一种发动机支架铝合金压铸模具的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种发动机支架铝合金压铸模具，包括上模、下模、设置在上、下模之间的导向定位结构、以及设置在上、下模上与恒温冷却装置相连接的冷却通道，所述下模包括固定凸模块的下模板、以及位于下模最底部的固定底板，所述凸模块上设有贯穿至固定底板底面的型芯固定孔，型芯固定孔在固定底板底面的开口端设有带螺纹的沉孔，型芯固定孔内设有成型用的型芯，在型芯的根部设有位于沉孔内的限位凸环，沉孔内螺纹连接有抵接限位凸环底面的堵头。本实用新型方便更换型芯，不会损坏模具，并且可降低顶出负载，延长型芯的寿命，同时可有效地冷却小尺寸的镶嵌件，从而显著地提高模具的生产效率和产品质量。
【专利说明】一种发动机支架铝合金压铸模具
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及模具【技术领域】，尤其是涉及一种用以成型汽车发动机支架的铝合金压铸模具。
【背景技术】
[0002]现有的铝合金压铸模具通常包括具有型腔的上模和具有凸模块的下模，工作时，上模和下模相互合在一起，型腔和凸模块之间的间隙即构成成型的腔体，液态的铝合金由浇注系统进入到腔体内冷却后即成为所要的压铸件，最后由设于下模的顶出机构将压铸件顶出，即完成一次成型过程。对于像发动机支架这样具有很多通孔的产品，通常是在下模的凸模块上设置相应的型芯，成型时型芯的上端面与上模的型腔面贴合，从而在工件上形成相应的通孔。由于型芯的直径一般较细，成型时高温高压的液态铝合金会对型芯形成较大的冲击，因此极易因受力弯曲甚至断裂，此时即需要更换型芯以维持正常的生产。由于现有技术中型芯通常是固定在凸模块上的型芯固定孔上的，并且为了避免型芯从凸模块上拔出，需要在型芯的根部设置限位凸缘，相应地，在凸模块的型芯固定孔底部设置沉孔。上述结构虽然具有加工方便、固定可靠的优点，但是在出现故障需要更换时，需要先拆除下模的固定底板和顶出机构，然后从下模的下模板中拆出凸模块，最后才能从凸模块上取出型芯加以更换，接着再将凸模块等重新装配回去。不仅工作量大，影响正常生产，而且在多次维修拆装后，会增大凸模块和下模板之间的配合间隙，使模具损坏，从而使成型后的产品出现“飞边”。例如，一种在中国专利文献上公开的“锁具面板压铸模”，公布号为CN102527990A，包括模框，模框上设有凹槽，模框的凹槽内设有栽板，栽板内设有安装型芯通孔，栽板外设有脱料板，脱料板内也设有与栽板对应的通孔，且脱料板与栽板的外形一致，且两内通孔形状也一致，型芯插入脱料板与栽板的内通孔内，且与通孔紧配。该发明的一个模框可以配若干个不同型号产品的模芯，模框不需要整体更换，从而有利于降低成本，但在更换型芯时同样存在工作量大、容易损坏模具的问题。
[0003]此外，汽车变速箱壳体铝合金压铸模具在工作时会产生大量的热量，为了使模具维持正常的生产，通常需要在模具的上模和下模上设置横向的冷却通道以及相应的恒温冷却装置以维持模具温度的恒定，恒温冷却装置的工作介质一般为冷却油，冷却油进入模具的上模和下模的冷却通道内以吸收热量，当模具刚开始工作温度较低时，恒温冷却装置则对冷却油加热，从而使上模和下模较快地升温到模具正常的工作温度，减少废品的产生。由于冷却通道通常是用钻头加工而成，因此冷却通道一般是线性的通道，且必须有进出两个口，因此对于嵌设在下模上的凸模块或者是较小的镶嵌件无法直接设置横向的冷却通道，一般是在凸模块或者镶嵌件的底面设置圆柱形的冷却井，并用轴向设置的隔片将冷却井一分为二，下模上则在对应冷却井的周围设置密封圈，在下模上设置两条冷却通道，一条冷却通道内的冷却液由一侧进入冷却井，在翻过隔片后进入冷却井的另一侧，然后通过另一条冷却通道流回恒温冷却装置。上述冷却结构存在如下问题，首先对于变速箱壳体的铝合金压铸模具上的一些尺寸较小的镶嵌件，由于很难在其内部加工出直径较大的冷却井，因此，与其相连的冷却通道直径也需相应地缩小，从而极大地增加在下模上加工长度较长的冷却通道的难度，甚至根本无法加工，从而使型芯、镶块这些镶嵌件无法得到有效的冷却。在工作时由于镶嵌件外侧面被高温的液态铝合金所包围，因而其散热不畅，温度高，从而会延长冷却时间，进而影响到模具的成型效率。
实用新型内容
[0004]本实用新型的一个目的在于解决现有的铝合金压铸模具所存在的更换型芯时工作量大、并且容易损坏模具的问题，提供一种发动机支架铝合金压铸模具，其方便更换型芯，不会损坏模具。
[0005]本实用新型的另一个目的是为了解决现有的铝合金压铸模具所存在的无法对尺寸较小的镶嵌件进行有效冷却的问题，提供一种发动机支架铝合金压铸模具，其可有效地冷却小尺寸的镶嵌件，从而显著地提高模具的生产效率和产品质量。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案:一种发动机支架铝合金压铸模具，包括上模、下模、设置在上、下模之间的导向定位结构、以及设置在上、下模上与恒温冷却装置相连接的冷却通道，所述下模包括固定凸模块的下模板、以及位于下模最底部的固定底板，所述凸模块上设有贯穿至固定底板底面的型芯固定孔，型芯固定孔在固定底板底面的开口端设有带螺纹的沉孔，型芯固定孔内设有成型用的型芯，在型芯的根部设有位于沉孔内的限位凸环，沉孔内螺纹连接有抵接限位凸环底面的堵头。
[0007]本实用新型的型芯是固定在下模最底部的固定底板上的，这样，安装时可直接从固定底板底面的型芯固定孔插入，然后用堵头封堵即可。而需要维修更换时，则可方便地从固定底板的型芯固定孔中拔出，从而避免将整个下模拆卸，大大地提高了安装和维修的效率。
[0008]作为优选，所述限位凸环包括套设在型芯根部的限位垫片、以及叠压在限位垫片外表面并与型芯螺纹连接的限位螺母，型芯的根部端面设有贯通圆周面的防转卡槽，限位垫片的内孔设有与防转卡槽适配的限位条。
[0009]在现有技术中，型芯根部的限位凸环一般都是通过将型芯根部镦粗的方式一体制成的，以节省材料并简化加工工艺。但是镦粗加工属于塑性加工工艺，一方面需要专用的冷镦机，另一方面由镦粗而来的限位凸环抗拉强度低，与型芯之间容易发生断裂。特别是，力口工好的型芯长度难以改变，为减少型芯备件的型号规格以便于生产，一般是按较长的型芯长度规格准备备件，使用时再按实际长度切割行新的端部，从而造成材料的浪费。本实用新型的型芯与限位凸环则采用组合式结构，限位凸环是通过组装方式完成的，限位垫片的限位条卡在防转卡槽内，一方面起到轴向限位作用，另一方面可避免转动，限位螺母则紧贴限位垫片以构成完整的限位凸环，同时避免限位螺母的松动。特别是，备件可按直径制成线材，并准备相应的限位垫片和限位螺母，需要使用时，按实际长度切割一段线材，并在其一端切割防转卡槽，然后安装限位垫片和限位螺母即可形成型芯，以有效地减少材料的浪费。
[0010]作为优选，所述型芯包括用于成型一端的调节段和靠近限位凸环一端的固定段，固定段的上端面设有调节孔，固定段的侧面沿轴向设有贯通调节孔的调节槽，调节段的下端插接在调节孔内，调节段的侧面设有径向地伸入调节槽内的第一限位销钉。
[0011]型芯的端部在成型时被工件所包裹，因此具有较大的包模力，特别是对于发动机支架压铸模这样具有多个型芯的压铸模具，其总体的包模力较大，因此在顶出时需要较大的顶出力，一方面会增加压铸机的顶出负载，同时在模具上需要设置更多的顶杆，而工件也容易在顶出时产生变形等瑕疵。本实用新型的型芯采用分段式结构，并且调节段和固定段之间可相对轴向移动，这样，在顶出机构开始动作时，被包裹在工件上的型芯调节段会随着工件一起被顶出，因而此时的顶出机构只需克服凸模块的包模力，从而可极大地降低压铸机的顶出负载，工件则因较小的顶出力而不会产生变形等瑕疵。在顶出机构动作一定行程后，第一限位销钉被调节槽卡住限位，此时的型芯调节段不再随工件移动，从而使型芯与工件相分离，因而顶出机构只需克服型芯的包模力。也就是说，将总的包模力分解成两部分，因而相同的产品结构所需的顶出力大大降低。当上、下模合模时，上模的型腔面即可推动调节段回缩复位。特别是，分段式结构的型芯在成型的头部发生断裂需要维修更换时，只需更换调节段，因而降低维修和生产成本。
[0012]作为优选，所述型芯固定孔包括上部靠近凸模块的成型表面的配合段、以及下部的扩孔段，配合段的直径与型芯调节段的直径相适配，扩孔段的直径大于型芯固定段的直径，调节段上外露于调节孔的侧面设有径向的第二限位销钉，该第二限位销钉位于型芯固定孔的扩孔段内，型芯上还套设有压簧，该压簧一端抵靠第二限位销钉，另一端抵靠扩孔段与配合段连接的台阶。
[0013]在顶出机构复位后，调节段在压簧的作用下可自动回缩复位，使型芯保持其初始长度，这样，该分段式结构的型芯可同时适用于成型盲孔。
[0014]作为优选，所述下模上设有镶嵌件，所述镶嵌件的底面至少设有一个朝向顶面延伸的冷却盲孔，冷却盲孔的开口处设有密封端盖，冷却盲孔内充有制冷剂，在冷却盲孔侧壁和密封端盖内侧面设有烧结层，下模在对应密封端盖处设有可容置密封端盖的冷却凹槽，冷却凹槽与下模的冷却通道相连通，下模上还设有围绕冷却凹槽的O形密封圈。
[0015]本实用新型的镶嵌件的冷却方式采用的是类似空调的制冷原理，冷却盲孔内的制冷剂在毛细结构的作用下会自动地流到靠近镶嵌件顶端一侧，制冷剂在吸收镶嵌件上的热量后蒸发成气体而迅速充满整个冷却盲孔，由于位于冷却凹槽内的密封端盖直接和冷却通道内的冷却液相接触，其温度较低，因此靠近密封端盖一侧的气态制冷剂释放热量后变成液体，然后在毛细结构的作用下再次流到靠近镶嵌件顶端一侧，如此循环往复即可将镶嵌件上的热量快速地散发出去。其中的冷却盲孔可通过简单的钻加工工艺实现，其结构简单，从而可显著地降低制造成本，冷却盲孔的直径可根据镶嵌件外形尺寸的大小确定，当镶嵌件外形较大或者形状不规则时，则可设置多个冷却盲孔，从而有利于镶嵌件保持温度的均衡。
[0016]因此，本实用新型具有如下有益效果:方便更换型芯，不会损坏模具，并且可降低顶出负载，延长型芯的寿命，同时可有效地冷却小尺寸的镶嵌件，从而显著地提高模具的生产效率和产品质量。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型的一种结构示意图。
[0018]图2是图1中C处的放大图。
[0019]图3是图1中B处的放大图。[0020]图4是型芯根部的一种分解结构示意图。
[0021]图5是图1中A处的放大图。
[0022]图中:1、上模11、型腔2、下模21、凸模块22、镶嵌件23、冷却凹槽24、下模板25、固定底板26、型芯固定孔261、配合段262、扩孔段27、型芯271、限位凸环272、防转卡槽273、限位垫片274、限位螺母275、限位条276、调节段277、固定段278、调节孔279、调节槽28、堵头29、压簧291、第一限位销钉292、第二限位销钉3、冷却通道4、冷却盲孔5、密封端盖6、烧结层7、O形密封圈。
【具体实施方式】
[0023]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。
[0024]如图1所示，一种发动机支架铝合金压铸模具，包括上模1、下模2、设置在上、下模之间的导向定位结构(图中未示出)、以及设置在上、下模上与恒温冷却装置(图中未示出)相连接的冷却通道3，导向定位结构可采用现有的导向柱配合导向孔的结构，上模上设有型腔11，下模包括下模板24以及位于下模最底部的固定底板25，下模板上嵌设有凸模块21，凸模块上设有镶嵌通孔，镶嵌通孔内嵌设有圆柱形的镶嵌件22。凸模块上还设有多个型芯固定孔26，该型芯固定孔贯穿下模板、顶出机构直至固定底板底面，型芯固定孔内设有成型用的型芯27。为了固定型芯，我们可在型芯固定孔位于固定底板底面一侧的开口端设置沉孔，同时在沉孔的内侧面上设置内螺纹。与此同时，型芯在位于固定底板一侧的根部设置一个位于沉孔内的限位凸环271，以限制型芯的轴向移动，并且在沉孔内螺纹连接一个抵接限位凸环底面的堵头28，使型芯不会从固定底板一侧脱出，优选地，堵头可采用现有的内六角紧定螺钉。这样，在模具装配时，可先将模具的其它部分装配好，最后将型芯直接从固定底板底面的型芯固定孔插入，然后用堵头封堵使型芯固定即可。而需要维修更换型芯时，则可拆下固定底板底面的堵头，然后方便地从固定底板的型芯固定孔中拔出型芯，从而避免将整个下模拆卸开，大大地提高了安装和维修的效率。
[0025]为了便于型芯的加工制造，型芯和限位凸环可采用组合式结构，具体地，如图3、图4所示，我们可在型芯的根部端面设置沿轴线延伸且贯通圆周面的防转卡槽272，同时在型芯根部的外侧面设置外螺纹。相应地，限位凸环则包括一个套设在型芯根部的限位垫片273、以及叠压在限位垫片外表面并与型芯根部的外螺纹螺纹连接的限位螺母274，限位垫片的内孔上设置与防转卡槽适配的限位条275，该限位条两端分别与限位垫片内孔的边缘相连接。防转卡槽可限制限位垫片的轴向前移，而紧压限位垫片的限位螺母则使限位垫片紧固在型芯上，从而形成一个可拆卸的限位凸环。
[0026]此外，对于成型工件上通孔的型芯，我们可将型芯制成分段式结构，具体地，如图2所示，型芯包括用于成型一端直径较小的调节段276和靠近限位凸环一端直径较大的固定段277，固定段的上端面设置同轴的调节孔278，调节孔的内径与调节段下端的外径相适配，从而使调节段的下端可轴向移动地插接在调节孔内。为避免调节段与固定段相分离，我们还可在固定段的侧面沿轴向设置贯通调节孔的调节槽279，同时在调节段的侧面设置径向地伸入调节槽内的第一限位销钉291。第一限位销钉在调节槽内移动时，调节段则在调节孔伸缩，从而使型芯具有一个较短的初始长度和较长的伸展长度。这样，工件在成型阶段时，型芯处于初始长度状态；当工件在成型后顶出时，顶出机构开始动作，被包裹在工件上的型芯调节段会随着工件一起动作而伸出调节孔，因而此时的顶出机构只需克服凸模块的包模力，从而可极大地降低压铸机的顶出负载；在工件顶出一定行程后，第一限位销钉被调节槽卡住限位，型芯到达伸展长度状态，此时的型芯调节段不再随工件移动，从而使型芯与工件相分离，因而顶出机构只需克服型芯的包模力。当上、下模合模时，上模的型腔面即可推动调节段回缩复位至初始长度状态。当型芯的调节段头部发生断裂需要维修更换时，只需相应地更换调节段，因而可显著地降低维修和生产成本。当然，为便于调节段的更换，我们可在调节段的根部径向地设置螺纹通孔，相应地，第一限位销钉则可制成阶梯轴形式，其包括中间直径较大的螺纹段和两端直径较小的限位段。安装时，可先按需要的长度从较长的棒料上截取一端，然后在其根部加工一个径向的螺纹通孔以形成调节段，接着将调节段插入固定段的调节孔内，转动调节段使调节段根部的螺纹通孔正对调节槽，最后将第一限位销钉一端的限位段穿过调节槽和调节段的螺纹通孔，此时转动第一限位销钉，即可使第一限位销钉的螺纹段与调节段的螺纹通孔形成螺纹连接，从而使第一限位销钉两端的限位段卡位在调节槽内。
[0027]对于成型工件上盲孔的型芯，由于成型时上模的型腔不应与型芯的上端接触，因此上述分段式结构的型芯调节段将无法完全复位。为此，我们可将型芯固定孔制成阶梯孔，具体地，型芯固定孔包括上部靠近凸模块的成型表面的配合段261、以及下部的扩孔段262，配合段的直径与型芯调节段的直径相适配，配合段的长度可取配合段直径的5-10倍，而扩孔段的直径则大于型芯固定段的直径，从而在扩孔段与固定段之间形成间隙，以降低两者之间的配合精度，简化加工工艺。调节段上外露于调节孔的侧面设置一个径向的第二限位销钉292，第二限位销钉可采用与第一限位销钉相同的结构与调节段相连接，该第二限位销钉外露于调节段的两端位于型芯固定孔的扩孔段内，并且在型芯上还需套设一个压簧29，该压簧一端抵靠第二限位销钉，另一端抵靠扩孔段与配合段连接的台阶。这样，在工件被顶出时，调节段可克服压簧的弹力伸长，型芯处于伸展长度状态；当调节段与工件分离时，压簧推动调节段回缩复位，从而可成型工件上的盲孔。
[0028]最后，为了更好地对设置在下模上尺寸较小的镶嵌件进行冷却，如图5所示，我们可在镶嵌件的底面中心处设置一个朝向顶面延伸的冷却盲孔4，冷却盲孔内充有制冷剂，然后在冷却盲孔的开口处设置一个密封端盖5，以避免制冷剂的泄漏。为了便于制造和安装，我们可在冷却盲孔的开口处设置一个沉孔，然后在沉孔上设置内螺纹，密封端盖则制成一端开通、一端封闭的桶状，密封端盖开通一端外侧面设置外螺纹，并螺纹连接在冷却盲孔的沉孔内，当然，此时密封端盖的内孔应和冷却盲孔的直径相一致，以形成一体过渡，并且需在密封端盖和沉孔的结合处设置相应的密封圈。此外，我们还需在冷却盲孔侧壁和密封端盖内侧面上烧结一层无氧铜粉的烧结层6，由于烧结层内部会形成均匀密布的细微小孔，从而形成由冷却盲孔的侧壁延伸至密封端盖的毛细结构。可以理解的是，我们还需要在下模上对应密封端盖的位置设置一个可容置密封端盖的圆形的冷却凹槽23，同时使下模的冷却通道贯通冷却凹槽，从而使密封端盖一端成为散热端，而冷却盲孔的底端成为吸热端。优选地，冷却凹槽应大于密封端盖，从而在两者之间形成有空隙，以便于冷却通道中的冷却液顺利地流动。冷却盲孔内的制冷剂在毛细结构的作用下会自动地流到靠近镶嵌件顶端一侧，均匀地吸附在冷却盲孔吸热端的内壁上，吸热端的制冷剂吸收镶嵌件上的热量后蒸发成气体，并迅速流向散热端，冷却通道内的冷却液迅速将散热端的热量带走，从而使散热端气态的制冷剂回到液态，并在毛细结构的作用下再次流到吸热端，如此循环往复即可将镶嵌件上的热量快速地散发出去。具体地，冷却液可以是冷却水或者冷却油。当然，我们还需在下模上设置围绕冷却凹槽的O形密封圈7，以便使冷却通道始终处于密封状态。冷却盲孔的直径可根据镶嵌件外形尺寸的大小确定，当镶嵌件外形较大或者形状不规则时，则可设置多个冷却盲孔，从而有利于镶嵌件保持温度的均衡。
【权利要求】
1.一种发动机支架铝合金压铸模具，包括上模、下模、设置在上、下模之间的导向定位结构、以及设置在上、下模上与恒温冷却装置相连接的冷却通道，所述下模包括固定凸模块的下模板、以及位于下模最底部的固定底板，其特征是，所述凸模块上设有贯穿至固定底板底面的型芯固定孔，型芯固定孔在固定底板底面的开口端设有带螺纹的沉孔，型芯固定孔内设有成型用的型芯，在型芯的根部设有位于沉孔内的限位凸环，沉孔内螺纹连接有抵接限位凸环底面的堵头。
2.根据权利要求1所述的一种发动机支架铝合金压铸模具，其特征是，所述限位凸环包括套设在型芯根部的限位垫片、以及叠压在限位垫片外表面并与型芯螺纹连接的限位螺母，型芯的根部端面设有贯通圆周面的防转卡槽，限位垫片的内孔设有与防转卡槽适配的限位条。
3.根据权利要求1所述的一种发动机支架铝合金压铸模具，其特征是，所述型芯包括用于成型一端的调节段和靠近限位凸环一端的固定段，固定段的上端面设有调节孔，固定段的侧面沿轴向设有贯通调节孔的调节槽，调节段的下端插接在调节孔内，调节段的侧面设有径向地伸入调节槽内的第一限位销钉。
4.根据权利要求3所述的一种发动机支架铝合金压铸模具，其特征是，所述型芯固定孔包括上部靠近凸模块的成型表面的配合段、以及下部的扩孔段，配合段的直径与型芯调节段的直径相适配，扩孔段的直径大于型芯固定段的直径，调节段上外露于调节孔的侧面设有径向的第二限位销钉，该第二限位销钉位于型芯固定孔的扩孔段内，型芯上还套设有压簧，该压簧一端抵靠第二限位销钉，另一端抵靠扩孔段与配合段连接的台阶。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种发动机支架铝合金压铸模具，其特征是，所述下模上设有镶嵌件，所述镶嵌件的底面至少设有一个朝向顶面延伸的冷却盲孔，冷却盲孔的开口处设有密封端盖，冷却盲孔内充有制冷剂，在冷却盲孔侧壁和密封端盖内侧面设有烧结层，下模在对应密封端盖处设有可容置密封端盖的冷却凹槽，冷却凹槽与下模的冷却通道相连通，下模上还设有围绕冷却凹槽的O形密封圈。
【文档编号】B22D17/22GK203664626SQ201420007532
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年1月3日 优先权日:2014年1月3日
【发明者】庄美杰 申请人:宁波埃利特模具制造有限公司