金属挤压铸造模具用的超声波导入杆密封装置制造方法
【专利摘要】本发明公开一种金属挤压铸造模具用的超声波导入杆密封装置，设于超声波导入杆外周，密封装置的一端通过端盖固定于模具型腔外壁上，密封装置包括模具侧静环、模具侧动环组件、大气侧静环、大气侧动环组件、动环座和密封盖，模具侧静环和大气侧静环分别位于密封装置的两端，模具侧静环的外端面与端盖相连接，模具侧静环的外圆柱面和大气侧静环的外圆柱面分别与密封盖相连接，模具侧静环、大气侧静环和密封盖之间形成密封空间，密封空间内设有模具侧动环组件、大气侧动环组件和动环座，模具侧动环组件和大气侧动环组件分别设于动环座两端。本密封装置结构合理可靠，密封效果较好，可有效保证模具型腔的密封性，防止金属熔体发生喷溅和泄漏的现象。
【专利说明】金属挤压铸造模具用的超声波导入杆密封装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及金属材料加工【技术领域】，特别涉及一种金属挤压铸造模具用的超声波 导入杆密封装置。
【背景技术】
[0002] 在挤压铸造设备上导入超声波的目的是改善待处理金属材料的组织和性能，研究 表明，在挤压铸造设备中导入功率超声，可以起到细化晶粒，提升材料力学性能的作用。
[0003] 在超声波导入设备的安装过程中，由于空间尺寸和导入效果等因素的限制，一般 只能选择在模具侧面开口导入，但是这种导入方法在实际应用中，常因为密封装置结构不 够合理，容易引起金属熔液的喷溅，从而给操作人员的安全带来隐患，也会对环境造成污 染。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，针对高温高压环境下，提供一种金属挤 压铸造模具用的超声波导入杆密封装置，该密封装置结构合理，可有效防止金属熔体喷溅 和泄漏。
[0005] 本发明的技术方案为：一种金属挤压铸造模具用的超声波导入杆密封装置，设于 超声波导入杆外周，密封装置的一端通过端盖固定于模具型腔外壁上，密封装置包括模具 侧静环、模具侧动环组件、大气侧静环、大气侧动环组件、动环座和密封盖，模具侧静环和大 气侧静环分别位于密封装置的两端，模具侧静环的外端面与端盖相连接，模具侧静环的外 圆柱面和大气侧静环的外圆柱面分别与密封盖相连接，模具侧静环、大气侧静环和密封盖 之间形成密封空间，密封空间内设有模具侧动环组件、大气侧动环组件和动环座，模具侧动 环组件和大气侧动环组件分别设于动环座两端。
[0006] 所述动环座通过销钉固定于超声波导入杆上，模具侧动环组件和大气侧动环组件 对称设于动环座两端。
[0007] 所述模具侧动环组件包括动环、轴套和弹簧，动环一端与模具侧静环的内端面相 接触，动环另一端通过弹簧与动环座相连接，超声波导入杆外周与弹簧的相接面上设有轴 套。
[0008] 所述动环内侧面通过动环0型圈与超声波导入杆相连接；超声波导入杆和轴套之 间设有0. 03?0. 05mm的过盈距离。其中，动环0型圈可采用耐高温的有机硅树脂材料制 得，0. 03?0. 05mm的过盈距离可保证超声波导入杆和轴套之间力矩的可靠传递和良好的 追随性。
[0009] 所述动环的轴向截面为横置的"凸"形，动环的两端分别为动环大端面和动环小端 面，动环大端面通过弹簧与动环座连接，动环小端面与模具侧静环连接。其中，弹簧可采用 小弹簧，小弹簧弹力均匀，结构紧凑，不会有偏斜。
[0010] 所述大气侧动环组件的结构与模具侧动环组件的结构对称。 toon] 所述模具侧静环的轴向截面和大气侧静环的轴向截面分别为横置的"凸"形； [0012] 模具侧静环的两端分别为模具侧静环大端面和模具侧静环小端面，模具侧静环大 端面通过防转销与端盖固定连接，模具侧静环小端面与模具侧动环组件相接；其中，防转销 可防止模具侧静环随着超声波导入杆的杆尖振动而转动；
[0013] 大气侧静环的两端分别为大气侧静环大端面和大气侧静环小端面，大气侧静环大 端面置于大气中，大气侧静环小端面与大气侧动环组件相接；
[0014] 模具侧静环的内侧面和大气侧静环的内侧面分别通过静环0型圈与超声波导入 杆相连接。其中，静环0型圈可采用耐高温的有机硅树脂材料制得。
[0015] 所述密封盖包括固定连接的左盖和右盖，左盖压紧于大气侧静环的外周，右盖压 紧于模具侧静环的外周，右盖的外端面与端盖相接。
[0016] 所述右盖上设有泄压孔，泄压孔可直接连接废气排放管道，避免实验对环境造成 的污染。
[0017] 所述密封盖中，左盖与大气侧静环相接触的一面设有石墨层，右盖与模具侧静环 相接触的一面设有石墨层。
[0018] 上述结构的密封装置中，模具侧动环组件中的动环和大气侧动环组件中的动环均 采用WC硬质合金，模具侧静环和大气侧静环均采用石墨环材质，各动环、模具侧静环和大 气侧静环的平面度均控制在0?0. 〇〇3_，不允许有崩边和划伤的现象。
[0019] 本金属挤压铸造模具用的超声波导入杆密封装置使用时，其原理是：模具侧静环 的外端面与端盖相连接，端盖固定在模具型腔的腔壁外侧，形成模具侧静环的轴向固定，同 时，模具侧静环与密封盖相嵌，一方面对密封盖形成轴向的约束，另一方面使得废气通过密 封盖上的泄压孔排出；在模具侧，动环通过小弹簧和动环座连接，可以同样方式对动环形成 轴向的约束，同时弹簧可以缓冲轴向的冲击力，模具侧静环和动环紧密接触，从而达到较好 的密封效果；在大气侧，其密封原理与模具侧相同。
[0020] 本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：
[0021] 本金属挤压铸造模具用的超声波导入杆密封装置为复合式机械密封装置，其结构 合理可靠，密封效果较好，特别是在高温高压的工作环境下，可有效保证模具型腔的密封 性，防止金属熔体发生喷溅和泄漏的现象，大大提高设备的安全性和稳定性。
[0022] 本超声波导入杆密封装置还设有泄压孔，通过避免金属熔体的喷溅和泄压孔排除 多余的废气，可避免对环境造成污染。
【专利附图】
【附图说明】
[0023] 图1为本超声波导入杆密封装置的半剖结构示意图。
[0024] 图2为本超声波导入杆密封装置安装在金属挤压铸造模具上的结构示意图。
【具体实施方式】
[0025] 下面结合实施例及附图，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不 限于此。
[0026] 实施例1
[0027] 本实施例一种金属挤压铸造模具用的超声波导入杆密封装置，如图2所示，设于 超声波导入杆4外周，密封装置1的一端通过端盖2固定于模具型腔3外壁上，如图2所示， 密封装置包括模具侧静环5、模具侧动环组件6、大气侧静环7、大气侧动环组件8、动环座 9和密封盖10,模具侧静环和大气侧静环分别位于密封装置的两端，模具侧静环的外端面 5-1与端盖相连接，模具侧静环的外圆柱面和大气侧静环的外圆柱面分别与密封盖相连接， 模具侧静环、大气侧静环和密封盖之间形成密封空间，密封空间内设有模具侧动环组件、大 气侧动环组件和动环座，模具侧动环组件和大气侧动环组件分别设于动环座两端。
[0028] 动环座9通过销钉11固定于超声波导入杆4上，模具侧动环组件和大气侧动环组 件对称设于动环座两端。
[0029] 模具侧动环组件6包括动环6-1、轴套6-2和弹簧6-3,动环一端与模具侧静环的 内端面相接触，动环另一端通过弹簧与动环座相连接，超声波导入杆外周与弹簧的相接面 上设有轴套。
[0030] 动环内侧面通过动环0型圈6-4与超声波导入杆相连接；超声波导入杆和轴套之 间设有0. 03?0. 05mm的过盈距离。其中，动环0型圈可采用耐高温的有机硅树脂材料制 得，0. 03?0. 05mm的过盈距离可保证超声波导入杆和轴套之间力矩的可靠传递和良好的 追随性。
[0031] 动环的轴向截面为横置的"凸"形，动环的两端分别为动环大端面和动环小端面， 动环大端面通过弹簧与动环座连接，动环小端面与模具侧静环连接。其中，弹簧可采用小弹 簧，本实施例所采用弹簧的钢丝直径为〇· 2mm，弹簧外径为1. 2mm，弹簧内径为0· 8mm，节距 为1. 0mm，小弹簧弹力均匀，结构紧凑，不会有偏斜。
[0032] 大气侧动环组件8的结构与模具侧动环组件6的结构对称，即大气侧动环组件的 各组成部件与模具侧动环组件的各组成部件相同（包括尺寸大小、材质等参数），大气侧动 环组件各组成部件之间的连接关系与模具侧动环组件相比，呈对称设置。
[0033] 模具侧静环的轴向截面和大气侧静环的轴向截面分别为横置的"凸"形；
[0034] 模具侧静环的两端分别为模具侧静环大端面和模具侧静环小端面，模具侧静环大 端面通过防转销12与端盖（图2中未示出）固定连接，模具侧静环小端面与模具侧动环组 件相接；其中，防转销可防止模具侧静环随着超声波导入杆的杆尖振动而转动；
[0035] 大气侧静环的两端分别为大气侧静环大端面和大气侧静环小端面，大气侧静环大 端面置于大气中，大气侧静环小端面与大气侧动环组件相接；
[0036] 模具侧静环的内侧面和大气侧静环的内侧面分别通过静环0型圈13与超声波导 入杆相连接。其中，静环〇型圈可采用耐高温的有机硅树脂材料制得。
[0037] 密封盖10包括固定连接的左盖10-1和右盖10-2,左盖压紧于大气侧静环的外周， 右盖压紧于模具侧静环的外周，右盖的外端面与端盖相接。
[0038] 右盖上设有泄压孔10-3,泄压孔可直接连接废气排放管道，避免实验对环境造成 的污染。
[0039] 密封盖中，左盖与大气侧静环相接触的一面设有石墨层，右盖与模具侧静环相接 触的一面设有石墨层。
[0040] 上述结构的密封装置中，模具侧动环组件中的动环和大气侧动环组件中的动环均 采用WC硬质合金，模具侧静环和大气侧静环均采用石墨环材质，各动环、模具侧静环和大 气侧静环的平面度均控制在0?0. 〇〇3_，不允许有崩边和划伤的现象。
[0041] 本金属挤压铸造模具用的超声波导入杆密封装置使用时，其原理是：模具侧静环 的外端面与端盖相连接，端盖固定在模具型腔的腔壁外侧，形成模具侧静环的轴向固定，同 时，模具侧静环与密封盖相嵌，一方面对密封盖形成轴向的约束，另一方面使得废气通过密 封盖上的泄压孔排出；在模具侧，动环通过小弹簧和动环座连接，可以同样方式对动环形成 轴向的约束，同时弹簧可以缓冲轴向的冲击力，模具侧静环和动环紧密接触，从而达到较好 的密封效果；在大气侧，其密封原理与模具侧相同。
[0042] 实施例2
[0043] 本实施例一种金属挤压铸造模具用的超声波导入杆密封装置，与实施例1相比 较，其不同之处在于，密封盖为一体式结构，密封盖靠近大气侧的内侧面压紧于大气侧静环 的外周，密封盖靠近模具侧的内侧面压紧于模具侧静环的外周；密封盖上设有泄压孔，泄压 孔可直接连接废气排放管道，避免实验对环境造成的污染；密封盖上，与大气侧静环相接触 的接触面上设有石墨层，与模具侧静环相接触的接触面上也设有石墨层。
[0044] 如上所述，便可较好地实现本发明，上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非用 来限定本发明的实施范围；即凡依本
【发明内容】
所作的均等变化与修饰，都为本发明权利要 求所要求保护的范围所涵盖。
【权利要求】
1. 金属挤压铸造模具用的超声波导入杆密封装置，设于超声波导入杆外周，其特征在 于，密封装置的一端通过端盖固定于模具型腔外壁上，密封装置包括模具侧静环、模具侧动 环组件、大气侧静环、大气侧动环组件、动环座和密封盖，模具侧静环和大气侧静环分别位 于密封装置的两端，模具侧静环的外端面与端盖相连接，模具侧静环的外圆柱面和大气侧 静环的外圆柱面分别与密封盖相连接，模具侧静环、大气侧静环和密封盖之间形成密封空 间，密封空间内设有模具侧动环组件、大气侧动环组件和动环座，模具侧动环组件和大气侧 动环组件分别设于动环座两端。
2. 根据权利要求1所述金属挤压铸造模具用的超声波导入杆密封装置，其特征在于， 所述动环座通过销钉固定于超声波导入杆上，模具侧动环组件和大气侧动环组件对称设于 动环座两端。
3. 根据权利要求2所述金属挤压铸造模具用的超声波导入杆密封装置，其特征在于， 所述模具侧动环组件包括动环、轴套和弹簧，动环一端与模具侧静环的内端面相接触，动环 另一端通过弹簧与动环座相连接，超声波导入杆外周与弹簧的相接面上设有轴套。
4. 根据权利要求3所述金属挤压铸造模具用的超声波导入杆密封装置，其特征在于， 所述动环内侧面通过动环〇型圈与超声波导入杆相连接；超声波导入杆和轴套之间设有 0. 03?0. 05mm的过盈距离。
5. 根据权利要求3所述金属挤压铸造模具用的超声波导入杆密封装置，其特征在于， 所述动环的轴向截面为横置的"凸"形，动环的两端分别为动环大端面和动环小端面，动环 大端面通过弹簧与动环座连接，动环小端面与模具侧静环连接。
6. 根据权利要求3?5任一项所述金属挤压铸造模具用的超声波导入杆密封装置，其 特征在于，所述大气侧动环组件的结构与模具侧动环组件的结构对称。
7. 根据权利要求1所述金属挤压铸造模具用的超声波导入杆密封装置，其特征在于， 所述模具侧静环的轴向截面和大气侧静环的轴向截面分别为横置的"凸"形； 模具侧静环的两端分别为模具侧静环大端面和模具侧静环小端面，模具侧静环大端面 通过防转销与端盖固定连接，模具侧静环小端面与模具侧动环组件相接； 大气侧静环的两端分别为大气侧静环大端面和大气侧静环小端面，大气侧静环大端面 置于大气中，大气侧静环小端面与大气侧动环组件相接； 模具侧静环的内侧面和大气侧静环的内侧面分别通过静环〇型圈与超声波导入杆相 连接。
8. 根据权利要求1所述金属挤压铸造模具用的超声波导入杆密封装置，其特征在于， 所述密封盖包括固定连接的左盖和右盖，左盖压紧于大气侧静环的外周，右盖压紧于模具 侧静环的外周，右盖的外端面与端盖相接。
9. 根据权利要求8所述金属挤压铸造模具用的超声波导入杆密封装置，其特征在于， 所述右盖上设有泄压孔。
10. 根据权利要求8所述金属挤压铸造模具用的超声波导入杆密封装置，其特征在于， 所述密封盖中，左盖与大气侧静环相接触的一面设有石墨层，右盖与模具侧静环相接触的 一面设有石墨层。
【文档编号】F16J15/16GK104089019SQ201410306693
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年6月30日 优先权日:2014年6月30日
【发明者】张杨, 张卫文, 夏伟, 罗执 申请人:华南理工大学