[实用新型]一种分体式压射装置及其冷室压铸机

说明书

本实用新型公开了一种分体式压射装置及其冷室压铸机，属于部分有色金属铸件制造设备的技术领域。本分体式压射装置包括相互连通且固定在水平料管下方的分体慢压射模块，分体慢压射模块设于水平料管的下方。在本技术方案中，通过将慢压射过程从原本的水平压射结构中分离、再设置到水平料管下方用慢压射模块实现的方式，保证慢压射模块运动过程中气体永远在熔融的铝、镁等金属料液的上面，而不会像水平慢压射在运动过程中将气体卷入料液中，从根本上解决了现有的冷室压铸机在进行水平慢压射过程中料液会卷入气体、有气泡进入料液中的现象，彻底避免料液在经过慢压射过程后由于卷气导致铸件产生气孔等铸造缺陷。

技术领域

本实用新型涉及冷室压铸机的技术领域，具体的是一种将压射过程用不同结构实现的分体式压射装置以及相应的冷室压铸机。

背景技术

压铸机可分为冷室压铸机和热室压铸机两种。冷室压铸机主要压铸铝、镁等高熔点合金，热室压铸机只能压铸锌等低熔点合金。

现有技术中的冷室压铸机的压射机构均为水平压射料管，水平压射料管与模具连通。现有冷室压铸机的压射过程由水平压射组件通过水平压射料管将料液推入模具型腔。水平压射料管为上方设有进料口的圆柱型料管，水平压射料管的一端连接到压铸模具，另一端的内部嵌套有压射冲头和压射杆，压射杆由压射油缸驱动。这种压射方式通常被称为水平压射。慢压射的作用是将料液推至模具内浇道处，同时慢压射在动作过程中应尽可能将料管内的气体排除干净，不让气体卷入料液中。快压射的作用是利用快压射蓄能器油液的快速释放推动压射活塞快速运动，达到在短时间内将水平压射料管的料液填充至模具型腔内。增压的作用是利用增压蓄能器油液的快速释放推动增压活塞快速运动，利用增压缸活塞与活塞杆的面积比实现压射油缸力的放大，达到增大铸造压力压实铸件定型的目的。

但是，上述现有的水平压射过程，受压射充填率(一般在25-60％之间)的限制，倒入料管的料液不能填满压射料管，在进行慢压射的过程中料液处于紊流状态，不可避免的会带来料液的卷气问题。具体可参考论文《压铸机慢压射过程中卷气问题的研究》(铸造技术，张远深，兰州理工大学能源与动力工程学，2016)，其摘要部分记载“针对某压铸件厂在生产过程中慢压射阶段易发生卷气的问题，探究慢压射过程中加速度的选择对最终压射室中气体含量的影响。建立某型号压铸机压射室的模型，运用合理的公式计算相应条件下的慢压射速度及加速度，并选择3种不同的加速方式，以CFD仿真软件Fluent模拟出不同加速情形下的流场分布。结果表明：三种加速条件下，都存在一定程度的卷气现象，但是卷气量的多少及发生卷气的部位有所不同，相较而言，采用带有初速度的加速方式效果较优。”，由此可见，现有水平压射的冷室压铸机的慢压射过程中，无论使用何种压射速度策略，卷气的问题依旧无法从根本上解决，也就不可避免产生由于铸件气孔缺陷导致铸件强度和质量的降低，也造成了较高的废品率的问题。另一方面，现有的水平压射的结构，外部的给汤机只能在压铸机合模到底后才能向水平压射料管中倒料，倒料完毕才能进行慢压射动作。同时由于排气和料管充填率等因素的限制，水平慢压射的行程不能太短。所以水平压射的诸多限制，也造成了压铸机效率难于提高的主要原因。

此外，水平压射的全部压射过程，料液均通过水平料管注入压铸模具，也是造成冷室压铸机能耗高的主要原因。水平慢压射的速度一般要求在0.05-0.3m/s之间可以调节。慢压射的速度是由压铸机动力系统中油泵输出的流量决定的，由压射油缸带动压射杆执行慢压射动作。压射速度的计算公式为V＝Q/A(Q为油泵输出流量，A为压射油缸活塞面积，V为漫压射速度)。由于所有冷室压铸机都有压射力的要求(F＝P*A，F为压射力、P为压射油缸压力、A为压射油缸活塞面积)，所以压射油缸直径不能小于特定数值。压铸机油泵输出流量的选取均由慢压射最高速度来确定。当满足慢压射速度要求的油泵输出流量，也完全满足压铸机其他动作的油泵输出流量的需求，因为其他动作所需流量均小于慢压射所需流量。当实际使用时，水平慢压射速度低于0.3m/s，动力系统采用异步电机+定量泵+P-Q比例阀的液压系统，包括水平慢压射以及压铸机其他动作过程中的大部分流量均会流回油箱，这部分流量将产生热量造成高能耗。所以在一个水平压射料管内执行全部压射过程的方式，压射活塞面积的选取必须兼顾压射力和慢压射速度所需流量这对矛盾。