專利名稱：鑄造用模具的冷卻裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在壓鑄或樹脂成形等中所使用的模具的冷卻裝置，具體是涉及通過使冷卻水在穿通設(shè)置在模具中的冷卻孔內(nèi)流通來冷卻模具的鑄造用模具的冷卻裝置。
背景技術(shù)：
為了獲得合格的鑄造品，需要通過根據(jù)鑄造品的形狀等適當(dāng)冷卻因接受供給模具內(nèi)腔中的熔融金屬的熱量而成為高溫的模具，來把模具溫度始終控制在適當(dāng)?shù)臏囟葼顟B(tài)，為此以往提出了多種模具溫度的控制方法。
其中，一般使用通過使冷卻水在穿通設(shè)置在模具中的多個冷卻孔內(nèi)流通來控制(冷卻)模具溫度的方法。
通過使冷卻水在模具的冷卻孔內(nèi)流通來冷卻模具，進(jìn)行模具溫度的控制時，一般是采用在鑄造工序中，始終向穿通設(shè)置在模具中的所有冷卻孔內(nèi)流通冷卻水的不間斷通水的方法，但對于如果進(jìn)行不間斷通水冷卻將會造成冷卻過度的部位，則適用間斷地流通冷卻水的間斷通水，另外，對由于鑄造品的體積大、提供給模具的熱量多，依靠間斷通水不能被充分冷卻的部位，適用間斷地流通可破壞在冷卻孔內(nèi)周面上形成的冷卻水蒸氣膜的高壓冷卻水的高壓間斷通水。
但是，在這些以往的模具冷卻方法中，在因模具的冷卻部位使得冷卻形式不同、或更換模具重新追加冷卻系統(tǒng)的情況下，需要在鑄造機(jī)械周圍設(shè)置多臺冷卻裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于這種情況而提出的，其目的是提供一種鑄造用模具的冷卻裝置，即使在根據(jù)模具的不同的冷卻部位而采用不同的冷卻形式、或更換模具重新追加冷卻系統(tǒng)的情況下，也可以由設(shè)置在鑄造機(jī)械周圍的1臺模具冷卻裝置進(jìn)行有效的冷卻，并且可以利用一個開關(guān)對模具的每個冷卻部位簡便地變更成所期望的冷卻形式。
為了達(dá)到上述的目的，本發(fā)明的鑄造用模具的冷卻裝置，通過使冷卻水在穿通設(shè)置在模具中的多個冷卻孔內(nèi)流通來冷卻模具，其特征在于，通過在連接給水源側(cè)的給水路徑中并聯(lián)連接使流通具有破壞在所述冷卻孔內(nèi)周面上形成的蒸氣膜的壓力的高壓冷卻水的高壓水用電磁閥、和使流通低壓冷卻水的低壓水用電磁閥，并且將這些高壓水用電磁閥和低壓水用電磁閥的出口相互連接，而形成冷卻水供給路徑，通過分別獨立控制冷卻水供給路徑的高壓水用電磁閥和低壓水用電磁閥，從而經(jīng)由冷卻水供給路徑向所述模具的冷卻孔供給冷卻水。
此時，理想的情況是具有可以向高壓水用電磁閥穩(wěn)定供給高壓冷卻水的高壓水排出用泵，或在每個冷卻水供給路徑中具有輸送用于氣洗殘留在模具冷卻孔內(nèi)部的冷卻水的高壓空氣的氣洗路徑，并且使氣洗路徑和冷卻水供給路徑合流，或具有多個所述冷卻水供給路徑系統(tǒng)。


圖1是表示本發(fā)明第1實施例的電路圖。
圖2是表示本發(fā)明第2實施例的電路圖。
圖3是表示本發(fā)明的模具冷卻裝置的冷卻形式的說明圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的最佳實施例，但本發(fā)明不限于圖示的實施例，可以進(jìn)行各種變形。
另外，在所有附圖中，對相同的構(gòu)成部件賦予相同符號，并省略重復(fù)說明。
本發(fā)明的模具冷卻裝置A的基本結(jié)構(gòu)是，用成對的高壓水用電磁閥1a、1b、1c、1d和低壓水用電磁閥2a、2b、2c、2d構(gòu)成獨立的多個系統(tǒng)的冷卻水供給路徑3a、3b、3c、3d，并且，在每個冷卻水供給路徑3a、3b、3c、3d分別具有氣洗路徑4a、4b、4c、4d。
高壓水用電磁閥1a、1b、…是用于使流通具有可以破壞在穿通設(shè)置在模具中的冷卻孔內(nèi)周面上形成的冷卻水蒸氣膜的壓力的高壓冷卻水的電磁閥。即，向模具的內(nèi)腔中供給熔融金屬，在模具處于高溫狀態(tài)時(在壓鑄鋁時，在注入工序中約為400～500℃)，當(dāng)使冷卻水流通穿通設(shè)置在模具中的冷卻孔內(nèi)部時，接觸冷卻孔內(nèi)周面的冷卻水急劇蒸發(fā)，在冷卻孔內(nèi)周面上形成蒸氣膜，冷卻水被該蒸氣膜阻礙，不能直接接觸冷卻孔內(nèi)周面，造成冷卻效果降低，所以把被加壓為可以破壞該蒸氣膜并直接接觸冷卻孔內(nèi)周面的壓力(冷卻水使用工業(yè)用水時，該壓力大于等于0.7MPa)的冷卻水稱為高壓冷卻水。
通常，工廠內(nèi)的冷卻水(工業(yè)用水)的壓力為0.1～0.5MPa，在本發(fā)明中將這種水稱為低壓冷卻水，低壓冷卻水通過低壓水用電磁閥2被輸送到模具的冷卻孔中。
另外，在連接給水源側(cè)(冷卻水供給口5)的給水路徑6中，并聯(lián)連接成對的高壓水用電磁閥1a、1b、…和低壓水用電磁閥2a、2b、…，同時通過連通管7a、7b、7c、7d連接這些高壓水用電磁閥1a、1b、…和低壓水用電磁閥2a、2b、…的彼此的出口，形成獨立的多個系統(tǒng)的冷卻水供給路徑3a、3b、3c、3d，分別獨立控制各冷卻水系統(tǒng)的高壓水用電磁閥1a、1b、…和低壓水用電磁閥2a、2b、…，從而通過各冷卻水供給路徑3a、3b、…向模具的各冷卻孔內(nèi)供給冷卻水。在圖示示例中是形成4個系統(tǒng)的冷卻水供給路徑3a、3b、3c、3d。
作為分別獨立控制各冷卻水系統(tǒng)的高壓水用電磁閥1a、1b、…和低壓水用電磁閥2a、2b、…及后述的氣洗用電磁閥11a、11b、11c、11d的裝置，例如，可以考慮在冷卻裝置A的程序電路中使用編程控制器。
另外，在給水路徑6中設(shè)置冷卻水用過濾器8和單向閥9，在高壓水用電磁閥1a、1b、…和低壓水用電磁閥2a、2b、…的入口側(cè)之間設(shè)置將高壓冷卻水的壓力減壓為低壓冷卻水的壓力調(diào)整閥10。
并且，分別與各冷卻水供給路徑3a、3b、…對應(yīng)設(shè)置氣洗路徑4a、4b、4c、4d，可以分別獨立控制設(shè)在各氣洗路徑4a、4b、…中的氣洗用電磁閥11a、11b、…。氣洗用電磁閥11a、11b、…用于當(dāng)模具的冷卻孔內(nèi)連續(xù)流通冷卻水使得模具過度冷卻時，通過對殘留在冷卻孔內(nèi)部的冷卻水進(jìn)行氣洗來停止模具的冷卻，通過氣洗路徑4a、4b、…將高壓空氣輸送到模具的冷卻孔內(nèi)部。
此時，為了可以用1個冷卻系統(tǒng)(配管)12a、12b、12c、12d向模具冷卻孔的內(nèi)部供給冷卻水和高壓空氣，優(yōu)選使冷卻水供給路徑3a、3b、…和氣洗路徑4a、4b、…在前端部分通過單向閥13a、13b、13c、13d和13’a、13’b、13’c、13’d合流。作為此時使用的單向閥13a、13b、…、13’a、13’b、…，優(yōu)選使用將各個冷卻水供給路徑3a、3b、…和氣洗路徑4a、4b、…維持在壓力低于啟開壓力的冷卻水和空氣的彈簧式單向閥。這樣，可以迅速切換冷卻水和空氣，并交替地簡便地進(jìn)行壓送。
另外，當(dāng)連接在給水源側(cè)(冷卻水供給口5)的給水路徑6的冷卻水的給水壓力(線路壓力)低于作為目的的高壓冷卻水的壓力時，優(yōu)選在冷卻水供給口5的前后設(shè)置輔助泵，或按照圖2所示實施例那樣，在給水路徑6的高壓水用電磁閥1a、1b、…側(cè)連接高壓水排出用泵14。如果設(shè)置高壓水排出用泵14，則可以向高壓水用電磁閥1a、1b、…穩(wěn)定供給高壓冷卻水。
作為此時使用的高壓水排出用泵14，可以使用通常采用的眾所周知的泵，但圖示實施例中的泵是使用利用高壓空氣來動作的氣缸式泵。該氣缸式泵在同軸配置的2個氣缸室14a內(nèi)設(shè)置用1根活塞桿14b連接的活塞14c，將一方氣缸室14a的氣缸頭側(cè)作為用于儲存冷卻水的冷卻水儲存室14d，將除此以外的氣缸室內(nèi)部作為空氣室，利用供給空氣室的高壓空氣的作用以高排出壓力輸送冷卻水儲存室14d內(nèi)的冷卻水，即使不特別設(shè)置冷卻裝置也能將冷卻水冷卻。該高壓水排出用泵14排出高壓冷卻水的動作是對應(yīng)鑄造機(jī)械的每一個注入動作來進(jìn)行的。
另外，圖中的符號15表示使高壓水排出用泵14動作的電磁閥，符號16表示連接空氣供給源17并向高壓水排出用泵14供給高壓空氣的空氣壓力調(diào)整器。
下面，說明圖1所示的第1實施例的模具冷卻裝置A的動作。
在冷卻裝置A的程序電路中使用編程控制器等，根據(jù)需要冷卻的模具形狀等預(yù)先設(shè)定各冷卻水系統(tǒng)的冷卻水供給路徑3a、3b、…的高壓水用電磁閥1a、1b、…和低壓水用電磁閥2a、2b、…及氣洗路徑4a、4b、…的氣洗用電磁閥11a、11b、…的動作，以形成作為目的的冷卻形式。
當(dāng)與鑄造機(jī)械的注入動作同時向冷卻裝置A輸入開始信號時，具有規(guī)定的壓力的冷卻水從給水源側(cè)(冷卻水供給口5)通過給水路徑6輸送到冷卻裝置A內(nèi)部，同時各冷卻水供給路徑3a、3b、…的高壓水用電磁閥1a、1b、…和低壓水用電磁閥2a、2b、…及氣洗路徑4a、4b、…的氣洗用電磁閥11a、11b、…按照程序化的設(shè)定開始動作。這樣，具有破壞在模具冷卻孔的內(nèi)周面上形成的蒸氣膜的壓力的高壓冷卻水，從高壓水用電磁閥1a、1b、…通過冷卻水供給路徑3a、3b、…在模具的冷卻孔內(nèi)部流通。高壓冷卻水可以不受在冷卻孔內(nèi)周面上形成的蒸氣膜的妨礙而直接接觸冷卻孔的內(nèi)周面，使模具急速冷卻。另外，利用壓力調(diào)整閥10調(diào)整為規(guī)定的低壓的低壓冷卻水，從低壓水用電磁閥2a、2b、…通過冷卻水供給路徑3a、3b、…在模具的冷卻孔內(nèi)部流通，比較緩慢地冷卻模具。
另一方面，在如果連續(xù)流通低壓冷卻水，模具有可能過度冷卻的情況下，在停止流通低壓冷卻水后，使高壓空氣從氣洗用電磁閥11a、11b、…通過氣洗路徑4a、4b、…輸送到冷卻孔內(nèi)，對冷卻孔內(nèi)的冷卻水進(jìn)行氣洗，停止采用冷卻水實施的冷卻。
當(dāng)連接在給水源側(cè)(冷卻水供給口5)的給水路徑6的冷卻水的給水壓力(線路壓力)低于作為目的的高壓冷卻水的壓力的情況下，如圖2所示的第2實施例的模具冷卻裝置A所示，內(nèi)置高壓水排出用泵14和附屬于它的電磁閥(內(nèi)裝)15等。
該第2實施例，在輸入開始信號，具有使用高壓冷卻水的冷卻系統(tǒng)時，高壓水排出用泵的電磁閥15打開，向高壓水排出用泵14供給利用空氣壓力調(diào)整器16調(diào)整了壓力的空氣。這樣，高壓水排出用泵14的活塞14c動作，進(jìn)行高壓冷卻水的排出，儲存在冷卻水儲存室14d的冷卻水從高壓水用電磁閥1a、1b、…通過冷卻水供給路徑3a、3b、…在模具的冷卻孔內(nèi)部流通。在不需要排出高壓冷卻水時，電磁閥15關(guān)閉，高壓水排出用泵14的活塞14c恢復(fù)原來位置，從給水路徑6向冷卻水儲存室14d內(nèi)供給冷卻水。
根據(jù)這樣動作的本模具冷卻裝置，通過對應(yīng)各個冷卻系統(tǒng)12a、12b、…來控制冷卻水供給路徑3a、3b、…的高壓水用電磁閥1a、1b、…和低壓水用電磁閥2a、2b、…及氣洗路徑4a、4b、…的氣洗用電磁閥11a、11b、…，能夠像如圖3示例的冷卻形式(1)～(4)所示那樣，以所期望的冷卻形式冷卻穿通設(shè)置在模具中的多個冷卻孔的期望部位。
冷卻形式(1)的原理如下，例如在接受供給模具內(nèi)腔中的熔融金屬的熱量使得模具溫度急劇變?yōu)楦邷貢r，通過在相應(yīng)的時刻輸入冷卻開始信號，使冷卻水供給路徑3a、3b、…的高壓水用電磁閥1a、1b、…打開規(guī)定的時間，使高壓冷卻水從冷卻水供給路徑3a、3b、…通過冷卻系統(tǒng)(配管)12a、12b、…在模具的冷卻孔內(nèi)部流通，可靠且迅速地冷卻模具，然后，為了防止模具的過度冷卻，在使高壓水用電磁閥1a、1b、…關(guān)閉后，使氣洗用電磁閥11a、11b、…打開，使高壓空氣從氣洗路徑4a、4b、…通過冷卻系統(tǒng)(配管)12a、12b、…在模具的冷卻孔內(nèi)部流通，對殘留在冷卻孔內(nèi)部的冷卻水進(jìn)行氣洗，停止采用冷卻水實施的冷卻。
冷卻形式(2)的原理如下，例如在接受供給模具內(nèi)腔中的熔融金屬的熱量使得模具溫度急劇變?yōu)楦邷貢r，通過在相應(yīng)的時刻輸入冷卻開始信號，使冷卻水供給路徑3a、3b、…的高壓水用電磁閥1a、1b、…打開規(guī)定的時間，使高壓冷卻水從冷卻水供給路徑3a、3b、…通過冷卻系統(tǒng)(配管)12a、12b、…在模具的冷卻孔內(nèi)部流通，可靠且迅速地冷卻模具，然后，例如因取出制品等而沒有新的熱源供給時，使高壓水用電磁閥1a、1b、…關(guān)閉，使低壓水用電磁閥2a、2b、…打開規(guī)定的時間，使低壓冷卻水在冷卻孔內(nèi)部流通，然后為了防止模具的過度冷卻，在使低壓水用電磁閥2a、2b、…關(guān)閉后，使氣洗用電磁閥11a、11b、…打開，對殘留在冷卻孔內(nèi)部的冷卻水進(jìn)行氣洗，停止采用冷卻水實施的冷卻。
冷卻形式(3)的原理如下，例如在模具溫度不太高的情況下，通過輸入冷卻開始信號，使冷卻水供給路徑3a、3b、…的低壓水用電磁閥2a、2b、…打開規(guī)定的時間，使低壓冷卻水在模具的冷卻孔內(nèi)部流通，然后為了防止模具的過度冷卻，在使低壓水用電磁閥2a、2b、…關(guān)閉后，使氣洗用電磁閥11a、11b、…打開，對殘留在冷卻孔內(nèi)部的冷卻水進(jìn)行氣洗，停止采用冷卻水實施的冷卻。
冷卻形式(4)的原理如下，通過輸入冷卻開始信號，使冷卻水供給路徑3a、3b、…的高壓水用電磁閥1a、1b、…打開規(guī)定的時間，使高壓冷卻水從冷卻水供給路徑3a、3b、…通過冷卻系統(tǒng)(配管)12a、12b、…在模具的冷卻孔內(nèi)部流通，將模具迅速冷卻后，暫且使高壓水用電磁閥1a、1b、…關(guān)閉，使低壓水用電磁閥2a、2b、…打開規(guī)定的時間，使低壓冷卻水在冷卻孔內(nèi)部流通，將模具冷卻，再次輸入冷卻開始信號，使高壓水用電磁閥1a、1b、…打開規(guī)定時間，使高壓冷卻水在模具的冷卻孔內(nèi)流通，然后使高壓水用電磁閥1a、1b、…關(guān)閉，使低壓水用電磁閥2a、2b、…打開規(guī)定的時間，使低壓冷卻水在冷卻孔內(nèi)部流通，反復(fù)進(jìn)行上述冷卻過程。
本發(fā)明的模具冷卻裝置由于具有如上所的結(jié)構(gòu)，所以即使在根據(jù)模具的不同的冷卻部位而采用不同的冷卻形式的情況下、或更換模具重新追加冷卻系統(tǒng)的情況下，只要在鑄造機(jī)械周圍設(shè)置1臺冷卻裝置便可。
并且，通過利用程序來控制高壓水用電磁閥和低壓水用電磁閥、氣洗用電磁閥等，能夠以所期望的冷卻形式對穿通設(shè)置在模具中的多個冷卻孔的期望部位進(jìn)行冷卻，因此可以利用一個開關(guān)選擇所期望的冷卻形式。
權(quán)利要求
1.一種鑄造用模具的冷卻裝置，通過使冷卻水在穿通設(shè)置在模具中的多個冷卻孔內(nèi)流通來冷卻模具，其特征在于，通過在連接給水源側(cè)的給水路徑中并聯(lián)連接使流通具有破壞在所述冷卻孔內(nèi)周面上形成的蒸氣膜的壓力的高壓冷卻水的高壓水用電磁閥、和使流通低壓冷卻水的低壓水用電磁閥，并且將這些高壓水用電磁閥和低壓水用電磁閥的出口相互連接，而形成冷卻水供給路徑，通過分別獨立控制冷卻水供給路徑的高壓水用電磁閥和低壓水用電磁閥，從而經(jīng)由冷卻水供給路徑向所述模具的冷卻孔供給冷卻水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄造用模具的冷卻裝置，其特征在于，具有向所述高壓水用電磁閥供給高壓冷卻水的高壓水排出泵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鑄造用模具的冷卻裝置，其特征在于，在所述每個冷卻水供給路徑中具有輸送用于氣洗所述冷卻孔內(nèi)的冷卻水的高壓空氣的氣洗路徑，并且使氣洗路徑和冷卻水供給路徑合流。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任意一項所述的鑄造用模具的冷卻裝置，其特征在于，所述冷卻水供給路徑包括多個系統(tǒng)。
全文摘要
一種鑄造用模具的冷卻裝置。在根據(jù)模具的不同冷卻部位而采用不同的冷卻形式、或更換模具重新追加冷卻系統(tǒng)的情況下，能夠由設(shè)置在鑄造機(jī)械周圍的1臺模具冷卻裝置進(jìn)行有效的冷卻，可以利用一個開關(guān)對模具的各冷卻部位簡便地變更成所期望的冷卻形式。通過在連接給水源側(cè)(5)的給水路徑(6)中并聯(lián)連接流通高壓冷卻水的高壓水用電磁閥(1a、1b、…)和流通低壓冷卻水的低壓水用電磁閥(2a、2b、…)，并且通過將這些高壓水用電磁閥和低壓水用電磁閥的出口相互連接，而形成冷卻水供給路徑(3a、3b、…)，通過分別獨立控制該冷卻水供給路徑的高壓水用電磁閥和低壓水用電磁閥，從而可經(jīng)由冷卻水供給路徑向模具的冷卻孔供給冷卻水。
文檔編號B22D17/22GK1578708SQ0282169
公開日2005年2月9日 申請日期2002年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月31日
發(fā)明者駒木重義 申請人:株式會社亞鋁質(zhì)提