内浇口截面积可调的大型零部件压铸装置以及压铸工艺制造方法及图纸

一种内浇口截面积可调的大型零部件压铸装置，包括定模

【技术实现步骤摘要】
内浇口截面积可调的大型零部件压铸装置以及压铸工艺


[0001]本专利技术涉及压铸领域，具体涉及一种内浇口截面积可调的大型零部件压铸装置以及压铸工艺
。

技术介绍

[0002]压力铸造是指将熔融状态的金属
(
通常称为熔融金属
)
以高速压射入金属模具内，并在压力下冷却凝固结晶的铸造方法，简称压铸
。
在压铸过程中，通常是设计恒定的内浇口截面积，压射冲头推动熔杯中的熔融金属通过内浇口进入型腔，待熔融金属完全充满型腔后，其在压射冲头施加的高压通过内浇口补缩到成品并冷却凝固，形成结构复杂的零部件
。
[0003]通过压铸形成的零部件按照尺寸大小通常分为以下两类：
[0004]⑴
大型零部件：零部件的长
、
宽
、
高任一一项大于
500mm
；
[0005]⑵
小型零部件：零部件的长
、
宽
、
高任一一项小于等于
500mm。
[0006]采用传统的压铸模具以及压铸工艺生产大型零部件具有以下几个缺点：
[0007]⑴
众所周知，内浇口的作用是根据压铸件的结构
、
形状
、
大小，以最佳流动状态把熔融金属引入型腔而获得优质压铸件
。
换句话说，熔融金属需要以最佳的流动状态进入型腔，才会尽可能的减少压铸件的重要部位的气孔和疏松，使产品符合生产标准
。
>[0008]但是，在大型零部件的压铸过程中，压铸阶段不同，压铸的工艺参数不同
。
若想在大型零部件的整个压铸过程中使熔融金属一直保持最佳的流动状态，则需要在根据产品结构
、
尺寸
、
重量以及质量要求确定浇铸工艺后，计算出各个压铸阶段不同的内浇口截面积
。
例如，为压铸某一大型零部件，内浇口截面积应该以下列方式进行调整：低速压射阶段之前内浇口截面积设为
S1，高速压射阶段的内浇口截面积设为
S2，增压补缩阶段的内浇口截面积设为
S3，且
S1＞
S3＞
S2。
[0009]这是因为大型零部件的设计尺寸大
、
熔融金属的填充距离远，熔融金属凝固速度快，为了保证给汤后真空系统排气更为通畅，需要较大的内浇口截面积
S1；
[0010]而低速压射阶段结束后，目前在高速压射阶段提高熔融金属填充型腔的速度有以下两种方式：
[0011]①
增大压射冲头的注射面面积：
[0012]该方式的缺陷在于，制造成本高，而且会大大降低产品的填充率，极易出现冷隔现象，压铸件重要部位的气孔和疏松情况大大增加；
[0013]②
提高压射冲头的压射速度：
[0014]该方式的缺陷在于，现有压铸设备的压射冲头在推动熔融金属填充型腔的时候，最大速度只能达到
6m/s
，而大型零部件的填充速度在高速填充阶段往往需要大于
6m/s
，现有压铸设备即使提高到最大速度也无法再进一步提高熔融金属的填充速度，局限性非常大
。
[0015]由此可见，为了使熔融金属获取更高的填充速度，只能将内浇口截面积调小至
S2，以提高熔融金属在高速压射阶段的填充速度
。
[0016]最后，在增压补缩阶段，如果内浇口截面积太小，与产品壁厚相差超出设计允许范围，位于内浇口的熔融金属极易在还没有压铸完成前就先行凝固，导致压射力无法充分传递，甚至使后续的熔融金属无法进入型腔，故在增压补缩阶段又需要把内浇口截面积调至合适的数值
S3，才能保证产品的致密度满足要求
。
[0017]简而言之，熔融金属的流动状态在整个压铸过程中也受到内浇口截面积大小的影响，传统的大型零部件模具设计根本没有考虑到这个因素
。
由于模具尺寸固定，内浇口截面积不能随着压铸阶段的改变而改变，使熔融金属无法在整个压铸过程中均处于最佳流动状态，这样生产出来的大型零部件的产品合格率不符合要求；
[0018]⑵
由于熔融金属处于熔杯出口端的时间比熔融金属处于其他区域的时间长，在大批量的零部件生产过程中，熔杯出口端的温度会明显高于其他区域，虽然浇道有相应的冷却管路，用于单次压铸完成后的产品冷却，但是熔杯出口端与其他区域的温差大，开模取件的时候常常有尚未冷却的熔融金属漏出，极易伤人，造成安全事故，而且熔杯出口端与其他区域连接的区域，也会因为长时间的高温差导致寿命缩短，增加生产成本；
[0019]⑶
在大型零部件的压铸过程中，若熔融金属的温度大于规定范围，压铸的成品会出现缩孔
、
裂纹等缺陷；若熔融金属的温度小于规定范围，熔融金属的凝固速度过快，压射力无法充分传递至已经进入型腔的熔融金属
。
[0020]但是，大型零部件的设计尺寸大，熔杯内径大和长度尺寸长，传统的熔杯温控系统对压射腔中段的熔融金属温度控制精度非常低，无法精准的将压射腔内的熔融金属温度控制在规定范围内，最终得到的大型零部件也难以满足现有的产品质量要求；
[0021]⑷
大型零部件的设计尺寸大，单次压铸所需的熔融金属体积大，由于传统的给汤方式时间长，熔融金属从进入熔杯到离开熔杯的时间长，导致熔融金属温度大幅度下降
、
氧化严重，使得铸件在压铸过程中填充不良，最终得到的产品质量难以满足要求
。
公开号为
CN115945666A
的
《
一种大尺寸压铸件的压铸模具及压铸方法
》
公开了一种双倒料口汤勺结构，包括一个进汤口，两个倒汤口，两个倒汤口的中心间距满足以下条件：
[0022]L3
＝
L
‑
L2
‑
L1
‑
D
；
L4≈L
‑
L5
；
L5≈L
‑
L3
‑
L1
；
[0023]式中，
L
为压室总长；
L1
为第一倒汤口的中心距压室内末端距离；
L2
为产品高速汤料完全倒入压室内保持充满度
100
％的距离；
L3
为两个倒汤口的中心间距；
D
为缓冲距离
(
通常取值
100
～
300mm)
；
L4
为第一倒汤口倒入的合金液体流动距离；
L5
为第二倒汤口倒入的合金液体流动距离；
[0024]公开号为
CN115945666A
的
《
一种大尺寸压铸件的压铸模具及压铸方法
》
认为两个倒汤口的间距满足以上条件后，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种内浇口截面积可调的大型零部件压铸装置，包括定模
、
动模
、
熔杯
(1)
，所述定模
、
动模之间设有浇道，所述熔杯
(1)
与定模固定连接，熔杯
(1)
的出口端与浇道的浇口连通，其特征在于，所述定模上设置定模芯
(2)
，动模上设置动模芯
(3)
，定模芯
(2)
和动模芯
(3)
构成型腔，所述型腔与浇道的内浇口
(4)
连通，所述动模芯
(3)
上设有一镶块腔
(5)
，该镶块腔
(5)
与内浇口
(4)
相通，所述镶块腔
(5)
滑动配合一用于改变内浇口截面积的镶块
(6)
，所述镶块
(6)
与一液压油缸
(7)
的活塞杆
(8)
固定连接，所述液压油缸
(7)
安装在动模上，液压油缸
(7)
的活塞杆
(8)
与动模上设置的导向孔
(9)
滑动配合，通过液压油缸
(7)
驱动镶块
(6)
在镶块腔
(5)
内移动，调整内浇口截面积的大小
。2.
根据权利要求1所述内浇口截面积可调的大型零部件压铸装置，其特征在于，所述熔杯
(1)
出口端的杯壁内设有多个环形控温水道
(1f)。3.
根据权利要求1所述内浇口截面积可调的大型零部件压铸装置，其特征在于，所述熔杯
(1)
杯壁内设有多个控温油道，各控温油道均由一沿熔杯
(1)
压射腔
(1q)
轴向延伸的主温控油道
(1h)
，以及多个环绕熔杯
(1)
杯壁设置的分支温控油道
(1g)
组成
。4.
根据权利要求3所述内浇口截面积可调的大型零部件压铸装置，其特征在于，所述控温油道包括第一控温油道
(1a)、
第二控温油道
(1b)、
第三控温油道
(1c)、
第四控温油道
(1d)
，依次设置在熔杯
(1)
的进料孔与出口端之间
。5.
根据权利要求1所述内浇口截面积可调的大型零部件压铸装置，其特征在于，所述熔杯
(1)
设有汤勺
(10)
，所述熔杯
(1)
壁设置第一进料孔
(1x)、
第二进料孔
(1y)
，两进料孔沿熔杯
(1)
压射腔
(1q)
轴向排列，所述汤勺
(10)
设有第一出汤口
(10a)、
第二出汤口
(10b)
，所述第一出汤口
(10a)、
第二出汤口
(10b)
分别与熔杯
(1)
上的第一进料孔
(1x)、
第二进料孔
(1y)
对应，所述第一进料孔
(1x)
与第二进料孔
(1y)
的中心间距按照下列公式设置：
L3＝
L
‑
4M/(1
‑
N)
π
D2
ρ
‑
S
‑
L4‑
δ
式中，
L3为第一进料孔
(1x)
与第二进料孔
(1y)
的中心间距，
L
为压射腔
(1q)
的总长度，
M
为单次浇铸所需熔融金属的质量，
N
为单次浇铸所需熔融金属的体积与压射腔
(1q)
容积的比值，
D
为压射腔
(1q)
的直径，
π
为圆周率，
ρ
为熔融金属的密度，
S
为压铸前压射冲头
(11)
伸入压射腔
(1q)
的轴向长度，
...

【专利技术属性】
技术研发人员：任飞，黄军，潘武兵，任杰，宋亚星，王兴平，裴飞，
申请(专利权)人：辰致科技有限公司，
类型：发明
国别省市：