[发明专利]模具嵌件装置及其使用方法

说明书

技术领域

技术领域主要涉及模塑成型，并且更具体地涉及一种模具嵌件装置及其使用方法。

背景技术

通过使用不同的模塑技术例如压模铸造和砂模铸造来加工模塑制品是公知的。这些技术通常需要将金属材料加热至等于或超过其熔点的温度，以允许金属材料熔化为液体材料，并随后将液体材料注入具有所需形状的金属或砂制模具内以形成加工制品。一旦液体材料位于模具内，就允许将其冷却和固化。一旦固化，就将金属材料从模具中取出。

常见的做法是在模塑成型过程期间将砂模铸造中被称作型芯的嵌件定位到模具内以随着金属材料的固化而在其中形成空腔。例如，在成型用于汽车发动机的发动机气缸体时，通常是将嵌件定位在模具内要设置发动机气缸的位置。这样就避免了要从否则为实心的发动机气缸体中钻出材料的需求。

在以上述方式模塑某些金属合金时，有时需要加速冷却过程。例如，在用铝合金成型发动机气缸体时，可能需要尽量快速地冷却紧邻气缸空腔附近的熔融铝合金。这种加速冷却可以得到的气缸孔具有比冷却较慢的铝合金发动机气缸体的气缸孔更好的耐磨性质。

为了加速金属合金在空腔附近的冷却，被用于成形空腔的嵌件通常由金属制成。因为金属的传热能力，熔融金属材料内金属嵌件的存在即可从熔融材料中带走热量以促使其更加快速地冷却。这样的金属嵌件通常被称为“冷硬铸模(chill)”。随着熔融金属材料的冷却和固化，它会围绕冷硬铸模收缩，使得难以将冷硬铸模从固体金属材料中取出。经常地需要很大力度的作用力才能将冷硬铸模从固化的金属材料中抽出。因此，在重复使用之后，冷硬铸模可能就会被刮伤或者以其他方式被损坏并且可能就需要更换。而且可能会由于该作用力而导致气缸孔的刮伤或机体的变形。

在压模铸造的过程中，金属工具用作冷硬铸模。但是因为铸造金属在模制工具上的收缩，机体会变得难以从模具中取出，从而造成工具磨损、机体变形以及对铸造气缸孔表面的损坏。向工具施加额外的拉伸以帮助移除，但是这通常都需要在铸件已经硬化之后进行另外的机械加工以补偿该拉伸。这就相应地增加了成本并且可能会对最终的气缸孔表面结构的性质带来不利影响。

发明内容

本文中公开了模具嵌件装置的不同实施例以及使用具有多个分段元件的模具嵌件装置的方法，多个分段元件被设置为协作以构成基本上不透液体的外周边并且进一步被设置用于选择性地塌陷。

在一个实施例中，模具嵌件装置包括但不限于被设置为在收缩位置和伸展位置之间移动的第一驱动元件。模具嵌件装置进一步包括多个第一分段元件，定位成啮合第一驱动元件并且被设置为当第一驱动元件在收缩位置和伸展位置之间移动时分别在第一收回位置和第一展开位置之间移动。模具嵌件装置进一步包括多个第二分段元件，靠近多个第一分段元件设置并且被设置为当第一驱动元件在收缩位置和伸展位置之间移动时分别在第二收回位置和第二展开位置之间移动。多个第一分段元件和多个第二分段元件协作以在第一驱动元件处于伸展位置时构成基本上不透液体的周边。多个第一分段元件和多个第二分段元件被设置为在第一驱动元件向收缩位置移动时分别向第一收回位置和第二收回位置移动。

在另一个实施例中，所述模具嵌件装置包括但不限于被设置为在收缩位置和伸展位置之间旋转的第一驱动元件。模具嵌件装置进一步包括多个第一分段元件，啮合第一驱动元件并且被设置为当第一驱动元件在收缩位置和伸展位置之间旋转时分别在第一收回位置和第一展开位置之间移动。模具嵌件装置进一步包括多个第二分段元件，啮合第一驱动元件并且被设置为当第一驱动元件在收缩位置和伸展位置之间旋转时分别在第二收回位置和第二展开位置之间移动。多个第一分段元件和多个第二分段元件协作以在第一驱动元件处于伸展位置时构成基本上不透液体的周边。多个第一分段元件和多个第二分段元件被设置为在第一驱动元件向收缩位置旋转时分别向第一收回位置和第二收回位置移动。

在另一个实施例中，所述方法包括但不限于将模具嵌件装置插入模具内，定位多个分段元件以构成基本上不透液体的外周边，向模具内引入液体材料，冷却液体材料直到液体材料变为固体材料为止，使多个分段元件塌陷，并将模具嵌件装置从固体材料中取出。

方案1： 一种模具嵌件装置，包括：

被设置为在收缩位置和伸展位置之间移动的第一驱动元件；

多个第一分段元件，定位成啮合第一驱动元件并且被设置为当第一驱动元件在收缩位置和伸展位置之间移动时分别在第一收回位置和第一展开位置之间移动；以及

多个第二分段元件，靠近多个第一分段元件设置并且被设置为当第一驱动元件在收缩位置和伸展位置之间移动时分别在第二收回位置和第二展开位置之间移动，