CN1173424A - 带有四个共面互连的热注嘴歧管的喷射铸造装置 - Google Patents

Abstract

多腔喷射铸造装置,有四个注嘴岐管与一个中心歧管装设在一个共同的平面上。每个注嘴歧管有一个定位销,使它在垂直于第一方向的第二方向上定位,定位销允许注嘴歧管因热膨胀而在第一方向上滑动到适当位置。在中心歧管两侧,用连接套筒连接一对注嘴歧管,每个连接套筒可以充分滑动,吸收第二方向上的热膨胀位。因此,连接套筒和定位销的联合作用,允许注嘴歧管在第一和第二两个方向上充分地移动,以适应被加热的歧管相对于被冷却的铸模的热膨胀。

Description

带有四个共面互连的热注嘴歧管的喷射铸造装置

本发明一般涉及喷射铸造，特别是涉及装置，所提供的装置可以使四个被加热的注嘴歧管可滑动地定位，这四个注嘴歧管装设在被冷却的铸模上，与它们从其中接受熔体的中心歧管处于相同的平面上。

众所周知，在喷射铸造领域，很希望能同时喷注大量空腔。过去已经做过的是，在一个热注嘴歧管上，设有熔体通道分支，通往大量的不同注嘴，每个注嘴对向一个不同的空腔，尽管可能有这样一个问题：即由于热注嘴的热胀冷缩比它们所座落的冷铸模来得大，而使贯穿这些注嘴的熔体膛孔不能对准注嘴歧管上的熔体通道的不同分支，不过，这个问题一般只在注嘴歧管很大的场合才会出现。两个或更多的注嘴歧管互相连接，可以增加空腔的数目并因此增加了铸模尺寸。但是，这样就增加了热胀冷缩的问题。以往，对这个问题的处理，是在铸模上的适当位置紧固注嘴，或在注嘴歧管之间的连接方面为热胀冷缩做好准备。先有的技术方法的一个例子在1988年8月2日发布的本申请人的美国专利号4,761,343中可见，其中，是用一个跨越它们的顶部的桥接歧管，把许多注嘴歧管互连起来。为热胀冷缩提供条件的方法是，允许桥接歧管有少许滑动，跨越支承歧管的顶部，以适应热胀冷。尽管这样做有可以连接许多注嘴歧管的优点，但它有这样的缺点，即桥接歧管必须在与注嘴歧管的平面截然不同的平面上延伸，在某些应用场合，例如要求铸模高度最小的层箱铸造，这种情况是不能接受的。另一个调节热胀冷缩差别的例子，在1980年8月26日发布的Bright等人的美国专利号4,219,323中可见。在这里，是用一个连接链连接两个热注嘴歧管，连接链上交叉切有膨胀沟，为热膨胀做好准备。这虽然有连接链与注嘴歧管处于相同平面的优点，但是，除了很不精确以外，还有一个缺点是，连接链内部要有衬套，以防止熔体经膨胀沟泄漏。

因此，本发明的一个目的是至少部分地克服先有技术的缺点，提供喷射铸造装置，这种装置是使装在冷却铸模上的四个被加热的注嘴歧管可滑动地定位，四个注嘴歧管与它们从其中接受熔体的一个中心歧管处于相同的平面。

为了达到这个目的，根据它的一个方面，本发明提供喷射铸造装置，该装置具有一个被加热的中心歧管和装在铸模上的多个被加热的注嘴歧管。该装置的中心歧管上还有熔体通道分支管，用以输送熔体，熔体从中心歧管上的中心进口进入，经过注嘴歧管，送往从每个注嘴歧管伸出的多个热注嘴。每个注嘴座落在铸模上，带有直线对准浇口而延伸的中心熔体膛孔，浇口对着铸模中的空腔。每个注嘴歧管这样来制造和安装，即当歧管被加热至工作温度时，热膨胀使熔体通道的分支管滑动而直线对准贯穿注嘴的熔体膛孔。

本发明的改进，呈现一些特别的益处，其中，中心歧管和四个注嘴歧管在相同的平面上延伸，中心歧管相对于四个注嘴歧管定位于中心位置，并有两个细长的以相反方向沿纵轴线延伸的臂。每个臂有两个相对的侧面，并且，在中心歧管的每个臂的相对两侧，装有一对注嘴歧管，因此，每个注嘴歧管在基本上垂直于中心歧管纵轴线的第二方向上偏离中心歧管。中心歧管的每个臂的每一侧，各有一个细长的连接套筒向外延伸，将多个注嘴歧管中的一个注嘴歧管可滑动地连接到中心歧管。在铸模和每个注嘴歧管之间，各有一个可滑动的定位装置。歧管系统的熔体通道在中心歧管的每个臂上以相反方向分岔，经各自的连接套筒延伸，然后到达多个热注嘴歧管中的各个注嘴歧管。熔体通道在各个注嘴歧管再次分岔，延伸到穿通各自注嘴的熔体膛孔。

连接套筒在基本上平行于中心歧管纵轴线的第一方向上，使注嘴歧管相对于中心歧管定位，而在基本上垂直于第一方向的第二方向上，允许移动，以补偿注嘴歧管和中心歧管的热胀冷缩。可滑动的定位装置，使每个注嘴歧管在第二方向上相对于铸模定位于适当位置，而允许注嘴歧管在第一方向上相对于铸模移动。连接套筒和可滑动的定位装置的联合作用，允许在第一和第二两个方向上的充分移动，以适应被加热的歧管相对于被冷却的铸模的热胀冷缩。每个注嘴歧管如此制造和安装，以致当歧管和连接套筒被加热至工作温度时，中心歧管、连接套筒和注嘴歧管内部的热膨胀，使熔体通道的分支管滑动，而直线对准穿通注嘴的熔体膛孔。

本发明的进一步的目的和优点，从下面结合附图所作的描述可以看出来。

图1是一个平面图，表示根据本发明的一个优选实施例的四个热注嘴歧管，座落在部分装配的铸模上。

图2是沿图1的2-2线所作的截面图，是在铸模装配已经完成之后。

图3是沿图1的3-3线所作的截面图，是在铸模装配已经完成之后

图4是图1中所见的熔体连接套筒的等角投影图。

图5是一个等角投影图，表示带有一个定位销的注嘴歧管，以及在适当位置的凸轮，该凸轮可被接纳于铸模上的一个配合沟槽中。

首先参考图1，2和3，这里所表示的是装在铸模12上的四个热注嘴歧管10。铸模12通常根据用途有较大量的板子和插入件，为便于图示说明，这里仅表示用螺钉18紧固在一起的歧管固定板14和背板16。在其他实施例中，可使用带有阀门部件和执行机构的液压板，由此提供阀门控制系统而不是浇口控制系统。

在铸模12上，也装有细长的被加热的中心歧管或主歧管20，它有两个在相反方向延伸的臂22。中心歧管20的纵轴线24在第一方向延伸，从图1可清楚地看出，中心歧管20的每个臂22，在一对注嘴歧管10之间延伸，四个注嘴歧管10和中心歧管20都在同一平面26上延伸，每个注嘴歧管10，通过在基本上垂直于第一方向的第二方向上延伸的细长连接套筒30，连接至中心歧管20。

中心歧管20用整体的电子加热元件32加热，铸模12则用经过冷却管道泵入的冷却水冷却。从图2可以看出，被加热的中心歧管20，用座落在它和铸模12之间的中心定位环36确定其中心位置，并且在中心歧管20和它周围的冷却铸模12之间，有一个隔离气隙38。中心歧管20，还有一个在后部经过背板16延伸至中心进口42的中心歧管加长套筒或进口套筒40。熔体通道44从中心进口42延伸，以相反方向分岔进入中心歧管20的两上臂22，然后再次以相反方向分岔，经过各个连接套筒30进入相应的四个注嘴歧管20。

尽管注嘴歧管和经过它们的熔体通道，可以有各式各样的结构，在这里的是，熔体通道44在每个注嘴歧管10分岔，延伸到八个独立分开的热注嘴46。从图3可清楚看出，熔体通道44，连续经过贯穿各个注嘴46的中心熔体膛孔48，连通至对准空腔52的浇口50。各种歧管的设置和经过它们的熔体通道44的结构，保证熔体流动到系统中的各个浇口50所经过的长度正好相等。通过一个环形衬圈54，各个注嘴46以对准浇口50的中心熔体膛孔48定位，环形衬圈54座落在歧管固定板14的圆形座56上。每个注嘴歧管10的前表面58，紧贴注嘴46的后端60，并通过伸入歧管固定板14之中的螺钉62，固定在这个位置。这些螺钉62经过各个注嘴歧管10上的孔64伸入，孔64比螺丝62足够地大，使注嘴歧管10能充分地活动，以容许热胀冷缩，这一点将在下面详述。另外，注嘴歧管10被整体的电子加热元件66加热，因此，安装时，它们和周围的冷却铸模12之间留有隔离气隙68。

再参考图4，在每个连接套筒30的一端72，有带螺纹的圆柱形部分70，另一端76有不带螺纹的圆柱形部分74。连接套筒30还有一个中心膛孔78和一个六角形凸缘80，凸缘80使连接套筒容易上紧到位并容易拆卸。在这个实施例中，如图1中所见，每个连接套筒30在安装时，是以螺纹部分70拧入中心歧管20的一个臂上的带有螺纹的开口82中，而不带螺纹的部分74，则可滑动地被接纳于几个注嘴歧管10中的一个注嘴歧管的相配合的无螺纹圆柱形开口84中。在另外的实施例中，方向可以反过来，或者，连接套筒30的两端都有不带螺纹的部分74，这时，中心歧管20的一个臂上的开口82，应该也是不带螺纹的。

连接套筒30的无螺纹部分74做成能足够紧地配合于注嘴歧管10上的开口84中，以防止熔体泄漏，但是也充分地能在开口84中滑动，以容许热胀冷缩。在一个优选实施例中，歧管10，20由具有相对较低的热膨胀系数的材料例如钢制成，而连接套筒30则用具有相对较高的膨胀系数的材料例如被铍铜合金制成。这样，连接套筒30可以容易地被装配，当它们被加热至工作温度并经受到高压时，便膨胀进入较紧密的配合状态。在其他实施例中，它们可以用相同的材料制造并预装。

现在参考图1和5，可以看出，每个注嘴歧管10也用一个细长的定位销86定位，定位销86从注嘴歧管10上的一个孔88伸入凸轮92上的一个孔90之中，凸轮92可被接纳在歧管固定板14上的沟道94中。如在图1中所见的，定位销86在平行于中心歧管20的纵轴线的第一方向上延伸，并且在这个实施例中，它更可取地对准注嘴歧管10的中心96。

在使用时，在如所示的装配之后，冷却水用泵经过冷却管道34吸入，加上电源，使加热元件32，66对歧管10，20和连接套筒30加热至工作温度。歧管10，20被加热时，热膨胀使每个注嘴歧管10在相对于铸模适当位置固定的注嘴46的后端60，产生横向滑动。在每个注嘴46处的这种滑动量必须是预先计算好的，并且，注嘴歧管10在制造时，必须选好熔体通道44的每个分岔的尺寸，在达到工作温度时，使熔体通道44滑动到正好直线对准注嘴46的溶体腔孔48。可以理解，注射熔体压力高达20,000psi(磅/平方英寸)，注射熔体温度高达300℃，这使两者直线对准非常困难，但仍可达到临界状态。对准不当，会在熔体中产生应力，使质量控制不能令人满意。

定位销86允许各个注嘴歧管10在第一方向上移动，但阻止它在基本上与第一方向垂直的第二方向上移动，在注嘴歧管10的第一方向上，每个注嘴46的特定位置的移动量，是中心歧管20的膨胀和它所延伸开来的注嘴歧管10的膨胀的合成，所以，取决于每个特定的注嘴46距中心定位环36之间距离。由于这个距离以及歧管10，20的膨胀系数是已知的，注嘴歧管10在第一方向上每个特定注嘴46处的移动量可以计算出来，另外，注嘴歧管10的制造，使得熔体通道44在工作温度下将会直线对准熔体膛孔48。

当中心歧管20和每个注嘴歧管10被加热时，它们在第二方向上也会彼此相对膨胀。但是，伸向每个注嘴歧管10的连接套筒30的无螺纹部分74，在注嘴歧管10上的圆柱形开口84中滑动，吸收或补偿注嘴歧管10和中心歧管20在第二方向上的这种彼此相对膨胀。因此，连接套筒30吸收第二方向上的热膨胀，使得定位销86能用来使注嘴歧管10在第二方向上定位，但允许它在第一方向上滑动。

在注嘴歧管10的第二方向上，每个注嘴46处的移动量，依赖于注嘴46偏离定位销86的距离。因为这个距离以及注嘴歧管10的膨胀系数是已知的，注嘴歧管10在第二方向上每个特定注嘴46处的移动量，可以计算出来，另外，注嘴歧管10的制造，使得熔体通道44在工作温度下将会直线对准熔体膛孔48。

因此，连接套筒30和定位销86的联合，允许注嘴歧管10在第一和第二方向上充分地移动，以适应被加热的歧管10，20相对于被冷却的铸模12的热膨胀。当然，如果为了卸装或修理，加热元件32，66被关闭，歧管10，20冷却下来，这种移动将是反方向的。尽管所表示的是定位销86和凸轮92，在其他实施例中也可以使用别的定位装置，这些装置使注嘴歧管10在第二方向上定位，但允许它们在第一方向上自由滑动。

在歧管10，20膨胀到位，熔体通道44的每个分支管直线对准穿过注嘴46的熔体膛孔48之后，增压熔体从铸模机(未示)被加至熔体通道44的中心进口42。熔体经过歧管10，20中的熔体通道44，流向每个注嘴46中已被直线对准的中心熔体膛孔48，然后经过浇口50，进入空腔52。在空腔52被注满，适当的灌注和冷却周期终了之后，注射压力被解除，熔体输送系统减压，以避免穿过浇口50形成一串。然后，铸模12被打开，推出模制产品。推出之后，铸模12关闭，连续重复这种循环，循环时间依赖于模制零件的壁的截面，以及被铸模的材料类型。

虽然已就一个优选实施例说明了注射铸造装置，显然可见，在不偏离已被熟悉这类技术的人所了解，并由下述权利要求所限定的本发明的范围的情况下，其他各种修改都是可能实现的。

Claims (6)

1、一种喷射铸造装置，带有被加热的中心歧管和装在铸模上的多个被加热的注嘴歧管，其中，中心歧管上具有输送熔体用的熔体通道分支管，输送是从中心歧管上的中心进口开始，经过多个注嘴歧管，到达从每个注嘴歧管延伸出来的多个热注嘴，座落在铸模上的每个注嘴具有一个直线对准浇口延伸的中心熔体膛孔，浇口对向空腔，其特征在于：

中心歧管和四个注嘴歧管在相同的平面上延伸，中心歧管相对于四个注嘴歧管定位于中心位置，并有两上细长的以相反方向沿纵轴线延伸的臂，每个臂有两个相对的侧面，在中心歧管的每个臂的相对两侧，装有一对注嘴歧管，因此，每个注嘴歧管在基本上垂直于中心歧管纵轴线的第二方向上偏离中心歧管，中心歧管的每个臂的每一侧，各有一个细长的连接套筒向外延伸，将注嘴歧管中的一个注嘴歧管可滑动地连接到中心歧管，在铸模和每个注嘴歧管之间各有一个可滑动的定位装置，熔体通道在中心歧管的每个臂上以相反方向分岔，经各自的连接套筒延伸，并在各个注嘴歧管再次分岔，延伸到穿通各自注嘴的熔体膛孔，所述连接套筒，在沿纵轴线的第一方向上使各自的注嘴歧管相对于中心歧管定位，而在基本上垂直于第一方向的所述第二方向上，允许移动，以补偿所述一个注嘴歧管和中心歧管的热胀冷缩，所述可滑动的定位装置，使所述每个注嘴歧管在所述第二方向上相对于铸模定位，而允许所述每个注嘴歧管在所述第一方向上相对于所述铸模移动，因此，所述连接套筒和所述可滑动的定位装置的联合作用，允许在第一和第二两个方向上充分移动，以适应被加热的歧管相对于被冷却的铸模的热胀冷缩，每个注嘴歧管如此制造和安装，以致当歧管和连接套筒被加热至工作温度时，中心歧管、连接套筒和注嘴歧管内部的热膨胀，使熔体通道的分支管滑动，而直线对准穿通注嘴的熔体膛孔。

2、如权利要求1所述的喷射铸造装置，其特征在于，每个连接套筒有至少一个从一端延伸的不带螺纹的圆柱形部分，一个熔体膛孔定心地从所述一端穿通至另一端，连接套筒的至少一个不带螺纹的部分，被接纳在一个不带螺纹的圆柱形开口之中，这个不带螺纹的圆柱形开口，直线对准所述每个注嘴歧管和中心歧管两者当中的一个之内的熔体通道，连接套筒的不带螺纹的部分，装配入所述不带螺纹的圆柱形开口，允许连接套筒的不带螺纹的部分在所述不带螺纹的圆柱形开口中充分地滑动，而不允许流经熔体通道的熔体泄漏。

3、如权利要求1所述的喷射铸造装置，其特征在于，每个连接套筒有一个从一端延伸的带螺纹的圆柱形部分，和一个从另一端延伸的不带螺纹的圆柱形部分，一个熔体膛孔定心地从所述一端穿通至所述另一端，带螺纹的部分可拆卸地拧入一个带螺纹的圆柱形开口，这个带螺纹的圆柱形开口，直线对准所述每个注嘴歧管和中心歧管两者当中的一个之内的熔体通道，连接套筒的不带螺纹的部分，被接纳在一个不带螺纹的圆柱形开口之中，这个不带螺纹的圆柱形开口，直线对准所述每个注嘴歧管和中心歧管两者当中的另一个之内的熔体通道，连接套筒的不带螺纹的部分装配入所述不带螺纹的圆柱形开口，允许连接套筒的不带螺纹的部分在所述不带螺纹的圆柱形开口中充分地滑动，而不允许流经熔体通道的熔体泄漏。

4、如权利要求3所述的喷射铸造装置，其特征在于，每个定位装置有一个在第一方向上延伸的细长的定位元件，这个细长的定位元件相对于铸模和所述每个注嘴歧管两者之中的至少一个，是可滑动的。

5、如权利要求4所述的喷射铸造装置，其特征在于，定位元件直线对准所述每个注嘴歧管的中心延伸。

6、如权利要求5所述的喷射铸造装置，其特征在于，定位元件是一个定位销。

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