專利名稱：一種長壽高效的壓鑄沖頭的制作方法
技術領域：
本發明屬于金屬壓鑄領域，涉及適用于壓鑄機的壓鑄沖頭。
背景技術：
長期以來，國內外壓鑄機用的壓鑄沖頭，一直是通過應用新材料、新熱處理或表面處理工藝來提高沖頭本身的耐磨性，從而提高沖頭壽命，進而減少更換時間和提高生產效率。例如，CN1114690A就是對壓鑄沖頭采用鈹鎳銅合金材料代替常用的鑄鐵材料，也即通過采用新材質增加其耐磨性，以提高壽命和生產效率。CN2128251Y就是對鑄鐵材料制作的壓鑄沖頭沿沖頭圓周方向進行局部的間隔的激光掃描硬化處理，也即通過采用新的激光表面處理工藝增加其耐磨性，以提高其壽命和生產效率。由于壓鑄沖頭在壓室(料筒)中工作時承受的工況條件為高溫下的高速、高壓，因而，壓鑄沖頭的主要失效形式為沖頭因工作磨損引起沖頭與壓室(料筒)間的間隙過大造成壓鑄過程中金屬液從沖頭與壓室(料筒)間跑出(俗稱跑料)，從而使金屬液無法建立高壓而失效。一方面，沖頭在壓室中作高速運動，決定了沖頭與壓室間必須要有一定的間隙；另一方面，壓鑄機的壓射力通過沖頭直接作用在金屬液體上，產生的高壓必須由沖頭與壓室間的合理間隙量來保證其密封，間隙過大則會因跑料而失效，因此，這是一對嚴重的矛盾。而上述新材料、新工藝的應用，盡管可以提高沖頭本身的耐磨性，使沖頭的壽命以及生產效率得到一定的提高，但是，由此而造成了沖頭的制作成本大為提高，更嚴重的是壓室因磨損加快而壽命降低。由于壓室(料筒)的制作成本很高昂，所以，從經濟上講，這樣的付出往往是得不償失，總成本更為提高。
另外，在現有技術中，至今尚未見有在沖頭的本身結構方面的新突破，沖頭的前端端面總是垂直于軸線的圓平面，前端周面總是圓柱工作面，其圓柱工作面磨損到與壓室的合理間隙量的上限時即行失效。因此，如何從沖頭的本身結構的改進來提高沖頭壽命且不增加綜合成本，乃是該領域懸而未解的課題。
發明內容
本發明的目的是克服上述現有技術之不足，提供一種壽命更長而生產效率更高的壓鑄沖頭。
實現發明目的的技術方案是一種壓鑄沖頭，沖頭的后端具有連接螺孔，沖頭的前端具有一前端凸臺，該前端凸臺為軸截面向前逐漸變小的回轉體或截多邊形錐體，且回轉體或截多邊形錐體的軸心線，與沖頭的軸心線平行或重合。
為了使沖頭的排屑效果更好，最好在沖頭的前端還具有一環形端面，所述的前端凸臺的外周后端與環形端面相連接。
本發明采用上述技術方案后，使沖頭的本身結構發生了改進，一方面，可使壓鑄沖頭的成本比采用新材料、新熱處理或表面處理工藝更為降低；另一方面，又使壓鑄沖頭的前端凸臺與壓室壁之間形成一環形間隙，在金屬液體注入壓室后的壓射過程中，使該環形間隙區域的金屬液凝固成固體，從而起“金屬密封”的作用，這樣，就使沖頭在壓室(料筒)中既能以較大的間隙工作，使沖頭與壓室之間的間隙密封的極限值增大，同時又能保證高壓金屬液不通過壓射沖頭與壓室間的間隙飛出(不跑料)，并使沖頭與壓室能在比較良好的潤滑條件下工作，從而大大提高沖頭壽命。當然，本發明在應用時，如果在材料方面同時應用比較耐磨的如鈹鎳銅等材料等，則沖頭的使用壽命將進一步大幅度提高，此時，綜合成本仍然更為降低。比外，由于該結構改進擴大了壓鑄沖頭與壓室間的工作間隙，從而使壓鑄機壓射過程更加平穩，壓射高速更容易得到，對壓鑄件質量的進一步提高與穩定起明顯的促進作用，并使壓室(料筒)的壽命也得到進一步的提高，使綜合成本大為降低，壓鑄生產的效率和綜合經濟效益明顯地得到了提高。
圖1是本發明的具有一前端凸臺的壓鑄沖頭第一實施例示意圖；圖2是圖1的A-A剖視圖；圖3是圖1的俯視圖；圖4是本發明的前端凸臺為回轉體且具有兩個圓錐形臺階的第二實施例示意圖；圖5是本發明的前端凸臺為正截多邊形錐體的第三實施例示意圖。
具體實施例方式
如圖1、2、3所示，為本發明的第一實施例，圖中可見，一種壓鑄沖頭，沖頭3后端具有連接螺孔4，其改進在于，沖頭3的前端具有一前端凸臺1，該前端凸臺1為軸截面向前逐漸變小的回轉體1-1，且回轉體1-1的軸心線，與沖頭3的軸心線重合。當然，回轉體1-1的軸心線與沖頭3的軸心線也可以是平行，只是重合的易于加工，效果也更好。同時，沖頭3的前端還具有一環形端面2，所述的前端凸臺1也即回轉體1-1的外周的后端與環形端面2相連接。環形端面2是垂直于沖頭的軸心線的環形平面。回轉體1-1呈截圓錐體狀，且軸心線與沖頭3的軸心線重合。
如圖4所示，為本發明的第二實施例，圖中可見，沖頭3的前端凸臺1為回轉體1-1，回轉體1-1的軸心線，與沖頭3的軸心線重合，且回轉體1-1具有兩個圓錐形臺階1-1-1。當然，回轉體1-1也可以是具有多個圓錐形臺階1-1-1。同時，所述的前端凸臺1也即回轉體1-1的外周的后端與環形端面2相連接。環形端面2是垂直于沖頭3的軸心線的環形平面。當然，回轉體1-1的軸心線，也可以與沖頭3的軸心線平行，只是重合了效果更好。
如圖5、6所示為本發明的第三實施例，圖中可見，一種壓鑄沖頭，沖頭3的前端具有一前端凸臺1，該前端凸臺1為軸截面向前逐漸變小的截多邊形錐體1-2，且截多邊形錐體1-2的軸心線，與沖頭1的軸心線重合。所述的截多邊形錐體1-2呈正截n邊形錐體狀，n可以等于5或6或7......或32。本實施例n等于16。同時，沖頭3的前端凸臺1也即截正多邊形錐體1-2的外周的后端與環形端面2相連接，環形端面2是垂直于沖頭3的軸心線的環形平面。當然，正截多邊形錐體1-2的軸心線，與沖頭3的軸心線也可以是平行，只是重合了效果更好。
本發明在使用時，可根據不同的沖頭3的直徑大小，來控制前端凸臺1的大小，也即控制沖頭3與壓室內壁之間形成的環形帶區的大小，進而能使在壓鑄過程中流入該區的合金液體較快地凝固，從而阻止其余高溫液體從壓室與沖頭之間的間隙竄出，且流入該區的金屬液體凝固后形成的金屬環形帶與料餅是一體的，由于前端凸臺1無論是回轉體1-1還是截多邊形錐體1-2，其軸截面向前逐漸變小，也即前端凸臺1的周面具有斜度，因此很容易在隨后進行的跟出、回程階段無需任何其它措施使其與正常的料餅一起與壓鑄沖頭1分離；同時，該項金屬環形帶部分成為料餅的有效部分在有機械手取件時還能起到降低料餅占用液體體積進而提高壓鑄合金使用效率的作用。
應當指出，本發明在壓鑄沖頭領域中，對沖頭壽命的提高作出了重要的貢獻。其積極的效果是這樣的1、由于壓鑄沖頭與壓室之間間隙密封的極限值增大了，潤滑條件改善了，因此，①沖頭的“可供磨損量”增加，②沖頭與壓室間的摩擦力減小，磨損大大降低，故沖頭的壽命得到了極大的提高。
2、壓室和模具澆口套(對分體壓室而言)也因此而延長了使用壽命。
3、由于壓鑄沖頭與壓室之間間隙密封的有效值增長、潤滑條件改善后，壓鑄機在壓射過程中所需克服的阻力減小，因此，①可以使壓鑄過程的慢壓射階段和快壓射階段更加平衡，②可以使壓鑄過程從慢壓射階段轉至快壓射階段時間更短，快壓射速度更高。從而充分挖掘現有壓鑄機的能力，提高壓鑄件的質量。
4、由于壓鑄沖頭壽命得到了極大的提高，使壓鑄沖頭不需頻繁更換，壓鑄生產不再因頻繁更換沖頭而停頓，壓鑄工藝參數不再因頻繁更換沖頭而產生波動，使壓鑄生產的效率提高了，壓鑄件的質量穩定了，廢品率降低了。
5、本發明的實現僅需簡單的金屬鑄造和車加工方法就能實現，無需增加材料，相反，原沖頭結構由于可供磨損的區間太窄，故一般采用磨削工藝以保證沖頭的外形尺寸精度和表面粗糙度，而新結構的沖頭由于密封條件的改變，對沖頭的外形尺寸精度和表面粗糙度不再要求很嚴，僅需普通車床的精車加工便能滿足工作要求，因此，沖頭的制造成本以及壓鑄的綜合生產成本反而降低。同時，這也使得本發明的推廣變得很容易實現。
權利要求
1.一種壓鑄沖頭，沖頭(3)的后端具有連接螺孔(4)，其特征在于沖頭(3)的前端具有一前端凸臺(1)，該前端凸臺(1)為軸截面向前逐漸變小的回轉體(1-1)或截多邊形錐體(1-2)，且回轉體(1-1)或截多邊形錐體(1-2)的軸心線，與沖頭(3)的軸心線平行或重合。
2.根據權利要求1所述的壓鑄沖頭，其特征在于沖頭(3)的前端還具有一環形端面(2)，所述的前端凸臺(1)的外周后端與環形端面(2)相連接。
3.根據權利要求2所述的壓鑄沖頭，其特征在于環形端面(2)是垂直于沖頭(3)的軸心線的環形平面。
4.根據權利要求1或2或3所述的壓鑄沖頭，其特征在于所述的回轉體(1-1)呈截圓錐體狀，且軸心線與沖頭(3)的軸心線是重合的。
5.根據權利要求1或2或3所述的壓鑄沖頭，其特征在于所述的截多邊形錐體(1-2)呈正截n邊形錐體狀，且軸心線與沖頭(3)的軸心線是重合的，n等于5或6或7……或32。
6.根據權利要求1或2或3所述的壓鑄沖頭，其特征在于所述的回轉體(1-1)具有兩個或多個圓錐形臺階(1-1-1)。
全文摘要
一種壓鑄沖頭，沖頭后端具有連接螺孔，其特征是沖頭前端具有一前端凸臺，該前端凸臺為軸截面向前逐漸變小的回轉體或截多邊形錐體，且回轉體或截多邊形錐體的軸心線與沖頭的軸心線平行或重合。沖頭前端還可具有一與凸臺外周的后端相連的環形端面。設置凸臺后，凸臺與壓室壁之間將形成一個環形帶區，能使在壓鑄過程中流入該區的合金液體較快地凝固，從而阻止其余高溫液體從壓室與沖頭之間的間隙竄出，且凝固后形成的環形帶與料餅是一體的，無需其它措施就能和料餅一起與沖頭分離，還降低了料餅占用金屬液體體積。本發明能使沖頭與壓室之間的間隙密封的極限值增大，因而極大地提高了沖頭的使用壽命，使綜合成本更低，生產效率卻更高。
文檔編號B22D18/02GK1663708SQ200410014230
公開日2005年9月7日 申請日期2004年3月5日 優先權日2004年3月5日
發明者張山根 申請人:張山根