專(zhuān)利名稱(chēng)：鑄造單元和鑄造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鑄造單元和鑄造方法。
背景技術(shù)：
已知使用由例如苯乙烯泡沫(styrene foam)等樹(shù)脂組成的消失性模型(lost foam pattern)的傳統(tǒng)的鑄造方法。在上述傳統(tǒng)的鑄造方法中，使用圖17所示的鑄造單元。在圖17所示的鑄造單元中，干砂106存儲(chǔ)在金屬砂箱100中，而由例如苯乙烯泡沫等樹(shù)脂組成的并且包括制品部 102和澆道部104的消失性模型除了設(shè)置于澆道部104的上端的澆口杯(spruecup) 108之外埋設(shè)在干砂中。具有直徑小于干砂106的粒徑的多個(gè)通孔110a、IlOa......的管狀構(gòu)件110插在
干砂106中，以收集和排出由消失性模型和熔融金屬之間的接觸產(chǎn)生的分解氣體。在使用圖17所示的鑄造單元的傳統(tǒng)的鑄造方法中，通過(guò)將熔融金屬注入澆口杯 108，消失性模型的例如苯乙烯泡沫等樹(shù)脂由于熔融金屬的熱而熱分解并且消失，使得制品部102和澆道部104可以被熔融金屬填充。請(qǐng)注意，例如苯乙烯泡沫等樹(shù)脂產(chǎn)生的分解氣體經(jīng)由干砂106的顆粒之間的間隙被導(dǎo)入管狀構(gòu)件110并被排出。在使用圖17所示的鑄造單元的傳統(tǒng)的鑄造方法中，多個(gè)鑄造制品可以被一體化， 所以能夠容易地進(jìn)行鑄造之后的后處理。然而，普通的消失性模型是由模塑例如苯乙烯泡沫等樹(shù)脂的顆粒而制成的，所以在消失性模型的表面形成顆粒的形跡(vestige)。因此，該形跡會(huì)轉(zhuǎn)移到鑄造制品的表面上。因此，鑄造制品的表面必須研磨或拋光。在制品部102大的情況下，消失性模型的一部分會(huì)殘留下來(lái)或者會(huì)產(chǎn)生煙灰 (soot)。如果消失性模型的殘留部分或煙灰被包含在鑄造制品中。那么，包含了消失性模型的殘留部分或煙灰的鑄造制品必定被視為不良品。除了上述使用消失性模型的傳統(tǒng)的鑄造方法以外，專(zhuān)利文獻(xiàn)1公開(kāi)了在圖18所示的鑄造單元中進(jìn)行的另一種傳統(tǒng)的鑄造方法，其中，包括型腔20 的芯子202、與型腔20 相連的冒口(feeder head) 202b、由樹(shù)脂組成并且被連接至芯子202的消失性澆口(lost foam gate) 206以及非消耗性澆道部204被埋設(shè)在存儲(chǔ)于金屬砂箱200內(nèi)的干砂208中。在圖18所示的鑄造單元中，澆口杯210從干砂208露出并且被安裝到非消耗性澆道部204的上端，而減壓用絲網(wǎng)管212插在干砂208中。此外，用于減壓密封的膜214覆蓋干砂208的表面。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)平6-226422號(hào)公報(bào)。 發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問(wèn)題在使用圖18所示的鑄造單元的情況下，在通過(guò)從減壓用絲網(wǎng)管212抽吸空氣使砂箱200的內(nèi)壓降低的狀態(tài)下將熔融金屬注入澆口杯210，于是流下非消耗性澆道部204的熔融金屬使消失性澆口 206熱分解，并且填充芯子202的型腔20加。通過(guò)使消失性澆口 206和芯子202的樹(shù)脂熱分解而產(chǎn)生的分解氣體經(jīng)由干砂208 的顆粒之間的間隙從減壓用絲網(wǎng)管212排出。在圖18所示的鑄造單元中，能夠防止樹(shù)脂顆粒的形跡轉(zhuǎn)移到鑄造制品的表面。此夕卜，消失性模型小，所以能夠防止殘留消失性模型的一部分，并且能夠防止產(chǎn)生煙灰。然而，在圖18所示的鑄造單元中，非消耗性澆道部204必須是陶制管，所以存在諸如組裝和鑄造之后的后處理煩難的問(wèn)題。在使用多個(gè)芯子的情況下，需要一個(gè)或多個(gè)非消耗性支管，因此組裝和后處理必然更加煩難。本發(fā)明的目的在于提供鑄造單元和鑄造方法，其能夠解決非消耗性澆道部被連接到芯子的消失性澆口的傳統(tǒng)鑄造單元的諸如組裝和鑄造之后的后處理煩難的問(wèn)題；能夠防止樹(shù)脂顆粒的形跡被轉(zhuǎn)移到鑄造制品的表面；能夠防止消失性模型的一部分殘留在制品中；能夠防止產(chǎn)生煙灰；并且能夠容易地進(jìn)行組裝和鑄造之后的后處理。用于解決問(wèn)題的方案本發(fā)明的發(fā)明人已進(jìn)行了研究，以解決傳統(tǒng)的鑄造單元的上述問(wèn)題，他們發(fā)現(xiàn)即使用于將形成有型腔的多個(gè)芯子連接至澆道入口的整個(gè)澆道被形成為消失性模型，用于形成消失性模型的樹(shù)脂的量也能夠少于用于形成圖17所示的形成了澆道部104和制品部102 的消失性模型的樹(shù)脂的量。所以，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)消失性模型的樹(shù)脂能夠由于被注入澆道入口的熔融金屬而全部熱分解，并且分解氣體能夠經(jīng)由芯子以及干砂顆粒之間的間隙而排出。此外，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)可以通過(guò)將相鄰的芯子連接并使其為一體從而將多個(gè)芯子作為一件來(lái)處理，從而獲得了本發(fā)明。為了解決上述問(wèn)題，發(fā)明人提供了一種鑄造單元，其包括多個(gè)芯子，其具有在所述芯子的表面開(kāi)口的熔融金屬入口，熔融金屬能經(jīng)由所述熔融金屬入口流入形成于所述芯子中的型腔；和消失性模型，其用于形成位于各所述熔融金屬入口與供熔融金屬注入的澆道入口之間的澆道，所述消失性模型具有被耐火涂型劑涂覆的周面，其中，所述芯子和所述消失性模型被埋設(shè)在干砂中，而所述澆道入口從所述干砂中露出，其中，彼此相鄰的所述芯子以多個(gè)芯子一體化的方式彼此連接。此外，發(fā)明人還提供了在本發(fā)明的鑄造單元中進(jìn)行的鑄造方法，所述方法包括如下步驟在將所述熔融金屬注入所述澆道入口之后，通過(guò)施加振動(dòng)而使所述干砂流動(dòng)化； 并且從所述干砂中拔出鑄造品，在該鑄造品中，通過(guò)用所述熔融金屬填充由所述消失性模型形成的所述澆道而形成的流道和通過(guò)用所述熔融金屬填充所述芯子的所述型腔而形成的制品被一體化。關(guān)于發(fā)明人所提供的鑄造單元和鑄造方法，將說(shuō)明優(yōu)選的方面。通過(guò)借助于粘結(jié)劑或凹凸嵌合而將彼此相鄰的芯子彼此連接，多個(gè)芯子能夠容易地被連接并一體化。通過(guò)用一對(duì)芯模來(lái)構(gòu)成各芯子，能夠容易地制造分別形成有型腔的芯子。優(yōu)選地，芯子由殼模、自硬化?；騼烧叩慕M合來(lái)構(gòu)成。在芯子由殼模構(gòu)成的情況下，通過(guò)使殼模的軟化層彼此緊密接觸并且使該軟化層硬化，可以極為容易地連接多個(gè)芯子，其中，在該軟化層中，殼型砂中所包含的樹(shù)脂是被軟化了的。通過(guò)用耐火涂型劑涂覆形成在芯子中的型腔的內(nèi)壁面，可以用高溫熔融金屬進(jìn)行鑄造。此外，鑄造單元可以被小型化為將芯子、澆道、澆道入口和干砂插入金屬砂箱； 將具有多個(gè)通孔的管狀構(gòu)件插入干砂，以收集和排出芯子、消失性模型與熔融金屬之間的接觸而產(chǎn)生的分解氣體，其中通孔的直徑小于干砂的粒徑。發(fā)明的效果在由發(fā)明人發(fā)明的鑄造單元中，即使用于將型腔形成于其中的各芯子連接至澆道入口的澆道是由消失性模型形成的，消失性模型的樹(shù)脂也能夠借助于注入澆道入口的熔融金屬而完全熱分解，并且熱分解氣體也能夠經(jīng)由芯子和干砂顆粒之間的間隙而排到外側(cè)。 因此，可以防止殘留消失性模型的一部分并且能夠防止產(chǎn)生煙灰，使得能夠防止消失性模型或煙灰入侵鑄造制品?？梢酝ㄟ^(guò)將彼此相鄰的芯子彼此連接而將多個(gè)芯子一體化，使得該一體化的芯子能夠作為一件來(lái)處理，并且當(dāng)組裝鑄造單元時(shí)能夠容易地處理該一體化的芯子。鑄造之后，通過(guò)用熔融金屬填充型腔而形成的鑄造制品以及通過(guò)用熔融金屬填充澆道而形成的流道被一體化成一件鑄造品。因此，能夠容易地從干砂中拔出該鑄造品。


圖1是涉及本發(fā)明的鑄造單元的實(shí)施方式的截面圖。圖2是圖1所示的鑄造單元中所使用的芯子12和12的正視圖。圖3是用于說(shuō)明使用鑄造單元的鑄造方法的圖1所示的鑄造單元的截面圖。圖4是在鑄造單元中進(jìn)行的鑄造操作完成之后已經(jīng)從干砂M中拔出來(lái)的鑄造品 30的截面圖。圖5是排列了六個(gè)芯子的圖1所示的芯子12的正視圖。圖6是可用在涉及本發(fā)明的鑄造單元中的另一個(gè)芯子12的正視圖。圖7是排列了六個(gè)芯子的圖6所示的芯子12的說(shuō)明圖。圖8是用于連接由殼模構(gòu)成的芯子的設(shè)備的說(shuō)明圖。圖9是用于制造連接芯子用的殼模的第一步驟的說(shuō)明圖。圖10是圖9所示的步驟之后的用于制造殼模的第二步驟的說(shuō)明圖。圖11是圖10所示的步驟之后的用于制造殼模的第三步驟的說(shuō)明圖。圖12是圖11所示的步驟之后的用于制造殼模的第四步驟的說(shuō)明圖。圖13是圖12所示的步驟之后的用于制造殼模的第五步驟的說(shuō)明圖。圖14是圖13所示的步驟之后的用于制造殼模的第六步驟的說(shuō)明圖。圖15是圖14所示的步驟之后的用于制造殼模的第七步驟的說(shuō)明圖。圖16是圖15所示的步驟之后的用于制造殼模的第八步驟的說(shuō)明圖。圖17是使用消失性模型的傳統(tǒng)的鑄造單元的截面圖。
圖18是使用芯子和消失性模型的傳統(tǒng)的鑄造單元的截面圖。
具體實(shí)施例方式涉及本發(fā)明的鑄造單元的實(shí)施方式示出在圖1中。在圖1所示的鑄造單元中，兩個(gè)芯子12和12被插在金屬砂箱10中。如圖2所示，各芯子12和12均由相互連接的一對(duì)芯模1 和12b構(gòu)成，在芯子12和12中形成有型腔14。起到用于將熔融金屬導(dǎo)入芯子12 的型腔14內(nèi)的熔融金屬入口作用的各內(nèi)澆口 16均位于芯子12的上傾斜面，并且形成于芯模1 和12b之間的分型線。內(nèi)澆口 16可以根據(jù)芯子12的形狀而形成在除了分型線以外的可選擇的位置。通過(guò)用耐火涂型劑(refractory mold coating agent)涂覆型腔14的內(nèi)壁面，可使用例如熔融不銹鋼等高溫熔融金屬來(lái)鑄造。請(qǐng)注意，一對(duì)芯模1 和12b可以由殼模(shell mold)、自硬化?；騼烧叩慕M合來(lái)構(gòu)成。此外，圖1和圖2所示的芯子12和12通過(guò)將其外表面用粘結(jié)劑彼此連接而一體化，使得芯子12和12可以作為一件來(lái)處理。在分別設(shè)置于芯子12和12處的內(nèi)澆口 16與由陶瓷組成的澆口杯18 (即、澆道入口)之間通過(guò)消失性模型20而形成澆道。消失性模型20由例如苯乙烯泡沫等樹(shù)脂組成。 消失性模型20的與芯子12和12的內(nèi)澆口 16和16接觸的倒三角形部分20a比消失性模型20的其他部分厚，該倒三角形部分20a形成了冒口(feederhead)。在倒三角形部分20a 位于芯子12的分型線(parting lines)并且芯子12和12 —體化的情況下，與芯子12和 12的內(nèi)澆口 16和16接觸的倒三角形部分20a可以是與芯子12和12—體化的鑄型(cast mold)，而不是消失性模型。請(qǐng)注意，澆口杯18可以是殼?；蜃杂不?。此外，形成排出用冒口的消失性模型22分別被連接至在芯子12和12的上側(cè)面分別開(kāi)口并且與型腔14分別連通的連通孔。連通孔形成于圖1和圖2所示的芯子12的分型線，不過(guò)，連通孔也可以根據(jù)芯子12的形狀而形成于除了分型線之外的可選擇的位置。請(qǐng)注意，在與芯子12的型腔14連通的連通孔形成于芯子的上側(cè)面并且芯子12和12 —體化的情況下，排出用冒口可以由與芯子12和12—體的鑄型形成，而不是消失性模型。消失性模型20和22的外表面均用不會(huì)由于注入到澆口杯18的熔融金屬而熔化或熱分解的耐火涂型劑涂覆。因此，當(dāng)消失性模型20和22由于注入到澆口杯18中的熔融金屬而熱分解并且消失時(shí)，耐火涂型劑形成澆道和排出用冒口的外表面。請(qǐng)注意，消失性模型20的倒三角形部分20a通過(guò)粘結(jié)劑被連接到芯子12和12的包括有內(nèi)澆口 16和16的部分。在圖1所示的鑄造單元中，芯子12和12、形成澆道的消失性模型20以及形成排出用冒口的消失性模型22，除了被安裝至消失性模型20的上端的澆口杯18以外，都被埋設(shè)在干砂24中。具有直徑小于干砂M的粒徑的通孔......的管狀構(gòu)件沈插在干砂M
中。管狀構(gòu)件用于收集和排出由芯子12和12、消失性模型20和22與熔融金屬之間的接觸而產(chǎn)生的分解氣體。
通過(guò)用規(guī)定量的干砂M填充已經(jīng)插入有芯子12和12以及消失性模型20和22的砂箱10然后對(duì)砂箱10施加振動(dòng)，或者通過(guò)在對(duì)已經(jīng)插入有芯子12和12以及消失性模型 20和22的砂箱10施加振動(dòng)的狀態(tài)下用干砂填充砂箱10，使得芯子12和12以及消失性模型20和22之間的間隙可以被干砂M填滿，以此來(lái)將芯子12和12以及消失性模型20和 22埋設(shè)在干砂M中。通過(guò)將熔融金屬注入圖1所示的鑄造單元的澆口杯18，消失性模型20會(huì)熱分解并消失，而涂覆在消失性模型20的外表面的耐火涂型劑形成澆道32，并防止熔融金屬滲入干砂24。比澆道32厚的冒口 3 通過(guò)倒三角形部分20a形成于澆道32的靠近芯子12和12 的部分。注入澆道32的熔融金屬經(jīng)由芯子12和12的內(nèi)澆口 16被導(dǎo)入芯子12的型腔14， 以填充型腔。此外，型腔14中的熔融金屬與被連接至型腔14的連通孔的消失性模型22接觸，使得消失性模型22消失并且形成排出用冒口 34。當(dāng)熔融金屬填充型腔時(shí)，消失性模型20和22以及芯子12和12的樹(shù)脂由于熔融金屬的熱而熱分解，并產(chǎn)生分解氣體。分解氣體經(jīng)由干砂M的顆粒之間的間隙和通孔26a、 26a......被收集在管狀構(gòu)件沈中，并且從管狀構(gòu)件沈的出口排出到外部。請(qǐng)注意，通過(guò)為管狀構(gòu)件沈的出口設(shè)置例如火花塞等點(diǎn)火單元，從管狀構(gòu)件沈排出的分解氣體可以燃燒掉。當(dāng)芯子12和12的型腔14被熔融金屬填滿時(shí)，停止向澆口杯18注入熔融金屬，然后冷卻型腔14中的熔融金屬。在型腔14中的熔融金屬冷卻時(shí)，由于熔融金屬冷卻收縮而在型腔14中會(huì)形成間隙。不過(guò)，該間隙可以用存在冒口 3 或排出用冒口 34中的熔融金屬來(lái)填充。當(dāng)型腔14中的熔融金屬冷卻完成時(shí)，即制造出如圖3所示的形成于芯子12和12 的型腔14的鑄造制品P與形成于澆道32的鑄造流道(cast runner) 36 一體化的鑄造品。可在通過(guò)施加振動(dòng)使干砂M流動(dòng)化(plasticize)之后從干砂M中拔出鑄造品。在圖4所示的已經(jīng)從干砂M中拔出的鑄造品30中，在芯子12和12中形成的鑄造制品P通過(guò)由內(nèi)澆口 16和16形成的鑄造澆口部38和38被連接至鑄造冒口部36a (形成于冒口 32a的部分)。通過(guò)輕拍鑄造品30的芯子12和12，可以使芯子12和12與鑄造流道36分離，同時(shí)打破芯子12和12，從而可以取出鑄造制品P和P。形成于排出用冒口 34的鑄造排出用冒口部40a和40a從由芯子12和12取出來(lái)的鑄造制品P和P的外表面突出。可以容易地將鑄造排出用冒口部40a和40a切除或去除。如上所述，芯子12和12通過(guò)粘結(jié)劑而一體化，并且該芯子12和12可以作為一件來(lái)處理，從而圖1所示的鑄造單元可以容易地組裝，并且可以容易地進(jìn)行后處理。鑄造制品P和P具有平滑的表面，并且可以防止消失性模型20和22的一部分或煙灰入侵到鑄造制品內(nèi)。當(dāng)使芯子12和12與鑄造流道36分離時(shí)，即使芯子12和12未破裂，由于芯子12 和12的組成部分接觸了熔融金屬，所以例如粘合劑等有機(jī)物產(chǎn)生熱分解并且粘結(jié)劑的強(qiáng)度降低，使得能夠容易地打破芯子12和12并且能夠容易地取出鑄造制品P和P。圖1至圖4中使用了兩個(gè)芯子12和12，不過(guò)芯子的數(shù)量也可以是兩個(gè)以上，例如可以如圖5所示使用六個(gè)芯子12、12........在圖5中，芯子12、12.......的內(nèi)澆口 16
彼此面對(duì)，而且彼此相鄰的芯子12彼此連接。因此，六個(gè)芯子12、12.......可以作為一件
來(lái)處理。在用于形成澆道的消失性模型20的位于芯子12 —側(cè)的端部形成了倒三角形部分
20a，以形成冒口，該倒三角形部分20a被連接至所配置的芯子12、12.......的中央芯子12
和12的內(nèi)澆口 16。此外，消失性模型20b和20b從設(shè)置于中央芯子12和12的部分20a朝向相鄰的
芯子12、12.......延伸。倒三角形部分20a形成于消失性模型20b和20b的規(guī)定位置，并
且被分別連接至相鄰的芯子12、12.......的內(nèi)澆口 16。通過(guò)使用芯子12、12.......以及消失性模型20、20a和20b，能夠得到鑄造制品P
形成在其中的六個(gè)芯子12、12.......被連接至鑄造流道36的下端的鑄造品30。在圖1至圖5中，相鄰的芯子12、12.......通過(guò)粘結(jié)劑彼此連接，但是也可以使
用圖6示出的芯子12。圖6所示的芯子12由一對(duì)芯模1 和12b構(gòu)成。凹部50和凸部 52形成于芯子12的外表面。在使用圖6所示的芯子12、12.......的情況下，芯子12的凸部52被裝配在相鄰
的芯子12的凹部50中，即凹凸嵌合，以便使芯子12、12.......—體化并且將其作為一件
來(lái)處理。當(dāng)芯子12的凹部50和相鄰的芯子12的凸部52進(jìn)行凹凸嵌合時(shí)，可以在接合部分使用粘結(jié)劑。此外，關(guān)于圖1至圖5示出的相鄰的芯子12、12........將說(shuō)明用于連接芯子12
的另一種方式。在使用由一對(duì)殼模構(gòu)成的芯子12的情況下，可以通過(guò)將殼型砂(shell sand)中所含的樹(shù)脂被軟化了的各軟化層彼此緊密粘著，而將彼此相鄰的芯子12彼此連接。由使用殼型砂的殼模法形成的鑄型通常稱(chēng)作“殼?！保鴼ば蜕笆腔旌嫌欣绶尤?shù)脂等樹(shù)脂和烏洛托品(hexamine)的粉末的干砂。殼型砂在室溫下為顆粒，溫度升至樹(shù)脂的熔點(diǎn)時(shí)會(huì)軟化。通過(guò)使溫度進(jìn)一步升高，軟化了的殼型砂會(huì)硬化。通過(guò)如下步驟制成由一對(duì)殼模構(gòu)成的芯子對(duì)殼型砂施加振動(dòng)；從上方將加熱了的一對(duì)模具壓入被振動(dòng)的殼型砂；將一對(duì)模具留在殼型砂中使其經(jīng)過(guò)一段規(guī)定的時(shí)間；從殼型砂中將殼模提起，在各殼模中由殼型砂形成有在成型面上硬化了的硬化層和覆蓋硬化層并且殼型砂中所包含的樹(shù)脂被軟化了的軟化層；并且使軟化層彼此緊密粘著。將參照附圖詳細(xì)說(shuō)明上述殼模的制造方法。如圖8所示，殼型砂85存儲(chǔ)在殼型砂容器21中。對(duì)殼型砂容器21中的殼型砂85 施加振動(dòng)的振動(dòng)器88設(shè)置于殼型砂容器21。振動(dòng)器88例如是振動(dòng)電機(jī)。通過(guò)使用振動(dòng)器88對(duì)殼型砂85施加振動(dòng)，可以降低殼型砂85的顆粒之間的摩擦阻力并且可以使殼型砂流動(dòng)化，從而可以容易地從上方將一對(duì)模具82和84壓入殼型砂85。待壓入殼型砂85的模具82和84位于殼型砂容器21的上方，并且模具的成型面 51和討朝向下。模具82和84的背面(與成型面相反的一面，即上表面)形成于朝向成型面凹進(jìn)的凹部19。與外界隔離的腔室86分別形成于模具82和84的包括有凹部19的上部(背側(cè)部)。在腔室86中分別設(shè)置了例如加熱器80等加熱部件。加熱器80例如是電加熱器并且能夠加熱腔室86中的空氣。各腔室86均由框架27和頂板53構(gòu)成，其中，框架27從模具82或84的上部豎直地延伸并且圍住腔室86，而頂板53覆蓋框架27的上表面。模具82或84構(gòu)成各腔室86的底部，框架27構(gòu)成各腔室86的側(cè)壁，而頂板53構(gòu)成各腔室86的頂部，即，框架27和頂板 53被包括在各腔室構(gòu)成部?jī)?nèi)。模具82和84分別通過(guò)螺栓等被固定于凸緣13，各凸緣13均從框架27向內(nèi)延伸。 模具82和84可由例如鋁等熱傳導(dǎo)性高的材料組成。鋁比其他金屬輕，所以由鋁組成的凹部19能夠減輕重量，并可以很容易地處理。將完成了的殼模A和B (參見(jiàn)圖1 從模具82和84上頂下來(lái)的脫模頂銷(xiāo)(ejector pin) 78設(shè)置于腔室86。由于脫模頂銷(xiāo)78設(shè)置于腔室86，所以他們與模具82和84 —起被加熱。脫模頂銷(xiāo)78的上端部穿過(guò)各頂板53。脫模頂銷(xiāo)78的穿過(guò)頂板53的上端部被固定于各按壓板56。脫模頂銷(xiāo)78的下端部可以從各凸緣13的通孔伸出也可以縮進(jìn)各凸緣 13的通孔中。脫模頂銷(xiāo)78的下端面通常與各凸緣13的底面平齊。各按壓板56位于各頂板53的上方，并且借助于例如彈簧等施力部件59相對(duì)于各頂板53總是被向上施力。用于驅(qū)動(dòng)脫模頂銷(xiāo)78的按壓氣缸單元58分別設(shè)置于按壓板56的上方。各按壓氣缸單元58位于各按壓板56的上方并且被固定于各氣缸框架60，各桿58a被固定于各按壓板56。通過(guò)致動(dòng)按壓氣缸單元58，桿58a克服施力部件59的施力使按壓板56下移。于是，固定于按壓板56的脫模頂銷(xiāo)78下移并且從通孔伸出。從通孔伸出的脫模頂銷(xiāo)78將殼模A和B(參見(jiàn)圖1 從模具82和84上頂下來(lái)。在上述實(shí)施方式中，腔室86的內(nèi)部空間通過(guò)加熱器80來(lái)加熱，所以從腔室86經(jīng)由頂板53和凸緣13的供脫模頂銷(xiāo)78穿過(guò)的通孔而泄漏出去的加熱空氣可以忽略。請(qǐng)注意，在將過(guò)熱蒸汽或加熱空氣噴入腔室86的情況下，腔室86的內(nèi)壓會(huì)升高， 所以頂板53和凸緣13的供脫模頂銷(xiāo)78穿過(guò)的通孔必須緊密密封以防止過(guò)熱蒸汽或加熱空氣泄漏。優(yōu)選地，在這種情況下，脫模頂銷(xiāo)78被框架27或模具82和84的構(gòu)成部件圍住以便脫模頂銷(xiāo)78不暴露在腔室86內(nèi)。包括模具82或84的各腔室構(gòu)成部被安裝至各多關(guān)節(jié)型機(jī)器人的機(jī)械臂70，并且能夠在鉛直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)、在水平面內(nèi)移動(dòng)并且能夠上下移動(dòng)。例如電動(dòng)機(jī)等轉(zhuǎn)動(dòng)部件71設(shè)置于各機(jī)械臂70，該轉(zhuǎn)動(dòng)部件71的轉(zhuǎn)軸被連接至各腔室構(gòu)成部。通過(guò)致動(dòng)各轉(zhuǎn)動(dòng)部件71，形成于模具82和84的成型面的殼模的底面可以彼此面對(duì)。在各機(jī)械臂70中，轉(zhuǎn)軸被配置成與轉(zhuǎn)動(dòng)部件71的轉(zhuǎn)軸垂直的轉(zhuǎn)動(dòng)部件72設(shè)置于轉(zhuǎn)動(dòng)部件71的上側(cè)。此外，轉(zhuǎn)軸被配置成與轉(zhuǎn)動(dòng)部件71的轉(zhuǎn)軸平行的轉(zhuǎn)動(dòng)部件74設(shè)置于轉(zhuǎn)動(dòng)部件72的上側(cè)。通過(guò)致動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)部件72，模具82和84可以在垂直于圖8的圖紙紙面的方向上移動(dòng)。 因此，殼模的底面可以以底面彼此略微偏移的狀態(tài)連接。
9
通過(guò)致動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)部件71和74，模具82和84可以在豎直方向和水平方向上移動(dòng)。機(jī)械臂70的上端未示出，但是轉(zhuǎn)軸配置在規(guī)定方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)部件(未示出)被安裝至該上端，使得模具82和84可以通過(guò)致動(dòng)機(jī)械臂70的該轉(zhuǎn)動(dòng)部件而上下移動(dòng)。例如，電動(dòng)機(jī)或氣缸單元可用作轉(zhuǎn)動(dòng)部件71、72和74。將參照?qǐng)D9至圖16說(shuō)明連接殼模的方式。請(qǐng)注意，圖中省略了除了模具82和84 以及殼型砂容器21以外的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。首先，在圖9中，通過(guò)分別設(shè)置于腔室86內(nèi)的加熱器80來(lái)加熱模具82和84的腔室86內(nèi)的空氣。腔室86的溫度設(shè)定在約250°C 300°C。在模具82和84下移進(jìn)入殼型砂容器21內(nèi)之前，起動(dòng)振動(dòng)器88以對(duì)殼型砂容器 21中的殼型砂85施加振動(dòng)。如圖10所示，當(dāng)模具的溫度達(dá)到約250°C 300°C時(shí)，機(jī)械臂70使模具82和84 下移。當(dāng)模具82和84的整個(gè)成型面嵌入殼型砂85中時(shí)，停止上下移動(dòng)。當(dāng)停止上下移動(dòng)時(shí)，振動(dòng)器88也停止。在通過(guò)溫度傳感器(未示出)測(cè)量模具82和84的當(dāng)前溫度的狀態(tài)下，加熱器80 將腔室86的溫度維持在規(guī)定溫度。在圖11中，模具82和84的成型面周?chē)臍ば蜕氨患訜?，并且殼型砂沿著成型面被固化或硬化。在該過(guò)程中，僅模具82和84附近的殼型砂硬化并形成硬化層Aa和Ba，而在硬化層的周?chē)纬蓸?shù)脂未固化或未硬化的軟化層Ab和Bb。在經(jīng)過(guò)一段規(guī)定的時(shí)間之后， 機(jī)械臂70使模具82和84上移。如圖12所示，通過(guò)使模具82和84上移，沿著成型面形成有硬化層Aa和Ba以及軟化層Ab和恥的殼模A和B與模具82和84 —起上移。請(qǐng)注意，殼型砂的附著在軟化層 Ab和恥的外表面上的顆粒與軟化層一起上移，但是在模具上移時(shí)或之后殼型砂的顆粒落到殼型砂容器21中。為了去除殼型砂，可以為腔室構(gòu)成部分別設(shè)置振動(dòng)器。通過(guò)用振動(dòng)器使腔室構(gòu)成部振動(dòng)，可以使模具82和84振動(dòng)，從而可以容易地去除附著在軟化層Ab和恥上的無(wú)用的殼型砂。在圖12中，通過(guò)致動(dòng)機(jī)械臂70的轉(zhuǎn)動(dòng)部件71等，使模具82和84沿箭頭所示方向轉(zhuǎn)動(dòng)，直到殼模A和B的底面彼此面對(duì)為止。在圖13中，殼模A和B的底面彼此面對(duì)。在該狀態(tài)下，在殼模A和B上存在軟化層Ab和Bb。在圖13所示的殼模A和B的底面彼此面對(duì)的狀態(tài)下，機(jī)械臂70將腔室構(gòu)成部沿箭頭所示方向移動(dòng)靠近彼此。在圖14中，殼模A和B的軟化層Ab和恥彼此緊密接觸，并且軟化層Ab和恥借助于模具82和84的熱而固化或硬化，使得兩個(gè)殼模A和B無(wú)需使用粘結(jié)劑即可彼此牢固地連接。在圖15中，對(duì)底面相連的殼模A和B進(jìn)行燒制。殼模A和B的軟化層Ab和恥由于殼模82和84的熱而逐漸固化或硬化。此外，也可以借助燒制單元35從外界來(lái)加熱軟化層Ab和Bb，以促進(jìn)軟化層的硬化。最后，如圖16所示，脫模頂銷(xiāo)78將一體化的殼模A和B從已經(jīng)移上來(lái)的模具82 和84上頂下來(lái)，從而完成殼模A和B的底面彼此相連的連接起來(lái)的殼模U。
與相鄰的芯子借助粘結(jié)劑或凹凸嵌合而連接的方式相比，通過(guò)上述連接方式，包括軟化了的樹(shù)脂的軟化層在制造殼模的過(guò)程中彼此緊密接觸，從而可以容易地制造多個(gè)殼模。
權(quán)利要求
1.一種鑄造單元，其包括多個(gè)芯子，其具有在所述芯子的表面開(kāi)口的熔融金屬入口，熔融金屬能經(jīng)由所述熔融金屬入口流入形成于所述芯子中的型腔；和消失性模型，其用于形成位于各所述熔融金屬入口與供熔融金屬注入的澆道入口之間的澆道，所述消失性模型具有被耐火涂型劑涂覆的周面，其中，所述芯子和所述消失性模型被埋設(shè)在干砂中，而所述澆道入口從所述干砂中露出，所述鑄造單元的特征在于，彼此相鄰的所述芯子以多個(gè)芯子一體化的方式彼此連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄造單元，其特征在于，彼此相鄰的所述芯子借助于粘結(jié)劑或凹凸嵌合彼此連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鑄造單元，其特征在于，各所述芯子均由一對(duì)芯模構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的鑄造單元，其特征在于，所述芯子由殼模、自硬化?；騼烧叩慕M合構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鑄造單元，其特征在于，所述芯子由殼模構(gòu)成，其中，彼此相鄰的所述芯子通過(guò)使所述殼模的軟化層彼此緊密接觸以及使所述軟化層硬化而彼此連接，在所述軟化層中，殼型砂中所包括的樹(shù)脂是被軟化了的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的鑄造單元，其特征在于，形成于所述芯子的所述型腔的內(nèi)壁面被耐火涂型劑涂覆。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的鑄造單元，其特征在于，所述芯子、所述澆道、所述澆道入口和所述干砂被插入金屬砂箱，具有多個(gè)通孔的管狀構(gòu)件被插入所述干砂中以收集并排出由所述芯子、所述消失性模型與所述熔融金屬之間的接觸而產(chǎn)生的分解氣體，其中所述通孔的直徑小于所述干砂的粒徑。
8.—種在權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的鑄造單元中進(jìn)行的鑄造方法，所述方法包括如下步驟在將所述熔融金屬注入所述澆道入口之后，通過(guò)施加振動(dòng)而使所述干砂流動(dòng)化； 并且從所述干砂中拔出鑄造品，在該鑄造品中，通過(guò)用所述熔融金屬填充由所述消失性模型形成的所述澆道而形成的流道和通過(guò)用所述熔融金屬填充所述芯子的所述型腔而形成的制品被一體化。
全文摘要
一種鑄造單元，其解決了非消耗性澆道被連接至安裝到芯子的消失性澆口的傳統(tǒng)的鑄造單元所具有的諸如組裝及鑄造后的后處理煩難的問(wèn)題。在該鑄造單元中，具有熔融金屬入口(16)的多個(gè)芯子(12)和形成了各熔融金屬入口(16)與供熔融金屬注入的澆口杯(18)之間的澆道的消失性模型(20)埋設(shè)在干砂(24)中，而澆口杯(18)從干砂露出，其中，熔融金屬入口在芯子的表面開(kāi)口并且熔融金屬經(jīng)由該熔融金屬入口流入形成在芯子內(nèi)的型腔中，而消失性模型具有用耐火涂型劑涂覆的周面，此外，彼此相鄰的芯子彼此連接，以便多個(gè)芯子(12、12......)被一體化。
文檔編號(hào)B22C9/10GK102470424SQ201080033919
公開(kāi)日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月31日
發(fā)明者寺島宗好 申請(qǐng)人:森川產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社