述换能器室(8)的外侧与模芯孔(2)的下部设置有间隙，所述压纹排气通道(6)、冷却出风道(10)、换能器腔(11)与模芯孔(2)下部的间隙惯通，便于排气通道的排气与冷却排风；

所述测温线用孔道(5)、排气道过度孔与冷却道(14)、复合通道(16)连接后相互惯通，其中设置有测温线(17)，复合通道(16)中设置有换能器导线(15)；

所述复合通道(16)用于冷却风进入，不但能对换能器进行冷却，还能对模芯、模芯头进行冷却，替代现有人工手动操作，加快产品凝结速度，提高产质量；

所述压簧(7)安装后的压力大于换能器的震动力，使能模芯头传递换能器的震动力；所述压簧(7)是便于产品凝固后把模芯头(3)用作产品的顶脱装置，与其它顶杆同时动作后复位，方便产品脱模，避免产品变形；

所述模芯头的顶端为露头孔，方便安装热电偶(4)；

所述热电偶(4)安装后，热电偶(4)的顶端与模芯头的顶端持平，使用时喷上铸造用防粘铝导热涂料加以保护，确保热电偶的灵敏性；

所述设置有超声波发生器的模芯定位于下模中；

所述排气机构的压纹排气通道(6)为侧向，位于模芯头(3)的反面，深度优先设置的参数是0.08至0.14毫米内，压纹间距1至3毫米内；

所述模芯杆的外表上的压纹排气通道深度优先设置的参数是0.08至0.14毫米内，压纹间距1至3毫米内；

所述模芯头(3)反面的压纹与模芯孔(2)的上平面连接，形成侧向排气通道；

所述模芯头(3)反面的压纹排气通道(6)与模芯杆外表上设置的压纹排气通道(6)的凹纹都互相贯通；

所述换能器腔中的换能器被模芯杆的下端压合于换能器腔的底部中；

所述模芯中的换能器的控制方式，采用设置于模芯头顶端中的热电偶(4)对注入铝液温度进行实时感测，当温感大于摄氏485度左右2度时温控仪常开点的微动开关闭合，与此相连的超声波发生器就会工作使换能器震动，对正在注入金属模的铝液进行超声震动处理，在加快充形与成形的同时又加快了有序的排气速度与细化了结晶晶粒，提高了产品的品质；当温感低于摄氏470度时铝液已经凝结，超声波发生器就会仃止工作；此刻与温控仪相连的电磁阀开启冷却进气，对模芯与超声波发生器进行冷却，以自动化的形式提高排气速度与排气率，细化了结晶晶粒，使其成为自动化无残留气孔的铸造装备；

所述热电偶(4)测得产品模芯温度降至硬化温度时，能让温控仪指令金属模开模，改变现有设置定时器开模造成产品凝固硬度无保证，定短易变形、定长产量低的老工艺控制模式，使产质量更优；

本申请采用固定于金属模下模中设置有超声波振动装置的模芯对正在注入的铝液进行超声震动，在加快充形与成形的同时又加快了有序的排气速度，又提高产品成形品质；采用设置于模芯头顶端的热电偶使超声波振动装置自动工作，减少能耗；采用设置于模芯头下侧面的排气机构对模芯头下部的铝液进行排气，不但加大了排气面与排气速率，又不易堵塞，能保持长期使用，不但消除了残气形成的气孔又能连续生产，减轻维持成本；采用设置于测温线用孔道与测温线用孔道、冷却道、冷却进风进线道惯通的复合通道用作引出线通道与换能器与铝液凝结后对模芯的冷却进风通道，不但能保证换能器的使用寿命，更能使模芯自动快速降温，提高产品冷却结晶速度，免去人工操作的气冷工序，提高产品品质与产量；采用设置于发生器杆上部的压簧方便产品凝固后把模芯头用作产品顶脱装置，与其它顶杆同时动作后复位，方便产品脱模，避免产品变形；为铝合金压气机壳的金属模重力浇铸自动化智能化高速高品质化的生产增添了可靠的装备保障。

附图说明

图1是本申请的结构示意图。

图2是图1的俯视结构示意图。

图3是模芯头(3)顶部反面设置的压纹排气通道(6)的结构示意图。

图4是模芯头(3)下部模芯杆外表上设置的压纹排气通道(6)的结构示意图。

图5是本申请设置于金属模下模中的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请中的具体实施方式作进一步说明。

图中，包括模芯(1)、模芯孔(2)、模芯头(3)、热电偶(4)、测温线用孔道(5)、压纹排气通道(6)、压簧(7)、换能器室(8)、连接销(9)、冷却出风道(10)、换能器腔(11)、换能器(12)、进线道(13)、冷却道(14)、换能器导线(15)、复合通道(16)、测温线(17)、压气机壳产品(18)、上模(19)、模具加热管(20)、顶杆(21)、下模复合通道(22)、下模(23)、压气机壳产品流道(24)、浇口杯(25)、浇口(26)、复合通道接口(27)、连接销安装孔(28)、装有顶杆与复位簧的顶板(29)等。

图1所示是一种带超声波振动装置的模芯；

按照本申请的技术方案，一种带超声波振动装置的模芯，包括模芯机构、排气机构、换能器冷却机构、通道机构；

所述模芯机构，包括模芯(1)、模芯孔(2)、模芯头(3)、模芯杆、测温线用孔道(5)、热电偶(4)、连接销(9)用定位孔、测温线用孔道(5)侧口、连接销安装孔(28)、测温线(17)；所述模芯孔(2)设置于模芯(1)中，所述带模芯头(3)的模芯杆设置于在模芯孔(2)中，所述测温线用孔道(5)设置于带模芯头(3)的模芯杆中，所述热电偶(4)设置于孔道(5)顶端内，所述连接销(9)的定位孔设置于在模芯杆的下侧，所述测温线用孔道(5)的侧口设置于定位孔的另一侧；所述测温线(17)设置于孔道(5)中；所述连接销安装孔(28)设置于模芯(1)中部的一侧，与连接销(9)的定位孔相应；

所述排气机构，包括设置于模芯头(3)反面与模芯杆外表上的压纹排气通道(6)，制成后相互贯通；

所述换能器冷却机构设置于模芯杆的下端部；

所述换能器冷却机构，包括换能器室(8)、换能器腔(11)、压簧(7)、换能器(12)、冷却进风进线道(13)、冷却出风道(10)、连接销(9)、过度孔；所述换能器室(8)设置于模芯杆的下部，所述换能器腔(11)设置于换能器室(8)中，所述压簧(7)设置于换能器室(8)的上面，所述换能器(12)设置于换能器腔(11)中，所述冷却进风进线道(13)设置于换能器室(8)的下部，所述冷却出风道(10)设置于换能器室(8)的一侧，所述连接销(9)的定位孔设置于冷却出风道(10)上部，所述与孔道(5)侧口相通的过度孔设置于定位孔的另一侧；

所述连接销(9)设置于冷却出风道(10)上部的连接销(9)定位孔与模芯杆下侧的定位孔中；

所述换能器导线(15)设置于冷却进风进线道(13)中；

所述通道机构，包括冷却道(14)、复合通道(16)；冷却道(14)设置于模芯孔(2)下部的一侧，复合通道(16)设置于冷却道(14)下部的一侧，两孔道贯通；

所述换能器室(8)的外侧与模芯孔(2)的下部设置有间隙，所述压纹排气通道(6)、冷却出风道(10)、换能器腔(11)与模芯孔(2)下部的间隙惯通，便于排气通道的排气与冷却排风；

所述测温线用孔道(5)、排气道过度孔与冷却道(14)、复合通道(16)连接后相互惯通，其中设置有测温线(17)，换能器导线(15)设置于复合通道(16)中；

所述复合通道(16)用于冷却风进入，不但能对换能器进行冷却，还能对模芯、模芯头进行冷却，替代现有人工手动操作，加快产品凝结速度，提高产质量；

所述压簧(7)安装后的压力大于换能器的震动力；

所述压簧(7)能使产品凝固后把模芯头(3)用作产品的顶脱装置，与其它顶杆同时动作后复位，方便产品脱模，避免产品变形；

所述模芯头的顶端为露头孔，方便安装热电偶(4)；

所述热电偶(4)安装后，热电偶(4)的顶端与模芯头的顶端持平，使用时喷上铸造用防粘铝导热涂料加以保护，确保热电偶的灵敏性；

所述排气机构的压纹排气通道(6)为侧向，位于模芯头(3)的反面，深度优先设置的参数是0.08至0.14毫米内，压纹间距1至3毫米内；

所述模芯杆的外表上的压纹排气通道深度优先设置的参数是0.08至0.14毫米内，压纹间距1至3毫米内；

所述模芯头(3)反面的压纹与模芯孔(2)的上平面连接，形成侧向排气通道；

所述模芯头(3)反面的压纹排气通道(6)与模芯杆外表上设置的压纹排气通道(6)的凹纹都互相贯通；

所述换能器腔中的换能器被模芯杆的下端压合于换能器腔的底部中；

所述热电偶(4)测得产品模芯温度降至硬化温度时，能让温控仪指令金属模开模，改变现有设置定时器开模造成产品凝固硬度无保证，定短易变形、定长产量低的老工艺控制模式，使产质量更优；

所述带超声波振动装置的模芯定位于带模具加热管(20)的金属模下模中，先将金属模加热到工艺值，当下模模芯上置入压气机壳产品流道(24)后上模(19)与下模(23)闭合，浇口杯(25)置于上模中，铝液注入浇口杯中，模芯头顶端中的热电偶(4)对注入铝液温度进行实时感测，当温感大于摄氏485度正负2度时温控仪常开点的微动开关闭合，与此相连的超声波发生器就会工作使换能器震动，对正在注入金属模的铝液进行超声震动处理，夹杂的气体从模芯头(3)反面的压纹排气通道(6)排出，在加快充形与成形的同时又加快了有序的排气速度与细化了结晶晶粒，提高了产品的品质；当温感低于摄氏470度时铝液已经凝结，超声波发生器就会仃止工作；此刻与温控仪相连的电磁阀开启冷却进气，从连接在下模复合通道(22)端口的复合通道接口(27)中对模芯与超声波发生器进行冷却，以自动化的形式细化了结晶晶粒，铸出带有浇口(26)的压气机壳产品(18)，使其成为自动化无残留气孔的铸造装备；

本申请采用固定于金属模下模中的超声波振动装置对正在注入的铝液进行超声震动，在加快充形与成形的同时又加快了有序的排气速度，又提高产品成形品质；采用设置于模芯头顶端的热电偶使超声波振动装置自动工作，减少能耗；采用设置于模芯头反面的排气机构对浇注在模芯头下部铝液中的夹杂气体进行排气，不但加大了排气面与排气速率，又不易堵塞，能保持长期使用，不但消除了残气形成的气孔又能连续生产，减轻维持成本；采用设置于测温线用孔道与测温线用孔道、冷却道、冷却进风进线道惯通的复合通道用作引出线通道与换能器与铝液凝结后对模芯的冷却进风通道，不但能保证换能器的使用寿命，更能使模芯自动快速降温，提高产品冷却结晶速度，免去人工操作的气冷工序，提高产品品质与产量；采用设置于发生器杆上部的压簧方便产品凝固后把模芯头用作产品顶脱装置，与其装有顶杆(21)与复位簧的顶板(29)同时动作后复位，方便产品脱模，避免产品变形；为铝合金压气机壳的金属模重力浇铸自动化智能化高速高品质化的生产增添了可靠的装备保障。