一种高压铸造设备，其包括压射套筒和柱塞，该压射套筒延伸穿过第一模具半部至模制表面，该柱塞接纳在压射套筒中。压射套筒包括具有流体通道的侧壁和相对于侧壁布置在固定位置中的部分端部壁。部分端部壁限定了与模制表面相邻的壁开口。流体在模具设备打开时注入到压射套筒中，并且部分端部壁防止流体流出压射套筒。柱塞随后将材料按压到模制腔中，直到材料的仅一部分保留在压射套筒中并且堵塞壁开口为止。在已凝固的材料从该设备顶出之后，材料的堵塞壁开口的部分防止润滑剂进入压射套筒。
第二模具半部，所述第二模具半部具有第二模制表面，所述第二模制表面面向所述第一模制表面，以在所述第一模制表面与所述第二模制表面之间形成模制腔；
压射套筒，所述压射套筒朝向所述第一模制表面延伸穿过所述第一模具半部；
所述压射套筒包括侧壁，所述侧壁具有用于输送流体的流体开口，
所述侧壁延伸至部分端部壁，所述部分端部壁限定了用于允许流体从所述流体开口朝向所述模制腔流动的至少一个壁开口，所述压射套筒的所述部分端部壁相对于所述第一模制表面和所述压射套筒的所述侧壁布置在固定位置中并且布置成静止的；
柱塞，所述柱塞布置在所述压射套筒中以用于按压流体穿过所述至少一个壁开口；以及材料分离器，所述材料分离器沿着所述模制表面中的一个模制表面布置并且能够相对于所述模制表面移动；
其中，所述第二模具半部中接纳有至少一个保持销，所述保持销中的每个保持销均与模具开口中的一个模具开口和所述壁开口中的一个壁开口轴向地对准。
2.根据权利要求1所述的模具设备，其中，所述流体通道具有以与所述第一模制表面平行的方式布置的横截面区域，所述压射套筒的所述部分端部壁具有大于或等于所述流体通道的所述横截面区域的三分之一的横截面区域。
3.根据权利要求1所述的模具设备，其中，所述材料分离器是接纳在所述第一模具半部中并且沿着所述第一模制表面布置的推动销，并且所述推动销能够沿与所述第一模制表面垂直的方向移动。
4.根据权利要求1所述的模具设备，其中，所述材料分离器是接纳在所述第一模具半部中、所述压射套筒的所述部分端部壁与所述第一模制表面之间的断开板，所述断开板能够沿与所述第一模制表面垂直的方向移动，所述断开板限定了延伸穿过所述断开板的至少一个连接开口，并且每个连接开口均与所述壁开口中的一个壁开口轴向地对准，以允许流体从所述压射套筒穿过所述断开板朝向所述模制腔流动。
5.根据权利要求1所述的模具设备，其中，所述第一模具半部包括相对于所述第二模具半部布置在固定位置中的材料块；
所述第一模具半部包括背向所述第一模制表面的第一背表面和从所述第一背表面连续地延伸至所述第一模制表面的套筒开口；
所述套筒开口包括朝向所述第一模制表面延伸的至少一个所述模具开口，所述模具开口中的每个模具开口均与所述壁开口中的一个壁开口轴向地对准，以将流体从所述压射套筒的所述流体开口朝向所述第一模制表面输送；
所述第一模具半部包括支承凸部，所述支承凸部以与所述第一模制表面平行的方式布置、限定了所述至少一个模具开口并且将所述压射套筒与所述第一模制表面间隔开；
所述第一模具半部限定了沿着所述第一模制表面的用于接纳所述材料分离器的材料分离器开口；
所述材料分离器能够沿与所述第一模制表面垂直的方向移动；
所述压射套筒的所述侧壁从第一端部沿着中心轴线延伸至第二端部并且周向地绕所述中心轴线延伸以形成所述流体通道；
所述流体通道具有以与所述中心轴线垂直并且与所述第一模制表面平行的方式延伸的横截面区域；
所述压射套筒的所述第一端部是敞开的并且接纳所述柱塞；
所述第一模具的所述部分端部壁具有以与所述中心轴线垂直并且与所述第一模制表面平行的方式延伸的横截面区域，并且所述部分端部壁的所述横截面区域大于或等于所述流体通道的所述横截面区域的三分之一，并且所述部分端部壁沿着所述压射套筒的一个侧部布置；
所述压射套筒的所述壁开口中的每个壁开口均具有以与所述中心轴线垂直并且与所述第一模制表面平行的方式延伸的横截面区域，每个壁开口的所述横截面区域均小于所述轴向对准的模具开口的所述横截面区域，并且每个壁开口的所述横截面区域均沿着朝向所述轴向对准的模具开口移动的方向增大；
所述压射套筒的所述侧壁限定了浇注孔，所述浇注孔布置在所述压射套筒的与所述部分端部壁相反的侧部上以用于接纳所述流体；
所述柱塞包括柱塞头部，所述柱塞头部具有与所述压射套筒的所述流体通道的所述横截面区域近似相等的横截面区域；
所述柱塞头部包括面向所述第二模具半部的、用于与容纳在所述压射套筒中的材料接合的锯齿状表面；
所述第二模具半部包括与所述第一模具半部对准并且能够相对于所述第一模具半部移动的材料块；
所述第二模具半部包括背向所述第二模制表面的第二背表面；以及
所述第二模具半部限定了沿着所述第二模制表面的至少一个保持销开口，并且每个保持销开口均接纳所述保持销中的一个保持销。
第二模具半部，所述第二模具半部具有第二模制表面，所述第二模制表面面向所述第一模制表面，以在所述第一模制表面与所述第二模制表面之间形成模制腔；
压射套筒，所述压射套筒朝向所述第一模制表面延伸穿过所述第一模具半部，所述压射套筒包括侧壁，所述侧壁具有用于输送流体的流体开口；
所述侧壁延伸至部分端部壁，所述部分端部壁限定了用于允许流体从所述流体开口朝向所述模制腔流动的至少一个壁开口,所述压射套筒的所述部分端部壁相对于所述第一模制表面和所述压射套筒的所述侧壁布置在固定位置中并且布置成静止的；
柱塞，所述柱塞布置在所述压射套筒中以用于按压流体穿过所述至少一个壁开口；以及至少一个保持销，所述至少一个保持销接纳在所述第二模具半部中，并且所述至少一个保持销从所述第二模制表面向上延伸，并且所述保持销中的每个保持销均与模具开口中的一个模具开口和所述壁开口中的一个壁开口轴向地对准。
7.根据权利要求6所述的模具设备，其中，所述保持销包括加大的头部，所述加大的头部具有沿朝向所述第一模具半部移动的方向增大的横截面区域。
8.根据权利要求6所述的模具设备，其中，所述保持销具有沿朝向所述第一模具半部移动的方向减小的横截面区域。
提供模具设备，所述模具设备包括第一模具半部和压射套筒，所述第一模具半部具有第一模制表面，所述第一模制表面与第二模具半部的第二模制表面间隔开并且面向所述第二模制表面，所述压射套筒布置在所述第一模具半部中，其中，所述压射套筒包括部分端部壁，所述部分端部壁限定了用于允许流体从所述压射套筒朝向所述第一模制表面流动的壁开口，所述压射套筒的所述部分端部壁相对于所述第一模制表面和所述压射套筒的侧壁布置在固定位置中并且布置成静止的，所述第二模具半部中接纳有至少一个保持销，所述保持销中的每个保持销均与模具开口中的一个模具开口和所述壁开口中的一个壁开口轴向地对准；
当所述第一模制表面与所述第二模制表面间隔开时，将流体布置在所述压射套筒中；
使模具半部中的至少一个模具半部朝向相对的模具半部移动，以在所述模具半部之间形成模制腔；
按压所述流体穿过所述压射套筒的所述壁开口以进入到所述模制腔中直到所述流体的仅一部分保留在所述压射套筒中并且堵塞所述壁开口为止；
允许所述流体的保留在所述压射套筒中的所述部分凝固成凝固材料；以及在所述流体或材料的所述部分堵塞所述壁开口并且至少部分地熔化时，将所述模具半部中的至少一个模具半部移动远离所述相对的模具半部。
10.根据权利要求9所述的方法，包括当所述流体或材料的所述部分堵塞所述壁开口时，将润滑剂喷涂在所述第一模制表面和所述第二模制表面中的至少一者上。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，将流体布置在所述压射套筒中的步骤包括将所述流体沿着所述压射套筒的一个侧部注入，以使得所述流体在没有流动穿过所述壁开口的情况下接触所述部分端部壁。
12.根据权利要求9所述的方法，包括在布置在所述第一模具半部和所述第二模具半部上的所述流体凝固之后，将布置在所述第一模具半部上的材料与布置在所述第二模具半部上的材料分开。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，分开步骤包括利用接纳在所述第一模具半部中的推动销将布置在所述第一模具半部上的所述材料与布置在所述第二模具半部上的所述材料中分开，并且利用所述推动销按压凝固的材料远离所述第一模制表面。
14.根据权利要求12所述的方法，其中，分开步骤包括利用接纳在所述第一模具半部中、所述压射套筒的所述部分端部壁与所述第一模制表面之间的断开板来将布置在所述第一模具半部上的所述材料与布置在所述第二模具半部上的所述材料中分开，并且利用所述断开板按压凝固材料远离所述第一模制表面。
15.根据权利要求12所述的方法，其中，所述压射套筒中布置有包括锯齿状表面的柱塞，并且按压所述流体穿过所述壁开口的步骤包括使所述流体与所述锯齿状表面接合并且使所述柱塞朝所述壁开口滑动；并且还包括：允许所述流体的所述部分沿着所述柱塞的所述锯齿状表面凝固成凝固材料；
从所述柱塞的所述锯齿状表面移除所述材料的凝固的部分。
高压铸造设备及方法
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本PCT专利申请要求于2013年9月19日提交的名称为“High Pressure Die Casting Apparatus And Method(高压铸造设备和方法)”的美国临时专利申请序列号No.61/879，789的权益，该申请的全部公开内容被认为是本申请的公开内容的一部分并且在此通过参引并入。
技术领域
[0003] 本发明总体上涉及用于高压铸造的设备和方法。
背景技术
[0004] 高压铸造经常用于制造由金属或其他材料形成的部件。高压铸造设备通常包括各自具有模制表面的第一模具半部和第二模具半部。当模具设备闭合时，所述模制表面之间具有模制腔。压射套筒(shotsleeve)延伸穿过所述模具半部中的一个模具半部并且将熔融的材料输送至模制腔。在常规的高压铸造过程中，熔融材料没有注入到压射套筒中直到模具设备闭合为止，否则熔融材料将流出压射套筒从而引起潜在的安全问题并且使铸造过程失败。
[0005] 美国专利申请公报No.2009/0211724(‘724公报)公开了一种压铸装置和方法，该压铸装置和方法提供了减少的循环次数和因此优于常规铸造过程的优点。该压铸装置包括在其间具有模制腔的模制表面、具有沿着模制表面中的一个模制表面的开口的压射套筒和沿着与压射套筒的开口相邻的模制表面布置的滑块。该滑块在熔融材料注入到压射套筒中时至少部分地密封所述开口。因此，熔融材料可以在压铸装置仍打开时注入到压射套筒中，这样减少了循环次数。在已凝固的部件从装置顶出并且过量材料从压射套筒移除之后，所述方法包括将润滑剂喷射到模制表面上以为下次铸造循环做准备。然而，存在一些与‘724公报中描述的装置和方法相关联的潜在问题，这些潜在问题可能增加循环次数并且降低生产率。例如，滑块可能发生故障并且可能没有与压射套筒的开口正确地对准。滑块也可能由于材料对滑块的高压和动力学冲击而引起过量材料沿着压射套筒的开口飞溅或堵塞。此外，喷射到模制表面上的润滑剂可能被截留在压射套筒中。
发明内容
[0006] 本发明提供了一种用于压铸的模具设备。该模具设备包括具有第一模制表面的第一模具半部和具有第二模制表面的第二模具半部，并且模制表面在所述模制表面之间形成模制腔。压射套筒延伸穿过第一模具半部至第一模制表面并且包括侧壁，该侧壁具有用于输送流体的流体开口。侧壁延伸至部分端部壁，该部分端部壁限定了用于允许流体从流体开口朝向模制腔流动的至少一个壁开口。该部分端部壁防止流体流出压射套筒并且因此允许流体在模具设备仍打开时注入到压射套筒中。柱塞布置在压射套筒中以用于按压流体穿过所述至少一个壁开口并且进入模制腔中。根据一个实施方式，材料分离器沿着模制表面中的一个模制表面布置并且能够相对于该模制表面移动。在另一实施方式中，至少一个保持销从第二模制表面向上延伸，并且保持销中的每个保持销均与壁开口中的一个壁开口轴向地对准。
[0007] 本发明还提供了一种压铸方法。该方法包括在第一模制表面与第二模制表面间隔开时将流体布置在压射套筒中，并且随后将模具半部中的至少一个模具半部朝向另一模具半部移动以在它们之间形成模制腔。该方法接下来包括按压流体穿过压射套筒的壁开口以进入到模制腔中直到流体的仅一部分保留在压射套筒中并且堵塞壁开口为止。该方法接下来包括在流体的所述部分堵塞壁开口并且至少部分地熔化时，将模具半部中的至少一个模具半部移动远离所相对的模具半部。
[0008] 本发明的设备和方法提供了优于用于压铸的常规模具设备和方法——例如‘724公报中描述的压铸装置和方法——的一些优点。压射套筒的静止的部分端部壁允许流体在模具设备仍打开时、例如在将润滑剂喷射到模制表面上时注入到压射套筒中。此外，模具设备可以在余料完全凝固之前重新打开，这也减少了循环次数。此外，在已凝固的材料从铸造设备顶出之后，材料的保留在压射套筒中的部分堵塞至少一个壁开口并且因此防止润滑剂喷射进入压射套筒，这提高了铸造过程的生产率。
附图说明
[0009] 本发明的其他优势在结合附图考虑时通过参照以下详细描述将容易地领会并同样变得更好理解，在附图中：
[0010] 图1是根据第一示例性实施方式的模具设备在铸造过程开始时处于打开位置的立体图；
[0011] 图2是图1的示例性模具设备的截面图；
[0012] 图2A是图2的模具设备的示出了第一模具半部的模具开口和压射套筒的壁开口的部分的放大图；
[0013] 图2B是图2的模具设备的示出了柱塞头部的锯齿状表面的另一部分的放大图；
[0014] 图2C是图2的模具设备的示出了布置在第二模具半部中的保持销的再一部分的放大图；
[0015] 图2D是具有燕尾式设计的柱塞头部的正立体图；
[0016] 图3是第一示例性模具设备的示出了在模具设备打开时布置在压射套筒中的流体的截面图；
[0017] 图4是第一示例性模具设备的示出了在模具设备闭合时布置在压射套筒中的流体的截面图；
[0018] 图5是第一示例性模具设备的示出了在模具设备闭合时通过柱塞按压到模制腔中的流体和保留在压射套筒中的余料的截面图；
[0019] 图6是第一示例性模具设备的在模具设备打开并且余料与模制表面上的已凝固材料分开后的截面图；
[0020] 图7是第一示例性模具设备的在已凝固材料从模制表面顶出之后并且余料从压射套筒移除之后的截面图；
[0021] 图8是根据第二示例性实施方式的模具设备在铸造过程开始时处于打开位置的立体图；
[0022] 图9是第二示例性模具设备的示出了在模具设备打开时布置在压射套筒中的流体的截面图；
[0023] 图9A是图9的模具设备的模具上半部分的放大图；
[0024] 图9B是图9的模具设备的模具下半部分的放大图；
[0025] 图10是的第二示例性模具设备示出了在模具设备闭合时布置在压射套筒中的流体的截面图；
[0026] 图11是第二示例性模具设备的示出了在模具设备闭合时通过柱塞按压到模制腔中的流体和保留在压射套筒中的余料的截面图；
[0027] 图12是第二示例性模具设备的在模具设备打开、已凝固材料从模制表面顶出并且余料与压射套筒分开之后的截面图；
具体实施方式
[0028] 本发明提供了一种用于部件12的压铸、例如用于机动车辆的底盘或车身部件的高压铸造的模具设备10。模具设备10通常用于铸造金属部件，例如由铝形成的部件。然而，模具设备10也可以用于铸造由其他材料形成的部件。模具设备10包括第一模具半部14、第二模具半部16和压射套筒18，第一模具半部14、第二模具半部16和压射套筒18能够提供减少的循环次数和增大的生产率。图1中示出了根据第一示例性实施方式的模具设备10的立体图。图2至图7是第一示例性模具设备10在铸造过程的不同阶段期间的截面图。
[0029] 在图1至图7的示例性实施方式中，第一模具半部14包括具有第一模制表面20的块，第一模制表面20面向第二模具半部16。第一模具半部14相对于第二模具半部16固定就位，并且所述两个模具半部14、16在模具设备10关闭时在所述两个模具半部之间提供了模制腔。替代性地，第一模具半部14可以是可移动的，并且第二模具半部16可以是固定的。第一模具半部14的第一模制表面20具有用于使任何类型的流体定形的轮廓，所述流体通常为熔融材料。在第一示例性实施方式中，第一模制表面20具有用于接纳熔融材料并且将该熔融的材料定形成部件12的凹进区域22。第一模制表面20的形状和尺寸根据待成形的部件12而变化。第一模制表面20还具有用于接纳来自压射套筒18的熔融金属的模具开口24。通路28从模具开口24延伸至凹进区域22以将熔融材料从模具开口24输送至凹进区域22。在图1至图7的示例性实施方式中，凹进区域22的尺寸大于模具开口24的尺寸并且大于通路28的尺寸。然而，模具开口24相对于第一模制表面20的深度和通路28相对于第一模制表面20的深度是大致相等的。
[0030] 第一模具半部14还包括与第一模制表面20相反的背表面30。用于接纳压射套筒18的套筒开口32从背表面30连续地延伸至第一模制表面20。在第一示例性实施方式中，模具开口34是套筒开口32的一部分或者与套筒开口32流体连通，使得熔融材料可以连续地流动穿过压射套筒18和模具开口24至第一模制表面20。套筒开口32还延伸至支承凸部26，支承凸部26形成在第一模具半部14中并且限定了模具开口24。支承凸部26以与第一模制表面20平行的方式布置，如在图2A中最佳地示出的。压射套筒18设计成靠着支承凸部26牢固地配合在套筒开口32中。套筒开口32和模具开口24各自具有以与第一模制表面20平行的方式延伸的横截面区域，并且模具开口24的横截面区域小于套筒开口32的其他剩余部分的横截面区域。在示例性实施方式中，套筒开口32在背表面30与模具开口24之间呈圆筒形形状，并且模具开口24的横截面区域大约是套筒开口32的横截面区域的一半。第一模具半部14的支承凸部26设计成支承压射套筒18并且使压射套筒18与第一模制表面20间隔开。在示例性实施方式中，支承凸部26以与第一模制表面20平行并且与套筒开口32横向的方式延伸。如图2A中所示，模具开口24渐缩成使得模具开口24的横截面区域沿朝向第一模制表面20移动的方向略微增大。
[0031] 第一模具半部14还限定了材料分离器开口34，在本实施方式中，材料分离器开口34为推动销开口，该推动销开口从背表面30连续地延伸至第一模制表面20的通路28。材料分离器开口34也具有与第一模制表面20平行的横截面区域，该横截面区域小于套筒开口32的横截面区域。材料分离器36——在本实施方式中为推动销——紧密地配合在材料分离器开口34中并且能够朝向第一模制表面20以及远离第一模制表面20移动。在铸造过程结束时，材料分离器36辅助材料的残留在压射套筒18中的部分与布置在第一模制表面20与第二模制表面68之间的材料分开。材料分离器36还辅助凝固材料从第一模制表面20顶出。
[0032] 如上所述，压射套筒18接纳在第一模具半部14的套筒开口32中并且将熔融材料输送至第一模制表面20。在示例性的实施方式中，压射套筒18包括从第一端部40沿着中心轴线A延伸至第二端部42的侧壁38。侧壁38还围绕中心轴线A周向地延伸并且因此呈管状形状。压射套筒18的侧壁38还形成了沿着中心轴线A用于朝向模制腔输送熔融材料的流体通道。压射套筒18的第一端部40是敞开的以接纳柱塞44，这将在下文中进一步讨论。
[0033] 压射套筒18还包括位于压射套筒18的第二端部42处的部分端部壁46，以部分地封闭第二端部42并且防止熔融材料在模具设备10打开时流至第一模制表面20。因此，熔融材料可以在模具设备10仍打开时注入到压射套筒18中，而不像在熔融材料注入到压射套筒中之前必须关闭的其他模具设备那样。部分端部壁46相对于侧壁38布置在静止、固定的位置中。部分端部壁46和侧壁38可以包括同质的一体式结构或者可以包括固定至彼此的单独件。与具有滑动端部壁以暴露流体通道的其他模具设备不同，本发明的部分端部壁46没有相对于侧壁38移动。当压射套筒18布置在第一模具半部14的套筒开口32中时，部分端部壁46布置在第一模具半部14的支承凸部26上并且与第一模具半部14的支承凸部26对准，如在图2A中最佳地示出的。部分端部壁46具有布置成与所述第一模制表面20平行的横截面区域，该横截面区域大致大于等于流体通道的横截面区域的三分之一。在替代性实施方式中，支承凸部26可以被移除，并且部分端部壁46可以呈第一模制表面20的一部分。
[0034] 压射套筒18的侧壁38和部分端部壁46共同限定了壁开口48，该壁开口48与模具开口24对准以允许熔融材料在模具设备10闭合时从压射套筒18流入到模制腔中。壁开口48通常布置在压射套筒18的一个侧部上，并且部分端部壁46布置在另一侧部上。与模具开口24相似，壁开口48具有以与第一模制表面20平行的方式延伸的横截面区域。在第一示例性实施方式中，壁开口48的横截面区域大约是套筒开口32的横截面区域的一半。压射套筒18的侧壁38和部分端部壁46绕壁开口48渐缩，使得壁开口48的横截面区域沿朝向第一模制表面20移动的方向略微增大，就如同模具开口24一样。对准的壁开口48和模具开口24可以共同被称为直流道(sprue)开口，这是由于在铸造过程期间，呈直流道形式的熔融材料布置在这些对准的开口24、48中。
[0035] 压射套筒18的侧壁38包括用于接纳熔融材料的浇注孔50。在示例性实施方式中，浇注孔50定位成距第一端部40比距第二端部42更近。浇注孔50还布置在压射套筒18的与壁开口48的相同的侧部上，使得部分端部壁46防止注入到压射套筒18中的熔融材料进入模制腔，直到柱塞44按压材料穿过壁开口48为止。
[0036] 在第一示例性实施方式中，压射套筒18的侧壁38还包括位于与浇注孔50相同侧部上的接纳孔52。接纳孔52位于浇注孔50与第一端部40之间。在压射套筒18中还布置有余料敲出孔54，余料敲出孔54与接纳孔52正相对。接纳孔52接纳余料敲出部件56，余料敲出部件56在该情况中为推动销，余料敲出部件56设计成推动材料的被称为余料58的部分穿过余料敲出孔54。这个过程将在下文中进一步讨论。
[0037] 模具设备10还包括接纳在压射套筒18的流体通道中的用于按压熔融材料穿过压射套筒18的壁开口48并且进入模制腔中的柱塞44。如图中所示，柱塞44包括附接至柱塞头部64的柱塞杆62。柱塞头部64具有与压射套筒18的流体通道相同的形状和与流体通道的横截面区域大致相同的横截面区域，并且因此柱塞头部64靠着压射套筒18的侧壁38紧密配合。柱塞头部64能够沿着侧壁38朝向部分端部壁46延伸以按压熔融材料穿过压射套筒18。柱塞头部64优选地具有面向部分端部壁46的锯齿状表面66，以用于在铸造过程期间与熔融材料接合，这将在下文中进一步讨论。锯齿状表面66包括用于接合材料的锯齿或凹口。在示例性实施方式中，所述锯齿包括燕尾式设计，如在图2B和图2D中最佳地示出的。
[0038] 第一示例性实施方式的模具设备10还包括第二模具半部16，第二模具半部16与第一模具半部14对准并且能够相对于第一模具半部14移动。在铸造过程开始时，第二模具半部16与第一模具半部14彼此间隔开，这被称为模具设备10打开。熔融材料在模具设备10打开时注入到压射套筒18中。接下来，第二模具半部16朝向第一模具半部14移动直到两个半部14、16彼此接合并且在他们之间具有模制腔为止。这被称为模具设备10闭合。柱塞44随后将熔融的材料按压到模制腔中以形成部件12。
[0039] 如图中所示，第二模具半部16还包括具有第二模制表面68的材料块，所述第二模制表面68面向第一模制表面20并且与第一模制表面20对准，使得模制表面20、68在模具设备10闭合时在模制表面20与模制表面68之间形成模制腔。第二模制表面68具有用于使熔融材料定形的轮廓，在该情况中，所述轮廓为具有与第一模具半部14的凹进区域22匹配的形状和尺寸的突出区域70。然而，第二模制表面68的围绕突出区域70的部分是平的并且不包括与第一模具半部14的通路28或模具开口24对应的任何特征。
[0040] 第二模具半部16还包括与第二模制表面68相反的第二背表面72。保持销开口74延伸穿过第二模具半部16至第二模制表面68。在示例性实施方式中，保持销开口74与第一模具半部14的模具开口24对准。另外，保持销开口74的横截面区域小于模具开口24的横截面区域。保持销76布置在保持销开口74中并且在整个铸造过程中停留在固定的位置中。保持销76与第一模具半部14的模具开口24和压射套筒18的壁开口48轴向地对准。保持销76还具有加大的头部，该加大的头部布置在第二模制表面68的稍上方并且朝向第二模制表面68渐缩，如在图2c中最佳地示出的。当模具设备10闭合时，保持销76的头部布置在模具开口24中，而不是在壁开口48中。在铸造过程期间，熔融材料围绕保持销76流动并且流入到模制腔中。保持销76增大了沿着模具开口24的压力并且因此增大了熔融材料流入到模制腔中的速率。保持销76还在模具设备10最初打开并且在部件12被顶出之前将部件12保持在模制表面68上，使得部件12在第二模具半部16移动远离第一模具半部14时没有立即从模制表面68掉落。在本发明的模具设备10中可以省去分配器，分配器通常位于移动的模具半部中并且与压射套筒的开口对准以引导熔融材料穿过压射套筒至模制腔。在第二模具半部16中通常还接纳有顶出销78，如图7中所示。顶出销78从第二模制表面68朝上并且朝外移动以在铸造过程结束时顶出部件12。
[0041] 本发明还提供了一种利用第一示例性模具设备10进行压铸的方法。如在图1和图2中所示，本方法以处于打开位置的模具设备10开始，其中，第一模具半部14与第二模具半部16彼此间隔开。柱塞44接纳在压射套筒18中使得柱塞头部64位于浇注孔50与接纳孔52之间。柱塞头部64的锯齿状表面66与浇注孔50的边缘对准并且未堵塞浇注孔50。同样，在起始位置中，余料敲出部件56位于接纳孔52的外侧，并且保持销76的加大的头部布置成略微超过第二模制表面68。
[0042] 当模具设备10仍打开时，本方法包括将熔融材料或者其他流体注入穿过浇注孔50进入到压射套筒18中。熔融材料朝向压射套筒18的部分端部壁46和壁开口48流动穿过流体通道。注入到压射套筒18中的熔融材料的量和熔融材料注入的速率为使得熔融材料在模具设备10仍打开时保持在部分端部壁46的壁开口48的下方。熔融材料注入到压射套筒18中直到其沿着部分端部壁46上升到壁开口48的略微下方的水平为止，如图3中所示。上模具半部14的部分端部壁46和支承凸部26防止熔融材料从压射套筒18流出到第一模制表面20上。
[0043] 在熔融材料注入到压射套筒18中之后，本方法包括通过在保持第一模具半部14处于固定位置中的同时通过将第二模具半部16朝向第一模具半部14移动来闭合模具设备10。图4示出了处于闭合位置中的示例性模具设备10，其中，熔融材料在压射套筒18中。当模具设备闭合时，第一模制表面20的外边缘与第二模制表面68的外边缘接合。另外，当模具设备
10闭合时，第一模制表面20的凹进区域22与第二模制表面68的突出区域70略微间隔开；并且第一模制表面20的模具开口24和通路28与相对的第二模制表面68略微间隔开，使得第一模具半部14和第二模具半部16在第一模具半部14与第二模具半部16之间形成模制腔。如图
4中所示，当模具设备10闭合时，材料分离器36的端部表面与第一模制表面20对准。另外，保持销76的加大的端部布置成位于第二模制表面68稍上方并且与第一模具半部14的模具开口24和压射套筒18的壁开口48轴向地对准。
[0044] 本方法接下来包括推动熔融材料穿过压射套筒18的壁开口48、穿过第一模具半部14的模具开口24、围绕并穿过保持销76的加大的头部并且进入到模制腔中。该步骤包括使柱塞44移动经过浇注孔50并且朝向压射套筒18的部分端部壁46移动，使得柱塞头部64推动熔融材料穿过壁开口48。如图5中所示，熔融材料流入到模制腔中、填充模制腔并且符合模制表面20、68的形状。熔融材料沿着凹进区域22、通路28和模具开口24填充模制腔的整个容积。柱塞44在柱塞头部64的锯齿状表面66到达压射套筒18的部分端部壁46之前停止移动，如图5中所示。因此，熔融材料的一部分保留在压射套筒18中并且填充压射套筒18的柱塞头部64的锯齿状表面66与部分端部壁46之间的流体通道。熔融材料从锯齿状表面66继续延伸穿过壁开口48并且穿过模具开口24到达模制腔。沿着凹进区域22布置的材料的量被称为部件12。布置在壁开口48和模具开口24中、以及沿着第一模具半部14的通路28布置的材料的量被称为横流道(runner)80。在柱塞44停止移动之后，材料的保留在压射套筒18中的柱塞头部64与部分端部壁46之间的部分被称为余料58。
[0045] 在模制腔被填充并且柱塞44停止朝向压射套筒18的部分端部壁46移动之后，第二模具半部16移动远离第一模具半部14，使得模具设备10再次打开。这个步骤在横流道80和部件12凝固之后、但余料58仍然至少部分地熔化且未完全凝固时实施。只要第二模具半部16开始移动远离第一模具半部14，余料58就与横流道80分开，如图6中所示。材料分离器36在第二模具半部16开始移动远离第一模具半部14时通过靠着横流道80按压来辅助余料58与横流道80分开。通过材料分离器36施加至横流道80的压力使余料58和横流道80在壁开口
48处彼此分开，如图6中所示。在第二模具半部16移动远离第一模具半部14时形成的余料58具有沿着部分端部壁46连续延伸并且沿着压射套筒18的壁开口48连续延伸的大致平坦的表面。因此，余料58完全覆盖并且密封压射套筒18的壁开口48。
[0046] 本方法接下来包括允许横流道80和部件12凝固在第二模具半部16的第二模制表面68上，并且随后将已凝固的横流道80和部件12从第二模具半部16顶出。如图7中所示，顶出销78向上移动超出第二模制表面68以推动部件12和横流道80远离第二模制表面68。通过顶出销78施加至部件12和横流道80的压力使部件12和横流道80与第二模制表面68的保持销76和突出区域70分离。柱塞44在顶出步骤期间保持在向前的位置处，使得柱塞头部64的锯齿状表面66在余料58凝固时接合余料58。余料58在顶出步骤期间、余料58凝固之前和之后都完全覆盖压射套筒18的壁开口48。
[0047] 在横流道80和部件12从模具设备10顶出之后，本方法包括用润滑剂喷射模制表面20、68以为接下来的铸造循环做准备。在喷射步骤期间，柱塞44保持在向前的位置处，使得柱塞头部64的锯齿状表面66仍接合余料58，并且已凝固的余料58完全覆盖压射套筒18的壁开口48。余料58密封壁开口48并且防止任何润滑剂在喷射步骤期间进入压射套筒18，这是优于‘724公开中描述的过程的优点。
[0048] 在用润滑剂喷射模制表面20、68之后，本方法包括使柱塞44移动远离第二端部42并且朝向压射套筒18的第一端部40向后移动。在该步骤期间，柱塞头部64的锯齿状表面66保持紧固至凝固的余料58并且将余料58远离部分端部壁46并且朝向压射套筒18的第一端部40拉动。燕尾式设计优选地用于在使余料58朝向压射套筒18的第一端部40移动时保持余料58。柱塞44朝向压射套筒18的第一端部40移动直到余料58与余料敲出孔54对准并且柱塞头部64的锯齿状表面66布置在余料敲出孔54与压射套筒18的第一端部40之间为止，如图7中所示。
[0049] 本方法接下来包括将已凝固的余料58从压射套筒18移除，使得压射套筒18是没有材料的并且准备好用于接下来的铸造循环。该步骤包括将余料58竖向推动穿过余料敲出孔54并且使余料58离开压射套筒18。在示例性实施方式中，余料敲出部件56移动穿过接纳孔
52并且竖向推动余料58离开压射套筒18。如图7中所示，柱塞头部64的具有燕尾式设计的锯齿状表面66与接纳孔52对准，并且敲出部件56沿着燕尾式设计滑动。该燕尾式设计引导敲出部件56穿过压射套筒18。替代性地，余料58可以被水平地移除，例如穿过压射套筒18的第一端部40或第二端部42。
[0050] 在从压射套筒18移除余料58之后，模具设备10准备好用于接下来的铸造循环。本方法包括重复下述步骤：在模具设备10仍打开时将熔融材料注入到压射套筒18中；接着闭合模具设备10；将熔融材料推动到模制腔中；打开模具设备10；顶出部件12；以及在余料58堵塞压射套筒18的壁开口48时将润滑剂喷射在模制表面20、68上，如上文所述。
[0051] 图8中示出了根据第二示例性实施方式的模具设备110的立体图。图9至图12是第二示例性模具设备110在铸造过程的不同阶段期间的截面图。
[0052] 在第二示例性实施方式中，第一模具半部114再次包括具有第一模制表面120的块，其中，第一模具半部120面向第二模具半部116。第一模具半部114相对于第二模具半部116固定就位，并且所述两个模具半部114、116在模具设备110闭合时在所述两个模具半部
114、116之间提供了模制腔。第一模制表面120和第二模制表面168的轮廓与图1至图7中所示的轮廓不同并且因此形成了具有不同设计的部件112。
[0053] 在第二示例性实施方式中，第一模具半部114的模具开口124比第一示例性实施方式的模具开口14大得多，并且支承凸部126是附接至第一模具半部114的其余块的单独件。另外在本实施方式中，材料分离器136接纳在模具开口124中并且通过隔板182与压射套筒
118的部分端部壁146间隔开。代替单个壁开口48，部分端部壁146限定了用于允许熔融材料或者其他流体从压射套筒118朝向模制腔流动的多个壁开口148。部分端部壁146还相对于侧壁138布置在静止、固定的位置中。优选地，部分端部壁146的横截面区域大于或等于流体通道的横截面区域的三分之一。
[0054] 第二示例性实施方式的材料分离器136包括断开板，该断开板能够沿与第一模制表面120垂直的方向朝向第二模制表面168移动。液压驱动器或机械驱动器通常用于相对于第一模制表面120移动材料分离器136。如在图9a中最佳地示出的，第二示例性实施方式中的材料分离器136包括多个连接开口184，并且隔板182包括各自与壁开口148中的一个壁开口对准的多个隔板开口186，以允许熔融材料从压射套筒118穿过隔板182和材料分离器136流入到模制腔中。与第一示例性实施方式的壁开口48和模具开口24相似，壁开口148、连接开口184和隔板开口186各自具有沿朝向第一模制表面120移动的方向增大的横截面区域。对准的壁开口148、连接开口184和隔板开口186可以一起被称为直流道开口，这是由于在铸造过程期间，呈直流道形式的熔融材料布置在这些对准的开口148、184、186中。
[0055] 另外，在第二实施方式的装置110中，多个保持销176布置在第二模具半部116中，并且每个保持销176均与壁开口148中的一个壁开口对准。与第一实施方式中的保持销76不同的是，第二实施方式的保持销176具有沿朝向第一模具半部114移动的方向减小的横截面区域。此外，保持销176能够相对于第二模制表面168移动并且因此可以辅助将完成的部件112从第二模制表面168顶出。
[0056] 如第一示例性实施方式中那样，压射套筒118接纳在第一模具半部114的套筒开口132中并且朝向第一模制表面120输送熔融材料。压射套筒118还包括用于接纳熔融材料的浇注孔150，其中，浇注孔150定位成距第一端部140比距第二端部142更近并且布置在压射套筒118的与壁开口148相同的侧部上。然而，在本实施方式中，压射套筒118更短并且不包括接纳孔52或余料敲出孔54。因此，代替通过余料敲出孔54移除余料158，具有附接的余料
158的柱塞144通过压射套筒118的第一端部140水平地移除，并且随后余料158通过敲出部件156与柱塞头部164分开，在该情况中敲出部件156为敲出板。替代性地，余料158可以从压射套筒118竖向地移除，例如通过将余料敲出孔54和接纳孔52结合到压射套筒118中而竖向地移除。
[0057] 第二示例性实施方式的装置110还包括用于使柱塞144相对于压射套筒118移动的梭式件188。稍端环190绕柱塞144的头部164布置，并且梭式件188设计成紧密地保持柱塞头部164和稍端环190以防旋转。柱塞头部164再次包括锯齿状表面166——优选地为如在图2、图2B和图2D中最佳地示出的燕尾式设计——用以接合压射套筒118中的材料。
[0058] 当使用第二示例性实施方式的设备110时，铸造过程开始为通过梭式件188将柱塞头部164移动到压射套筒118中使得梭式件188和柱塞头部164与压射套筒118的第一端部140接合，如图9中所示。熔融材料随后在模具设备110打开时注入到压射套筒118中。一旦模具设备110闭合，则使柱塞头部164滑动穿过压射套筒118并且按压熔融材料穿过壁开口148进入到模制腔中，如图10和图11中所示。模具设备110随后在余料158至少部分地融化时重新打开，并且材料分离器136将余料158与在第一模具半部114与第二模具半部116之间定形的剩余材料分开。与余料分开的已凝固材料包括部件112、横流道180和直流道192，如图12中所示。保持销176可以相对于第二模制表面168移动以辅助使已凝固的材料从设备110顶出。一旦将已凝固的材料顶出时，则用润滑剂喷射模制表面120、168。在润滑步骤期间，余料
158堵塞壁开口148并且防止润滑剂进入压射套筒118。润滑步骤之后，梭式件188将柱塞144连同已凝固的余料158一起从压射套筒118移除，并且余料敲出部件156在本实施方式中将余料158从柱塞头部164移除，如图12中所示。
[0059] 显然，本发明的许多改型和变形根据以上教示都是可能的，并且在以上权利要求的范围内可以以除了如所具体描述的以外的其他方式进行实践。
