专利名称：一种长寿高效的压铸冲头的制作方法
技术领域：
本发明属于金属压铸领域，涉及适用于压铸机的压铸冲头。
背景技术：
长期以来，国内外压铸机用的压铸冲头，一直是通过应用新材料、新热处理或表面处理工艺来提高冲头本身的耐磨性，从而提高冲头寿命，进而减少更换时间和提高生产效率。例如，CN1114690A就是对压铸冲头采用铍镍铜合金材料代替常用的铸铁材料，也即通过采用新材质增加其耐磨性，以提高寿命和生产效率。CN2128251Y就是对铸铁材料制作的压铸冲头沿冲头圆周方向进行局部的间隔的激光扫描硬化处理，也即通过采用新的激光表面处理工艺增加其耐磨性，以提高其寿命和生产效率。由于压铸冲头在压室(料筒)中工作时承受的工况条件为高温下的高速、高压，因而，压铸冲头的主要失效形式为冲头因工作磨损引起冲头与压室(料筒)间的间隙过大造成压铸过程中金属液从冲头与压室(料筒)间跑出(俗称跑料)，从而使金属液无法建立高压而失效。一方面，冲头在压室中作高速运动，决定了冲头与压室间必须要有一定的间隙；另一方面，压铸机的压射力通过冲头直接作用在金属液体上，产生的高压必须由冲头与压室间的合理间隙量来保证其密封，间隙过大则会因跑料而失效，因此，这是一对严重的矛盾。而上述新材料、新工艺的应用，尽管可以提高冲头本身的耐磨性，使冲头的寿命以及生产效率得到一定的提高，但是，由此而造成了冲头的制作成本大为提高，更严重的是压室因磨损加快而寿命降低。由于压室(料筒)的制作成本很高昂，所以，从经济上讲，这样的付出往往是得不偿失，总成本更为提高。
另外，在现有技术中，至今尚未见有在冲头的本身结构方面的新突破，冲头的前端端面总是垂直于轴线的圆平面，前端周面总是圆柱工作面，其圆柱工作面磨损到与压室的合理间隙量的上限时即行失效。因此，如何从冲头的本身结构的改进来提高冲头寿命且不增加综合成本，乃是该领域悬而未解的课题。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术之不足，提供一种寿命更长而生产效率更高的压铸冲头。
实现发明目的的技术方案是一种压铸冲头，冲头的后端具有连接螺孔，冲头的前端具有一前端凸台，该前端凸台为轴截面向前逐渐变小的回转体或截多边形锥体，且回转体或截多边形锥体的轴心线，与冲头的轴心线平行或重合。
为了使冲头的排屑效果更好，最好在冲头的前端还具有一环形端面，所述的前端凸台的外周后端与环形端面相连接。
本发明采用上述技术方案后，使冲头的本身结构发生了改进，一方面，可使压铸冲头的成本比采用新材料、新热处理或表面处理工艺更为降低；另一方面，又使压铸冲头的前端凸台与压室壁之间形成一环形间隙，在金属液体注入压室后的压射过程中，使该环形间隙区域的金属液凝固成固体，从而起“金属密封”的作用，这样，就使冲头在压室(料筒)中既能以较大的间隙工作，使冲头与压室之间的间隙密封的极限值增大，同时又能保证高压金属液不通过压射冲头与压室间的间隙飞出(不跑料)，并使冲头与压室能在比较良好的润滑条件下工作，从而大大提高冲头寿命。当然，本发明在应用时，如果在材料方面同时应用比较耐磨的如铍镍铜等材料等，则冲头的使用寿命将进一步大幅度提高，此时，综合成本仍然更为降低。比外，由于该结构改进扩大了压铸冲头与压室间的工作间隙，从而使压铸机压射过程更加平稳，压射高速更容易得到，对压铸件质量的进一步提高与稳定起明显的促进作用，并使压室(料筒)的寿命也得到进一步的提高，使综合成本大为降低，压铸生产的效率和综合经济效益明显地得到了提高。
图1是本发明的具有一前端凸台的压铸冲头第一实施例示意图；图2是图1的A-A剖视图；图3是图1的俯视图；图4是本发明的前端凸台为回转体且具有两个圆锥形台阶的第二实施例示意图；图5是本发明的前端凸台为正截多边形锥体的第三实施例示意图。
具体实施例方式
如图1、2、3所示，为本发明的第一实施例，图中可见，一种压铸冲头，冲头3后端具有连接螺孔4，其改进在于，冲头3的前端具有一前端凸台1，该前端凸台1为轴截面向前逐渐变小的回转体1-1，且回转体1-1的轴心线，与冲头3的轴心线重合。当然，回转体1-1的轴心线与冲头3的轴心线也可以是平行，只是重合的易于加工，效果也更好。同时，冲头3的前端还具有一环形端面2，所述的前端凸台1也即回转体1-1的外周的后端与环形端面2相连接。环形端面2是垂直于冲头的轴心线的环形平面。回转体1-1呈截圆锥体状，且轴心线与冲头3的轴心线重合。
如图4所示，为本发明的第二实施例，图中可见，冲头3的前端凸台1为回转体1-1，回转体1-1的轴心线，与冲头3的轴心线重合，且回转体1-1具有两个圆锥形台阶1-1-1。当然，回转体1-1也可以是具有多个圆锥形台阶1-1-1。同时，所述的前端凸台1也即回转体1-1的外周的后端与环形端面2相连接。环形端面2是垂直于冲头3的轴心线的环形平面。当然，回转体1-1的轴心线，也可以与冲头3的轴心线平行，只是重合了效果更好。
如图5、6所示为本发明的第三实施例，图中可见，一种压铸冲头，冲头3的前端具有一前端凸台1，该前端凸台1为轴截面向前逐渐变小的截多边形锥体1-2，且截多边形锥体1-2的轴心线，与冲头1的轴心线重合。所述的截多边形锥体1-2呈正截n边形锥体状，n可以等于5或6或7......或32。本实施例n等于16。同时，冲头3的前端凸台1也即截正多边形锥体1-2的外周的后端与环形端面2相连接，环形端面2是垂直于冲头3的轴心线的环形平面。当然，正截多边形锥体1-2的轴心线，与冲头3的轴心线也可以是平行，只是重合了效果更好。
本发明在使用时，可根据不同的冲头3的直径大小，来控制前端凸台1的大小，也即控制冲头3与压室内壁之间形成的环形带区的大小，进而能使在压铸过程中流入该区的合金液体较快地凝固，从而阻止其余高温液体从压室与冲头之间的间隙窜出，且流入该区的金属液体凝固后形成的金属环形带与料饼是一体的，由于前端凸台1无论是回转体1-1还是截多边形锥体1-2，其轴截面向前逐渐变小，也即前端凸台1的周面具有斜度，因此很容易在随后进行的跟出、回程阶段无需任何其它措施使其与正常的料饼一起与压铸冲头1分离；同时，该项金属环形带部分成为料饼的有效部分在有机械手取件时还能起到降低料饼占用液体体积进而提高压铸合金使用效率的作用。
应当指出，本发明在压铸冲头领域中，对冲头寿命的提高作出了重要的贡献。其积极的效果是这样的1、由于压铸冲头与压室之间间隙密封的极限值增大了，润滑条件改善了，因此，①冲头的“可供磨损量”增加，②冲头与压室间的摩擦力减小，磨损大大降低，故冲头的寿命得到了极大的提高。
2、压室和模具浇口套(对分体压室而言)也因此而延长了使用寿命。
3、由于压铸冲头与压室之间间隙密封的有效值增长、润滑条件改善后，压铸机在压射过程中所需克服的阻力减小，因此，①可以使压铸过程的慢压射阶段和快压射阶段更加平衡，②可以使压铸过程从慢压射阶段转至快压射阶段时间更短，快压射速度更高。从而充分挖掘现有压铸机的能力，提高压铸件的质量。
4、由于压铸冲头寿命得到了极大的提高，使压铸冲头不需频繁更换，压铸生产不再因频繁更换冲头而停顿，压铸工艺参数不再因频繁更换冲头而产生波动，使压铸生产的效率提高了，压铸件的质量稳定了，废品率降低了。
5、本发明的实现仅需简单的金属铸造和车加工方法就能实现，无需增加材料，相反，原冲头结构由于可供磨损的区间太窄，故一般采用磨削工艺以保证冲头的外形尺寸精度和表面粗糙度，而新结构的冲头由于密封条件的改变，对冲头的外形尺寸精度和表面粗糙度不再要求很严，仅需普通车床的精车加工便能满足工作要求，因此，冲头的制造成本以及压铸的综合生产成本反而降低。同时，这也使得本发明的推广变得很容易实现。
权利要求
1.一种压铸冲头，冲头(3)的后端具有连接螺孔(4)，其特征在于冲头(3)的前端具有一前端凸台(1)，该前端凸台(1)为轴截面向前逐渐变小的回转体(1-1)或截多边形锥体(1-2)，且回转体(1-1)或截多边形锥体(1-2)的轴心线，与冲头(3)的轴心线平行或重合。
2.根据权利要求1所述的压铸冲头，其特征在于冲头(3)的前端还具有一环形端面(2)，所述的前端凸台(1)的外周后端与环形端面(2)相连接。
3.根据权利要求2所述的压铸冲头，其特征在于环形端面(2)是垂直于冲头(3)的轴心线的环形平面。
4.根据权利要求1或2或3所述的压铸冲头，其特征在于所述的回转体(1-1)呈截圆锥体状，且轴心线与冲头(3)的轴心线是重合的。
5.根据权利要求1或2或3所述的压铸冲头，其特征在于所述的截多边形锥体(1-2)呈正截n边形锥体状，且轴心线与冲头(3)的轴心线是重合的，n等于5或6或7……或32。
6.根据权利要求1或2或3所述的压铸冲头，其特征在于所述的回转体(1-1)具有两个或多个圆锥形台阶(1-1-1)。
全文摘要
一种压铸冲头，冲头后端具有连接螺孔，其特征是冲头前端具有一前端凸台，该前端凸台为轴截面向前逐渐变小的回转体或截多边形锥体，且回转体或截多边形锥体的轴心线与冲头的轴心线平行或重合。冲头前端还可具有一与凸台外周的后端相连的环形端面。设置凸台后，凸台与压室壁之间将形成一个环形带区，能使在压铸过程中流入该区的合金液体较快地凝固，从而阻止其余高温液体从压室与冲头之间的间隙窜出，且凝固后形成的环形带与料饼是一体的，无需其它措施就能和料饼一起与冲头分离，还降低了料饼占用金属液体体积。本发明能使冲头与压室之间的间隙密封的极限值增大，因而极大地提高了冲头的使用寿命，使综合成本更低，生产效率却更高。
文档编号B22D18/02GK1663708SQ200410014230
公开日2005年9月7日 申请日期2004年3月5日 优先权日2004年3月5日
发明者张山根 申请人:张山根