垂直压铸机以及制造压铸金属件的方法技术

一种用于制造压铸金属件的垂直压铸机，所述压铸机包括：限定有用于容纳熔融金属的非圆柱形的压射室并具有基本垂直的轴线的非圆柱形的压射缸、位于该压射缸内并受到支撑以便基本沿着垂直方向轴向运动的非圆柱形的压射活塞、以及位于所述压射缸上方并限定至少一个导通孔以用于接收由所述压射活塞向上挤压的熔融金属的下部压模构件，所述非圆柱形压射室和所述非圆柱形压射活塞具有基本上相同的横截面结构。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。
技术介绍
本专利技术涉及一种垂直压铸机，具有如在授予本专利技术专利受让人的美国专利5,332,026和5,660,223中所公开的垂直压铸机类型，并涉及具有其它形式的垂直压铸机或设备，例如在美国专利3,866,666和4,799,534中所公开的。在这样的压铸机或设备中，其框架支撑一个或多个垂直压射缸或筒，并且每个压射缸接收一个安装在连接到液压缸的压射活塞杆上的压射活塞。压射缸接收熔融模铸金属，并且压射缸将所述熔融模铸金属向上压入到在上部压模构件和下部板或压模构件之间限定的模槽中，其中所述上部压模构件能够沿垂直方向运动。下部压模构件限定一个导通孔，压射缸中的金属通过该导通孔被压入到模槽中以形成压铸件。如在上述’026专利中所示的，当熔融金属在模槽中冷却之后，上部压模构件松开并升起，下部压模构件横向或水平地运动至一个站，在此处零件从下部压模构件移出。通过提升压射活塞并横向挤压余料(biscuit)而将压射缸中剩余的固化金属或余料从压射活塞除去。当在压铸机中使用多个压射缸时，压射缸在金属接收站和金属注入或转移站之间转换，如在上述的’223专利中公开的。已经确定垂直压铸机可以构造用于高效和有效地生产细长金属件或者高品质的纤维强化金属件，例如铝或镁金属件，其具有所期望的高强度和刚性、同时也具有高强度/重量比值。例如，用于机动车辆的C形制动器钳形壳体(brake caliper housing)通常由铸铁制造，以便获得必须的强度。然而，由根据本专利技术构建和使用的压铸机，可以有效地制造出高品质的压铸纤维强化的铝材制动器钳形壳体，其具有必须的强度和刚性并具有重量显著减小的重要优点。使用本专利技术的设备和方法，也可以有效地生产其它高品质的纤维强化铝和镁金属件以及细长的零件。
技术实现思路
本专利技术涉及一种改良的垂直铸造设备或压铸机，以及一种压铸轻质金属件的方法，并且其理想的的适用于压铸具有高强度/重量比值和高刚性的纤维强化的铝和镁零件。本专利技术的压铸机和方法也对制造不含固体金属颗粒杂质、并对零件中多孔和纤维强化预制坯高效渗透的细长金属件和轻质金属件有效。根据本专利技术的一个实施方案，垂直压铸机包括一个水冷压射缸，其接收一个通过活塞杆连接至液压缸的可垂直运动的水冷压射活塞。压射缸和压射活塞在一个下部门板或压模构件下方限定一个压射室，所述下部压模构件与可垂直运动的上部压模构件配合限定出一个对应于压铸件的模槽。在一个实施方案中，下部门板或压模构件在压射室的中央部分中限定一个导通孔，压射缸的直径为导通孔宽度或直径的至少三倍，并且优选更大。下部压模构件也限定一个与压射缸内表面对齐的环形金属积留槽或凹槽，以及在下部压模构件中从积留凹槽横向向外延伸的相对较深的空气排放槽。在另一实施方案中，压射缸和活塞为非圆形的或呈椭圆形的，并且下部压模构件在压射室的中央部分中限定多个沿纵向间隔开的导通孔。本专利技术的垂直压铸机理想地适用于压铸细长件或者纤维强化的铝和镁零件，并且强化纤维通过位于模槽中的多孔预制坯设置在模槽中在压铸件中需要高抗张强度和刚性的位置处。在例如铝或镁的熔融金属浇入或注入压射室并且上和下部压模构件定位并在压射室上夹紧之后，熔融金属被压射活塞向上挤压以通过中央导通孔并进入模槽中。当压射活塞在压射缸中向上运动时，靠近压射缸的预固化金属壳破裂，并且壳的上部被压入积留凹槽中。压射缸中熔融金属上方的被扰动空气通过径向排放槽向外流动，径向排放槽然后被预固化金属的破裂壳体所封闭。因而仅有来自压射室中央部分的最高品质的熔融金属向上流动通过导通孔或开口并进入模槽中以渗入具有强化纤维的多孔预制坯。本专利技术的其它特征和优势从以下的说明、附图以及附上的权利要求将变得明显。附图说明图1是通过根据本专利技术构建的垂直压铸机主要元件并通过一组上和下部压模构件的垂直轴向剖面；图2是由图1中示出的压模构件制造的压铸件或铝制动器钳形壳体的立体图；图3是具有短纤维并用于压铸图2中示出的制动器钳形壳体的多孔预制坯的立体图；图4是具有连续强化纤维并用于图3示出的预制坯中的预制插入件的立体图；图5是基本沿着图1的5-5线截取的上和下部压模构件以及预制坯的纵截面；图6是类似于图1的剖面并显示了本专利技术的另一个实施方案；并且图7是基本沿着图6的7-7线所截取的剖面。具体实施例方式图1图解了一种垂直压铸机的元件，其具有在上述专利5,332,026和5,660,223中所公开的类型，所述公开内容在此结合引作参考。在压铸机中，圆柱形压射缸15包括上部凸缘16，该凸缘适于紧固到如在专利’223中示出的旋转定位桌上。压射缸15接收可以垂直运动的压射活塞18，压射活塞18安装在具有底部凸缘22的活塞杆21上，所述底部凸缘22通过连接板26可释放地连接至圆柱形压射缸的活塞杆24，如在上述专利’223中所公开的。压射缸15装备有沿环向间隔并轴向延伸的水冷通道31，用于将压射缸保持在预定的温度范围内，压射活塞18具有水冷室33，水冷室33通过压射活塞杆21内部的轴向延伸通道35接收冷却水。以与在上述专利’223中公开的相同的方式，在压射活塞18的顶部和表面中形成一对平行间隔开并且呈锥形的燕尾槽37。根据本专利技术，模具45设置在压射缸15和压射活塞18上方并包括上部压模构件48，双作用液压夹紧缸(未示出)的活塞杆支撑其进行垂直运动，如在上述专利’026和’223中公开的。模具45也包括下部门板或压模构件52，双作用的液压或气动汽缸可以支撑其在图1中示出的金属注入位置和缩回位置(未示出)之间横向或水平运动，如也在上述专利’026中公开的。上部压模构件48和下部压模构件52相配合以限定模槽55，在模槽55中设置弓形的纤维强化预制坯58。模槽55具有用于制造包括预制坯58(图3)的C形铸造铝材制动器钳形壳体60(图2)的结构，其将稍后描述。下部压模构件52限定一个导通孔62，其将模槽55连接至压射室，并且该孔向外朝着模槽55逐渐变细。导通孔62的入口位于压射室的中央部分并具有一个宽度或直径A，其基本上小于压射缸15的内表面的直径B。优选地，导通孔62的面积不大于压射缸15和压射活塞18的面积的15％。同样的，导通孔的宽度或直径A优选小于直径B的1/3。门板或下部压模构件52也限定一个环形的金属积留槽或凹槽65，其从压射缸15的内部圆柱形表面向上延伸进入下部压模构件中。一连串的8个沿环向间隔开并径向延伸的排气通道或槽68形成在下部压模构件52的底部表面中，并且以辐射-状从金属积留凹槽65径向向外延伸。每个排气槽68深约0.015英寸，该深度为通常位于上和下部压模构件之间的分界线或界面处的传统排放通道正常深度的约三倍。参考图3-5，弓形预制58铸造为短纤维的多孔坯体，所述短纤维例如粘合剂中的铝土或氧化铝、或金刚砂纤维、或者陶瓷纤维，以致短纤维具有预制坯体积的约20％。由3M公司生产的NEXTEL纤维具有令人满意的性能。在由用于形成预制坯58的相同的多孔氧化铝短纤维原料制成的细长预制插入件75中，预制坯58还具有连续的强化纤维，例如氧化铝纤维形成的74，但连续纤维具有插入件体积的约60％。在预制坯58中，预制插入件75在C形钳形壳体60中需要更高的结构强度和刚性的位置处延伸。多孔预制坯58和预制插入件75通过在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：理查德·J·卡姆，迈克尔·J·拉夫曼，罗纳德·P·斯沃茨，
申请(专利权)人：THT压制公司，
类型：发明
国别省市：