專利名稱：帶有四個共面互連的熱注嘴歧管的噴射鑄造裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及噴射鑄造，特別是涉及裝置，所提供的裝置可以使四個被加熱的注嘴歧管可滑動地定位，這四個注嘴歧管裝設(shè)在被冷卻的鑄模上，與它們從其中接受熔體的中心歧管處于相同的平面上。
眾所周知，在噴射鑄造領(lǐng)域，很希望能同時噴注大量空腔。過去已經(jīng)做過的是，在一個熱注嘴歧管上，設(shè)有熔體通道分支，通往大量的不同注嘴，每個注嘴對向一個不同的空腔，盡管可能有這樣一個問題即由于熱注嘴的熱脹冷縮比它們所座落的冷鑄模來得大，而使貫穿這些注嘴的熔體膛孔不能對準(zhǔn)注嘴歧管上的熔體通道的不同分支，不過，這個問題一般只在注嘴歧管很大的場合才會出現(xiàn)。兩個或更多的注嘴歧管互相連接，可以增加空腔的數(shù)目并因此增加了鑄模尺寸。但是，這樣就增加了熱脹冷縮的問題。以往，對這個問題的處理，是在鑄模上的適當(dāng)位置緊固注嘴，或在注嘴歧管之間的連接方面為熱脹冷縮做好準(zhǔn)備。先有的技術(shù)方法的一個例子在1988年8月2日發(fā)布的本申請人的美國專利號4,761,343中可見，其中，是用一個跨越它們的頂部的橋接歧管，把許多注嘴歧管互連起來。為熱脹冷縮提供條件的方法是，允許橋接歧管有少許滑動，跨越支承歧管的頂部，以適應(yīng)熱脹冷。盡管這樣做有可以連接許多注嘴歧管的優(yōu)點，但它有這樣的缺點，即橋接歧管必須在與注嘴歧管的平面截然不同的平面上延伸，在某些應(yīng)用場合，例如要求鑄模高度最小的層箱鑄造，這種情況是不能接受的。另一個調(diào)節(jié)熱脹冷縮差別的例子，在1980年8月26日發(fā)布的Bright等人的美國專利號4,219,323中可見。在這里，是用一個連接鏈連接兩個熱注嘴歧管，連接鏈上交叉切有膨脹溝，為熱膨脹做好準(zhǔn)備。這雖然有連接鏈與注嘴歧管處于相同平面的優(yōu)點，但是，除了很不精確以外，還有一個缺點是，連接鏈內(nèi)部要有襯套，以防止熔體經(jīng)膨脹溝泄漏。
因此，本發(fā)明的一個目的是至少部分地克服先有技術(shù)的缺點，提供噴射鑄造裝置，這種裝置是使裝在冷卻鑄模上的四個被加熱的注嘴歧管可滑動地定位，四個注嘴歧管與它們從其中接受熔體的一個中心歧管處于相同的平面。
為了達到這個目的，根據(jù)它的一個方面，本發(fā)明提供噴射鑄造裝置，該裝置具有一個被加熱的中心歧管和裝在鑄模上的多個被加熱的注嘴歧管。該裝置的中心歧管上還有熔體通道分支管，用以輸送熔體，熔體從中心歧管上的中心進口進入，經(jīng)過注嘴歧管，送往從每個注嘴歧管伸出的多個熱注嘴。每個注嘴座落在鑄模上，帶有直線對準(zhǔn)澆口而延伸的中心熔體膛孔，澆口對著鑄模中的空腔。每個注嘴歧管這樣來制造和安裝，即當(dāng)歧管被加熱至工作溫度時，熱膨脹使熔體通道的分支管滑動而直線對準(zhǔn)貫穿注嘴的熔體膛孔。
本發(fā)明的改進，呈現(xiàn)一些特別的益處，其中，中心歧管和四個注嘴歧管在相同的平面上延伸，中心歧管相對于四個注嘴歧管定位于中心位置，并有兩個細長的以相反方向沿縱軸線延伸的臂。每個臂有兩個相對的側(cè)面，并且，在中心歧管的每個臂的相對兩側(cè)，裝有一對注嘴歧管，因此，每個注嘴歧管在基本上垂直于中心歧管縱軸線的第二方向上偏離中心歧管。中心歧管的每個臂的每一側(cè)，各有一個細長的連接套筒向外延伸，將多個注嘴歧管中的一個注嘴歧管可滑動地連接到中心歧管。在鑄模和每個注嘴歧管之間，各有一個可滑動的定位裝置。歧管系統(tǒng)的熔體通道在中心歧管的每個臂上以相反方向分岔，經(jīng)各自的連接套筒延伸，然后到達多個熱注嘴歧管中的各個注嘴歧管。熔體通道在各個注嘴歧管再次分岔，延伸到穿通各自注嘴的熔體膛孔。
連接套筒在基本上平行于中心歧管縱軸線的第一方向上，使注嘴歧管相對于中心歧管定位，而在基本上垂直于第一方向的第二方向上，允許移動，以補償注嘴歧管和中心歧管的熱脹冷縮?？苫瑒拥亩ㄎ谎b置，使每個注嘴歧管在第二方向上相對于鑄模定位于適當(dāng)位置，而允許注嘴歧管在第一方向上相對于鑄模移動。連接套筒和可滑動的定位裝置的聯(lián)合作用，允許在第一和第二兩個方向上的充分移動，以適應(yīng)被加熱的歧管相對于被冷卻的鑄模的熱脹冷縮。每個注嘴歧管如此制造和安裝，以致當(dāng)歧管和連接套筒被加熱至工作溫度時，中心歧管、連接套筒和注嘴歧管內(nèi)部的熱膨脹，使熔體通道的分支管滑動，而直線對準(zhǔn)穿通注嘴的熔體膛孔。
本發(fā)明的進一步的目的和優(yōu)點，從下面結(jié)合附圖所作的描述可以看出來。


圖1是一個平面圖，表示根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例的四個熱注嘴歧管，座落在部分裝配的鑄模上。
圖2是沿圖1的2-2線所作的截面圖，是在鑄模裝配已經(jīng)完成之后。
圖3是沿圖1的3-3線所作的截面圖，是在鑄模裝配已經(jīng)完成之后圖4是圖1中所見的熔體連接套筒的等角投影圖。
圖5是一個等角投影圖，表示帶有一個定位銷的注嘴歧管，以及在適當(dāng)位置的凸輪，該凸輪可被接納于鑄模上的一個配合溝槽中。
首先參考圖1，2和3，這里所表示的是裝在鑄模12上的四個熱注嘴歧管10。鑄模12通常根據(jù)用途有較大量的板子和插入件，為便于圖示說明，這里僅表示用螺釘18緊固在一起的歧管固定板14和背板16。在其他實施例中，可使用帶有閥門部件和執(zhí)行機構(gòu)的液壓板，由此提供閥門控制系統(tǒng)而不是澆口控制系統(tǒng)。
在鑄模12上，也裝有細長的被加熱的中心歧管或主歧管20，它有兩個在相反方向延伸的臂22。中心歧管20的縱軸線24在第一方向延伸，從圖1可清楚地看出，中心歧管20的每個臂22，在一對注嘴歧管10之間延伸，四個注嘴歧管10和中心歧管20都在同一平面26上延伸，每個注嘴歧管10，通過在基本上垂直于第一方向的第二方向上延伸的細長連接套筒30，連接至中心歧管20。
中心歧管20用整體的電子加熱元件32加熱，鑄模12則用經(jīng)過冷卻管道泵入的冷卻水冷卻。從圖2可以看出，被加熱的中心歧管20，用座落在它和鑄模12之間的中心定位環(huán)36確定其中心位置，并且在中心歧管20和它周圍的冷卻鑄模12之間，有一個隔離氣隙38。中心歧管20，還有一個在后部經(jīng)過背板16延伸至中心進口42的中心歧管加長套筒或進口套筒40。熔體通道44從中心進口42延伸，以相反方向分岔進入中心歧管20的兩上臂22，然后再次以相反方向分岔，經(jīng)過各個連接套筒30進入相應(yīng)的四個注嘴歧管20。
盡管注嘴歧管和經(jīng)過它們的熔體通道，可以有各式各樣的結(jié)構(gòu)，在這里的是，熔體通道44在每個注嘴歧管10分岔，延伸到八個獨立分開的熱注嘴46。從圖3可清楚看出，熔體通道44，連續(xù)經(jīng)過貫穿各個注嘴46的中心熔體膛孔48，連通至對準(zhǔn)空腔52的澆口50。各種歧管的設(shè)置和經(jīng)過它們的熔體通道44的結(jié)構(gòu)，保證熔體流動到系統(tǒng)中的各個澆口50所經(jīng)過的長度正好相等。通過一個環(huán)形襯圈54，各個注嘴46以對準(zhǔn)澆口50的中心熔體膛孔48定位，環(huán)形襯圈54座落在歧管固定板14的圓形座56上。每個注嘴歧管10的前表面58，緊貼注嘴46的后端60，并通過伸入歧管固定板14之中的螺釘62，固定在這個位置。這些螺釘62經(jīng)過各個注嘴歧管10上的孔64伸入，孔64比螺絲62足夠地大，使注嘴歧管10能充分地活動，以容許熱脹冷縮，這一點將在下面詳述。另外，注嘴歧管10被整體的電子加熱元件66加熱，因此，安裝時，它們和周圍的冷卻鑄模12之間留有隔離氣隙68。
再參考圖4，在每個連接套筒30的一端72，有帶螺紋的圓柱形部分70，另一端76有不帶螺紋的圓柱形部分74。連接套筒30還有一個中心膛孔78和一個六角形凸緣80，凸緣80使連接套筒容易上緊到位并容易拆卸。在這個實施例中，如圖1中所見，每個連接套筒30在安裝時，是以螺紋部分70擰入中心歧管20的一個臂上的帶有螺紋的開口82中，而不帶螺紋的部分74，則可滑動地被接納于幾個注嘴歧管10中的一個注嘴歧管的相配合的無螺紋圓柱形開口84中。在另外的實施例中，方向可以反過來，或者，連接套筒30的兩端都有不帶螺紋的部分74，這時，中心歧管20的一個臂上的開口82，應(yīng)該也是不帶螺紋的。
連接套筒30的無螺紋部分74做成能足夠緊地配合于注嘴歧管10上的開口84中，以防止熔體泄漏，但是也充分地能在開口84中滑動，以容許熱脹冷縮。在一個優(yōu)選實施例中，歧管10，20由具有相對較低的熱膨脹系數(shù)的材料例如鋼制成，而連接套筒30則用具有相對較高的膨脹系數(shù)的材料例如被鈹銅合金制成。這樣，連接套筒30可以容易地被裝配，當(dāng)它們被加熱至工作溫度并經(jīng)受到高壓時，便膨脹進入較緊密的配合狀態(tài)。在其他實施例中，它們可以用相同的材料制造并預(yù)裝。
現(xiàn)在參考圖1和5，可以看出，每個注嘴歧管10也用一個細長的定位銷86定位，定位銷86從注嘴歧管10上的一個孔88伸入凸輪92上的一個孔90之中，凸輪92可被接納在歧管固定板14上的溝道94中。如在圖1中所見的，定位銷86在平行于中心歧管20的縱軸線的第一方向上延伸，并且在這個實施例中，它更可取地對準(zhǔn)注嘴歧管10的中心96。
在使用時，在如所示的裝配之后，冷卻水用泵經(jīng)過冷卻管道34吸入，加上電源，使加熱元件32，66對歧管10，20和連接套筒30加熱至工作溫度。歧管10，20被加熱時，熱膨脹使每個注嘴歧管10在相對于鑄模適當(dāng)位置固定的注嘴46的后端60，產(chǎn)生橫向滑動。在每個注嘴46處的這種滑動量必須是預(yù)先計算好的，并且，注嘴歧管10在制造時，必須選好熔體通道44的每個分岔的尺寸，在達到工作溫度時，使熔體通道44滑動到正好直線對準(zhǔn)注嘴46的溶體腔孔48?？梢岳斫猓⑸淙垠w壓力高達20,000psi(磅/平方英寸)，注射熔體溫度高達300℃，這使兩者直線對準(zhǔn)非常困難，但仍可達到臨界狀態(tài)。對準(zhǔn)不當(dāng)，會在熔體中產(chǎn)生應(yīng)力，使質(zhì)量控制不能令人滿意。
定位銷86允許各個注嘴歧管10在第一方向上移動，但阻止它在基本上與第一方向垂直的第二方向上移動，在注嘴歧管10的第一方向上，每個注嘴46的特定位置的移動量，是中心歧管20的膨脹和它所延伸開來的注嘴歧管10的膨脹的合成，所以，取決于每個特定的注嘴46距中心定位環(huán)36之間距離。由于這個距離以及歧管10，20的膨脹系數(shù)是已知的，注嘴歧管10在第一方向上每個特定注嘴46處的移動量可以計算出來，另外，注嘴歧管10的制造，使得熔體通道44在工作溫度下將會直線對準(zhǔn)熔體膛孔48。
當(dāng)中心歧管20和每個注嘴歧管10被加熱時，它們在第二方向上也會彼此相對膨脹。但是，伸向每個注嘴歧管10的連接套筒30的無螺紋部分74，在注嘴歧管10上的圓柱形開口84中滑動，吸收或補償注嘴歧管10和中心歧管20在第二方向上的這種彼此相對膨脹。因此，連接套筒30吸收第二方向上的熱膨脹，使得定位銷86能用來使注嘴歧管10在第二方向上定位，但允許它在第一方向上滑動。
在注嘴歧管10的第二方向上，每個注嘴46處的移動量，依賴于注嘴46偏離定位銷86的距離。因為這個距離以及注嘴歧管10的膨脹系數(shù)是已知的，注嘴歧管10在第二方向上每個特定注嘴46處的移動量，可以計算出來，另外，注嘴歧管10的制造，使得熔體通道44在工作溫度下將會直線對準(zhǔn)熔體膛孔48。
因此，連接套筒30和定位銷86的聯(lián)合，允許注嘴歧管10在第一和第二方向上充分地移動，以適應(yīng)被加熱的歧管10，20相對于被冷卻的鑄模12的熱膨脹。當(dāng)然，如果為了卸裝或修理，加熱元件32，66被關(guān)閉，歧管10，20冷卻下來，這種移動將是反方向的。盡管所表示的是定位銷86和凸輪92，在其他實施例中也可以使用別的定位裝置，這些裝置使注嘴歧管10在第二方向上定位，但允許它們在第一方向上自由滑動。
在歧管10，20膨脹到位，熔體通道44的每個分支管直線對準(zhǔn)穿過注嘴46的熔體膛孔48之后，增壓熔體從鑄模機(未示)被加至熔體通道44的中心進口42。熔體經(jīng)過歧管10，20中的熔體通道44，流向每個注嘴46中已被直線對準(zhǔn)的中心熔體膛孔48，然后經(jīng)過澆口50，進入空腔52。在空腔52被注滿，適當(dāng)?shù)墓嘧⒑屠鋮s周期終了之后，注射壓力被解除，熔體輸送系統(tǒng)減壓，以避免穿過澆口50形成一串。然后，鑄模12被打開，推出模制產(chǎn)品。推出之后，鑄模12關(guān)閉，連續(xù)重復(fù)這種循環(huán)，循環(huán)時間依賴于模制零件的壁的截面，以及被鑄模的材料類型。
雖然已就一個優(yōu)選實施例說明了注射鑄造裝置，顯然可見，在不偏離已被熟悉這類技術(shù)的人所了解，并由下述權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍的情況下，其他各種修改都是可能實現(xiàn)的。
權(quán)利要求
1.一種噴射鑄造裝置，帶有被加熱的中心歧管和裝在鑄模上的多個被加熱的注嘴歧管，其中，中心歧管上具有輸送熔體用的熔體通道分支管，輸送是從中心歧管上的中心進口開始，經(jīng)過多個注嘴歧管，到達從每個注嘴歧管延伸出來的多個熱注嘴，座落在鑄模上的每個注嘴具有一個直線對準(zhǔn)澆口延伸的中心熔體膛孔，澆口對向空腔，其特征在于中心歧管和四個注嘴歧管在相同的平面上延伸，中心歧管相對于四個注嘴歧管定位于中心位置，并有兩上細長的以相反方向沿縱軸線延伸的臂，每個臂有兩個相對的側(cè)面，在中心歧管的每個臂的相對兩側(cè)，裝有一對注嘴歧管，因此，每個注嘴歧管在基本上垂直于中心歧管縱軸線的第二方向上偏離中心歧管，中心歧管的每個臂的每一側(cè)，各有一個細長的連接套筒向外延伸，將注嘴歧管中的一個注嘴歧管可滑動地連接到中心歧管，在鑄模和每個注嘴歧管之間各有一個可滑動的定位裝置，熔體通道在中心歧管的每個臂上以相反方向分岔，經(jīng)各自的連接套筒延伸，并在各個注嘴歧管再次分岔，延伸到穿通各自注嘴的熔體膛孔，所述連接套筒，在沿縱軸線的第一方向上使各自的注嘴歧管相對于中心歧管定位，而在基本上垂直于第一方向的所述第二方向上，允許移動，以補償所述一個注嘴歧管和中心歧管的熱脹冷縮，所述可滑動的定位裝置，使所述每個注嘴歧管在所述第二方向上相對于鑄模定位，而允許所述每個注嘴歧管在所述第一方向上相對于所述鑄模移動，因此，所述連接套筒和所述可滑動的定位裝置的聯(lián)合作用，允許在第一和第二兩個方向上充分移動，以適應(yīng)被加熱的歧管相對于被冷卻的鑄模的熱脹冷縮，每個注嘴歧管如此制造和安裝，以致當(dāng)歧管和連接套筒被加熱至工作溫度時，中心歧管、連接套筒和注嘴歧管內(nèi)部的熱膨脹，使熔體通道的分支管滑動，而直線對準(zhǔn)穿通注嘴的熔體膛孔。
2.如權(quán)利要求1所述的噴射鑄造裝置，其特征在于，每個連接套筒有至少一個從一端延伸的不帶螺紋的圓柱形部分，一個熔體膛孔定心地從所述一端穿通至另一端，連接套筒的至少一個不帶螺紋的部分，被接納在一個不帶螺紋的圓柱形開口之中，這個不帶螺紋的圓柱形開口，直線對準(zhǔn)所述每個注嘴歧管和中心歧管兩者當(dāng)中的一個之內(nèi)的熔體通道，連接套筒的不帶螺紋的部分，裝配入所述不帶螺紋的圓柱形開口，允許連接套筒的不帶螺紋的部分在所述不帶螺紋的圓柱形開口中充分地滑動，而不允許流經(jīng)熔體通道的熔體泄漏。
3.如權(quán)利要求1所述的噴射鑄造裝置，其特征在于，每個連接套筒有一個從一端延伸的帶螺紋的圓柱形部分，和一個從另一端延伸的不帶螺紋的圓柱形部分，一個熔體膛孔定心地從所述一端穿通至所述另一端，帶螺紋的部分可拆卸地擰入一個帶螺紋的圓柱形開口，這個帶螺紋的圓柱形開口，直線對準(zhǔn)所述每個注嘴歧管和中心歧管兩者當(dāng)中的一個之內(nèi)的熔體通道，連接套筒的不帶螺紋的部分，被接納在一個不帶螺紋的圓柱形開口之中，這個不帶螺紋的圓柱形開口，直線對準(zhǔn)所述每個注嘴歧管和中心歧管兩者當(dāng)中的另一個之內(nèi)的熔體通道，連接套筒的不帶螺紋的部分裝配入所述不帶螺紋的圓柱形開口，允許連接套筒的不帶螺紋的部分在所述不帶螺紋的圓柱形開口中充分地滑動，而不允許流經(jīng)熔體通道的熔體泄漏。
4.如權(quán)利要求3所述的噴射鑄造裝置，其特征在于，每個定位裝置有一個在第一方向上延伸的細長的定位元件，這個細長的定位元件相對于鑄模和所述每個注嘴歧管兩者之中的至少一個，是可滑動的。
5.如權(quán)利要求4所述的噴射鑄造裝置，其特征在于，定位元件直線對準(zhǔn)所述每個注嘴歧管的中心延伸。
6.如權(quán)利要求5所述的噴射鑄造裝置，其特征在于，定位元件是一個定位銷。
全文摘要
多腔噴射鑄造裝置,有四個注嘴岐管與一個中心歧管裝設(shè)在一個共同的平面上。每個注嘴歧管有一個定位銷,使它在垂直于第一方向的第二方向上定位,定位銷允許注嘴歧管因熱膨脹而在第一方向上滑動到適當(dāng)位置。在中心歧管兩側(cè),用連接套筒連接一對注嘴歧管,每個連接套筒可以充分滑動,吸收第二方向上的熱膨脹位。因此,連接套筒和定位銷的聯(lián)合作用,允許注嘴歧管在第一和第二兩個方向上充分地移動,以適應(yīng)被加熱的歧管相對于被冷卻的鑄模的熱膨脹。
文檔編號B29C45/26GK1173424SQ9711193
公開日1998年2月18日 申請日期1997年7月4日 優(yōu)先權(quán)日1996年7月5日
發(fā)明者喬布斯特·烏爾里克·蓋勒特 申請人:喬布斯特·烏爾里克·蓋勒特