一种压力铸造的环齿混合型冲头的制作方法

本实用新型涉及压力铸造设备，具体为一种压力铸造的环齿混合型冲头。

背景技术：

压力铸造是在模腔内对金属熔液施加一定压力从而使铸件成形并凝固的一种工艺方法。冲头是压力铸造设备中的重要机构，提供了从金属熔液充满型腔到完全凝固过程中所需的机械压力。在压射过程中，一般需要先将金属熔液浇注到料筒当中，通过冲头的运动将金属熔液推入模具型腔当中，完成充型过程，并在凝固过程中提供压力，直至铸件完全凝固。

压力铸造过程中，冲头提供了从充型到保压过程中铸件所需的全部压力。冲头能否提供所需的机械压力对铸件质量有着决定性的影响。在压力铸造中，由于铸件不同部位与冲头的距离有远近之分，使得在凝固过程中冲头对铸件的压力作用不一致，这导致难以获得各个部位机械性能一致性较好的铸件，特别是，通常铸件的工作面离冲头较远，使得铸件工作面的机械性能低于料饼位置的机械性能。此外，压力铸造中常见的缩孔、缩松、表面冷隔等质量缺陷也与冲头的压力作用不足有直接关系。

目前的冲头均为单体式结构，无法对铸件不同部位施加不同压力是造成以上问题的主要原因，这也使得上述问题在压力铸造中一直没有得到很好的解决。在申请号为201110324365.6的专利公开了一种压铸冲头结构，该结构包括冲头芯和耐磨工作层两个结构，冲头芯与耐磨工作层之间具有回转螺纹构成的回转通道，通过在冷却水在回旋通道中流动实现对冲头的冷却。在申请号为201110324376.3的专利公布了一种冲头技术方案，冲头本体内壁贴合有耐磨合金层，冲头前端设置有环形凸台环形凸台与冲头本体的轴心线重合。上述两个技术方案虽然都在冲头的结构上进行了一定的改进，由冲头的单体结构转变为复合式结构，但却存在以下不足之处：

(1)上述两个技术方案冲头虽然具有复合式结构，但外层结构主要是为了提高冲头的耐磨性或改善冷却效果，外层结构与内层结构是固接在一起的，其实质还是单体式结构，无法实现相互的独立运动，也无法实现对铸件不同部位施加不同压力的功能。

(2)上述两个技术方案冲头的结构在充型过程中只能将金属熔液一起推入型腔，无法根据铸件的需要将金属熔液按先后顺序推入型腔。

(3)单体式结构冲头在成形过程中，铸件与冲头接触面无法作为铸件的有用形状，冲头位置通常形成料饼，成为铸件中的废料，造成材料浪费。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了克服现有压力铸造压射装置的不足，为实现对铸件不同部位施加不同压力的效果，提供一种压力铸造的环齿混合型冲头。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下措施：

本实用新型所述的一种压力铸造的环齿混合型冲头，该环齿混合型冲头是由若干个径向尺寸及截面形状不同的子冲头套装而成，装配关系为：若干个径向尺寸及截面形状不同的子冲头按径向尺寸由小到大，由里到外依次套装并轴线重合，相邻的子冲头之间呈活动配合。

所述子冲头截面形状分别为外齿型、内齿型和环形型。

所述径向尺寸及截面形状不同的子冲头可以2个及2个以上，优选3个。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和效果:

1、本实用新型实施例所述3个不同径向尺寸，截面形状分别为外齿型、内齿型和环形型子冲头套装而成的分体式冲头，能够根据铸件的成形要求对铸件不同部位施加不同的压力，克服了现有技术方案中冲头只能对铸件提供单一压力的不足。

2、本实用新型中各子冲头可以独立运动，通过成形过程中冲头之间不同的相互位置，使得冲头可以对铸件的形状直接产生作用，不再是提供压力的单一功能，扩充了冲头的功能，并且可以有效提高铸件质量。

3、本实用新型冲头为分体式结构在充型过程中可根据铸件的需要将金属熔液按设定先后顺序推入型腔，这对复合材料的成形极为有利。

4、本实用新型分体式冲头结构可以应用于具有中空结构的铸件的成形过程中，子冲头可以直接作为芯杆，简化了模具结构，多子冲头的技术方案使得 直接成形阶梯孔结构成为可能，简化了铸件成形后的机加工工序，节省了材料，扩大了压力铸造的应用范围。

附图说明

图1为环齿混合型冲头结构示意图；

图2为图1的A向视图。

其中:1-外齿型子冲头；2-内齿型子冲头；3-环形型子冲头；4-外齿型子冲头1连接推杆螺纹孔；5-内齿型子冲头2连接推杆螺纹孔；6-环形型子冲头3连接推杆螺纹孔；7-料筒。

具体实施方式

通过如下实施例结合说明书附图对本实用新型作进一步说明，但本实用新型的实施方式不仅限于此。

实施例1

本实用新型所述的一种压力铸造的环齿混合型冲头，是由2个及2个以上径向尺寸及截面形状不同的子冲头套装而成，装配关系为：2个及2个以上径向尺寸及截面形状不同的子冲头按径向尺寸由小到大，由里到外依次套装并轴线重合，相邻的子冲头之间呈活动配合。

本实施例的一种压力铸造的环齿混合型冲头如图1和2所示，由3个不同径向尺寸，截面形状分别为外齿型、内齿型和环形型的子冲头组成。外齿型子冲头1套装于内齿型子冲头2中，内齿型子冲头2套装于环形型子冲头3中，外齿型子冲头1、内齿型子冲头2、环形型的子冲头3的轴线重合。外齿型子冲头1与内齿型子冲头2呈啮合配合，内齿型子冲头2与环形型子冲头3活动配合。由外齿型子冲头1、内齿型子冲头2、环形型子冲头3组成的冲头套装在料筒7中，且与料筒7轴线重合。为了使冲头可以与相应的推杆连接，实现各子冲头独立运动，外齿型子冲头1、内齿型子冲头2、环形型子冲头3的下端面分别开设有外齿型子冲头1连接推杆螺纹孔4、内齿型子冲头2连接推杆螺纹孔5、环形型子冲头3连接推杆螺纹孔6。

采用本实用新型压力铸造的环齿混合型冲头的压射装置，成形铸件的工艺 过程具体步骤如下：

(1)浇注：根据铸件工艺要求，外齿型子冲头1、内齿型子冲头2、环形型子冲头3依次位于料筒7中，并且外齿型子冲头1、内齿型子冲头2、环形型子冲头3的上表面保持在同一高度，由浇注装置将金属熔液浇注到料筒7内。

(2)充型：外齿型子冲头1、内齿型子冲头2、环形型子冲头3分别在子冲头压射油缸的驱动下按照一定的速度上升，将料筒7内的金属熔液推入型腔中。在将金属熔液推入型腔的过程中，外齿型子冲头1、内齿型子冲头2、环形型子冲头3可以根据成形工艺的需要按照不同压射速度运动，例如外齿型子冲头1按照0.5m/s，内齿型子冲头2按照0.6m/s运动，环形型子冲头3按照0.4m/s运动，外齿型子冲头1、内齿型子冲头2、环形型子冲头3的上表面之间产生高度差，使金属熔液可以按照先后顺序进入型腔。

(3)成形：外齿型子冲头1、内齿型子冲头2、环形型子冲头3的上表面升出料筒7后，根据铸件形状的要求，外齿型子冲头1、内齿型子冲头2、环形型子冲头3的上表面之间继续保持一定的高度差，并上升到预定位置，使外齿型子冲头1、内齿型子冲头2、环形型子冲头3可以分别参与铸件的成形过程，相应的压射油缸分别通过外齿型子冲头1、内齿型子冲头2、环形型子冲头3对铸件的不同部位施加不同的压力。

(4)保压：外齿型子冲头1、内齿型子冲头2、环形型子冲头3各自独立的运动到达相应的预定位置后，相应的压射油缸继续分别通过外齿型子冲头1、内齿型子冲头2、环形型子冲头3对铸件的不同部位施加不同的压力，并保持一定时间，直至铸件凝固。铸件成形完成后，外齿型子冲头1、内齿型子冲头2、环形型子冲头3退回到料筒7中，为下一工作循环做好准备。

综上所述，本实用新型提供的压力铸造的环齿混合型冲头结构，冲头的不同分体之间可以相对独立运动，并且可以对铸件不同部位施加各自不同的压力，可以有效提高铸件质量，并使冲头可以直接对铸件形状产生作用。

类似的，采用其他数量的冲头分体式结构与本实用新型结构相同或相近的方式组成冲头用于压力铸造亦属于本实用新型的技术内容，不超出本实用新型的保护范围。