一种温度自调节压射冲头的制作方法

本发明涉及压铸设备技术领域，尤其是一种温度自调节压射冲头。

背景技术：

目前，压铸机是一种压力铸造设备，压铸具有尺寸精度高、生产速度快、铸件力学性能好、铸件表面光滑等优点，一般用于大批量有色金属铸造。在压铸时，金属溶液的温度一般能达到500~700℃。压射冲头为压铸机的一种零部件，其作用是在液压推杆的作用下，将压射室内的高温金属溶液快速压入模具型腔中，并以一定的压力维持一段时间，直至铸件最终冷却成型再进入下一个压射循环。

现有的压射冲头在压射时，压射冲头在压射室内高速运动的过程中会承受很大的压射力。若压射冲头与压射室如果不同轴会存在很大的摩擦力，造成压射冲头和压射室的磨损。而压射冲头和压射室长期与高温金属液接触，会受热变形，压射冲头上不均匀的温度分布将导致不均匀的热变形。从而使压射冲头的圆度产生变化，会加剧压射冲头和压射室之间摩擦，导致磨损；并且还会使压射冲头与压射室之间出现局部过小或过大的间隙，造成漏液情况的发生。而泄露的金属液在冷却后会使压射冲头产生很大的摩擦、划伤甚至卡死，严重影响压射冲头和压射室的使用寿命。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述已有技术的不足，提供一种能避免受热变形、使用寿命长的温度自调节压射冲头。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种温度自调节压射冲头，其特征在于：包括冲头底座、冲头外壳和安装在冲头底座上的冲头本体,冲头底座及冲头本体的中心上设有一冷却水进管，四周均布开设有多个冷却支管路，在冲头底座上设有与所有冷却支管路连通的出水腔，在冲头本体一端上还安装有一进水流量调节机构，冲头外壳套装在冲头本体及进水流量调节机构上且与冲头底座1固定连接；进水流量调节机构包括固定安装在冲头本体上机构本体，在机构本体中心设有与冷却进管出口连通的进水腔，四周开设有与冷却支管路一一对应的导水管路，每个导水管路分别与进水腔相连通；在每个导水管路上还设有一流量控制开关，在机构本体上还设有一压力调节腔和均布在机构本体周边的多个温度感应腔，每条导水管路对应一个温度感应腔；流量控制开关包括开关挡片、第一活塞和第二活塞，压力调节腔与导水管路之间通过第一活塞管路相连通，温度感应腔与导水管路之间通过第二活塞管路相连通，第一活塞、第二活塞分别设置在第一活塞管路、第二活塞管路内，在压力调节腔内填充有可压缩介质，在温度感应腔内填充有可压缩热敏介质，在导水管路的管壁上开设有挡片的移动槽。

进一步地，所述温度感应腔内填充的可压缩热敏介质为液体热敏介质或气体热敏介质。

进一步地，所述机构本体包括安装在所述冲头本体上的座体和固定安装在座体上的密封板。

进一步地，所述开关挡片的一表面紧贴移动槽槽壁，相对另一表面与对应的槽壁之间存在间隙。

进一步地，所述冲头外壳由铍铜材料制成。

进一步地，在所述冲头本体和冲头底座1之间设有一出水流量调节机构，出水流量调节机构与进水流量调节机构的结构相同。

进一步地，所述冲头本体、进水端流量控制机构、出水端流量控制机构具有相同外径，且同轴安装。

进一步地，所述压力调节腔为圆环形腔室，与所述冷却水进管同轴设置且位于冷却水进管外侧。

本发明的有益效果是：采用上述结构，压射冲头能够实现温度的自平衡调节，当某区域的温度高于其他区域时，能够自动增加该区域冷却剂流量，同时减小其他温度较低的冷却剂流量，实现各区域的温度自动平衡，从而有效的控制其圆度，有效的减少因冲头因温度分布不均造成的不同轴，磨损，卡死及漏液现象。

另外，采用可更换铍铜外壳，在冲头外壳损坏时，只需更换冲头铍铜外壳即可，冲头其他结构无需更换。因此，能够有效增加冲头使用寿命的同时，亦能大大节约使用成本。本发明较传统冲头，在可靠性、安全性和经济性上更优。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

图1为本发明的纵向剖面图。

图2为本发明的立体结构示意图。

图3为本发明中未安装冲头外壳的结构示意图。

图4为本发明中冲头底座结构示意图。

图5为本发明中冲头本体结构示意图。

图6为本发明中进水流量调节机构的结构示意图。

图7为本发明中进水流量调节机构的侧面剖视图。

图8为本发明中流量控制开关安装后的结构示意图。

图9为图7中a-a方向的剖视图。

图10为本发明中流量控制开关的结构示意图。

具体实施方式

如图1-3所示，本发明一种温度自调节压射冲头，包括冲头底座1、冲头外壳2和安装在冲头底座1上的冲头本体3,冲头底座1及冲头本体3的中心上设有一冷却水进管4，四周均布开设有多个冷却支管路31，在冲头底座1上设有与所有冷却支管路31连通的出水腔11，在冲头本体3一端上还安装有一进水流量调节机构5，冲头外壳2套装在冲头本体3及进水流量调节机构5上且与冲头底座1固定连接。

如图4所示，所述冲头底座1由接口11和底座12组成，接口11和底座12中心开孔，用于供冷却水进管4通过。接口11上有用于连接压射杆的螺纹13；底座12上具有周向均布的螺纹孔14用于安装冲头铍铜外壳2。

如图6-10所示，进水流量调节机构5包括固定安装在冲头本体3上机构本体51，机构本体51包括座体511和固定安装在座体511上的密封板512，在座体511上还设有安装孔513。在机构本体51的座体511中心设有与冷却进管4出口连通的进水腔52，四周开设有与冷却支管路31一一对应的导水管路53，每个导水管路53分别与进水腔52通过连接管道521相连通。在每个导水管路53上还设有一流量控制开关54，在机构本体51上还设有一压力调节腔55和均布在机构本体51周边的多个温度感应腔56，每条导水管路53对应一个温度感应腔56。

所述流量控制开关54包括开关挡片541、第一活塞542和第二活塞543，压力调节腔55与导水管路53之间通过第一活塞管路相连通，温度感应腔56与导水管路53之间通过第二活塞管路相连通，第一活塞542、第二活塞543分别设置在第一活塞管路、第二活塞管路内，在压力调节腔55内填充有可压缩介质，在温度感应腔56内填充有可压缩热敏介质，在导水管路53的管壁上开设有挡片541的移动槽531。

所述温度感应腔56内填充的可压缩热敏介质为液体热敏介质；所述压力调节腔55内填充有可压缩液体介质。当然，实际应用时，也可以采用可压缩气体介质。气体热敏介质。具体的，压力调节腔55为圆环形腔室，与所述冷却水进管4同轴设置且位于冷却水进管4外侧。

进一步地，所述开关挡片541的一表面紧贴移动槽531槽壁，相对另一表面与对应的槽壁之间存在间隙532。如此，能够确保开关挡片541在移动槽531内的区域与导水管路53之间压力相等，确保流量控制开关54整体的滑动灵活。

优选地，所述冲头外壳2由铍铜材料制成；其强度和硬度较高，耐磨性和冲击韧性好，使用寿命相比其他材料显著延长。另外，在冲头外部出现磨损、裂纹等问题时，可采用可更换冲头外壳2即可，无需更换整个冲头，能降低后期维护成本。

进一步地，在所述冲头本体3和冲头底座1之间设有一出水流量调节机构6，用于调节冷却支管出口端的流量。出水流量调节机构6与进水流量调节机构5的结构基本相同。只是在出水流量调节机构6上的密封板7中间开设有一通孔供冷却剂进水管4穿过。

进一步地，所述冲头本体3、进水端流量控制机构5、出水端流量控制机构6具有相同外径，且同轴安装。具体的，在冲头本体3两端均布设有的螺孔32，用于安装进水端流量控制机构5及出水端流量控制机构6。

下面详细说明本发明是如何通过进水流量调节机构实现温度自调节的。

初始状态，在室温下，假设压力调节腔内的介质压力为p0，各流量控制单元的温度感应腔内的介质压力分别为p1、p2、…pn，并确保p0=p1=p2=…=pn，各开关挡片541处于相同的半开合位置（即导水管路53中通过的冷却剂流量相等）。当流量控制开关53完全打开时，所通的冷却剂能确保压射冲头各区域快速降温。由于压力调节腔55紧贴在冷却水管4外圈，冷却剂经过冷却水管4后，到达冷却腔71中，冷却剂率先对压力调节腔55进行冷却，确保其内介质的温度升高不大，其温度接近初始室温。

压射时，金属溶液浇入压射室，压射冲头底部与金属溶液先接触，温度率先升高，其他区域温度也会有所升高，温度分布不均匀，温度感应腔56内的热敏介质受热膨胀，压力出现变化。当某个温度感应腔56内的压力大于压力调节腔55压力的，则推动对应的第二活塞543移动，使推动开关挡片541往移动槽531内移动，从而增大对应导水管路出口的冷却剂流量，即加大对应冷却支管路的冷却剂流量，从而降低该区域的温度。当有某个温度感应腔56内的压力小于压力调节腔55中的压力，则压力调节腔55中的介质将推动对应的流量控制开关（53）移动，减小对应的冷却支管的冷却剂流量。如此，实现压力的动态平衡，并且能够根据各个点位温度的不同，调节对应冷却支管路的流量；从而实现压射冲头温度的自动调节，确保其工作时的圆度和同轴度与非工作时相近，从而减少磨损、漏液情况的发生。

以上内容仅用以说明本发明的技术方案，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。