一种真空压铸模具及其排气道结构

本发明涉及压铸领域，具体涉及一种真空压铸模具及其排气道结构。

背景技术：

1、压铸是铝合金构件的主要成型方法之一，该工艺具有铸件尺寸精度高、生产效率高等优点。但普通压铸具有高速高压的特点，易发生紊流现象，导致气体的卷入产生孔洞，降低铸件性能。在后续热处理过程中，孔洞受热膨胀导致铸件表面出现起泡。与普通压铸相比，真空压铸是在充型前，采用特定的装置将型腔中的气体抽除，降低充型时的型腔气体压力，从而减少卷入气体的量，进而有效降低气孔率，提高铸件的力学性能。

2、为了提高压铸件的质量，减少卷入气体含量，国内外推出了多种真空系统，主要集中在研究开发高效稳定的机械式真空阀，例如，专利cn105697797b和专利cn09115777u所报道。

3、虽然对真空阀技术有着许多研究与报道，但是真空压铸抽真空的目的是在压铸充型过程中尽可能降低型腔气体压力和提高型腔真空度。在抽真空过程中，型腔内气体压力降低不仅取决于真空泵和真空阀，而且还取决于型腔内气体经排气道向真空阀的流动行为，气体流动研究表明，气体在不同截面管道内流动会发生回旋、涡流、激波和堵塞等，因此，排气道结构与其截面面积将影响着真空压铸抽真空过程的气体流动和型腔真空度，但是，关于面向排气优化的排气道结构设计尚未见研究或专门技术报道。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足和缺点，本发明的首要目的在于提供一种排气道结构，该排气道结构能够优化气流路径、提高排气效率、降低真空压铸模具型腔气体压力。

2、本发明的第二目的在于提供一种真空压铸模具，该真空压铸模具能够降低型腔气体压力。

3、本发明的首要目的通过下述技术方案可以实现：

4、一种排气道结构，依次包括进气口、排气道以及排气口；所述排气道包括至少两个排气道段和至少一个排气道过渡段，至少两个排气道段间隔设置，且任意两个相邻的排气道段之间通过一个排气道过渡段相连接，所述排气道段的长度与其截面等效半径之比为5～30，所述排气道中任意一个排气道段与后一个排气道段的横截面积之比为1.2～1.6。

5、优选地，所述排气道段长度小于100mm。

6、优选地，所述排气道过渡段的纵截面为锥状结构，锥度在15～45°。

7、优选地，所述排气道由进气口至排气口依次为排气道段、排气道过渡段、排气道段，根据所需排气道的长度需求，重复循环。

8、优选地，所述排气道的横截面形状为圆形或者是有圆角的矩形。

9、本发明的第二目的通过下述技术方案可以实现：

10、一种真空压铸模具，包括料饼、压铸型腔、真空截止阀活塞和多个上述的排气道结构；

11、压铸前，将料饼和压铸型腔内的气体通过排气道结构抽除，待达到所需真空度时，关闭真空截止阀活塞，完成排气的工作；

12、在真空压铸的过程中，所述排气道结构的进气口与压铸型腔相连接，所述排气道结构的排气口与真空截止阀活塞相连接。

13、作为优选地一种方案，所述排气道结构包括三个排气道，所述三个排气道分别为第一排气道，第二排气道以及第三排气道，所述第一排气道，第二排气道以及第三排气道并联，所述第一排气道与第三排气道对称设置。

14、优选地，所述第一排气道包括第一排气道进气口、第一排气道段、第一排气道过渡段、第二排气道段、第二排气道过渡段、第三排气道段以及第一排气道排气口；

15、所述第二排气道包括第二排气段进气口、第四排气道段、第三排气段过渡段、第五排气道段以及第二排气道排气口；

16、所述第三排气道包括第三排气道进气口、第六排气道段、第四排气道过渡段、第七排气道段、第五排气道过渡段、第八排气道段以及第三排气道排气口。

17、优选地，所述第一排气道段、第二排气道段以及第三排气道段的横截面积比为1：1.44：1.96。

18、优选地，所述第一排气道过渡段和第二排气道过渡段的纵截面均为外大内小的锥状结构，锥度分别为35°和30°；第三排气道过渡段纵截面为外大内小的锥状结构，锥度为30°；第四排气道过渡段和第五排气道过渡段的纵截面均为外大内小的锥状结构，锥度分别为35°和30°。

19、作为优选地另一种方案，所述排气道结构包括对称设置的第四排气道和第五排气道，所述第四排气道和第五排气道共有第七排气道过渡段和第十一排气道段以及第四排气道排气口；

20、所述第四排气道包括第四排气道进气口、第九排气道段、第六排气道过渡段、第十排气道段、第七排气道过渡段和第十一排气道段以及第四排气道排气口；

21、所述第五排气道包括第五排气道进气口、第十二排气道段、第八排气道过渡段以及第十三排气道段。

22、优选地，所述第九排气道段和第十二排气道段横截面积之和、第十排气道段和第十三排气道段横截面积之和、第十一排气道段横截面积之间的比值为1：1.5：2。

23、优选地，所述第六排气道过渡段和第八排气道过渡段的纵截面均为外大内小的锥状结构，锥度为45°，第七排气道过渡段纵截面为带斜线的直角结构，斜度为45°。

24、相对于现有技术，本发明的有益效果如下：

25、(1)本发明所设计的排气道结构简单、实施容易、制备成本低，可以根据模具大小与排气道所需长度设计排气道结构，具体表现为，从排气道结构的进气口至排气道结构的排气口设计多段排气道段和排气道过渡段。

26、(2)本发明所述排气道结构抽真空时气体在排气道内流动顺畅，不易产生回旋、涡流、激波和堵塞通道，能有效降低型腔气体压力，提高排气效率。

27、(3)本发明所述排气道结构可以使得气体更快地从型腔流出，压铸型腔气体压力降低迅速，可提高生产效率和铸件质量。

技术特征：

1.一种排气道结构，其特征在于，依次包括进气口、排气道以及排气口；所述排气道包括至少两个排气道段和至少一个排气道过渡段，至少两个排气道段间隔设置，且任意两个相邻的排气道段之间通过一个排气道过渡段相连接，所述排气道段的长度与其截面等效半径之比为5～30，所述排气道中任意一个排气道段与后一个排气道段的横截面积之比为1.2～1.6。

2.根据权利要求1所述的排气道结构，其特征在于，所述排气道段长度小于100mm。

3.根据权利要求1所述的排气道结构，其特征在于，所述排气道过渡段的纵截面为锥状结构，锥度在15～45°。

4.根据权利要求1所述的排气道结构，其特征在于，所述排气道由进气口至排气口依次为排气道段、排气道过渡段、排气道段，根据所需排气道的长度需求，重复循环。

5.根据权利要求1所述的排气道结构，其特征在于，所述排气道的横截面形状为圆形或者是有圆角的矩形。

6.一种真空压铸模具，其特征在于，包括料饼、压铸型腔、真空截止阀活塞和多个权利要求1至5任一项所述的排气道结构；

7.根据权利要求6所述的真空压铸模具，其特征在于，所述排气道结构包括三个排气道，所述三个排气道分别为第一排气道，第二排气道以及第三排气道，所述第一排气道，第二排气道以及第三排气道并联，所述第一排气道与第三排气道对称设置。

8.根据权利要求7所述的真空压铸模具，其特征在于，所述第一排气道包括第一排气道进气口、第一排气道段、第一排气道过渡段、第二排气道段、第二排气道过渡段、第三排气道段以及第一排气道排气口；

9.根据权利要求6所述的真空压铸模具，其特征在于，所述排气道结构包括对称设置的第四排气道和第五排气道，所述第四排气道和第五排气道共有第七排气道过渡段和第十一排气道段以及第四排气道排气口。

10.根据权利要求9所述的真空压铸模具，其特征在于，所述第四排气道包括第四排气道进气口、第九排气道段、第六排气道过渡段、第十排气道段、第七排气道过渡段和第十一排气道段以及第四排气道排气口；

技术总结
本发明公开了一种排气道结构，依次包括进气口、排气道以及排气口；所述排气道包括至少两个排气道段和至少一个排气道过渡段，至少两个排气道段间隔设置，且任意两个相邻的排气道段之间通过一个排气道过渡段相连接，所述排气道段的长度与其截面等效半径之比为5～30，所述排气道中任意一个排气道段与后一个排气道段的横截面积之比为1.2～1.6；各段横截面积按一定比例逐渐变化，不同段之间的连接为锥形渐变结构，其锥度在15～45°之间。本发明还公开了一种包含多个该排气道结构的真空压铸模具，在压铸抽真空过程气体流动顺利，不易出现气体回旋、涡流、激波和堵塞通道等，能有效降低型腔气体压力，提高排气效率。

技术研发人员：赵海东,刘金辉
受保护的技术使用者：华南理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13