一种用于压铸机射料装置上的自密封柱塞的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于压铸机射料装置上的自密封柱塞，其包括与驱动机构连接的柱塞杆以及与料筒的内壁滑动密封配合的柱塞头，所述柱塞头的端部设有中空腔，所述中空腔与所述料筒的压力室连通，所述中空腔与所述柱塞头的外侧面之间形成薄片区，所述薄片区具有一定的形变能力，所述柱塞头的外侧面与所述薄片区对应的位置设置有至少一道环形的密封凸起；所述自密封柱塞装配到所述料筒的内腔时，所述密封凸起与所述料筒的内壁面紧密接触并密封。本发明的柱塞头上的密封凸起在射料之前与料筒的内侧面密封接触；在射料过程中，中空腔中的金属熔液会迫使密封凸起与料筒的内壁进一步紧密密封，且射料压力越大，密封性能越好。
【专利说明】—种用于压铸机射料装置上的自密封柱塞
【技术领域】
[0001]本发明涉及密封【技术领域】，特别是涉及一种用于压铸机射料装置上的自密封柱塞。
【背景技术】
[0002]压铸技术是将熔融态的金属液在高压高速下快速填充模具型腔，并使铸件在高压下凝固成型，是目前生产效率最高的铸造工艺。对铸件进行射料压铸成型的过程中，需要首先对合金材料加热成熔融金属熔液，然后再将金属熔液导入至射料装置的料筒内，最后通过柱塞将金属熔液从料筒中推送至模具内进行带压成型。由于料筒内注入的是熔融态的金属熔液，温度很高，且在射料过程中必须带有一定的射料压力，这就要求柱塞与料筒内壁之间具有良好的密封效果。
[0003]如中国专利文件CN201618837U公开了一种非晶合金真空射料装置及包括该真空射料装置的压铸机，其射料装置主要包括料筒，以及在所述料筒内做往复运动的射压部件(柱塞)，在射料部件与料筒之间还设置有密封体，该密封体固定在射压部件上，该密封体主要为胶圈静压密封或磁力密封。由于该专利文件中的密封体与料筒内壁之间是面密封，射压部件在料筒内做往复运动的时磨损较大；另外，且由于料筒及射压部件均需在高温下工作，而高温会进一步致使其本体材料发生软化，这又进一步加剧了相对运动时的磨损量，致使密封体寿命短，密封不可靠；特别是在较高压力下射料时，熔融金属液和容易从密封体与料筒内壁之间的间隙处漏出，这不仅会使注射压力达不到预设注射压力，甚至会因为漏液过多，而致使模具中的料液不足。
[0004]中国专利文献CN101479091A公布了一种用于后处理半成品的辅助装置及方法，用于对形状不稳定的从多重模具中取出来的半成品的后处理和精整。精整通过压力空气直接在半成品从多重模具中取出并驶出后实现。导入到半成品里面的内插头为了密封半成品鼓风部分的内室具有可鼓胀的挤压或密封环。该专利文献可通过挤压或充气，将密封环向着半成品的内壁上膨胀，进而可自由选择密封位置，其密封紧密程度可通过挤压量或充气量来控制，以将半成品的内腔形成适宜大小的密封空间。但是该膨胀密封方法只适合于固定位置密封，不能够用于射料机构中的柱塞的射压运动过程中的密封。
【发明内容】
[0005]为此，本发明要解决的技术问题是现有的射料机构中的柱塞与料筒内壁之间的密封效果不好，进而导致射料过程中发生漏液现象，尤其是在高压射料时，漏液尤其严重，其现有的密封件使用寿命较短，影响压铸效率；而现有的采用密封体的膨胀实现紧密密封的技术只能应用固定密封，不能够应用于相对滑动运动时的密封。
[0006]为此，本发明要解决的技术问题是提供一种用于压铸机射料装置上的能够根据注射压力大小实现自密封柱塞，该自密封柱塞密封效果好，使用寿命长，高压射料射料时效果更好。
[0007]为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:
[0008]一种用于压铸机射料装置上的自密封柱塞，其包括与驱动机构连接的柱塞杆，以及与料筒的内壁滑动密封配合的柱塞头，所述柱塞头的端部设有中空腔，所述中空腔与所述料筒的压力室连通，所述中空腔与所述柱塞头的外侧面之间形成薄片区，所述薄片区具有一定的形变能力，所述柱塞头的外侧面与所述薄片区对应的位置设置有至少一道环形的密封凸起；所述自密封柱塞装配到所述料筒的内腔时，所述密封凸起与所述料筒的内壁面紧密接触并密封；射料过程中，所述压力室内的熔融态金属熔液被压缩，压力升高，所述金属熔液从所述中空腔内侧向所述料筒施加一个径向的压力，驱使所述密封凸起与所述料筒的内壁紧密接触并密封。
[0009]所述密封凸起设置有两道。
[0010]所述密封凸起的外轮廓为圆弧形结构。
[0011]所述中空腔的开口处设有用于限制所述中空腔过度膨胀或过度收缩的限位装置。
[0012]所述限位装置包括固定于所述柱塞头的端面上的隔板，以及设置于所述中空腔内的顶杆，所述顶杆的一端固定在所述中空腔的底端，所述顶杆的另一端抵触在所述隔板上，所述隔板与所述端面之间，以及所述隔板或所述顶杆与所述柱塞头的开口之间具有连通所述压力室与所述中空腔的间隙，所述顶杆限制所述中空腔轴向收缩。
[0013]所述隔板的面积与所述柱塞头的端面的面积基本相等，所述隔板通过若干根螺栓固定在所述柱塞头的所述端面上。
[0014]所述顶杆从所述中空腔的开口处延伸出所述柱塞头的端面，所述隔板的与所述顶杆配合的一侧中心处设置有凹槽，所述顶杆插入所述凹槽内。
[0015]所述顶杆的与所述中空腔配合的一端侧面上开设有螺纹，所述中空腔底端轴心处开设有螺孔，所述顶杆通过螺纹与螺孔配合旋入所述中空腔的底部并固定。
[0016]本发明的有益效果:
[0017]1.本发明的柱塞头的端部设有中空腔，该中空腔与柱塞头的外侧面之间形成一薄片区，所述薄片区具有一定的形变能力，所述柱塞头的外侧面与薄片区对应的位置设置有至少一道环形的密封凸起，所述密封凸起与料筒的内壁密封接触。在射料之前，密封凸起在薄片区的弹力作用下与料筒的内侧面密封接触；在射料过程中，由于金属熔液被压缩成高压液体，该压缩后的金属熔液对中空腔的内侧施加一个作用力，该作用力迫使密封凸起与料筒的内壁紧密密封，且射料压力越大，密封凸起与料筒内壁面之间的密封越紧密。另外，由于密封凸起与料筒的接触基本为线接触，接触面积较小，相对滑动时的摩擦力较小，可有效减缓磨损程度，延长使用寿命。
[0018]2.本发明的中空腔的开口处设有用于限制所述中空腔过度膨胀的限位装置，该限位装置包括从中空腔内延伸出的顶杆以及与顶杆抵触配合的隔板，隔板固定连接在柱塞头的端面处，并在隔板与端面之间留有一定间隙。注射时，金属液从压力室经过上述间隙流入中空腔室，射料完毕后，金属液再从中空腔室经过上述间隙流入压力室；上述限位装置一方面可以防止注射压力过大时致使薄片区过度膨胀，而出现密封凸起与料筒的内壁面之间卡死，因此设置隔板可对设有中空腔的柱塞头起到保护作用，延长其使用寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]为了使发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
[0020]图1是本发明自密封柱塞的剖视图；
[0021]图2是本发明的自密封柱塞的立体图；
[0022]图3是本发明的自密封柱塞与料筒配合位于初始位置时的结构示意图；
[0023]图4是本发明的自密封柱塞运动至最大射料位置时的结构示意图。
[0024]图中附图标记表示为:
[0025]10-料筒；100-压力室；105-出料口 ；20-柱塞杆；21-柱塞头；22-中空腔；23-薄片区；24_密封凸起；25_顶杆；26_端面；27_隔板；28_间隙。
【具体实施方式】
[0026]参见图1-2，一种用于压铸机射料装置上的自密封柱塞，其包括与驱动机构连接的柱塞杆20，以及与料筒10的内壁滑动密封配合的柱塞头21，所述柱塞头21的端部设有中空腔22，所述中空腔22与所述料筒10的压力室100连通，所述中空腔22与所述柱塞头21的外侧面之间形成薄片区23，所述薄片区23具有一定的形变能力，所述形变能力是指所述薄片区23能能够沿径向膨胀或收缩；所述柱塞头21的外侧面与所述薄片区23对应的位置设置有至少一道环形的密封凸起24。
[0027]本实施例中的所述柱塞头21上的密封凸起24的直径略大于所述料筒10的内径，当所述自密封柱塞装配到所述料筒10的内腔时，所述密封凸起24会抵压所述薄片区23向轴心处收缩，进而使所述料筒10的内壁面与所述密封凸起24之间具有一个初始抵触力，该作用力迫使所述料筒10的内壁面与所述密封凸起24之间接触并可实现滑动密封，注入到所述料筒100的压力室100内的金属熔液被存储在柱塞头21与射料口 105之间。
[0028]在射料过程中，所述活塞杆20推动所述柱塞头21向着射料口 105的方向运动，所述压力室100内的熔融态金属熔液被压缩，其压力升高，所述金属熔液从所述中空腔22内侧向所述料筒10施加一个径向的压力，该压力进一步迫使所述密封凸起24与所述料筒10的内壁之间的抵触力变大，进而使所述密封凸起24与所述料筒10的内壁之间的密封效果进一步增强，且密封压力随着所述压力室100内金属熔液压力的增大而增大。
[0029]图3示出的是所述柱塞头21位于初始位置时的结构示意图，所述压力室100内已注入适量的金属熔液(图中压力室100内的“加号”表示金属熔液)，此时所述料筒10的内壁对所述密封凸起24施加一个指向其轴心的作用力(参见图3中箭头)，而所述密封凸起24则对所述料筒内壁10施加一个等值的反作用力，进而实现密封。
[0030]图4示出的是所述活塞杆20推动所述柱塞头21进行射料动作，并运动至最大射料位置时的结构示意图，此时所述柱塞头21将所述压力室100内的金属熔液压缩，所述金属熔液的压力增大(其“加号”比图3变得更稠密)，金属熔液进入所述中空腔22，所述中空腔22内金属熔液对所薄壁区23施加一个指向料筒10的作用力(参见图4中的箭头方向)，该作用力进一步增强了密封凸起24与料筒10的内壁面之间的密封强度，且该作用力随着所述压力室100内金属熔液压力的升高而增大，因此本发明的自密封柱塞适用于高压注射时其密封效果更好。
[0031]本实施例中，所述密封凸起24设置有两道，设置两道所述密封凸起24不仅可以增强密封效果，同时还能避免所述柱塞头21与所述料筒10的内壁之间因接触面积过大而引起严重磨损，进而延长料筒10和柱塞头21的机械寿命。
[0032]本实施例中，所述密封凸起24的外轮廓为圆弧形结构，且密封凸起24之间通过圆弧形凹槽过渡，该圆弧形结构有利于增强所述密封凸起24与所述料筒10的内壁面之间的密封性能。
[0033]本实施例中，所述中空腔22的开口处设有用于限制所述中空腔22过度膨胀的限位装置，设置该限位装置可避免因注射压力过大，致使所述密封凸起24对所述料筒10的内壁面的抵触力过大，而出现卡死的现象。
[0034]本实施例中的所述限位装置包括固定于所述柱塞头21的端面26上的隔板27，以及设置于所述中空腔22内的顶杆25，所述顶杆25的一端固定在所述中空腔22的底端，所述顶杆25的另一端抵触在所述隔板27上，所述隔板27与所述端面26之间，以及所述隔板27或所述顶杆25与所述柱塞头21的开口之间具有连通所述压力室100与所述中空腔22的间隙28，所述顶杆25限制所述中空腔22轴向收缩。所述隔板27板状结构，而在其它实施例中，其还可以为条状结构。所述压力室100内的压力过大时，高压的金属熔液会迫使所述中空腔22沿着径向膨胀，所述中空腔22在进行径向膨胀的同时，会带动所述中空腔22沿着轴向收缩，由于所述顶杆25抵触在所述隔板27上，限制了所述中空腔22的轴向收缩，因此可以防止所述中空腔22过度膨胀。
[0035]用于冷室压铸机时，可通过管道或料勺等方式直接将金属熔液注入所述压力室100 内。
[0036]而当用于热室压铸机时，需将整个料筒10置于盛有熔融金属熔液的坩埚中，并将所述薄片区23的弹性调整在合适大小，射料完毕后，首先将所述出料口 105堵住，此时在将所述柱塞头21由最大射料位置(参见4)复位至初始位置(参见图3)的过程中，所述压力室100内会产生一个相对负压，该负压会致使所述中空腔22收缩，致使所述密封凸起24与所述料筒10的内壁面之间产生一定间隙，进而使所述柱塞头21后方(也即图4中柱塞头21的右侧)的金属熔液从所述间隙中进入所述压力室100内部，当所述柱塞头21运动至初始位置(也即图3所指示的位置)时，所述压力室内充满金属熔液。所述柱塞头21由射料最大位置向初始位置运动的过程中，为了防止所述压力室100内的负压过大，致使所述中空腔22因收缩过度而损坏，此时可将所述隔板27与所述顶杆25之间固定连接，此时所述顶杆25限制了所述中空腔22沿轴向收缩或拉伸，进而可有效防止所述中空腔22因过度收缩或膨胀而损坏。
[0037]本实施例中，所述隔板27的面积与所述柱塞头21的端面26的面积基本相等，所述隔板27通过若干根螺栓固定在所述柱塞头21的所述端面26上。
[0038]本实施例中，所述顶杆25从所述中空腔22的开口处延伸出所述柱塞头21的端面26，所述隔板27的与所述顶杆25配合的一侧中心处设置有凹槽，所述顶杆25插入所述凹槽内，所述凹槽便于将所述顶杆25与所述隔板27相对定位。
[0039]本实施例中所述隔板27与所述端面26之间、所述顶杆25与所述柱塞头21的开口之间余留有一定的间隙28，所述间隙28连通所述压力室100与所述中空腔22，所述金属熔液在所述压力室100与所述中空腔22之间可以流动；当然，还可以通过调整所述间隙28的大小，使金属熔液在流经所述间隙28时具有一定的阻尼作用，进而也能防止所述中空腔22过度膨胀或收缩。本实施例中，所述顶杆25的与所述中空腔21配合的一端侧面上开设有螺纹，所述中空腔21底端轴心处开设有螺孔，所述顶杆25通过螺纹与螺孔配合旋入所述中空腔21的底部并固定。
[0040]上述【具体实施方式】只是对本发明的技术方案进行详细解释，本发明并不只仅仅局限于上述实施例，且本发明的自密封柱塞不仅能够用于热室室压铸机上，同时还能用于冷式压铸机及其它类型的压铸机上。本领域技术人员应该明白，凡是依据上述原理及精神在本发明基础上的改进、替代，都应在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种用于压铸机射料装置上的自密封柱塞，其包括与驱动机构连接的柱塞杆(20)，以及与料筒(10)的内壁滑动密封配合的柱塞头(21)，其特征在于: 所述柱塞头(21)的端部设有中空腔(22)，所述中空腔(22)与所述料筒(10)的压力室(100)连通，所述中空腔(22)与所述柱塞头(21)的外侧面之间形成薄片区(23)，所述薄片区(23)具有一定的形变能力，所述柱塞头(21)的外侧面与所述薄片区(23)对应的位置设置有至少一道环形的密封凸起(24)； 所述自密封柱塞装配到所述料筒(10)的内腔时，所述密封凸起(24)与所述料筒(10)的内壁面紧密接触并密封； 射料过程中，所述压力室(100)内的熔融态金属熔液被压缩，压力升高，所述金属熔液从所述中空腔(22)内侧向所述料筒(10)施加一个径向的压力，驱使所述密封凸起(24)与所述料筒(10)的内壁紧密接触并密封。
2.根据权利要求1所述的一种用于压铸机射料装置上的自密封柱塞，其特征在于:所述密封凸起(24)设置有两道。
3.根据权利要求1或2所述的一种压铸机射料装置上的柱塞，其特征在于:所述密封凸起(24)的外轮廓为圆弧形结构。
4.根据权利要求3所述的一种用于压铸机射料装置上的自密封柱塞，其特征在于:所述中空腔(22)的开口处设有用于限制所述中空腔(22)过度膨胀或过度收缩的限位装置。
5.根据权利要求4所述的一种用于压铸机射料装置上的自密封柱塞，其特征在于:所述限位装置包括固定于所述柱塞头(21)的端面(26)上的隔板(27)，以及设置于所述中空腔(22)内的顶杆(25)，所述顶杆(25)的一端固定在所述中空腔(22)的底端，所述顶杆(25)的另一端抵触在所述隔板(27)上，所述隔板(27)与所述端面(26)之间，以及所述隔板(27)或所述顶杆(25)与所述柱塞头(21)的开口之间具有连通所述压力室(100)与所述中空腔(22)的间隙(28)。
6.根据权利要求5所述的一种用于压铸机射料装置上的自密封柱塞，其特征在于:所述隔板(27)的面积与所述柱塞头(21)的端面(26)的面积基本相等，所述隔板(27)通过若干根螺栓固定在所述柱塞头(21)的所述端面(26)上。
7.根据权利要求5或6所述的一种用于压铸机射料装置上的自密封柱塞，其特征在于:所述顶杆(25)从所述中空腔(22)的开口处延伸出所述柱塞头(21)的端面(26)，所述隔板(27)的与所述顶杆(25)配合的一侧中心处设置有凹槽，所述顶杆(25)插入所述凹槽内。
8.根据权利要求6-7任一所述的一种用于压铸机射料装置上的自密封柱塞，其特征在于:所述顶杆(25)的与所述中空腔(22)配合的一端侧面上开设有螺纹，所述中空腔(22)底端轴心处开设有螺孔，所述顶杆(25)通过螺纹与螺孔配合旋入所述中空腔(22)的底部并固定。
【文档编号】B22D17/20GK104259424SQ201410471671
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月16日 优先权日:2014年9月16日
【发明者】捷卡姆.查马特 申请人:苏州橙石铸造有限公司