真空铸造用模具
阅读：154发布：2020-05-13
专利汇可以提供真空铸造用模具专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种在使用滑动型芯的 真空 铸造 中，结构更简单、提高 密封性 能的真空用 铸造模具 。其包括：一对主模具(2，3)、对形成在主模具(2，3)之间的闭合空间周围分型面(2f，3f)之间进行无缝连续密封的密封部件(35)、收容在由密封部件(35)所密封的在主模具(2，3)之间形成的密封空间内的滑动型芯(60)。，下面是真空铸造用模具专利的具体信息内容。
技术领域
背景技术
由压铸制品质量误差而引起的降低可靠性的一种原因是压铸制品中含 有气体。也就是高速、高压射出被填充的熔液在注射套筒和模具的模腔内 变成紊流，空气或气化的被涂敷在模具上的脱模剂等被卷入熔液内。
为了克服上述问题，例如美国专利2,785,448号介绍了下述一种技术， 也就是借助于以真空压铸法使用的压铸机进行铸造，遏制压铸制品中气体 的含量，降低因压铸制品含有气体而引起的质量下降。
在这种使用真空压铸法的压铸机中，为了铸造高强度、高质量的制品， 对模具内进行高真空化，维持模具内的减压状态。如果不对模具内进行高 真空化，铸造后的制品内含有气体，在对制品进行铸造后的退火等热处理 时，制品容易出现畸变或变形，难以获得由真空压铸法所造成的充分效果。
例如特开2002-239705号公报介绍了一种通过对模腔周围的模具分型 面进行无缝连续密封，对模具进行高真空化而维持减压状态的技术。
当铸件具有沿模具开闭方向不能形成的凹部或中空部时，必须将所谓 的滑动型芯(可动型芯)插入模具内进行铸造。在铸造前插入模具内的滑 动型芯在铸造后沿模具分型面的方向拔出，然后将铸件从模具内取出。
在使用滑动型芯进行真空铸造时，在使滑动型芯移动时，必须使滑动 型芯与密封部件互不干涉。因而，存在滑动型芯周边上密封结构复杂，密 封性能的可靠性容易降低的问题。
为了克服上述问题，例如美国专利2,785,448号介绍了下述一种技术， 也就是借助于以真空压铸法使用的压铸机进行铸造，遏制压铸制品中气体 的含量，降低因压铸制品含有气体而引起的质量下降。
在这种使用真空压铸法的压铸机中，为了铸造高强度、高质量的制品， 对模具内进行高真空化，维持模具内的减压状态。如果不对模具内进行高 真空化，铸造后的制品内含有气体，在对制品进行铸造后的退火等热处理 时，制品容易出现畸变或变形，难以获得由真空压铸法所造成的充分效果。
例如特开2002-239705号公报介绍了一种通过对模腔周围的模具分型 面进行无缝连续密封，对模具进行高真空化而维持减压状态的技术。
当铸件具有沿模具开闭方向不能形成的凹部或中空部时，必须将所谓 的滑动型芯(可动型芯)插入模具内进行铸造。在铸造前插入模具内的滑 动型芯在铸造后沿模具分型面的方向拔出，然后将铸件从模具内取出。
在使用滑动型芯进行真空铸造时，在使滑动型芯移动时，必须使滑动 型芯与密封部件互不干涉。因而，存在滑动型芯周边上密封结构复杂，密 封性能的可靠性容易降低的问题。
发明内容
本发明的目的是，提供一种在使用滑动型芯的真空铸造中结构更简单、 密封性能更高的真空用铸造模具。
根据本发明，本发明的真空铸造用模具包括：一对主模具、对形成在上 述主模具之间的闭合空间周围分型面之间进行无缝连续密封的密封装置、 被收容于由上述密封装置所密封的在上述主模具之间形成的密封空间内的 滑动型芯。
本发明的真空铸造用模具最好还包括：设置在上述主模具外部且驱动 上述滑动型芯的驱动装置、连接上述驱动装置和滑动型芯的连接部件、形 成在上述主模具上且贯通上述连接部件的通孔、对上述通孔和上述连接部 件之间进行密封的第二密封装置。
在本发明中，在一对主模具的分型面之间处于由密封装置所密封的密 封状态下，滑动型芯被收容在由密封装置所密封的密封空间内。也就是主 模具的分型面之间被无缝连续地密封，密封性能高。
上述本发明的目的及特征、其他的目的及特征，结合附图及下述相关 文字描述会更加清楚。
根据本发明，本发明的真空铸造用模具包括：一对主模具、对形成在上 述主模具之间的闭合空间周围分型面之间进行无缝连续密封的密封装置、 被收容于由上述密封装置所密封的在上述主模具之间形成的密封空间内的 滑动型芯。
本发明的真空铸造用模具最好还包括：设置在上述主模具外部且驱动 上述滑动型芯的驱动装置、连接上述驱动装置和滑动型芯的连接部件、形 成在上述主模具上且贯通上述连接部件的通孔、对上述通孔和上述连接部 件之间进行密封的第二密封装置。
在本发明中，在一对主模具的分型面之间处于由密封装置所密封的密 封状态下，滑动型芯被收容在由密封装置所密封的密封空间内。也就是主 模具的分型面之间被无缝连续地密封，密封性能高。
上述本发明的目的及特征、其他的目的及特征，结合附图及下述相关 文字描述会更加清楚。
附图说明
图1是表示本发明真空铸造用模具的一实施例的真空铸造用模具结构 的剖面图；
图2是表示图1所示固定模具的分型面结构的图；
图3是表示图1所示移动模具的分型面结构的图；
图4是图1所示滑动型芯周边水平方向的放大剖面图；
图5～6是本发明实施形态中将液态金属填充到模腔内时滑动型芯周边 水平方向的放大剖面图。
图2是表示图1所示固定模具的分型面结构的图；
图3是表示图1所示移动模具的分型面结构的图；
图4是图1所示滑动型芯周边水平方向的放大剖面图；
图5～6是本发明实施形态中将液态金属填充到模腔内时滑动型芯周边 水平方向的放大剖面图。
具体实施方式
以下结合附图介绍本发明真空铸造用模具的实施方式。
图1是表示本发明一实施例的真空铸造用模具的结构的剖面图，图2是 表示固定模具的分型面结构的图，图3是表示移动模具的分型面结构的图，
图4是沿图1中C-C线方向滑动型芯周边的放大剖面图。
如图1所示，本实施形态的真空铸造用金属模具1作为本发明的一对主 模具的实施形态包括固定模具2和移动模具3。
固定模具2固定在图中未示出的合模装置的固定模具垫板上。
移动模具3固定在相对于上述固定模具垫板可移动地设置的图中未示 的移动模具垫板上。
固定模具2的分型面2f与移动模具3的分型面3f接触地闭合后，由固定 模具2的凹部2a和移动模具的凹部3a形成模腔Ca。
将压出机构部41设置在移动模具3的背面侧，压出机构部41包括：多个 压出销42、保持压出销42一端的可动板45、相对移动模具3可移动地对可动 板45进行导向的导向轴46。
可动板45沿箭头E1和E2所示方向可移动地被导向。利用图中未示的驱 动装置，可动板45沿箭头E1和E2所示方向在规定范围内移动。通过使可动 板45沿箭头E2所示方向移动，压出销42的前端部从移动模具3的分型面3f突 出，将铸件推压出。
在固定模具2的背面侧设置注射装置95。该注射装置95包括圆筒形套筒 96、嵌合在圆筒形套筒96内周上的柱塞头97、一端与柱塞头97相连的柱塞 杆98、与柱塞杆98另一端相连的液压缸99。
圆筒形套筒96包括供给口96a，从供给口96a由浇包100向圆筒形套筒96 内供给金属熔液ML。
液压缸99内置活塞，与活塞相连的活塞杆99a通过联轴器99b与柱塞杆 98相连。液压缸99由油压驱动，使活塞杆99a伸缩。
柱塞头97与柱塞杆98相连，由液压缸99的驱动在套筒96内移动。通过 柱塞头97在供给了金属熔液ML的套筒96内向固定模具2侧移动，金属熔液ML 通过与在固定模具2和移动模具3之间形成的模腔Ca相连的流道部Rn填充到 模腔Ca。
相对于轴向具有一定间距的磁极N、S在柱塞杆98的外周上形成，传感 器98a检测出作为脉冲列的磁极通过数，计算柱塞头97的位置和速度。
传感器98a的检测信号被输入到设备控制器52内。
设备控制器52基于被检测出的柱塞头97的位置和速度对注射装置95进 行驱动控制。
如图1所示，在移动模具3内形成排气路径25。排气管55连接到排气路 径25内，排气管55与真空泵50相连。
排气路径25与模腔Ca连通，通过由真空泵50进行排气，使模腔Ca内的 压力下降。
如图1所示，移动模具3与阀机构部21设置为一体。阀机构部21包括电 磁执行元件22、与电磁执行元件22相连的阀轴23、与阀轴23前端一体形成 的阀24。
电磁执行元件22由阀控制器51驱动，通过电磁执行元件22的驱动，阀 24向固定模具2侧移动时，排气路径25打开。阀24向移动模具3侧移动，与 阀座面触接后，就阻塞排气路径25。
阀控制器51响应来自设备控制器52的指令而驱动电磁执行元件22。
设备控制器52对注射装置95、图中未示的合模装置和供给熔液装置等 进行综合控制。
如图2所示，在固定模具2的分型面2a上形成用于装入密封部件35的槽 2b，密封部件35被装入槽2b内。
当使移动模具3的分型面3a和固定模具2的分型面2a重合时，密封部件 35与移动模具3的分型面3a接触，并密封固定模具2的分型面2a和3a之间。 密封部件35是本发明的密封装置的一种实施形态。
密封部件35和槽2b包围上述模腔Ca的周围。此外，密封部件35和槽2b 无缝且连续地形成，利用密封部件35密封模腔Ca。
如图2所示，在固定模具2的分型面2a上形成用于一起形成移动模具3的 分型面3f和排气路径的槽部Epb以及用于确保阀24的可动范围的凹部Sa.槽 部Epb与凹部Sa相通，模腔Ca和排气路径25连通。
进一步，如图2所示，在固定模具2的分型面2a上设置增强部件70。增 强部件70在铸造时支撑以下所述的作用在滑动型芯上的铸造压力，保护固 定模具2等。
如图3所示，在移动模具3上设置可滑动的滑动型芯60。
滑动型芯60沿水平方向沿形成的导向槽3t可滑动地设置在移动模具3 的分型面3f上。导向槽3t形成用于滑动型芯60滑动所必需的距离。
如图4所示，用于形成在模腔Ca中铸造的铸件的中空部分或凹部的多个 突出部60a、60b形成在滑动型芯60的前端部上。
如图4所示，连接杆61连接在与滑动型芯60的突出部60a、60b相反侧的 后端部上。该连接杆61通过联轴器62与液压缸64的活塞杆65相连。活塞杆 65是本发明连接部件的一种实施形态。
液压缸64固定在移动模具3的一个侧面3k上。通过向液压缸64提供工作 油，活塞杆65沿图4所示压入方向A1和拉伸方向A2伸缩。
活塞杆65插入形成在移动模具3上的通孔3g内。在通孔3g的中途形成槽 3k。将密封元件72安装在槽3k内。密封元件72是本发明第二密封装置的一 种实施形态。
密封元件72密封通孔3g和活塞杆65之间。
在固定模具2和移动模具3处于闭合状态下，通过与增强元件70接触， 滑动型芯60被限制在规定的位置上，不能沿压入方向A1和拉伸方向A2伸缩。
以下介绍使用具有上述结构的真空铸造用模具1进行真空铸造的一个 示例。
首先，如图1所示，在移动模具3和固定模具2处于合模状态下，由浇包 100向注射装置95的套筒96供给规定数量的金属熔液ML。
在这种状态下，图1所示模腔Ca内的压力P与大气压力相等。
然后，起动真空泵50，进入可排气状态，用阀24关闭排气路径25。
由浇包100向套筒96供给金属熔液ML结束后，使柱塞头97低速前进。柱 塞头97前进时，由柱塞头97闭塞套筒96的供给口96a。
当柱塞头97闭塞套筒96的供给口96a后，模腔Ca被密封，与外部隔绝。 滑动型芯60也处于收容在该密封空间内的状态。
在此状态下，打开阀24，开始对模腔Ca内进行排气。
在开始排气的同时，低速前进的柱塞头97向规定位置移动，关闭阀24， 堵塞排气路径25。当柱塞头97到达规定位置时，将模腔Ca内的压力降低到 所希望的程度。
通过关闭阀24，维持模腔Ca内的减压状态。
然后，在柱塞头97到达规定的速度切换位置时，柱塞头97的速度被切 换成高速。因而，如图5所示，金属熔液被射出、填充到减压后的模腔ca内。
在金属熔液填充到减压后的模腔Ca内时，柱塞头97到达规定位置，从 速度控制转换成压力控制，使铸造压力上升到规定的数值，结束上述升压 工序，则完成了铸件的成形。
然后，打开阀24，如图6所示，打开移动模具3，由此解除对滑动型芯 60的约束。
驱动液压缸64，使滑动型芯60沿脱离方向A2移动，将滑动型芯60的突 出部60a和60b从铸件W中拔出。
保持在移动模具3内的铸件W由上述压出销42从移动模具3内推出。
根据本实施形态，在移动模具3的分型面3f与固定模具2的分型面2f重 合状态下，滑动型芯60被收容在由密封部件35密封的密封空间内。密封部 件35密封由平面组成的分型面2f和3f之间，并且，由于进行无缝地连续地 密封，密封性能非常高。因而，模腔Ca内高度真空化，而且可以可靠地维 持减压状态。
此外，根据本实施形态，在移动模具3的分型面3f上形成滑动型芯60滑 动所必需的槽3t，在固定模具2的分型面2f和移动模具3的分型面3f之间不 形成不需要的空间。因而，合模后在对模腔Ca内进行排气时，不需要很长 的排气时间，可以快速地进行排气，减压到所希望的压力。
本发明并不局限于上述实施形态。
在上述实施形态中，说明了使用液压缸使滑动型芯60滑动，在使用倾 斜销与开闭模动作联动地使滑动型芯滑动的模具中，也可以采用将倾斜销 收容在由密封部件35密封的密封空间内的结构。
根据本发明，能得到使用在简单的结构下提高密封性能的滑动型芯的 真空铸造用模具。
图1是表示本发明一实施例的真空铸造用模具的结构的剖面图，图2是 表示固定模具的分型面结构的图，图3是表示移动模具的分型面结构的图，
图4是沿图1中C-C线方向滑动型芯周边的放大剖面图。
如图1所示，本实施形态的真空铸造用金属模具1作为本发明的一对主 模具的实施形态包括固定模具2和移动模具3。
固定模具2固定在图中未示出的合模装置的固定模具垫板上。
移动模具3固定在相对于上述固定模具垫板可移动地设置的图中未示 的移动模具垫板上。
固定模具2的分型面2f与移动模具3的分型面3f接触地闭合后，由固定 模具2的凹部2a和移动模具的凹部3a形成模腔Ca。
将压出机构部41设置在移动模具3的背面侧，压出机构部41包括：多个 压出销42、保持压出销42一端的可动板45、相对移动模具3可移动地对可动 板45进行导向的导向轴46。
可动板45沿箭头E1和E2所示方向可移动地被导向。利用图中未示的驱 动装置，可动板45沿箭头E1和E2所示方向在规定范围内移动。通过使可动 板45沿箭头E2所示方向移动，压出销42的前端部从移动模具3的分型面3f突 出，将铸件推压出。
在固定模具2的背面侧设置注射装置95。该注射装置95包括圆筒形套筒 96、嵌合在圆筒形套筒96内周上的柱塞头97、一端与柱塞头97相连的柱塞 杆98、与柱塞杆98另一端相连的液压缸99。
圆筒形套筒96包括供给口96a，从供给口96a由浇包100向圆筒形套筒96 内供给金属熔液ML。
液压缸99内置活塞，与活塞相连的活塞杆99a通过联轴器99b与柱塞杆 98相连。液压缸99由油压驱动，使活塞杆99a伸缩。
柱塞头97与柱塞杆98相连，由液压缸99的驱动在套筒96内移动。通过 柱塞头97在供给了金属熔液ML的套筒96内向固定模具2侧移动，金属熔液ML 通过与在固定模具2和移动模具3之间形成的模腔Ca相连的流道部Rn填充到 模腔Ca。
相对于轴向具有一定间距的磁极N、S在柱塞杆98的外周上形成，传感 器98a检测出作为脉冲列的磁极通过数，计算柱塞头97的位置和速度。
传感器98a的检测信号被输入到设备控制器52内。
设备控制器52基于被检测出的柱塞头97的位置和速度对注射装置95进 行驱动控制。
如图1所示，在移动模具3内形成排气路径25。排气管55连接到排气路 径25内，排气管55与真空泵50相连。
排气路径25与模腔Ca连通，通过由真空泵50进行排气，使模腔Ca内的 压力下降。
如图1所示，移动模具3与阀机构部21设置为一体。阀机构部21包括电 磁执行元件22、与电磁执行元件22相连的阀轴23、与阀轴23前端一体形成 的阀24。
电磁执行元件22由阀控制器51驱动，通过电磁执行元件22的驱动，阀 24向固定模具2侧移动时，排气路径25打开。阀24向移动模具3侧移动，与 阀座面触接后，就阻塞排气路径25。
阀控制器51响应来自设备控制器52的指令而驱动电磁执行元件22。
设备控制器52对注射装置95、图中未示的合模装置和供给熔液装置等 进行综合控制。
如图2所示，在固定模具2的分型面2a上形成用于装入密封部件35的槽 2b，密封部件35被装入槽2b内。
当使移动模具3的分型面3a和固定模具2的分型面2a重合时，密封部件 35与移动模具3的分型面3a接触，并密封固定模具2的分型面2a和3a之间。 密封部件35是本发明的密封装置的一种实施形态。
密封部件35和槽2b包围上述模腔Ca的周围。此外，密封部件35和槽2b 无缝且连续地形成，利用密封部件35密封模腔Ca。
如图2所示，在固定模具2的分型面2a上形成用于一起形成移动模具3的 分型面3f和排气路径的槽部Epb以及用于确保阀24的可动范围的凹部Sa.槽 部Epb与凹部Sa相通，模腔Ca和排气路径25连通。
进一步，如图2所示，在固定模具2的分型面2a上设置增强部件70。增 强部件70在铸造时支撑以下所述的作用在滑动型芯上的铸造压力，保护固 定模具2等。
如图3所示，在移动模具3上设置可滑动的滑动型芯60。
滑动型芯60沿水平方向沿形成的导向槽3t可滑动地设置在移动模具3 的分型面3f上。导向槽3t形成用于滑动型芯60滑动所必需的距离。
如图4所示，用于形成在模腔Ca中铸造的铸件的中空部分或凹部的多个 突出部60a、60b形成在滑动型芯60的前端部上。
如图4所示，连接杆61连接在与滑动型芯60的突出部60a、60b相反侧的 后端部上。该连接杆61通过联轴器62与液压缸64的活塞杆65相连。活塞杆 65是本发明连接部件的一种实施形态。
液压缸64固定在移动模具3的一个侧面3k上。通过向液压缸64提供工作 油，活塞杆65沿图4所示压入方向A1和拉伸方向A2伸缩。
活塞杆65插入形成在移动模具3上的通孔3g内。在通孔3g的中途形成槽 3k。将密封元件72安装在槽3k内。密封元件72是本发明第二密封装置的一 种实施形态。
密封元件72密封通孔3g和活塞杆65之间。
在固定模具2和移动模具3处于闭合状态下，通过与增强元件70接触， 滑动型芯60被限制在规定的位置上，不能沿压入方向A1和拉伸方向A2伸缩。
以下介绍使用具有上述结构的真空铸造用模具1进行真空铸造的一个 示例。
首先，如图1所示，在移动模具3和固定模具2处于合模状态下，由浇包 100向注射装置95的套筒96供给规定数量的金属熔液ML。
在这种状态下，图1所示模腔Ca内的压力P与大气压力相等。
然后，起动真空泵50，进入可排气状态，用阀24关闭排气路径25。
由浇包100向套筒96供给金属熔液ML结束后，使柱塞头97低速前进。柱 塞头97前进时，由柱塞头97闭塞套筒96的供给口96a。
当柱塞头97闭塞套筒96的供给口96a后，模腔Ca被密封，与外部隔绝。 滑动型芯60也处于收容在该密封空间内的状态。
在此状态下，打开阀24，开始对模腔Ca内进行排气。
在开始排气的同时，低速前进的柱塞头97向规定位置移动，关闭阀24， 堵塞排气路径25。当柱塞头97到达规定位置时，将模腔Ca内的压力降低到 所希望的程度。
通过关闭阀24，维持模腔Ca内的减压状态。
然后，在柱塞头97到达规定的速度切换位置时，柱塞头97的速度被切 换成高速。因而，如图5所示，金属熔液被射出、填充到减压后的模腔ca内。
在金属熔液填充到减压后的模腔Ca内时，柱塞头97到达规定位置，从 速度控制转换成压力控制，使铸造压力上升到规定的数值，结束上述升压 工序，则完成了铸件的成形。
然后，打开阀24，如图6所示，打开移动模具3，由此解除对滑动型芯 60的约束。
驱动液压缸64，使滑动型芯60沿脱离方向A2移动，将滑动型芯60的突 出部60a和60b从铸件W中拔出。
保持在移动模具3内的铸件W由上述压出销42从移动模具3内推出。
根据本实施形态，在移动模具3的分型面3f与固定模具2的分型面2f重 合状态下，滑动型芯60被收容在由密封部件35密封的密封空间内。密封部 件35密封由平面组成的分型面2f和3f之间，并且，由于进行无缝地连续地 密封，密封性能非常高。因而，模腔Ca内高度真空化，而且可以可靠地维 持减压状态。
此外，根据本实施形态，在移动模具3的分型面3f上形成滑动型芯60滑 动所必需的槽3t，在固定模具2的分型面2f和移动模具3的分型面3f之间不 形成不需要的空间。因而，合模后在对模腔Ca内进行排气时，不需要很长 的排气时间，可以快速地进行排气，减压到所希望的压力。
本发明并不局限于上述实施形态。
在上述实施形态中，说明了使用液压缸使滑动型芯60滑动，在使用倾 斜销与开闭模动作联动地使滑动型芯滑动的模具中，也可以采用将倾斜销 收容在由密封部件35密封的密封空间内的结构。
根据本发明，能得到使用在简单的结构下提高密封性能的滑动型芯的 真空铸造用模具。
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