專利名稱：使鑄件脫砂的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及借助于至少一個作用在砂型上的流體壓力脈沖使在型砂中鑄造的鑄件脫砂或清砂的方法。
在現(xiàn)代的鑄造工藝中，合箱式或非箱式鑄造和連續(xù)鑄造之砂型的制造已改進到高的工藝水平。然而，這并不適用于鑄件的精整，特別是鑄件的預脫砂和脫砂。就這些是機械過程來說，型體、任選連同型箱受振動、輾壓和敲打，這一方面涉及較高的能量耗費而另一方面發(fā)生相當大的噪聲。此外，鑄件在型體中的有序狀態(tài)遭到破壞和鑄件進入不受控的位置，這些位置穿過鑄件上存在的澆口和冒口延伸到復雜的混亂層。因此實際上不可能用自動化設備來處理它們，從而手工操作是必要的。此外，在型砂已被從鑄件上清除的區(qū)域，鑄件容易直接受到機械力作用以致經(jīng)常被損壞。這在偏斜格柵上、振動輸送機上或在冷卻鼓中脫砂的過程中尤其適用。
因此進行過眾多嘗試以取代這些機械脫砂方法并特別去減小或完全避免發(fā)出噪聲和塵埃。這樣，尤其是利用壓力水預脫砂是已知的，這種方法基本上避免了噪聲和塵埃的發(fā)散。然而，大量的水需量和利用水調(diào)節(jié)對所需水的處理使這種方法成了問題。此外，鑄件上可能產(chǎn)生溫度裂縫和應力裂縫。這些問題在利用壓縮空氣脈沖時被避免了(DE-journal“Giessereitechnik”(鑄造技術)1998，P37)。該方法利用與造型用的造型機同樣的原理。在該方法中至今只對合箱式鑄造是已知的，在型箱上置一護罩和借助一迅速開啟的閥使一股大面積壓縮空氣流施加于砂表面。該已知方法以較低的能量耗費和降低的噪聲發(fā)散工作，而同時保護鑄件。然而，這種方法至今實際上是不成功的，因為鑄件只經(jīng)過不充分地脫砂。
本發(fā)明的問題是提出一種以流體壓力脈沖操作的方法，該方法以低的能量耗費和低的噪聲發(fā)散使鑄件能夠基本上完全脫砂。
按照本發(fā)明，這個問題的解決在于將流體匯集或集中成至少一股切割射流并使后者作用在砂型上。例如，可以將切割射流對砂型表面定向成一陡的角度。還能夠產(chǎn)生多個連續(xù)的流體壓力脈沖，它們通向按時序動作的多個切割射流。此外，切割射流的幾何形狀、切割射流的沖擊角以及脈沖的延續(xù)時間與強度適應于給定的情況(砂型尺寸、型砂在鑄件以上的高度、鑄型中鑄件的數(shù)量、它們的硬度等)。
按照一實施方案，可將流體集中或匯集為一點狀切割射流且切割射流和鑄件可相互相對運動，代替這種，有可能將流體匯集為一直線狀或層狀切割射流，后者優(yōu)選地具有相應于砂型沿一個方向的伸長的長度。
按照本發(fā)明形成的切割射流穿過型砂直到鑄件表面并部分地在那兒被反射和部分地折射到鑄件表面上，因此使型砂在組合的切割和剝落運動中脫離鑄件。對于小型鑄件和小型型體，具有單個切割射流通常是足夠的，而對于由多個鑄型同時形成的大型或大體積鑄件或型體使多個切割射流作用在砂表面上。這可以以固定的方式或切割射流和型體相互相對運動的方式實現(xiàn)。運動方向可與給定的型體或鑄件的外形相適應。
流體可以是氣體或液體并還可包含固體粒子。采用的主要流體為壓縮空氣，這在任何鑄造中都是可得到的。然而，優(yōu)選采用壓縮空氣-粒子混合物，它加強切割作用。粒子成分特別為砂，尤其是在振動落砂上得到的干型砂，因為這可以與在造型車間的脫砂過程中得到的型砂一起處理。
在按照本發(fā)明的方法中僅僅是鑄件的表面脫砂，而型芯保持在鑄件內(nèi)。其后將它們分離，因此型芯材料基本上并不進入型砂和弄臟后者，而能夠分別加以處理。
在對同樣的或類似的鑄件的多個鑄型的情況下，它們以單個型體彼此間隔開，切割射流優(yōu)選定向在各鑄件之間的空隙處且位于那里的型砂被射穿。
在并不具有直線狀的鑄件的情況下也是這樣，但不是對砂型定位平面的投影上的充滿型砂的外形，這有利于以無鑄件的型砂區(qū)定向切割射流。
該發(fā)明的方法還提供有利的可能性使帶粘附的型砂之鑄件在鑄造時所取的位置暴露于切割射流。
脫砂以后鑄件基本上仍處于在型體中所取的同樣受控位置。由所述有序狀態(tài)鑄件可易于處理或輸送到明確限定的位置。
按照本發(fā)明的方法可以用于合箱式鑄造和非箱式鑄造。在合箱式鑄型的情況下優(yōu)選地在脫砂以前將上箱排除并將凸出的型體暴露于切割射流。
以下就一非限制性的實施方案和附圖更詳細地描述本發(fā)明，其中

圖1為實現(xiàn)該方法的裝置的示意側視圖。
圖2為通過裝置的一部分的較大比例的縱向剖面圖。
圖3為按照圖2之圖的平面視圖。
圖4為按照圖2的剖面IV-IV。
圖5為不同的方法階段的一個實施方案的示意圖。
圖6為方法的另一實施方案的示意圖。
示意地示于圖1的裝置具有壓縮空氣容器1，它借助一壓氣機充滿以壓縮空氣。壓縮空氣容器1由通向容器的閥2密封并且該閥以極短的開啟時間操作。空氣導向裝置3連接于閥2，它在其底端4具有一空氣出口。
在圖1中所示的實施方案中上述裝置用于合箱式鑄造的脫砂。在由造型機或冷卻區(qū)送來的型箱的情況下其上箱已被排除，因此下箱7中的型體6在輸送帶5上被送至該裝置。在輸送帶上下箱7在壓縮空氣容器或空氣導向裝置3的下方通過。隨著閥2的突然開啟壓縮空氣以射流的方式在出口端4噴出，沖擊型體6的型砂表面并切穿砂體直到嵌入的鑄件。壓縮空氣部分地在鑄件表面上被反射，部分地沿表面折射并從而將型砂向側面切離或剝落。任選地，通過下箱7對空氣導向裝置3的相對位移壓縮空氣射流可以作用在型砂體的不同部位上直到最終使所有的型砂都已向側面脫離。帶有在其上面脫砂的鑄件9的下箱7進入一能夠拆除下箱的位置。
圖2至圖4更詳細地示出按照圖1的空氣導向裝置3。圖2只示出按照圖1的閥2的出口剖面，空氣導向裝置3連接于該出口剖面?？諝鈱蜓b置3在圖2的圖平面中以向外弧面窗式的方式收縮(圖3)，而在垂直于所述圖平面的平面中它以漏斗式的方式逐漸縮小(圖4)。空氣導向裝置3的底端連接有凸緣11，它具有錐形進氣口12和與之連接的直噴口13(圖4)。因此以脈沖方式進入空氣導向裝置3的壓縮空氣被匯集成一細長的層狀射流，它在空氣導向裝置3的出口端4噴出并在噴出后立即以刀片式的方式?jīng)_擊型砂體?？諝鈱蜓b置3在中心設置有一隔板14，隔板14的上邊緣15在閥2的出口剖面的下方以向下成弧形的方式削減。
圖5表示對圖1已描述的方法的各個階段。下箱7放置在定好的基座8，例如一板臺上。排除上箱以后，上型體6是自由的且使下箱7在空氣導向裝置的下方移動(圖5a)，空氣導向裝置以寬縫噴口形式的出口優(yōu)選地直接靠在型體6的表面上。在型體6以上限定的距離內(nèi)，側隔板14與空氣導向裝置3相聯(lián)系且它們向側面排出噴出的空氣，如果該空氣被反射的話，從而促使型紗的側向排離。隨著脫砂，鑄件9就其伸入上箱的部分來說是自由的(圖5b)并在下一站可將其從下箱7中提出(圖5c)。
在按照圖6的實施方案中下箱7置于滲透性的基座16，例如一格柵上。砂型包括多個單個的鑄件17，它們以間隔開的方式排列在砂型的分離平面上。空氣導向裝置3具有適應于鑄件數(shù)量的多個噴口18，因此在每一情況下使一股切割射流對準在各鑄件之間和外邊的鑄件與型箱壁之間(圖6a)。開啟壓力容器1上的閥2以后以脈沖式的方式噴出的壓縮空氣將型砂向下通過格柵16沖出下箱7，暴露出鑄件17(圖6b)。如由圖6c可推斷的，各鑄件17在型體中保持著預定的有序狀態(tài)并且在這樣的狀態(tài)下可將它們送到下一精整站或可以由操縱裝置將它們送到明確限定的位置。
權利要求
1.借助于至少一個作用在砂型上的流體壓力脈沖使在型砂中鑄造的鑄件脫砂的方法，其特征在于將流體匯集成至少一股切割射流并使后者直接作用在砂型上。
2.按照權利要求1所述的方法，其特征在于切割射流對砂型表面定向成一陡的角度。
3.按照權利要求1或2所述的方法，其特征在于將流體匯集為一點狀切割射流且切割射流和鑄件相互相對運動。
4.按照權利要求1或2所述的方法，其特征在于將流體匯集為一直線狀或層狀切割射流，其長度大致相應于砂型沿一個方向的伸長。
5.按照權利要求1至4的一項所述的方法，其特征在于使多個切割射流同時作用在砂型表面上。
6.按照權利要求1至5的一項所述的方法，其特征在于在切割射流的出口以后立即在砂型或鑄件上被反射的切割射流由位于離砂型表面一限定的平行距離處的隔板折射向側面。
7.按照權利要求1至6的一項所述的方法，其特征在于壓縮空氣用作為流體。
8.按照權利要求1至7的一項所述的方法，其特征在于流體包含固體粒子。
9.按照權利要求8所述的方法，其特征在于壓縮空氣-砂混合物用作為流體。
10.按照權利要求9所述的方法，其特征在于所用的砂為由砂型振動落砂得到的干型砂。
11.按照權利要求1至10的一項所述的方法，其特征在于，在帶有以間隔開的方式嵌入型砂的鑄件之多鑄型的情況下，切割射流或各切割射流定向在各鑄件之間的空隙處。
12.按照權利要求1至11的一項所述的方法，其特征在于，在對砂型的定位平面的投影上并不具有直線狀、而不是充滿型砂的外形的鑄件的情況下，切割射流定向在無鑄件的砂型區(qū)。
13.按照權利要求1至12的一項所述的方法，其特征在于帶粘附的型砂之鑄件在鑄造時所取的位置暴露于切割射流并在脫砂以后保持它們的位置。
14.按照權利要求1至13的一項所述的方法，其特征在于為了脫砂將砂型放置在一滲透性的基座上。
15.按照權利要求1至14的一項所述的方法在非箱式砂型中的應用，其特征在于型體以其較大的表面暴露于切割射流。
16.按照權利要求1至14的一項所述的方法在合箱式砂型中的應用，其特征在于將上箱部分排除并使凸出的型體暴露于切割射流。
全文摘要
為了借助于至少一個作用在砂型上的流體壓力脈沖使在砂型中鑄造的鑄件脫砂,將流體匯集成至少一股切割射流并使后者直接作用在砂型上。
文檔編號B24C3/00GK1249971SQ9912053
公開日2000年4月12日 申請日期1999年9月29日 優(yōu)先權日1998年10月6日
發(fā)明者庫爾特·菲舍爾, 漢斯·洛伊特維勒 申請人:喬治·費希爾·迪薩公司