一種用于壓鑄機射料裝置上的自密封柱塞的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于壓鑄機射料裝置上的自密封柱塞，其包括與驅(qū)動機構(gòu)連接的柱塞桿以及與料筒的內(nèi)壁滑動密封配合的柱塞頭，所述柱塞頭的端部設有中空腔，所述中空腔與所述料筒的壓力室連通，所述中空腔與所述柱塞頭的外側(cè)面之間形成薄片區(qū)，所述薄片區(qū)具有一定的形變能力，所述柱塞頭的外側(cè)面與所述薄片區(qū)對應的位置設置有至少一道環(huán)形的密封凸起；所述自密封柱塞裝配到所述料筒的內(nèi)腔時，所述密封凸起與所述料筒的內(nèi)壁面緊密接觸并密封。本發(fā)明的柱塞頭上的密封凸起在射料之前與料筒的內(nèi)側(cè)面密封接觸；在射料過程中，中空腔中的金屬熔液會迫使密封凸起與料筒的內(nèi)壁進一步緊密密封，且射料壓力越大，密封性能越好。
【專利說明】—種用于壓鑄機射料裝置上的自密封柱塞

【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及密封【技術(shù)領域】，特別是涉及一種用于壓鑄機射料裝置上的自密封柱塞。

【背景技術(shù)】
[0002]壓鑄技術(shù)是將熔融態(tài)的金屬液在高壓高速下快速填充模具型腔，并使鑄件在高壓下凝固成型，是目前生產(chǎn)效率最高的鑄造工藝。對鑄件進行射料壓鑄成型的過程中，需要首先對合金材料加熱成熔融金屬熔液，然后再將金屬熔液導入至射料裝置的料筒內(nèi)，最后通過柱塞將金屬熔液從料筒中推送至模具內(nèi)進行帶壓成型。由于料筒內(nèi)注入的是熔融態(tài)的金屬熔液，溫度很高，且在射料過程中必須帶有一定的射料壓力，這就要求柱塞與料筒內(nèi)壁之間具有良好的密封效果。
[0003]如中國專利文件CN201618837U公開了一種非晶合金真空射料裝置及包括該真空射料裝置的壓鑄機，其射料裝置主要包括料筒，以及在所述料筒內(nèi)做往復運動的射壓部件(柱塞)，在射料部件與料筒之間還設置有密封體，該密封體固定在射壓部件上，該密封體主要為膠圈靜壓密封或磁力密封。由于該專利文件中的密封體與料筒內(nèi)壁之間是面密封，射壓部件在料筒內(nèi)做往復運動的時磨損較大；另外，且由于料筒及射壓部件均需在高溫下工作，而高溫會進一步致使其本體材料發(fā)生軟化，這又進一步加劇了相對運動時的磨損量，致使密封體壽命短，密封不可靠；特別是在較高壓力下射料時，熔融金屬液和容易從密封體與料筒內(nèi)壁之間的間隙處漏出，這不僅會使注射壓力達不到預設注射壓力，甚至會因為漏液過多，而致使模具中的料液不足。
[0004]中國專利文獻CN101479091A公布了一種用于后處理半成品的輔助裝置及方法，用于對形狀不穩(wěn)定的從多重模具中取出來的半成品的后處理和精整。精整通過壓力空氣直接在半成品從多重模具中取出并駛出后實現(xiàn)。導入到半成品里面的內(nèi)插頭為了密封半成品鼓風部分的內(nèi)室具有可鼓脹的擠壓或密封環(huán)。該專利文獻可通過擠壓或充氣，將密封環(huán)向著半成品的內(nèi)壁上膨脹，進而可自由選擇密封位置，其密封緊密程度可通過擠壓量或充氣量來控制，以將半成品的內(nèi)腔形成適宜大小的密封空間。但是該膨脹密封方法只適合于固定位置密封，不能夠用于射料機構(gòu)中的柱塞的射壓運動過程中的密封。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有的射料機構(gòu)中的柱塞與料筒內(nèi)壁之間的密封效果不好，進而導致射料過程中發(fā)生漏液現(xiàn)象，尤其是在高壓射料時，漏液尤其嚴重，其現(xiàn)有的密封件使用壽命較短，影響壓鑄效率；而現(xiàn)有的采用密封體的膨脹實現(xiàn)緊密密封的技術(shù)只能應用固定密封，不能夠應用于相對滑動運動時的密封。
[0006]為此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種用于壓鑄機射料裝置上的能夠根據(jù)注射壓力大小實現(xiàn)自密封柱塞，該自密封柱塞密封效果好，使用壽命長，高壓射料射料時效果更好。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0008]一種用于壓鑄機射料裝置上的自密封柱塞，其包括與驅(qū)動機構(gòu)連接的柱塞桿，以及與料筒的內(nèi)壁滑動密封配合的柱塞頭，所述柱塞頭的端部設有中空腔，所述中空腔與所述料筒的壓力室連通，所述中空腔與所述柱塞頭的外側(cè)面之間形成薄片區(qū)，所述薄片區(qū)具有一定的形變能力，所述柱塞頭的外側(cè)面與所述薄片區(qū)對應的位置設置有至少一道環(huán)形的密封凸起；所述自密封柱塞裝配到所述料筒的內(nèi)腔時，所述密封凸起與所述料筒的內(nèi)壁面緊密接觸并密封；射料過程中，所述壓力室內(nèi)的熔融態(tài)金屬熔液被壓縮，壓力升高，所述金屬熔液從所述中空腔內(nèi)側(cè)向所述料筒施加一個徑向的壓力，驅(qū)使所述密封凸起與所述料筒的內(nèi)壁緊密接觸并密封。
[0009]所述密封凸起設置有兩道。
[0010]所述密封凸起的外輪廓為圓弧形結(jié)構(gòu)。
[0011]所述中空腔的開口處設有用于限制所述中空腔過度膨脹或過度收縮的限位裝置。
[0012]所述限位裝置包括固定于所述柱塞頭的端面上的隔板，以及設置于所述中空腔內(nèi)的頂桿，所述頂桿的一端固定在所述中空腔的底端，所述頂桿的另一端抵觸在所述隔板上，所述隔板與所述端面之間，以及所述隔板或所述頂桿與所述柱塞頭的開口之間具有連通所述壓力室與所述中空腔的間隙，所述頂桿限制所述中空腔軸向收縮。
[0013]所述隔板的面積與所述柱塞頭的端面的面積基本相等，所述隔板通過若干根螺栓固定在所述柱塞頭的所述端面上。
[0014]所述頂桿從所述中空腔的開口處延伸出所述柱塞頭的端面，所述隔板的與所述頂桿配合的一側(cè)中心處設置有凹槽，所述頂桿插入所述凹槽內(nèi)。
[0015]所述頂桿的與所述中空腔配合的一端側(cè)面上開設有螺紋，所述中空腔底端軸心處開設有螺孔，所述頂桿通過螺紋與螺孔配合旋入所述中空腔的底部并固定。
[0016]本發(fā)明的有益效果:
[0017]1.本發(fā)明的柱塞頭的端部設有中空腔，該中空腔與柱塞頭的外側(cè)面之間形成一薄片區(qū)，所述薄片區(qū)具有一定的形變能力，所述柱塞頭的外側(cè)面與薄片區(qū)對應的位置設置有至少一道環(huán)形的密封凸起，所述密封凸起與料筒的內(nèi)壁密封接觸。在射料之前，密封凸起在薄片區(qū)的彈力作用下與料筒的內(nèi)側(cè)面密封接觸；在射料過程中，由于金屬熔液被壓縮成高壓液體，該壓縮后的金屬熔液對中空腔的內(nèi)側(cè)施加一個作用力，該作用力迫使密封凸起與料筒的內(nèi)壁緊密密封，且射料壓力越大，密封凸起與料筒內(nèi)壁面之間的密封越緊密。另外，由于密封凸起與料筒的接觸基本為線接觸，接觸面積較小，相對滑動時的摩擦力較小，可有效減緩磨損程度，延長使用壽命。
[0018]2.本發(fā)明的中空腔的開口處設有用于限制所述中空腔過度膨脹的限位裝置，該限位裝置包括從中空腔內(nèi)延伸出的頂桿以及與頂桿抵觸配合的隔板，隔板固定連接在柱塞頭的端面處，并在隔板與端面之間留有一定間隙。注射時，金屬液從壓力室經(jīng)過上述間隙流入中空腔室，射料完畢后，金屬液再從中空腔室經(jīng)過上述間隙流入壓力室；上述限位裝置一方面可以防止注射壓力過大時致使薄片區(qū)過度膨脹，而出現(xiàn)密封凸起與料筒的內(nèi)壁面之間卡死，因此設置隔板可對設有中空腔的柱塞頭起到保護作用，延長其使用壽命。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]為了使發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本發(fā)明的具體實施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明，其中
[0020]圖1是本發(fā)明自密封柱塞的剖視圖；
[0021]圖2是本發(fā)明的自密封柱塞的立體圖；
[0022]圖3是本發(fā)明的自密封柱塞與料筒配合位于初始位置時的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖4是本發(fā)明的自密封柱塞運動至最大射料位置時的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖中附圖標記表示為:
[0025]10-料筒；100-壓力室；105-出料口 ；20-柱塞桿；21-柱塞頭；22-中空腔；23-薄片區(qū)；24_密封凸起；25_頂桿；26_端面；27_隔板；28_間隙。

【具體實施方式】
[0026]參見圖1-2，一種用于壓鑄機射料裝置上的自密封柱塞，其包括與驅(qū)動機構(gòu)連接的柱塞桿20，以及與料筒10的內(nèi)壁滑動密封配合的柱塞頭21，所述柱塞頭21的端部設有中空腔22，所述中空腔22與所述料筒10的壓力室100連通，所述中空腔22與所述柱塞頭21的外側(cè)面之間形成薄片區(qū)23，所述薄片區(qū)23具有一定的形變能力，所述形變能力是指所述薄片區(qū)23能能夠沿徑向膨脹或收縮；所述柱塞頭21的外側(cè)面與所述薄片區(qū)23對應的位置設置有至少一道環(huán)形的密封凸起24。
[0027]本實施例中的所述柱塞頭21上的密封凸起24的直徑略大于所述料筒10的內(nèi)徑，當所述自密封柱塞裝配到所述料筒10的內(nèi)腔時，所述密封凸起24會抵壓所述薄片區(qū)23向軸心處收縮，進而使所述料筒10的內(nèi)壁面與所述密封凸起24之間具有一個初始抵觸力，該作用力迫使所述料筒10的內(nèi)壁面與所述密封凸起24之間接觸并可實現(xiàn)滑動密封，注入到所述料筒100的壓力室100內(nèi)的金屬熔液被存儲在柱塞頭21與射料口 105之間。
[0028]在射料過程中，所述活塞桿20推動所述柱塞頭21向著射料口 105的方向運動，所述壓力室100內(nèi)的熔融態(tài)金屬熔液被壓縮，其壓力升高，所述金屬熔液從所述中空腔22內(nèi)側(cè)向所述料筒10施加一個徑向的壓力，該壓力進一步迫使所述密封凸起24與所述料筒10的內(nèi)壁之間的抵觸力變大，進而使所述密封凸起24與所述料筒10的內(nèi)壁之間的密封效果進一步增強，且密封壓力隨著所述壓力室100內(nèi)金屬熔液壓力的增大而增大。
[0029]圖3示出的是所述柱塞頭21位于初始位置時的結(jié)構(gòu)示意圖，所述壓力室100內(nèi)已注入適量的金屬熔液(圖中壓力室100內(nèi)的“加號”表示金屬熔液)，此時所述料筒10的內(nèi)壁對所述密封凸起24施加一個指向其軸心的作用力(參見圖3中箭頭)，而所述密封凸起24則對所述料筒內(nèi)壁10施加一個等值的反作用力，進而實現(xiàn)密封。
[0030]圖4示出的是所述活塞桿20推動所述柱塞頭21進行射料動作，并運動至最大射料位置時的結(jié)構(gòu)示意圖，此時所述柱塞頭21將所述壓力室100內(nèi)的金屬熔液壓縮，所述金屬熔液的壓力增大(其“加號”比圖3變得更稠密)，金屬熔液進入所述中空腔22，所述中空腔22內(nèi)金屬熔液對所薄壁區(qū)23施加一個指向料筒10的作用力(參見圖4中的箭頭方向)，該作用力進一步增強了密封凸起24與料筒10的內(nèi)壁面之間的密封強度，且該作用力隨著所述壓力室100內(nèi)金屬熔液壓力的升高而增大，因此本發(fā)明的自密封柱塞適用于高壓注射時其密封效果更好。
[0031]本實施例中，所述密封凸起24設置有兩道，設置兩道所述密封凸起24不僅可以增強密封效果，同時還能避免所述柱塞頭21與所述料筒10的內(nèi)壁之間因接觸面積過大而引起嚴重磨損，進而延長料筒10和柱塞頭21的機械壽命。
[0032]本實施例中，所述密封凸起24的外輪廓為圓弧形結(jié)構(gòu)，且密封凸起24之間通過圓弧形凹槽過渡，該圓弧形結(jié)構(gòu)有利于增強所述密封凸起24與所述料筒10的內(nèi)壁面之間的密封性能。
[0033]本實施例中，所述中空腔22的開口處設有用于限制所述中空腔22過度膨脹的限位裝置，設置該限位裝置可避免因注射壓力過大，致使所述密封凸起24對所述料筒10的內(nèi)壁面的抵觸力過大，而出現(xiàn)卡死的現(xiàn)象。
[0034]本實施例中的所述限位裝置包括固定于所述柱塞頭21的端面26上的隔板27，以及設置于所述中空腔22內(nèi)的頂桿25，所述頂桿25的一端固定在所述中空腔22的底端，所述頂桿25的另一端抵觸在所述隔板27上，所述隔板27與所述端面26之間，以及所述隔板27或所述頂桿25與所述柱塞頭21的開口之間具有連通所述壓力室100與所述中空腔22的間隙28，所述頂桿25限制所述中空腔22軸向收縮。所述隔板27板狀結(jié)構(gòu)，而在其它實施例中，其還可以為條狀結(jié)構(gòu)。所述壓力室100內(nèi)的壓力過大時，高壓的金屬熔液會迫使所述中空腔22沿著徑向膨脹，所述中空腔22在進行徑向膨脹的同時，會帶動所述中空腔22沿著軸向收縮，由于所述頂桿25抵觸在所述隔板27上，限制了所述中空腔22的軸向收縮，因此可以防止所述中空腔22過度膨脹。
[0035]用于冷室壓鑄機時，可通過管道或料勺等方式直接將金屬熔液注入所述壓力室100 內(nèi)。
[0036]而當用于熱室壓鑄機時，需將整個料筒10置于盛有熔融金屬熔液的坩堝中，并將所述薄片區(qū)23的彈性調(diào)整在合適大小，射料完畢后，首先將所述出料口 105堵住，此時在將所述柱塞頭21由最大射料位置(參見4)復位至初始位置(參見圖3)的過程中，所述壓力室100內(nèi)會產(chǎn)生一個相對負壓，該負壓會致使所述中空腔22收縮，致使所述密封凸起24與所述料筒10的內(nèi)壁面之間產(chǎn)生一定間隙，進而使所述柱塞頭21后方(也即圖4中柱塞頭21的右側(cè))的金屬熔液從所述間隙中進入所述壓力室100內(nèi)部，當所述柱塞頭21運動至初始位置(也即圖3所指示的位置)時，所述壓力室內(nèi)充滿金屬熔液。所述柱塞頭21由射料最大位置向初始位置運動的過程中，為了防止所述壓力室100內(nèi)的負壓過大，致使所述中空腔22因收縮過度而損壞，此時可將所述隔板27與所述頂桿25之間固定連接，此時所述頂桿25限制了所述中空腔22沿軸向收縮或拉伸，進而可有效防止所述中空腔22因過度收縮或膨脹而損壞。
[0037]本實施例中，所述隔板27的面積與所述柱塞頭21的端面26的面積基本相等，所述隔板27通過若干根螺栓固定在所述柱塞頭21的所述端面26上。
[0038]本實施例中，所述頂桿25從所述中空腔22的開口處延伸出所述柱塞頭21的端面26，所述隔板27的與所述頂桿25配合的一側(cè)中心處設置有凹槽，所述頂桿25插入所述凹槽內(nèi)，所述凹槽便于將所述頂桿25與所述隔板27相對定位。
[0039]本實施例中所述隔板27與所述端面26之間、所述頂桿25與所述柱塞頭21的開口之間余留有一定的間隙28，所述間隙28連通所述壓力室100與所述中空腔22，所述金屬熔液在所述壓力室100與所述中空腔22之間可以流動；當然，還可以通過調(diào)整所述間隙28的大小，使金屬熔液在流經(jīng)所述間隙28時具有一定的阻尼作用，進而也能防止所述中空腔22過度膨脹或收縮。本實施例中，所述頂桿25的與所述中空腔21配合的一端側(cè)面上開設有螺紋，所述中空腔21底端軸心處開設有螺孔，所述頂桿25通過螺紋與螺孔配合旋入所述中空腔21的底部并固定。
[0040]上述【具體實施方式】只是對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細解釋，本發(fā)明并不只僅僅局限于上述實施例，且本發(fā)明的自密封柱塞不僅能夠用于熱室室壓鑄機上，同時還能用于冷式壓鑄機及其它類型的壓鑄機上。本領域技術(shù)人員應該明白，凡是依據(jù)上述原理及精神在本發(fā)明基礎上的改進、替代，都應在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于壓鑄機射料裝置上的自密封柱塞，其包括與驅(qū)動機構(gòu)連接的柱塞桿(20)，以及與料筒(10)的內(nèi)壁滑動密封配合的柱塞頭(21)，其特征在于: 所述柱塞頭(21)的端部設有中空腔(22)，所述中空腔(22)與所述料筒(10)的壓力室(100)連通，所述中空腔(22)與所述柱塞頭(21)的外側(cè)面之間形成薄片區(qū)(23)，所述薄片區(qū)(23)具有一定的形變能力，所述柱塞頭(21)的外側(cè)面與所述薄片區(qū)(23)對應的位置設置有至少一道環(huán)形的密封凸起(24)； 所述自密封柱塞裝配到所述料筒(10)的內(nèi)腔時，所述密封凸起(24)與所述料筒(10)的內(nèi)壁面緊密接觸并密封； 射料過程中，所述壓力室(100)內(nèi)的熔融態(tài)金屬熔液被壓縮，壓力升高，所述金屬熔液從所述中空腔(22)內(nèi)側(cè)向所述料筒(10)施加一個徑向的壓力，驅(qū)使所述密封凸起(24)與所述料筒(10)的內(nèi)壁緊密接觸并密封。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于壓鑄機射料裝置上的自密封柱塞，其特征在于:所述密封凸起(24)設置有兩道。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種壓鑄機射料裝置上的柱塞，其特征在于:所述密封凸起(24)的外輪廓為圓弧形結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于壓鑄機射料裝置上的自密封柱塞，其特征在于:所述中空腔(22)的開口處設有用于限制所述中空腔(22)過度膨脹或過度收縮的限位裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于壓鑄機射料裝置上的自密封柱塞，其特征在于:所述限位裝置包括固定于所述柱塞頭(21)的端面(26)上的隔板(27)，以及設置于所述中空腔(22)內(nèi)的頂桿(25)，所述頂桿(25)的一端固定在所述中空腔(22)的底端，所述頂桿(25)的另一端抵觸在所述隔板(27)上，所述隔板(27)與所述端面(26)之間，以及所述隔板(27)或所述頂桿(25)與所述柱塞頭(21)的開口之間具有連通所述壓力室(100)與所述中空腔(22)的間隙(28)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于壓鑄機射料裝置上的自密封柱塞，其特征在于:所述隔板(27)的面積與所述柱塞頭(21)的端面(26)的面積基本相等，所述隔板(27)通過若干根螺栓固定在所述柱塞頭(21)的所述端面(26)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的一種用于壓鑄機射料裝置上的自密封柱塞，其特征在于:所述頂桿(25)從所述中空腔(22)的開口處延伸出所述柱塞頭(21)的端面(26)，所述隔板(27)的與所述頂桿(25)配合的一側(cè)中心處設置有凹槽，所述頂桿(25)插入所述凹槽內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6-7任一所述的一種用于壓鑄機射料裝置上的自密封柱塞，其特征在于:所述頂桿(25)的與所述中空腔(22)配合的一端側(cè)面上開設有螺紋，所述中空腔(22)底端軸心處開設有螺孔，所述頂桿(25)通過螺紋與螺孔配合旋入所述中空腔(22)的底部并固定。
【文檔編號】B22D17/20GK104259424SQ201410471671
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月16日
【發(fā)明者】捷卡姆.查馬特 申請人:蘇州橙石鑄造有限公司