一种高压开关导电体型芯制造模具的制作方法

本发明属于高压电器设备领域，特别涉及一种用于高压开关的导电体的生产制造方法中的制造模具的型芯制造模具。

背景技术：

高压开关，一般是指额定电压3kV及以上主要用于开通和断开导电回路的电器，是输变电工程中重要的控制元件，在高压开关中，由于通过其元件的电流大，元件与元件间需要导体进行连接，通常这些导体为了适应高压开关的结构需要，需要制作成各种形状，同时有需要保障导电体与其他高压开关的元件由良好的连接，以保证好的导电性和工作可靠性；为了减少导通时的电阻，提高导电能力，现有的导电体大多采用铜或者铝等导电性能较好的金属进行制作，通常都是采用铜或者铝金属进行模具下的锻打成型，或者采用焊接及其采用金属棒进行机械加工完成，这样的缺陷在于，锻打模具制作困难，使用寿命短，锻打后仍需要部分进行机械加工，同时不能够适用形状和结构特别复杂的情况；焊接机加工的方法浪费金属材料，成本高，加工工艺复杂，容易出现焊接缺陷，影响使用性能，生产效率低。

技术实现要素：

针对现有的高压开关导电体生产中存在的问题，由于导电体的种类较多，本发明所指的导电体是指与附图1所显示的导电体；此导电体包括上端，上过渡段，中段，下过渡段，下端，销孔；由铝合金材料制成的中空体；针对此种输变电高压开关的导电体，本发明提出一种高压开关导电体的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：1、按照需要制作的导电体的形状和结构制作模具，并将其组合装配后放置在制作现场；2、将模具加温并将铝合金融化并浇铸在步骤1的模具中；3、冷却模具及浇铸金属；4、打开模具，从模具中取出冷却成型的导电体铸件，去除型芯；5、去除浇口和冒口，清除毛刺，抛光其表面。

所述的步骤1中的浇铸模具为该导电体专用模具，其特征在于：采用钢材制成，包括上模具，冒口，浇口，下模具，紧固装置，定位装置，型芯；所述的上模具由钢材制成，与下模具配合对齐；所述的冒口设置在上模具和下模具的结合面的相同一侧边上，并与浇口同侧，与模具内腔连通；所述的浇口设置在上模具和下模具的结合面的相同一侧边上，与模具内腔连通；所述的下模具由钢材制成，与上模具对齐配合；所述的紧固装置有多个，安装在上模具和下模具上，分别于上模具和下模具连接，能够将对齐后的上模具和下模具固定一起；所述的定位装置有多个，分别设置在上模具和下模具的结合面上，能够将上模具和下模具以结合面为基准相对固定，能够限制上模具和下模具的切向移动；所述的型芯安装在上模具和下模具之间，并位于上模具和下模具内腔；型芯的两端与上模具和下模具内腔的型芯安装结构衔接。

所述的上模具，其特征在于：包括支撑板，上模体，半浇口，定位装置，紧固装置穿孔，型芯安装位，上模腔，横溢流通道，竖溢流通道，紧固装置螺纹孔，半冒口，连接通道； 所述的支撑板设置在上模体上，位于半冒口一端，为板状结构，两侧与上模体平齐；所述的上模体为钢材制作，其外部形状与导电体的弯曲形状相适应；所述的半浇口设置在上模体的一侧，成半棱锥形空腔，其在上模体的侧边处尺寸大于位于型腔一端的尺寸，其位于支撑板一侧为凹陷侧，位于上模腔一侧为开口，其开口尺寸与下模具上的半浇口尺寸相同；所述的定位装置为圆锥形凸起，与下模具上的圆锥形定位孔相匹配，其位置与下模具上的定位凹坑相对应；所述的紧固装置穿孔设置在上模体上，为通孔，能够使紧固装置在其内部通过，其位置与下模体上的紧固装置螺纹孔对应；所述的型芯安装位设置在上模腔两端，其形状和尺寸与型芯端部的安装部位相匹配；所述的上模腔设置在上模体上，其形状与尺寸与导电体的形状和尺寸按照几何对称面分开的一半相同；所述的上模腔为凹陷状，与半浇口连通，并通过连接通道与横溢流通道连接；所述的横溢流通道设置在上模腔的下部，通过连接通道与上模腔连通，并与竖溢流通道连通；所述的竖溢流通道设置在半冒口下部，位于上模体的一端，其上部与半冒口连通，下部与横溢流通道连通；所述的横溢流通道和竖溢流通道均为开口型槽状，并与下模体上的横溢流通道和竖溢流通道相对应配合形成封闭通道；所述的紧固装置螺纹孔设置在上模体上位于支撑板一端的型腔一侧面，其位置与下模体上的紧固装置穿孔对应；所述的半冒口设置在上模体上，位于半浇口一侧，为半锥形开口腔体，其下部与竖溢流通道连通，其尺寸和形状与下模体上的半冒口匹配；所述的连接通道设置在上模腔与横溢流通道之间，两端分别于上模腔和横溢流通道连通。

所述的下模具，其特征在于：包括支撑板，下模体，半浇口，半冒口，紧固装置穿孔，定位孔，竖溢流通道，横溢流通道，下模腔，型芯安装位，紧固装置螺纹孔；所述的支撑板设置在下模体上，位于半冒口相反一端，两侧及一端面与下模体侧边平齐，为板状结构，与下模体垂直连接；所述的下模体为钢材制作，为弯曲板状，其外部形状与导电体的弯曲形状相适应；所述的半浇口设置在下模体的一侧，成半棱锥形空腔，其在下模体的侧边处尺寸大于位于型腔一端的尺寸，其位于支撑板方向一侧为凹陷侧，位于下模腔一侧为开口，其开口尺寸与上模具上的半浇口尺寸相同；所述的半冒口设置在下模体上，位于下模体的半浇口同一侧，为半锥形开口腔体，其下部与竖溢流通道连通，其尺寸和形状与上模体上的半冒口匹配；所述的紧固装置穿孔设置在下模体上，为通孔，能够使紧固装置在其内部通过，其位置与上模体上的紧固装置螺纹孔对应；所述的定位孔设置在下模体的下模腔一侧，为圆锥形孔，其尺寸和形状和位置与上模体上的定位装置相匹配；所述的竖溢流通道设置在半冒口下部，位于下模体的一端，其上部与半冒口连通，下部与横溢流通道连通；所述的横溢流通道设置在下模腔的下部，与竖溢流通道连通；所述的下模腔设置在下模体上，其形状与尺寸与导电体的形状和尺寸按照几何对称面分开的一半相同并与上模腔合并后组成导电体的外部形状；所述的下模腔为凹陷状，与半浇口连通；所述的型芯安装位设置在下模腔两端，其形状和尺寸与型芯端部的安装部位相匹配；所述的横溢流通道和竖溢流通道均为开口型槽状，并与上模体上的横溢流通道和竖溢流通道相对应配合形成封闭通道；所述的紧固装置螺纹孔设置在下模体上位于支撑板一端的型腔一侧面，其位置与上模体上的紧固装置穿孔对应。

所述的型芯，其特征在于：包括上端，销轴，上过渡段，中段，下过渡段，下端；所述的上端直径等于该导电体的上端内孔直径，其长度等于导电体的上端长度加上型芯安装位的长度；所述的销轴设置在上过渡段上，与该导电体上的销轴孔位置相同，直径相同；所述的上过渡段设置在上端和中段之间，其形状和尺寸与该导电体的上过渡段内孔形状和尺寸相同；所述的中段设置在上过渡段和下过渡段之间，其形状和尺寸与该导电体的中段的内孔尺寸和形状相同；所述的下过渡段设置在中段和下端之间，其形状与尺寸与该导电体的下过渡段的内孔尺寸和形状相同；所述的下端设置在下过渡段的一端，其尺寸与该导电体的下端内孔尺寸相同，其长度等于该导电体下端内孔长度加上下端安装位的长度之和。

所述的型芯，采用型芯制造模具进行制造，所述的型芯制造模具包括型芯上模，型芯下模；所述的型芯上模与型芯上模内腔相对，扣合在一起，其内腔形成型芯的形状和尺寸；所述的型芯上模包括上支板，型芯上模体，上端及芯头上腔，上销孔，上过渡段上腔，中段上腔，下过渡段上腔，下端及芯头上腔；所述的上支板设置在型芯上模体的一端，位于下端及芯头上腔一端，与型芯上模体垂直，由铝合金制成；所述的型芯上模体设置在上支板一端，其形状随型腔的弯曲而弯曲，由铝合金制成；所述的上端及芯头上腔设置型芯上模体的一侧并位于与上支板位置相对的一端，其形状和尺寸与型芯的芯头和上端的形状和尺寸的一半相同；所述的上销孔设置在上端及芯头上腔的下端，其位置及尺寸和形状与型芯的销轴半段相同；所述的上过渡段上腔设置在上销孔和中段上腔之间，其所处位置及形状和尺寸与型芯上的上过渡段的一半相同；所述的中段上腔，设置在上过渡段上腔和下过渡段上腔之间，其位置及尺寸和形状与型芯上的中段的一半相同；所述的下过渡段上腔设置在中段上腔和下端及芯头上腔之间，其位置及尺寸和形状与型芯的下过渡段的一半相同；所述的下端及芯头上腔设置在型芯上模体的一侧位于上支板一端，位于下过渡段上腔的下部，其位置及尺寸和形状与型芯的下端和芯头的一半相同；所述的型芯下模包括下支板，型芯下模体，上端及芯头下腔，下销孔，上过渡段下腔，中段下腔，下过渡段下腔，下端及芯头下腔；所述的下支板设置在型芯下模体的一端，位于上端及芯头下腔一端，与型芯下模体垂直，由铝合金制成；所述的型芯下模体设置在下支板一端，其形状随型腔的弯曲而弯曲，由铝合金制成；所述的上端及芯头下腔设置型芯下模体的一侧并位于下支板一端，其形状和尺寸与型芯的芯头和上端的形状和尺寸的一半相同；所述的下销孔设置在上端及芯头下腔的下端，其位置及尺寸和形状与型芯的销轴半段相同；所述的上过渡段下腔设置在下销孔和中段下腔之间，其所处位置及形状和尺寸与型芯上的上过渡段的一半相同；所述的中段下腔，设置在上过渡段下腔和下过渡段下腔之间，其位置及尺寸和形状与型芯上的中段的一半相同；所述的下过渡段下腔设置在中段下腔和下端及芯头下腔之间，其位置及尺寸和形状与型芯的下过渡段的一半相同；所述的下端及芯头下腔设置在型芯下模体的一侧位于下支板相对一端，位于下过渡段下腔的下部，其位置及尺寸和形状与型芯的下端和芯头的一半相同。

有益效果

本发明的有益效果在于，加工方便，效率高，节省原材料。

附图说明

图1是一种高压开关的导电体的结构示意图

A.上端，B.上过渡段，C.中段，D.下过渡段，E.下端，F.销孔。

图2是一种高压开关导电体的制造模具的结构示意图

1.上模具，2.冒口，3.浇口，4.下模具，5.紧固装置。

图3是一种高压开关导电体的制造模具的上模具的结构示意图

11.支撑板，12.上模体，13.半浇口，14.定位装置，15.紧固装置穿孔，16.型芯安装位，17.上模腔，18.横溢流通道，19.竖溢流通道，110.紧固装置螺纹孔，111.半冒口，112.连接通道。

图4是一种高压开关导电体的制造模具的下模具的结构示意图

41.支撑板，42.下模体，43.半浇口，44.半冒口，45.紧固装置穿孔，46.定位孔，47.竖溢流通道，48.横溢流通道，49.下模腔，410.型芯安装位，411.紧固装置螺纹孔。

图5是一种高压开关导电体的制造模具的型芯的结构示意图

61.上端，62.销轴，63.上过渡段，64.中段，65.下过渡段，66.下端。

图6是型芯制造模具的结构示意图

70.型芯上模，80.型芯下模。

图7是型芯上模的结构示意图

71.上支板，72.型芯上模体，73.上端及芯头上腔，74.上销孔，75.上过渡段上腔，76.中段上腔，77.下过渡段上腔，78.下端及芯头上腔。

图8是型芯下模的结构示意图

81.下支板，82.型芯下模体，83.上端及芯头下腔，84.下销孔，85.上过渡段下腔，86.中段下腔，87.下过渡段下腔，88.下端及芯头下腔。

具体实施方式

为了进一步说明本发明的技术方案，现结合附图说明本发明的具体实施方式；如图1，本例中以导电体的外径为80毫米，内孔直径60毫米，销孔F为通孔直径16毫米为例；如图5，本例中选用上端61直径为60毫米，长度等于导电体的上端A加上40毫米作为型芯的上端安装部位；选用直径16毫米长度82毫米的销轴作为销轴62，将其安装在与导电体上销孔F对应的位置，对称分布在型芯的上过渡段63上，即销轴62露出型芯外径的长度相同；选用过渡段63的外径为60毫米，形状与导电体的上过渡段B内孔形状相同，长度相同，一端与上端61一体化连接，下端与中段64连接；选用中段64的外径为60毫米，长度与导电体的中段C的内孔长度相同，一端与上过渡段63一体化连接，下端与下过渡段65一体化连接；选用下过渡段65的外径为60毫米，长度等于导电体的下过渡段D的内孔长度相同，将其一端与中段64一体化连接，下端与下端66一体化连接；选用下端66的直径为60毫米，长度等于导电体的下端E的长度加上40毫米作为型芯的下端安装部位；整个型芯采用粘土砂铸造的型芯材料，采用芯盒制成；这样就完成了型芯的实施。

如图6，图7，图8，根据型芯的尺寸和形状，采用铝合金制作出型芯上模体72和上支板71，在型芯上模体72与上支板71位置相对的一侧面设置上模腔，其上模腔以型芯的销轴中线以及型芯主体截面的对称面作为分界面，将型芯分成上下两半，其中上半部与上模腔形状和尺寸相同，分别制作出凹陷的上端及芯头上腔73，上销孔74，上过渡段上腔75，中段上腔76，下过渡段上腔77，下端及芯头上腔78，构成型芯上模70；同样，采用铝合金制成型芯下模体82和下支板81，并选用型芯下模体82和下支板81的尺寸与型芯上模体72和上支板71的尺寸相同，在型芯下模体82的与下支板81的相对一侧制作出下模腔，以型芯的下半部的尺寸和形状对应在型芯下模体82上制作出凹陷的上端及芯头下腔83，下销孔84，上过渡段下腔85，中段下腔86，下过渡段下腔87，下端及芯头下腔88，形成型芯下模80；将型芯上模70和型芯下模80扣合，两个支板分处于两端，这样为了重量平衡，就形成了型芯模具；应用时，将型芯上模70和型芯下模80扣合，并固定，将型芯制作材料填充到型芯模具内，压实，打开型芯上模70和型芯下模80，取出型芯，进行晾干或者烤干，就能够作为型芯应用了；这样制作出的型芯精度高，制作效率高，成本低，模具耐用。

如图4，本例中选用厚度20毫米宽度300毫米，高度200毫米的钢板作为支撑板41，一端悬空，另一端与下模体42垂直连接，也可以采用与下模体42一体的材料加工出支撑板41的外形；选用厚度60毫米，宽度300毫米，长度470毫米，并与导电体几何分界面弯曲形状相近的钢板作为下模体42；本例中选用半浇口43的上口宽度105毫米，深度50毫米，下口宽度70毫米，深度10毫米，高度120毫米，宽度和长度交界处采用圆弧过渡就，并将其设置在下模体42的下模腔49一侧；本例中选用半冒口44的上口半径为40毫米，下口半径10毫米，高度44毫米，并将其设置在下模体42的下模腔49一侧与半浇口43相对的一端；本例中选用紧固装置穿孔45的直径为30毫米，本例中选用两个，其位置与上模体12上的固定装置螺纹孔110相对应；本例中选用定位孔46的口部直径30毫米，深度20毫米，锥度3°，其位置与上模体12上的定位装置14相对应；本例中选用竖溢流通道47的宽度20毫米，深度10毫米，将其设置在半冒口44的下方并与半冒口44连通，其下端与横溢流通道48连通；本例中选用横溢流通道48的宽度20毫米，长度280毫米，将其设置在下模腔49的下部，下模腔49的长度方向一致，一端与竖溢流通道47连通；在下模体42上，挖出与导电体半部外形相同的空腔，其尺寸和结构与导电体按照几何对称面的一半相同，作为下模腔49，在下模腔49的两端设置型芯安装位410，型芯安装位410的半径30毫米，长度40毫米，其方向与下模腔49端部相同；本例中选用紧固装置螺纹孔411的尺寸为符合国家标准的普通螺纹M12，深度30毫米，本例中选用两个紧固装置螺纹孔411，设置在下模体42的下模腔49一侧，并位于支撑板41一端，其位置和间距与上模体12上的紧固装置穿孔15相对应；这样就完成了下模具4的实施。

如图3，本例中选用厚度20毫米宽度300毫米，高度200毫米的钢板作为支撑板11，一端悬空，另一端与上模体12垂直连接，也可以采用与上模体12一体的材料加工出支撑板11的外形；选用厚度60毫米，宽度300毫米，长度470毫米，并与导电体几何分界面弯曲形状相近的钢板作为上模体12；本例中选用半浇口13的上口宽度105毫米，深度50毫米，下口宽度70毫米，深度10毫米，高度120毫米，宽度和长度交界处采用圆弧过渡，并将其设置在上模体12的上模腔17一侧；本例中选用半冒口111的上口半径为40毫米，下口半径10毫米，高度44毫米并将其设置在上模体12的上模腔17一侧，位于半浇口13相对一端；本例中选用紧固装置穿孔15的直径为30毫米，本例中选用两个，位置与下模体42上的固定装置螺纹孔411相对应；本例中选用在上模腔17的两端部设置半径30毫米长度40毫米的半圆柱凹陷作为型芯安装位16，将型芯安装位16设置在上模腔17的两端；本例中采用在上模体12上，挖出与导电体半部外形相同的空腔，其尺寸和结构与导电体按照几何对称面的与下模腔49对称的另一半相同，作为上模腔17，其位置是当上模体12和下模体42对齐扣合时，上模腔17和下模腔49扣合形成与导电体外形和尺寸相同的空腔；本例中选用横溢流通道18的宽度20毫米，长度280毫米，将其设置在上模腔17的下部，其长度方向与上模腔17的长度方向一致，中部与连接通道112连通，一端与竖溢流通道19连通；本例中选用竖溢流通道19的宽度20毫米，深度10毫米，将其设置在半冒口111的下方并与半冒口111连通，其下端与横溢流通道18连通；本例中选用紧固装置螺纹孔110的尺寸为符合国家标准的普通螺纹M12，深度30毫米，本例中选用两个紧固装置螺纹孔110，设置在上模体12的上模腔17一侧，并位于支撑板11一端，其位置和间距与下模体42上的紧固装置穿孔45相对应；本例中选用连接通道112的宽度20毫米，深度8毫米，一端与上模腔17连通，另一端与横溢流通道18连通；本例中选用两个横溢流通道18，分别位于上模腔17的中部，平行设置；这样就完成了上模具1的实施。

如图2，本例中选用带有垫片的符合国家标准的螺栓，作为紧固装置5，其螺纹为国家标准M12，垫片直径大于30毫米；将型芯放置在上模具1的上模腔17内，将型芯的两端分别安放在上模腔17两端的型芯安装位16的位置，将上模具1和下模具2扣合，扣合时将上模具1上的定位装置14与下模具4上的定位孔46扣合，且上模具1上的支持板1和下模具4上的支撑板4位于不同端，将紧固装置5分别从上模具1或下模具4上的紧固装置穿孔15，紧固装置穿孔45内穿过，旋进上模具1或者下模具4上的紧固装置螺纹孔110或紧固装置螺纹孔411，并将上模具1和下模具4固定一起，此时，半浇口13和半浇口43合在一起形成浇口3，半冒口111和半冒口44合在一起形成冒口2，同时竖溢流通道19、47和横溢流通道18、48和连接通道112组成溢流通道，与模腔和冒口连通；这样就完成了浇铸模具的实施。

应用时，将浇铸模具放置在浇铸现场，将熔化的符合导电体零件材质要求的铝合金熔化，从浇铸模具的浇口3注入，金属液体从浇口3进入模腔内，注满模腔，为了防止不能注满模腔，多余的金属液体通过溢流通道溢出，进而从冒口2溢出，当发现有金属液体从冒口2溢出时，就完成了浇铸工序；将浇铸模具及内部金属液体冷却，当金属液体冷却凝固后，拆开紧固装置5，将上模具1和下模具4分开，取出凝固的金属体，由于型芯的作用，在金属体内部形成与导电体内部相同的内孔形状和结构尺寸；去除导电体形状外的浇口部分和溢流通道部分的金属，去掉型芯，由于型芯是由粘土等成分构成的，将其打碎就能够将型芯去除，将金属体表面磨光，就形成了导电体零件，这样就完成了本发明的实施；由于采用了浇铸方法，能够适应导电体的复杂形状和结构，节约金属材料，生产效率高。