專利名稱：壓鑄模具以及其中使用的改進的排出結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對壓鑄模具(die casting mold)的改進，該壓鑄模具具有冷卻排出結(jié)構(gòu)(chill vent structure)，該冷卻排出結(jié)構(gòu)使得空氣和/或氣體可以從型腔逸出同時防止在將金屬液注入型腔內(nèi)時金屬液濺到壓鑄模具的外面。
背景技術(shù)：
具有冷卻排出結(jié)構(gòu)的壓鑄模具已經(jīng)例如在編號為11-151564的日本專利公開文本(JP-A)中披露，其中的冷卻排出結(jié)構(gòu)使得剩余空氣和/或氣體可以從型腔有效地排出并且當(dāng)在壓力下將金屬液壓入型腔內(nèi)時不會導(dǎo)致未凝固金屬液濺出。下面將參考圖7描述所披露的壓鑄模具的冷卻排出結(jié)構(gòu)。
如圖7中所示，冷卻排出結(jié)構(gòu)包括冷卻排出塊100，該冷卻排出塊由一對半排出體或排出件102和104組成，它們分別固定在一對配合的壓鑄模件101和103上。排出件102、104具有波紋狀的相對表面，以便當(dāng)將模件101、103合在一起以閉合壓鑄模具時在排出件之間限定出鋸齒形排出通道(ventpassage)105。鋸齒形排出通道105與在模件101、103之間形成的型腔106連通。由于這種布置，當(dāng)在壓力下將金屬液壓入型腔106內(nèi)時，型腔106內(nèi)的剩余空氣和/或氣體可以從排出通道105逸出，結(jié)果使得未凝固金屬液從型腔106濺入排出通道105。在該示例中，由于鋸齒形排出通道105提供了相對長的流動路徑，濺出的未凝固金屬液由排出件102、104冷卻并且在排出通道105內(nèi)凝固。這樣，能夠避免未凝固金屬液從壓鑄模具濺出或噴出。
然而，由于冷卻排出塊100由一對半排出體或排出件102、104形成，它們分別固定在壓鑄模具的一對配合的模件101、103上，壓鑄模具的總尺寸相對大。而且，制造具有波紋狀表面的排出件101、103需要高精度加工，這將增加冷卻排出塊100的生產(chǎn)成本。此外，當(dāng)從壓鑄模具取下鑄件時，波紋狀的排出件表面趨于阻礙壓鑄件或鑄件從模件101、103平滑地分離。而且，當(dāng)改變排出通道105的深度t(圖7)或波紋狀排出件表面上的三角形隆脊的頂角θ(圖7)以在金屬液沿著排出通道105向前時調(diào)節(jié)金屬液的流速時，作為單個冷卻塊的排出件102、104應(yīng)該用另一對期望構(gòu)造的排出件替代。這種一對排出件的替代導(dǎo)致高的額外成本。
考慮到傳統(tǒng)裝置的上述困難，期望提供一種具有冷卻排出結(jié)構(gòu)的壓鑄模具，該冷卻排出結(jié)構(gòu)尺寸相對小，結(jié)構(gòu)簡單且制造費用低，并且能夠在不增加壓鑄模具的總尺寸和成本的情況下與壓鑄模具組裝在一起。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種壓鑄模具，包括定模件；動模件，可朝向和遠離定模件移動，以在閉合壓鑄模具時在其間限定出型腔；排出通道，形成在定模件和動模件中一個的配合面內(nèi)并延伸到與型腔連通，以在將金屬液注入型腔時使剩余空氣和/或氣體從型腔逸出；以及阻擋件(resistancemember)，設(shè)置在排出通道內(nèi)，以在金屬液沿著排出通道前進時減小金屬液的流速，其中阻擋件包括多個不連續(xù)的相互交錯地布置在排出通道的縱向和橫向上的突起，從而在其間限定出在排出通道的入口側(cè)和出口側(cè)之間延伸的曲折部件(labyrinthine part)。
由于這種布置，阻擋件設(shè)置在形成在定模件或動模件的配合面內(nèi)的排出通道內(nèi)。這意味著阻擋件設(shè)置在壓鑄模具內(nèi)部并且不會增大壓鑄模具的總尺寸。而且，由于阻擋件能夠通過僅加工一個模件而形成，因而，與具有由分別固定于壓鑄模具的一對模件的一對排出件形成的冷卻排出塊的傳統(tǒng)壓鑄模具相比，壓鑄模具的生產(chǎn)成本相對低。
優(yōu)選地，定模件和動模件中的另一個的配合面具有適合與突起的頂部表面鄰接的平部分。由于平配合表面部分不可能粘住壓鑄件或鑄件的材料，能夠容易地從壓鑄模具中取出鑄件。
優(yōu)選地，突起的頂部表面是平的并且以平面接觸方式(flatways)與另一個模件的平配合表面部分接合。由于這種布置，當(dāng)模具在預(yù)定夾緊力下保持在閉合狀態(tài)時，穩(wěn)定地保持阻擋件而不會導(dǎo)致突起的變形。這樣，在壓鑄加工期間，曲折的排出通道部件的橫截面積基本上保持不變，并且不會給壓鑄件或鑄件的質(zhì)量帶來不利的影響。
排出通道的曲折部件包括多個平行間隔的在排出通道縱向上延伸的第一凹槽和多個平行間隔的在排出通道橫向上延伸的第二凹槽。第二凹槽可以比第一凹槽深，從而能夠在金屬液沿著曲折的排出通道部件前進時獲得期望的阻擋。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選方式中，阻擋件由結(jié)構(gòu)上獨立于一個模件并可移去地安裝于一個模件的分隔件形成。阻擋件包括可拆卸地安裝于一個模件的類似平板的底部和形成在類似平板的底部的一個表面上的突起。
這樣，通過制備兩個以上的其突起數(shù)量和尺寸不同的阻擋件，可以根據(jù)生產(chǎn)的壓鑄件或鑄件的期望質(zhì)量適當(dāng)?shù)馗淖冏钃跫８唧w地，由于通過以適當(dāng)?shù)姆绞礁淖冏钃跫?，金屬液的流速在金屬液沿著排出通道前進時隨著排出通道的橫截面積而變化，可以容易地將阻擋件處金屬液的流速調(diào)節(jié)到完全地排出型腔內(nèi)的剩余空氣和/或氣體且剩余空氣和/或氣體不會進入金屬液的程度，而剩余空氣和/或氣體進入金屬液將另外地導(dǎo)致壓鑄件或鑄件內(nèi)出現(xiàn)氣孔等，從而降低鑄件的產(chǎn)品質(zhì)量。這樣，能夠在無需長時間調(diào)節(jié)和制備壓鑄模具的情況下，獲得期望質(zhì)量的鑄件。
而且，通過使各個阻擋件的底部的尺寸和形狀以及其中固定阻擋件的各個座的固定槽的尺寸和形狀標(biāo)準(zhǔn)化，可以將一個阻擋件與多個不同的模具結(jié)合使用，或者可選擇地能夠?qū)⒍鄠€不同的阻擋件與一個模具結(jié)合使用。由于這種布置，能夠減小壓鑄模具的維護成本。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種用于壓鑄模具的冷卻排出結(jié)構(gòu)，包括類似平板的底部；以及多個不連續(xù)的突起，形成在類似平板的底部的一個表面上并相互交錯地布置，以便在其間限定出曲折結(jié)構(gòu)的排出通道。
由于曲折結(jié)構(gòu)，排出通道能夠在金屬液沿著排出通道前進時提供相對長的流動路徑和對金屬液運動相對大的阻擋。這樣，金屬液在其沿著曲折的排出通道前進時冷卻并凝固。因而能夠避免未凝固金屬液不期望地從壓鑄模具濺出或噴出。


下面將僅以示例的方式，參考附圖詳細地描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，其中圖1是表示根據(jù)本發(fā)明實施例的壓鑄模具的垂直橫截面圖；圖2是圖1的一部分的放大圖，其由圖1中所示的圓圈2表示；圖3是在圖2中所示箭頭3的方向上的示意圖；圖4是圖3中所示阻擋件的透視圖；
圖5是類似于圖3的視圖，但是表示了型腔內(nèi)的剩余空氣和/或氣體通過阻擋件內(nèi)形成的曲折的排出通道部分排出的方式；圖6A、6B、6C和6D是表示在壓鑄模具上進行的壓鑄加工的操作順序的簡圖；以及圖7是表示傳統(tǒng)壓鑄模具內(nèi)結(jié)合的冷卻排出結(jié)構(gòu)的橫截面圖。
具體實施例方式
首先參考表示實施本發(fā)明的壓鑄模具10的橫截面的圖1。壓鑄模具10包括定模件11以及可朝向和遠離定模件11移動的動模件12，當(dāng)閉合壓鑄模具10時在定模件和動模件之間限定出型腔13。動模件12安裝在壓鑄機的模座20上。當(dāng)壓鑄模具10保持在閉合狀態(tài)時，驅(qū)動可在壓射缸15內(nèi)往復(fù)移動的模沖14，在壓力下將金屬液壓入型腔13內(nèi)，從而形成壓鑄件或鑄件39。
定模件11具有形成在其配合面26(圖2)內(nèi)的排出通道16。當(dāng)閉合模具10時，排出通道16延伸到與型腔13連通。這樣，當(dāng)將金屬液注入型腔13時，型腔13內(nèi)的剩余空氣和/或氣體可以通過排出通道16逸出。冷卻排出塊(阻擋件)17設(shè)置在排出通道16內(nèi)，以在金屬液沿著排出通道16向前時減小金屬液的流速。
排氣閥18包括結(jié)合在定模件11內(nèi)的提升閥，用于打開和關(guān)閉排出通道16的出口端。提升閥18具有容納在形成于定模件11內(nèi)的閥孔21內(nèi)的桿19。閥孔21具有連接于排出通道16出口端的一端和由排氣閥18的驅(qū)動器(未示出)關(guān)閉的相對端。閥孔21連接于形成在定模件11內(nèi)的排氣通道22的入口端，排氣通道22的出口端連接于設(shè)置在壓鑄模具10外部的排氣通風(fēng)裝置(未示出)。
由于這種布置，當(dāng)在壓力下將金屬液壓入型腔13且模具10處于閉合狀態(tài)時，型腔13內(nèi)的剩余空氣和/或氣體通過排出通道16接連地排到模具10的外部，排出通道包括冷卻排出塊17、閥孔21和排氣通道22。在該示例中，連續(xù)地驅(qū)動外部排氣通風(fēng)裝置(未示出)，并且可調(diào)節(jié)地控制排氣閥(提升閥)18的開閉操作，從而排氣閥18首先打開排出通道16以使得型腔13內(nèi)的剩余空氣和/或氣體可以逸出，并然后直到金屬液充滿壓鑄模具10為止關(guān)閉排出通道16。
圖2表示設(shè)置在排出通道16內(nèi)并在型腔13和閥孔21之間延伸的阻擋件17的橫截面。阻擋件17由螺栓28可拆卸地連接于固定地安裝在定模件11內(nèi)的座27。這樣，阻擋件17可移去地安裝于固定件11。
阻擋件17包括類似平板的底部23(見圖4)和多個與底部23整體形成并從其一個表面突出的不連續(xù)的突起24。底部23安裝在形成于座27內(nèi)的固定槽35內(nèi)。突起24各自具有平的頂部表面25，當(dāng)模具10(圖1)閉合時，頂部表面與動模件12的平配合面26面對面地接觸。突起24設(shè)置在排出通道16內(nèi)，從而當(dāng)金屬液沿著排出通道16向前時，金屬液碰撞突起24并且其向前的運動慢下來。這樣，突起24起到妨礙金屬液順利地向前運動的作用，并且因此在金屬液沿著排出通道16向前時減小了金屬液的流速。
由于動模件12的配合面26的一部分是平的，該部分與突起24的頂部表面25接觸，當(dāng)從模具10中取下壓鑄件39(圖1)時，在排出通道16內(nèi)凝固的金屬液的濺出部分不可能碰撞動模件12的配合面部分。因此能夠順利地從模具10中取下壓鑄件39。
在圖示的實施例中，阻擋件17安裝在定模件11內(nèi)，定模件具有設(shè)置在排出通道16內(nèi)且其頂部表面25面對動模件12的突起24。作為選擇，阻擋件17可安裝在動模件12內(nèi)。在后面的情況中，動模件12具有形成在配合面26內(nèi)的排出通道，用于在其內(nèi)容納阻擋件14的突起24，突起具有面對定模件11的頂部表面25。
圖3表示阻擋件17，其安裝于座27，為了清楚起見省略了排氣閥(提升閥)18和閥桿19。座27固定地結(jié)合在定模件11內(nèi)，從而座27的前表面形成定模件11的配合面26的一部分，在該部分內(nèi)形成排出通道16。排出通道16包括入口側(cè)部分31，出口側(cè)部分32L、32R、33L、33R，以及設(shè)置在入口側(cè)部分31與出口側(cè)部分32L、32R、33L、33R之間的中心部分34。排出通道16的入口側(cè)部分31一端(上游端)連接于型腔12(圖2)，另一端(下游端)連接于中心部分34。排出通道16的出口側(cè)部分32L、32R、33L、33R包括多個(在圖示實施例中為四個)在上游端連接于中心部分34的縱向通路32L、32R，以及兩個使縱向通路32L、32R的下游端與閥孔21互相連接的橫向通路33L、33R。排出通道16的中心部分34具有在多個突起24之間形成的相互交錯地布置在排出通道16的縱向和橫向上的曲折結(jié)構(gòu)。形成排出通道16的中心部分34的阻擋件17具有兩片結(jié)構(gòu)，包括并排設(shè)置的結(jié)構(gòu)相同的左阻擋部分17L和右阻擋部分17R。顯然，阻擋件17可具有由單片金屬塊形成的一片結(jié)構(gòu)(one-piece structure)。
如圖4中所示，在類似平板的底部23的前表面上形成的突起24由多個平行間隔的縱向凹槽34a和多個平行間隔的橫向凹槽34b分隔，這些凹槽形成排出通道16的曲折的中心部件或部分34?？v向凹槽34a在突起24之間限定，橫向凹槽34b在底部23的前表面內(nèi)形成。這樣，橫向凹槽34b制造得比縱向凹槽34a深，從而能夠在金屬液沿著排出通道16的中心部分34向前時產(chǎn)生期望的阻擋。橫向凹槽34b適當(dāng)?shù)乜梢耘c橫向凹槽34b具有相同的深度。
如前所述，阻擋件17可移去地安裝于定模件11。因此，通過布置兩個以上的其突起數(shù)量和尺寸不同的阻擋件，可以根據(jù)生產(chǎn)的壓鑄件或鑄件的期望質(zhì)量適當(dāng)?shù)馗淖冏钃跫?7。更具體地，因為在金屬液沿著排出通道16向前時金屬液的流速隨著排出通道16的橫截面積而變化，通過以適當(dāng)?shù)姆绞礁淖冏钃跫?，可以將排出通?6中心部分34處的金屬液的流速調(diào)節(jié)到使得型腔內(nèi)的剩余空氣和/或氣體完全地排出且不會進入金屬液的程度，而剩余空氣和/或氣體進入金屬液將導(dǎo)致壓鑄件或鑄件內(nèi)出現(xiàn)氣孔等。這樣，能夠在無需長時間調(diào)節(jié)和制備壓鑄模具的情況下，獲得期望質(zhì)量的鑄件。
而且，通過使各個阻擋件17的底部23的尺寸和形狀以及各個座27的固定槽35(圖2)的尺寸和形狀標(biāo)準(zhǔn)化，可以將一個阻擋件17與多個不同的模具結(jié)合使用，或者，能夠?qū)⒍鄠€不同的阻擋件與一個模具結(jié)合使用。由于這種布置，可以避免壓鑄模具尺寸的增大，并且能夠減小壓鑄模具的維護成本。
如前所述，阻擋件17的突起24相互交錯地布置在排出通道16的縱向和橫向上，從而限定出在排出通道16的入口側(cè)和出口側(cè)之間延伸的曲折的排出通道部件34。因此，在排出型腔13內(nèi)的剩余空氣和/氣體時可從型腔13(圖2)濺出的未凝固金屬液，將以鋸齒形或曲折的形式沿著曲折的排出通道部件34向前，如在圖5中所示的箭頭X表示的。在此期間，由于金屬液碰撞突起并進入橫向凹槽34b，有效地將金屬液的流速減小到這樣的程度，使得金屬液由阻擋件17和動模件12的配合面26冷卻并且在它到達設(shè)置排氣閥(提升閥)18的排出通道下游端之前凝固。
下面將參考圖6A至6D描述由其內(nèi)結(jié)合前述結(jié)構(gòu)的壓鑄模具10的壓鑄機進行的壓鑄加工。
如圖6A所示，運行壓鑄機使動模件12朝向定模件11移動，從而閉合模具10，并在其內(nèi)形成型腔13。以預(yù)定壓緊力使模具10保持在該閉合狀態(tài)下。在該示例中，圓筒15填充有金屬液39。排氣通道22連接于設(shè)置在模具10外部的排氣通風(fēng)裝置(未示出)。正常地驅(qū)動排氣通風(fēng)裝置以在運行壓鑄機時連續(xù)地進行排氣。
然后，驅(qū)動模沖14，低速地將金屬液39壓入或注入型腔13，如圖6B中所示。在該示例中，打開設(shè)置在排出通道16下游端的排氣閥18(圖1)，從而型腔內(nèi)的剩余空氣和/或氣體接連地通過包括阻擋件17、閥孔21和排氣通道22的排出通道16而排到模具10的外部，如圖6B中所示的箭頭“a”表示。
可能出現(xiàn)金屬液39從型腔13濺入排出通道16的情況。然而，由于在阻擋件17的突起24之間形成曲折的排出通道部件34(圖5)，用金屬液39填充排出通道部件34需要花費相對長的時間。這確保了型腔13內(nèi)的剩余空氣和/或氣體(包括金屬液39內(nèi)部的空氣和氣體)完全地排到模具10的外部。這樣，在低速地將金屬液39注入型腔13的同時，打開排氣閥18(圖1)，從而使得型腔13內(nèi)的剩余空氣和/或氣體以及注入型腔13內(nèi)金屬液39內(nèi)部的空氣和/或氣體逸出。排氣閥18的打開時間根據(jù)通過試驗、累積數(shù)據(jù)、實驗、周期和模具質(zhì)量獲得的信息確定。
隨后，模沖14的前進速度從低速變?yōu)楦咚?，于是以高速將保持在圓筒15內(nèi)部的金屬液39注入型腔13，從而型腔13內(nèi)填充有金屬液39，如圖6C中所示。模沖速度通過試驗確定。在模沖速度上升的同時，關(guān)閉排氣閥18(圖1)，從而阻塞排出通道16和排氣通道22之間的連通。
然后，向后移動動模件12，使其遠離定模件11，從模具10上取下壓鑄件或鑄件41，如圖6D中所示。壓鑄加工的單個循環(huán)操作就這樣完成了。
如此說明的，包括多個不連續(xù)的突起24(圖2)的阻擋件17設(shè)置在形成于定模件11的配合面26內(nèi)的排出通道16內(nèi)，以便阻擋或阻礙金屬液的順利移動，從而在金屬液沿著排出通道16向前時減小金屬液的流速。阻擋件17設(shè)置在壓鑄模具10內(nèi)并因此不會增大模具10的總尺寸。而且，由于曲折的排出通道部件34(圖4)形成在阻擋件17的突起24之間，大大地減小了沿著曲折的排出通道34向前的金屬液的速率。這意味著需要花費相對長的時間用金屬液填充這樣的排出通道部件34，其結(jié)果是能夠完全地將型腔13內(nèi)的剩余空氣和/或氣體(包括金屬液內(nèi)的空氣和/或氣體)排到模具10的外部。此外，金屬液在沿著曲折的排出通道部件34向前時通過阻擋件17和動模件12的配合面26(圖2)有效地得到冷卻，并且在金屬液到達排出通道16和閥孔21(圖2)之間的連接處之前凝固。
在圖示的實施例中，具有多個不連續(xù)的相互交錯布置的突起24的阻擋件17結(jié)合在定模件11內(nèi)，并作為結(jié)構(gòu)上獨立于定模件11的單個部件。本發(fā)明決不局限于圖示的布置，而是可以包括其中不連續(xù)的突起24與定模件11整體形成的變形。在后面的情況中，由于阻擋件17能夠僅通過加工定模件11的配合面26而形成，可以以降低的成本生產(chǎn)阻擋件17。阻擋件17可以結(jié)合在動模件12內(nèi)，在該示例中，排出通道16形成在動模件12的配合面26內(nèi)。
當(dāng)閉合壓鑄模具10時，阻擋件17的突起24的頂部表面25以及動模件的配合表面相互接觸。在該示例中，由于突起24的頂部表面25是平的，因此能夠提供相對于動模件12的平配合面26的相對大的接觸面積，能夠穩(wěn)定地保持阻擋件17而不會導(dǎo)致突起24的變形，出現(xiàn)突起的變形是由于施加于定模件11和動模件12的夾緊力不同造成的。這樣，在壓鑄加工期間，阻擋件17的排出通道部件34的橫截面積基本上保持不變，并且不會給壓鑄件或鑄件的質(zhì)量帶來不利的影響。
工業(yè)適用性由于至此描述的布置，本發(fā)明能夠有利地用作合成樹脂模塑加工的模具。
權(quán)利要求
1.一種壓鑄模具，包括定模件；動模件，可朝向和遠離定模件移動，以在閉合壓鑄模具時在其間限定出型腔；排出通道，形成在定模件和動模件中一個的配合面內(nèi)并延伸到與型腔連通，以在將金屬液注入型腔時使剩余空氣和/或氣體從型腔逸出；以及阻擋件，設(shè)置在排出通道內(nèi)，以在金屬液沿著排出通道前進時減小金屬液的流速，其中阻擋件包括多個不連續(xù)的相互交錯地布置在排出通道的縱向和橫向上的突起，從而在其間限定出在排出通道的入口側(cè)和出口側(cè)之間延伸的曲折部件。
2.如權(quán)利要求1所述的壓鑄模具，其中所述定模件和動模件中的另一個具有包括平部分的配合面，該平部分適合與突起的頂部表面鄰接。
3.如權(quán)利要求2所述的壓鑄模具，其中所述突起的頂部表面是平的并且以平面接觸方式與另一個模件的平配合表面部分接合。
4.如權(quán)利要求1所述的壓鑄模具，其中所述排出通道的曲折部件包括多個平行間隔的在排出通道縱向上延伸的第一凹槽和多個平行間隔的在排出通道橫向上延伸的第二凹槽，第二凹槽比第一凹槽深。
5.如權(quán)利要求1所述的壓鑄模具，其中所述阻擋件由結(jié)構(gòu)上獨立于一個模件并可移去地安裝于該一個模件的分隔件形成，阻擋件包括可拆卸地安裝于該一個模件的類似平板的底部和形成在類似平板的底部的一個表面上的突起。
6.一種用于壓鑄模具的冷卻排出結(jié)構(gòu)，包括類似平板的底部；以及多個不連續(xù)的突起，形成在類似平板的底部的一個表面上并相互交錯地布置，以便在其間限定出曲折結(jié)構(gòu)的排出通道。
7.如權(quán)利要求6所述的冷卻排出結(jié)構(gòu)，其中所述突起具有平的頂部表面。
8.如權(quán)利要求6所述的冷卻排出結(jié)構(gòu)，其中所述排出通道包括多個平行間隔的在排出通道縱向上延伸的第一凹槽和多個平行間隔的在排出通道橫向上延伸的第二凹槽，第二凹槽比第一凹槽深。
全文摘要
本發(fā)明公開一種壓鑄模具，包括設(shè)置在排出通道(16)內(nèi)的阻擋件(17)，以在金屬液沿著排出通道向前時減小金屬液的流速。阻擋件包括多個不連續(xù)的相互交錯地布置在排出通道的縱向和橫向上的突起(24)，以便在其間限定出在排出通道的入口側(cè)和出口側(cè)之間延伸的曲折部件(34)。
文檔編號B22D17/00GK1956812SQ20068000027
公開日2007年5月2日 申請日期2006年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月7日
發(fā)明者原田裕喜, 西潟幸夫, 八木國雄 申請人:本田技研工業(yè)株式會社