專利名稱：生產(chǎn)鑄件的鑄造方法和用于該鑄造方法的壓床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)鑄件的鑄造方法和用于該鑄造方法的壓床。特別是 涉及一種生產(chǎn)鑄件的鑄造方法和用于該鑄造方法的壓床，該方法是通過在被 注入了定量熔融金屬的下鑄型上疊置上鑄型來生產(chǎn)鑄件的。
背景技術(shù)：
按照慣例，在鑄件制造中被認(rèn)為不可缺少的是，為了通過控制熔融金屬 的流動(dòng)和限制產(chǎn)品中的任何不純物質(zhì)及氣體，以利用向上鑄型和下鑄型疊置 時(shí)形成的一鑄型空腔中注入熔融金屬的方式得到優(yōu)良鑄件，提供一稱為澆注 系統(tǒng)的熔融金屬的通道，該系統(tǒng)與鑄件的形狀無關(guān)(見例如非專利文獻(xiàn)O。 然而，該澆注系統(tǒng)經(jīng)常降低鑄件的生產(chǎn)率。而且，還需要在壓碎鑄型后將該 澆注系統(tǒng)移除。因此，該澆注系統(tǒng)對鑄件的產(chǎn)率和成本效率是不利的。
因此，為了提高鑄件的產(chǎn)率，提出采用一種鑄造方法，其中該方法通過 采用一下鑄型和一上鑄型來進(jìn)行，該下鑄型通過各種鑄型方法形成并且其不 含澆注系統(tǒng)，僅含一鑄件所要求的空腔；該上鑄型通過各種鑄型方法形成并 且不含用于澆注系統(tǒng)的空腔，但其含有一能夠形成一用于鑄造的空腔的凸出 部分。在提出的該鑄造方法中，在向下鑄型的空腔中注入僅用于生產(chǎn)該鑄件 的要求量的熔融金屬后，該上鑄型的凸出部分被插至填滿熔融金屬的該空腔 中以形成所要求的空腔來生產(chǎn)鑄件，并且接著該上鑄型與下鑄型疊置(一砂 型壓制過程)(見專利文獻(xiàn)l)。
該鑄造方法可以在保證熔融金屬高產(chǎn)率的同時(shí)容易地生產(chǎn)理想的鑄件。
非專利文獻(xiàn)1
Nihon Chuzou Kogakukai (日本鑄造工程學(xué)會(huì))圖解鑄造詞典，第一版
日本Nikkan Kogyo Sinbunsha出版，1995年11月30日，第212頁，澆 注系統(tǒng)，以及 專利文獻(xiàn)1
專利申請?zhí)朜o. JP2005-5287
發(fā)明內(nèi)容
然而，如上所述的鑄造方法在向下鑄型注入熔融金屬后使上鑄型與下鑄 型疊置來形成鑄件的形狀，由此生產(chǎn)出高品質(zhì)的鑄件，并且實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng)的澆 注系統(tǒng)不同的鑄件的批量加工，該方法清楚地定義了不同的生產(chǎn)條件，例如 鑄件的重量、其形狀、將被注入的熔融金屬的量、壓床的速度和壓床的負(fù)載 等等。
為了滿足這些要求，本發(fā)明旨在提供一種鑄造方法以及用于該鑄造方法 的壓床，該方法通過控制在壓制過程中當(dāng)上鑄型與下鑄型疊置時(shí)壓床的速度 來生產(chǎn)高品質(zhì)鑄件。
本發(fā)明所述的鑄件的鑄造方法是一種采用形成了一鑄件形狀的空腔的 鑄型來生產(chǎn)鑄件的方法，以通過上、下鑄型的疊置來生產(chǎn)鑄件，該鑄型是由
一造型方法制造的，所述鑄造方法包含以下步驟 向下鑄型注入生產(chǎn)一鑄件所要求量的熔融金屬；
以一預(yù)設(shè)的第一速度降低上鑄型，直到上鑄型到達(dá)該上鑄型開始接觸該 熔融金屬表面之前的一預(yù)設(shè)位置；
在上鑄型進(jìn)一步降低至低于預(yù)設(shè)位置后，以一預(yù)設(shè)的第二速度降低上鑄
型；
偵測并得到與下鑄型疊置的上鑄型的狀態(tài)信息；并且 當(dāng)偵測到上鑄型的狀態(tài)信息顯示已達(dá)到預(yù)設(shè)條件時(shí)，停止降低該上鑄型。本發(fā)明所述的用于該鑄造方法的壓床是用于該鑄造方法來生產(chǎn)鑄件的
壓床，其包含
一可移動(dòng)框架；
一由可移動(dòng)框架支撐的上下裝置；
一壓制鑄型的平板，該平板與上下裝置的一桿的端部相連； 垂直安裝在壓制鑄型的平板上的導(dǎo)向桿； 一附著在壓制鑄型的平板上的固定裝置，用于固定上鑄型， 一偵測裝置，用于偵測并得到上鑄型的狀態(tài)信息，該鑄型是通過上下裝
置與下鑄型疊置的；并且
一控制裝置，用于控制可移動(dòng)框架、上下裝置以及固定裝置，其中該控
制裝置還基于偵測裝置偵測得到的信息來控制上下裝置的移動(dòng)，
其中在上下裝置的移動(dòng)中上下裝置的降低速度包含設(shè)置速度為預(yù)設(shè)的
第一速度直到上鑄型降低到該上鑄型開始接觸該熔融金屬表面之前的預(yù)設(shè)
位置，并且在上鑄型進(jìn)一歩降低至低于預(yù)設(shè)位置后設(shè)置速度為預(yù)設(shè)的第二速
根據(jù)本發(fā)明，以如下方式控制壓床使上鑄型的降低速度從第一速度變 為第二速度，并且當(dāng)上鑄型的狀態(tài)信息顯示已達(dá)到預(yù)設(shè)條件時(shí)，壓床通過停 止降低該上鑄型完成壓制，這樣從注入熔融金屬到完成壓制的時(shí)間有可能被 最小化，從而通過使空腔中熔融金屬的溫度分布均勻而使得金屬結(jié)構(gòu)均勻。 此外，通過偵測壓制過程中的壓強(qiáng)，可以避免上鑄型施加過大的壓強(qiáng)在下鑄 型上，并且得到精確尺寸的高品質(zhì)鑄件。


圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于鑄造的壓床的示意圖。 圖2為鑄件重量和第二速度的關(guān)系圖。 圖3為影響鑄件的穿透部分的示意圖。圖4為壓強(qiáng)的曲線圖。
圖5為當(dāng)熔融金屬的溫度變化時(shí)的壓強(qiáng)曲線圖。 圖6為用于注入熔融金屬的壓床的示意圖。
圖7為在完成熔融金屬的注入后將上鑄型傳送至下鑄型上方的位置處的 示意圖。
圖8為以第一速度降低上鑄型的示意圖。 圖9為以第二速度降低上鑄型的示意圖。
圖10為上鑄型在與下鑄型疊置之后停止下降并且壓制完成的示意圖。
圖11為下鑄型中無熔融金屬時(shí)的壓強(qiáng)曲線圖。
圖12為采用背金方法進(jìn)行鑄造的壓床的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
圖13為用于鑄造的壓床的一個(gè)實(shí)施例的示意圖，說明了在匹配鑄型后 將一砂鑄型從一鑄型砂箱中起出的第一過程。
圖14為用于鑄造的壓床的一個(gè)實(shí)施例的示意圖，說明了在匹配鑄型后 將一砂鑄型從一鑄型砂箱中起出的第二過程。
圖15為用于鑄造的壓床的一個(gè)實(shí)施例的示意圖，說明了在匹配鑄型后 將一砂鑄型從一鑄型砂箱中起出的第三過程。
圖16為當(dāng)鑄型完成后一砂鑄型已經(jīng)被從鑄型砂箱中起出時(shí)，用于鑄造 的壓床的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
A用于鑄造的壓床
B上下裝置
C固定裝置
D偵測裝置
E控制裝置
P注入裝置
7Fl上鑄型
F2下鑄型 1可移動(dòng)框架
2桿 2a端部
3壓制鑄型的平板 4導(dǎo)向桿 11凹陷部分 12熔融金屬 13凸出部分 21,31砂鑄型 22,32鑄型砂箱 51滾柱式傳送機(jī) 52支座 53定位汽缸 54澆桶
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的鑄造方法可以采用一下鑄型和一上鑄型，該下鑄型包含一凹陷 部分，該凹陷部分構(gòu)成例如鑄件形狀的一部分，生產(chǎn)鑄件所需量的熔融金屬 被注入該部分內(nèi)；該上鑄型包含一凸出部分，該凸出部分構(gòu)成例如鑄件形狀 的一部分，且在上下鑄型疊置時(shí)形成一生產(chǎn)鑄件所需的空腔。
下鑄型和上鑄型可通過不同的造型方法適當(dāng)造型，例如濕沙造型法、殼 模法、冷匣造型法、自硬造型法等等。本發(fā)明所述的鑄型可在上鑄型或下鑄 型內(nèi)包含一型芯。本發(fā)明所述鑄型也可包含多孔永久鑄型。本法明所述鑄型 方法不局限于擠壓造型、吹壓造型、氣流及壓制造型，或以上方法的混合，但包含機(jī)床造型方法、澆注造型等等。鑄件是具有諸如倒注口、澆口、進(jìn)模 口等澆注系統(tǒng)以及諸如立管、溢流通氣管等澆注系統(tǒng)的產(chǎn)品，該鑄件從成型 材料中被移除，該鑄型材料是在鑄型砂箱被抖出后從鑄型中被取出的，這樣 該鑄件可作為一最終部分或部件被設(shè)置或安裝在機(jī)器上，或可作為獨(dú)立的產(chǎn) 品被售出，例如圓形制動(dòng)鼓或矩形盒。如上所述的熔融金屬為熔融狀態(tài)的可 以被注入鑄型中的黑色金屬或有色金屬。
以下將結(jié)合附圖解釋本發(fā)明生產(chǎn)鑄件的鑄造方法和用于該鑄造方法的 壓床。如圖1和圖6所示，本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于鑄造方法的壓床A沿著 鑄型流水線被設(shè)置，且與一可傾式澆桶的注入設(shè)備P相對。該壓床A包含一
與一支架(圖中未表示)連接的可移動(dòng)框架1，該支架沿橫向s前后移動(dòng)(圖
1中的左右方向)； 一與可移動(dòng)框架1連接的上下裝置B; —與上下裝置B 的桿2的端部2a相連的壓制鑄型3的平板；配置在壓制鑄型3的平板的四 個(gè)角上的導(dǎo)向桿4;例如，四個(gè)固定裝置C將上鑄型Fl支撐在壓制鑄型3 的平板的四個(gè)側(cè)面的兩個(gè)相對的側(cè)面上； 一偵測裝置D，該裝置用于在澆注 完成后偵測被注入下鑄型的熔融金屬12施加在上鑄型F1上的壓強(qiáng)，還用于 偵測當(dāng)上鑄型與下鑄型疊置時(shí)的下鑄型F2 (上鑄型F1受到的來自熔融金屬 12和上下鑄型的分型面的壓強(qiáng))；以及一控制裝置E。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例， 該導(dǎo)向桿4垂直配置在壓制鑄型3的平板的四個(gè)角上，但它們的位置不局限 與此。在本發(fā)明中它們可以配置在壓制鑄型3的平板的對角位置上。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，上下裝置B采用一伺服電機(jī)來控制其位置， 該伺服電機(jī)也可精確控制該上下裝置的速度，但若桿2可通過例如電氣裝置、 液壓裝置或氣動(dòng)裝置來升降，則本實(shí)施例并不局限于此裝置。該伺服電機(jī)結(jié) 合有一旋緊結(jié)構(gòu)、 一驅(qū)動(dòng)馬達(dá)和一作為偵測位置的裝置的回轉(zhuǎn)式編碼器等 等。代替可控制位置和速度的伺服電機(jī)，也可以采用一可偵測和控制位置的 可控制速度和 一 線性標(biāo)尺的伺服電機(jī)。
該固定裝置C并不局限于一種特定的裝置，它可以由一例如空氣汽缸的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和一夾合部件構(gòu)成，該夾合部件通過該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)、延伸或緊縮，
只要該固定裝置可將上鑄型Fl支撐在壓制鑄型3的平板上即可?？梢圆捎?br> 使用電磁體或使用吸入式支架的支撐結(jié)構(gòu)。
該偵測裝置D不局限于特定的裝置?？梢愿鶕?jù)上下裝置的種類合適地選 擇，只要其具備偵測上鑄型Fl所受的來自熔融金屬12和下鑄型F2的壓強(qiáng) 的功能即可。在本實(shí)施例中，因?yàn)椴捎昧怂欧姍C(jī)，故而選擇將測力傳感器 連接在上下裝置B的桿的端部2a上作為偵測壓強(qiáng)的裝置。
此外，該控制裝置E由控制支架前后移動(dòng)的工作電路，控制上下裝置B 的上升和下降，例如其上升速度、下降速度或停止的工作電路，固定裝置C 的工作電路，接合、連接并控制這些工作電路的控制電路，以及儲(chǔ)存上鑄型 的狀態(tài)信息的存儲(chǔ)器所構(gòu)成，其中該信息是事先輸入的。
在本發(fā)明中，鑄件的形狀必須在注入的熔融金屬12凝固前通過下鑄型 F2與上鑄型F1的疊置迅速壓塑成型。因此，設(shè)置上下裝置的桿2的移動(dòng)中 的降低速度為預(yù)設(shè)的第一速度，直到達(dá)到上鑄型F1開始接觸熔融金屬12的 表面之前的預(yù)設(shè)位置(熔融金屬12的表面與上鑄型F1的凸出部分之間的距 離)，其中該熔融金屬12被注入下鑄型F2的一凹陷部分11;在上鑄型進(jìn)一 步降低至低于預(yù)設(shè)位置后，設(shè)置該降低速度為預(yù)設(shè)的第二速度。
此外，該控制裝置E是這樣控制上下裝置B的移動(dòng)的當(dāng)偵測裝置D 偵測并得到上鑄型的狀態(tài)信息時(shí)停止降低上鑄型Fl，其中該狀態(tài)信息為上 鑄型F1受到的來自熔融金屬12和下鑄型F2的壓強(qiáng)已達(dá)到某一預(yù)設(shè)級別。
上鑄型F1的預(yù)設(shè)位置與上鑄型F1的凸出部分13的形狀有關(guān)，該形狀 與鑄件的形狀相應(yīng)，并且其與預(yù)設(shè)的第一速度有關(guān)，該預(yù)設(shè)速度為降低上下 裝置B的速度。例如，如果凸出部分13的表面是光滑的且第一速度很高， 那么由于上鑄型F1會(huì)導(dǎo)致很強(qiáng)的風(fēng)壓，從而使得熔融金屬的表面可能會(huì)變 形。因此，在這種情況下，預(yù)設(shè)位置必須被移到較遠(yuǎn)處，以防止上下鑄型疊 置時(shí)熔融金屬中和鑄件中殘留空氣。也就是說，上鑄型F1與熔融金屬12的表面間的距離必須很大。從另一方面來說，如果第一速度很低，預(yù)設(shè)位置就 必須設(shè)置得更加緊湊，這樣熔融金屬就無法固化。如果其要固化，則上鑄型 Fl就無法到達(dá)預(yù)設(shè)的完成位置。因此，該預(yù)設(shè)位置和第一速度需基于采用 各種鑄件形狀、各種熔融金屬溫度以及各種熔融金屬的材料的試驗(yàn)進(jìn)行適當(dāng) 的調(diào)節(jié)。在本實(shí)施例中，凸出部分13的形狀也就是鑄件的形狀是金字塔形
的，且所注入的熔融金屬的溫度高于其液相線100至200° C。因此，設(shè)置 第一速度為伺服電機(jī)的目錄中所列出的最大速度，例如大約375mm/秒，且 該預(yù)設(shè)位置為l-100mm。
在本鑄造方法的實(shí)施例中，在注入下鑄型的熔融金屬固化前，該上鑄型 必須與下鑄型迅速疊置，且鑄型的形狀必須壓塑成型。因此，如果該預(yù)設(shè)的 第二速度很高，則熔融金屬12將被過大的壓強(qiáng)所影響。這會(huì)導(dǎo)致鑄件表面 的穿透。從另一方面來說，如果預(yù)設(shè)的第二速度很低，熔融金屬12會(huì)在壓 制過程中固化，這樣該上鑄型Fl就無法到達(dá)預(yù)設(shè)的完成位置。因此，該第 二速度需根據(jù)不同制造條件下的試驗(yàn)適當(dāng)調(diào)節(jié)，例如，各種鑄件重量、各種 鑄件形狀以及熔融金屬的各種用量和溫度。
在本實(shí)施例中，采用溫度為1360。 C和140(T C的熔融金屬進(jìn)行試驗(yàn)， 以決定相應(yīng)于鑄件重量的第二速度的合理范圍，如表1所示。圖2顯示了試 驗(yàn)的結(jié)果。
表l
鑄件(被測產(chǎn)品)重量(kg)
鼓式制動(dòng)器5.3
盤式制動(dòng)器9.9
鑄件11.6
圖2中的符號" "表示溫度為1360° C和1400° C的熔融金屬中未 發(fā)現(xiàn)穿透的試驗(yàn)結(jié)果。符號"△"表示溫度為1400° C的熔融金屬中無穿透 而溫度為1360° C的熔融金屬中有一些穿透的試驗(yàn)結(jié)果。符號"X"表示無
ii論熔融金屬的溫度是多少均發(fā)現(xiàn)穿透的試驗(yàn)結(jié)果。圖3中用"R"標(biāo)注這些
發(fā)現(xiàn)穿透的區(qū)域。這些區(qū)域與鑄件W中包含兩種不同厚度HI和H2的區(qū)域 相應(yīng)，該鑄件W是在上鑄型F1和下鑄型F2之間形成的。很明顯這是由于當(dāng) 熔融金屬從鑄件較厚的部分流向鑄件較薄的部分時(shí)熔融金屬的壓強(qiáng)過高所 致。圖2說明了鑄件重量與第二速度的關(guān)系可以用二次方程曲線表達(dá)鑄件 的重量隨第二速度的增加而降低。因此表示第二速度的速度上限的UL線和 表示其速度下限的DL線基于熔融金屬的溫度在中點(diǎn)線ML的± 85-88%內(nèi)被定 義。假如熔融金屬的溫度為常用的約1400° C且公差范圍為士85。/。，則速度 上限為40 X(l+0.85)=74mm/s且速度下限為40X(l-0.85)=6mm/s。這是因?yàn)楫?dāng) 鑄件的重量為5kg時(shí)，速度的中點(diǎn)為40mm/s 。
因此，較佳的控制裝置E包含一存儲(chǔ)器電路，該存儲(chǔ)器電路儲(chǔ)存了表達(dá) 鑄件重量和第二速度間關(guān)系的預(yù)設(shè)公式，以及一相應(yīng)于鑄件重量設(shè)置適當(dāng)?shù)?的第二速度的輸入電路。因此基于該公式，可以通過相應(yīng)于鑄件重量設(shè)置適 當(dāng)?shù)牡诙俣葋砩a(chǎn)高品質(zhì)的鑄件。即使更換了鑄件， 一旦已經(jīng)得到了相應(yīng) 于鑄件重量的合適第二速度，也可能減少更換并且在存儲(chǔ)器電路中輸入用于 設(shè)置第二速度的條件的時(shí)間。
此外，可以基于上鑄型分型面的表面積、上下鑄型的形狀和壓床的速度 進(jìn)行試驗(yàn)來預(yù)設(shè)壓強(qiáng)。因此，在上鑄型F1和下鑄型F2開始互相接觸后，可 以在上鑄型不過度穿透的位置停止上鑄型Fl 。
在本實(shí)施例中，通過改變?nèi)廴诮饘俚臏囟?正被注入的熔融金屬的溫度) 進(jìn)行試驗(yàn)。如圖4所示，首先，在注入的熔融金屬的溫度為1406° C時(shí)的壓 強(qiáng)曲線L1中，從點(diǎn)P1開始壓強(qiáng)逐漸增加，其中點(diǎn)P1為上鑄型以第二速度 被降低后上鑄型開始接觸下鑄型的位置。接著該曲線自點(diǎn)P2起線性增加直 至該上鑄型被降低了一預(yù)設(shè)距離。在本試驗(yàn)的壓強(qiáng)曲線L1中，自上鑄型開 始接觸下鑄型的點(diǎn)Pl直至上鑄型Fl不會(huì)過度穿透的臨界點(diǎn)P2，壓強(qiáng)W為 0.010MPa。在本試驗(yàn)中，上鑄型分型面的表面積為88,842mm2，且上下裝置B下降移動(dòng)的第二速度為30mm/秒。
接著，以相同方式進(jìn)行試驗(yàn)，除了所注入的熔融金屬的溫度為約1363° C。在本試驗(yàn)的壓強(qiáng)曲線L2中，如圖5所示，和如上所示的壓強(qiáng)曲線L1的 試驗(yàn)中一樣，從點(diǎn)P1開始壓強(qiáng)逐漸增加，該點(diǎn)P1為上鑄型以第二速度被降 低后上鑄型開始接觸下鑄型的位置。自點(diǎn)P2開始壓強(qiáng)幾乎呈線性增加，直 至上鑄型被降低了一預(yù)設(shè)距離。在本試驗(yàn)的壓強(qiáng)曲線L2中，從點(diǎn)P1至臨界 點(diǎn)P2，壓強(qiáng)為0.011MPa，點(diǎn)P1為上鑄型開始接觸下鑄型的位置，點(diǎn)P2為 上鑄型F1不會(huì)過度穿透的臨界位置。因此，即使所注入的熔融金屬的溫度 改變了，壓強(qiáng)曲線仍然相似。也就是說，如圖4圖5所示，在直至點(diǎn)P1的 開始階段中壓強(qiáng)L的區(qū)域有不同的形狀，點(diǎn)Pl為上鑄型開始接觸下鑄型的 位置。這是因?yàn)樯翔T型的凸出部分在進(jìn)入下鑄型中的熔融金屬時(shí)被熔融金屬 的粘度影響所致。然而，壓強(qiáng)曲線Ll和L2自點(diǎn)Pl至臨界點(diǎn)P2顯示了相 同的壓制特性，其中臨界點(diǎn)P2為上鑄型F1不會(huì)過度穿透的臨界位置。
因此在本發(fā)明中，在特定點(diǎn)停止降低上鑄型。這是基于壓強(qiáng)己經(jīng)達(dá)到一 預(yù)設(shè)級別的信息進(jìn)行的。該信息來自區(qū)域"R"中所得的關(guān)于上鑄型受到的 來自熔融金屬和下鑄型的壓強(qiáng)的信息，該區(qū)域從點(diǎn)P1直至臨界點(diǎn)P2，該點(diǎn) Pl為與下鑄型疊置的上鑄型開始接觸下鑄型的位置，臨界點(diǎn)P2為上鑄型Fl 不會(huì)過度穿透的臨界位置。
在本發(fā)明中，即使熔融金屬的溫度改變了，壓強(qiáng)曲線仍然保持相同的壓 制特性。因此，在特定的時(shí)間和距離可以停止降低上鑄型。這是以上鑄型的 下降距離達(dá)到一預(yù)設(shè)距離的信息為基礎(chǔ)的。該信息來自于區(qū)域"R"中的關(guān) 于上鑄型被降低的距離的信息，該區(qū)域從點(diǎn)Pl直至臨界點(diǎn)P2，該點(diǎn)Pl為 與下鑄型疊置的上鑄型開始接觸下鑄型的位置，臨界點(diǎn)P2為上鑄型Fl不會(huì) 過度穿透的臨界位置。用于偵測該位置的設(shè)備，如回轉(zhuǎn)式編碼器或線性標(biāo)尺 也可用作偵測裝置。
下面解釋本實(shí)施例中的壓床。首先，該鑄型包含一下鑄型F2和一上鑄型F1。該下鑄型F2是在鑄型砂箱22中采用濕砂31通過濕沙造型法造型的。 該下鑄型F2有一具備鑄件形狀的凹陷部分11。向該部分注入生產(chǎn)鑄件所需 量的熔融金屬12。上鑄型Fl是在鑄型砂箱32中采用濕砂31通過濕沙造型 法造型的。該上鑄型F1有一具備鑄件形狀的凸出部分13，其中該凸出部分 形成了 一生產(chǎn)鑄件所需的空腔。
接著，如圖1所示，在造型完成后，通過降低鑄型壓制板3，在將倒轉(zhuǎn) 位置中的上鑄型Fl通過例如為一滾柱式傳送機(jī)的傳送線51傳送后，該上鑄 型Fl通過固定裝置C固定在鑄型壓制板3上。接著上鑄型被從造型生產(chǎn)線 向后移動(dòng)并被保持在一待機(jī)位置。接著傳送下鑄型F2并將其固定在支座52 上注入熔融金屬的位置處。該固定是通過例如向在下鑄型F2的四個(gè)角上和 支座52上的下鑄型F2的安裝位置處形成的開口中插入定位汽缸53的桿來 實(shí)現(xiàn)的。
接著，如圖6所示， 一位于造型生產(chǎn)線外處于待機(jī)位置的注入裝置P被 傳送至緊鄰下鑄型F2。接著通過傾斜一澆桶54，向下鑄型的凸出部分ll中 注入熔融金屬，該熔融金屬的量為空腔體積的120%或更少。在完成注入后 該注入裝置被從造型生產(chǎn)線收回，并且如圖7所示，將壓床A送至上鑄型 Fl位于下鑄型F2之上的位置處。
接著，如圖8所示，以375mm/秒的第一速度降低上鑄型(用箭頭V表 示)，直至一與其開始接觸填滿于下鑄型中的熔融金屬12的位置相距15mm 的位置處。
接著如圖9和圖10所示，在經(jīng)過上鑄型即將開始接觸熔融金屬的位置 之后，將上鑄型F1的降低速度變?yōu)?5mm/秒的第二速度(用箭頭V表示)。 進(jìn)一步降低上鑄型，將熔融金屬的變形保持在最小值，上鑄型F1的凸出部 分13進(jìn)入熔融金屬12。上鑄型Fl與下鑄型疊置并開始接觸下鑄型F2。接 著，在上鑄型Fl不會(huì)過度穿透的位置處，并且當(dāng)作為偵測裝置的一測力傳 感器所測量到的壓強(qiáng)達(dá)到0.004MPa時(shí)，停止上鑄型F1的下降。在持續(xù)一定時(shí)間后，移除夾具，壓制工作完成。
在本實(shí)施例中，如上所見，即使所注入的熔融金屬的溫度改變了，壓強(qiáng) 曲線仍保持了相同的壓制特性，基于與下鑄型疊置的上鑄型的狀態(tài)信息為其 設(shè)置一下降行程(完成加壓的位置)是可能的。也就是說，上鑄型的下降行 程是在下鑄型被熔融金屬填滿的條件下確定的。然而，在這種條件下的下降 距離是在上鑄型受來自熔融金屬的沖力所影響的情況下測量的。因此，恐怕 這樣的下降行程不能準(zhǔn)確反應(yīng)實(shí)際發(fā)生的下降行程。此外，造型的壓強(qiáng)、型 砂的特性、模板的形狀及尺寸特別是其高度(此后稱為造型條件)都會(huì)影響 砂型。因此砂型經(jīng)常呈現(xiàn)出不同的尺寸。
因此在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，為了確定更準(zhǔn)確的下降行程，如圖11 所示，當(dāng)認(rèn)為該上鑄型完成了一次壓制且其不會(huì)被進(jìn)一步降低時(shí)，并且在該 下鑄型中不含任何熔融金屬的條件下，通過測量與下鑄型疊置的上鑄型上的 壓強(qiáng)來確定一下降行程。在圖11中，在上鑄型和下鑄型開始互相接觸時(shí)，
如果由上鑄型和下鑄型形成的疊置面(分型面)處的壓強(qiáng)為0.01MPa，則認(rèn) 為上鑄型和下鑄型在點(diǎn)P4緊密接觸了。那么上鑄型的下降行程(壓制完成 的位置)被確定在280.4mm。
當(dāng)涉及作為壓制完成位置的上鑄型的下降行程的造型條件改變，或者每 隔預(yù)設(shè)間隔對其進(jìn)行測量時(shí)，為了將改變的造型條件反應(yīng)至用于鑄造鑄件的 上鑄型的下降行程，或者是將一從每隔預(yù)設(shè)間隔進(jìn)行的測量中計(jì)算而得的下 降行程設(shè)置為用于鑄造鑄件的上鑄型的下降行程，本實(shí)施例的用于鑄造鑄件 的鑄型方法包含將上鑄型向下鑄型降低的過程；偵測當(dāng)上鑄型與下鑄型疊 置時(shí)上鑄型的下降行程和上鑄型受到的來自下鑄型的壓強(qiáng)之間的關(guān)系的過 程；以及根據(jù)上述關(guān)系設(shè)置該壓強(qiáng)下的上鑄型的下降行程的過程。這樣可以 確定適當(dāng)?shù)膲褐仆瓿傻奈恢?，從而使得生產(chǎn)的鑄件具有高精確度的尺寸。
在上述實(shí)施例中，采用具有鑄型砂箱的鑄型。但是在旨在例如最小化型 砂的使用的背金處理中的鑄型，同樣可以生產(chǎn)出和由采用鑄型砂箱的鑄型生產(chǎn)出的鑄件一樣具有高精確度尺寸的鑄件，在該背金處理中，如圖12所示，
將型砂從吹入口 23b吹至永久鑄型23a例如上鑄型F3和下鑄型F4的表面， 并且形成一砂層形狀23c。壓床A的工作結(jié)構(gòu)和其控制基本與采用鑄型砂箱 的鑄型時(shí)的壓床一致。此外，背金方法中的填背砂不局限于永久鑄型?？梢?采用由金屬球、接合劑、灰泥等等形成的背金。形成鑄件形狀一部分的砂層 可以通過各種己知的鑄型方法被適當(dāng)造型，如濕沙造型法、殼模法、冷匣造 型法、自硬造型法等等。
此外，該鑄型方法可以采用無箱造型，在造型或鑄型匹配完成后從鑄型 砂箱中起出砂鑄型。
圖13-15所示為在鑄型匹配完成后，將一砂鑄型從鑄型砂箱中起出時(shí)壓 床的示意圖。該壓床A2包含在鑄型完成后支持上鑄型F5和下鑄型F6的 導(dǎo)向桿42; —升降上鑄型F5的上下裝置B2;當(dāng)上鑄型F5與下鑄型F6疊置 后， 一將一砂鑄型6從一鑄型砂箱25中起出的鑄型起出裝置G;以及一放置 砂鑄型6的支座52b。
在壓制過程中將熔融金屬12注入下鑄型F6后進(jìn)行鑄造，并且通過起重 裝置B2使上鑄型F5與下鑄型F6疊置(圖14)。接著降低位于鑄型起出裝置 G的端部處的一起出板8，并且該砂鑄型型6被放置在支座52b上(見圖15)。
圖16為鑄型完成后砂鑄型被從鑄型砂箱中起出時(shí)壓床的示意圖。當(dāng)上 砂鑄型F7和下砂鑄型F8被置于壓床A中時(shí)，可以在與采用鑄型砂箱的鑄型 的情況中一樣的條件下進(jìn)行鑄型的壓制。支持上砂鑄型F7和鑄型壓制板3 的固定裝置C2不局限于任何特定結(jié)構(gòu)，只要其可以將上鑄型F7固定在鑄型 壓制板3上即可。例如，其可以是夾緊上砂鑄型F7的固定裝置且其通過汽 缸將上砂鑄型F7固定在壓制版3上，或置于上砂鑄型F7對側(cè)的類似裝置。 無箱鑄型可以通過各種已知造型方法被適當(dāng)造型，如濕沙造型法、殼模法、 冷匣造型法、自硬造型法等等。
1權(quán)利要求
1、一種生產(chǎn)一鑄件的鑄造方法，采用一形成了一具有鑄件形狀的空腔的鑄型，以通過疊置一上鑄型和一下鑄型來生產(chǎn)一鑄件，該鑄型通過一造型方法成型，所述鑄造方法包括以下步驟向該下鑄型注入生產(chǎn)一鑄件所需量的熔融金屬；以一預(yù)設(shè)的第一速度降低該上鑄型，直至該上鑄型達(dá)到該上鑄型剛要開始接觸該熔融金屬表面之前的一預(yù)設(shè)位置；在該上鑄型被進(jìn)一步降低至低于該預(yù)設(shè)位置后，以一預(yù)設(shè)的第二速度降低該上鑄型；偵測并得到與該下鑄型疊置的該上鑄型的狀態(tài)信息；并且，當(dāng)偵測到該上鑄型的狀態(tài)信息顯示已達(dá)到預(yù)設(shè)條件時(shí)，停止降低該上鑄型。
2、 如權(quán)利要求1所述的鑄造方法，其還包含以下步驟進(jìn)一歩設(shè)置該 第二速度，該速度基于表達(dá)該鑄件重量與第二速度的關(guān)系的預(yù)設(shè)公式并根據(jù) 該鑄件的重量被適當(dāng)設(shè)置。
3、 如權(quán)利要求2所述的鑄造方法，其中該公式為二次曲線，顯示該鑄 件重量隨著該第二速度的增加而降低。
4、 如權(quán)利要求2或3所述的鑄造方法，其中該第二速度在由表達(dá)該鑄 件重量與第二速度的關(guān)系的公式所定義的該第二速度的中點(diǎn)的±85-88%范 圍內(nèi)。
5、 如權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的鑄造方法，其中該上鑄型的狀態(tài) 信息為該上鑄型受到的來自該熔融金屬和下鑄型的壓強(qiáng)信息或該上鑄型下 降的距離信息。
6、 一種用于生產(chǎn)一鑄件的鑄造方法的壓床，其包含 一可移動(dòng)框架；一由該可移動(dòng)框架支持的上下裝置；一壓制鑄型的平板，其與該上下裝置的一桿的端部相連； 垂直安裝在該壓制鑄型的平板上的導(dǎo)向桿； 一與該壓制鑄型的平板連接的固定裝置，用于固定上鑄型， 一用于偵測并得到該上鑄型的狀態(tài)信息的偵測裝置，該上鑄型通過該上下裝置與下鑄型疊置；以及一控制該可移動(dòng)框架、上下裝置和固定裝置的控制裝置，其中該控制裝置還基于該偵測裝置偵測得到的信息控制該上下裝置的移動(dòng)，其中在該上下裝置的移動(dòng)中，該上下裝置的降低速度包含設(shè)置速度為預(yù)設(shè)的第一速度，直到該上鑄型被降低到該上鑄型剛要開始接觸熔融金屬的表面之前的預(yù)設(shè)位置，并且在該上鑄型被進(jìn)一步降低至低于該預(yù)設(shè)位置后設(shè)置速度為預(yù)設(shè)的第二速度。
7、 如權(quán)利要求6所述的壓床，其中該壓床包含一儲(chǔ)存有表達(dá)該鑄件重 量與第二速度的關(guān)系的一預(yù)設(shè)公式的存儲(chǔ)器電路，以及一將該第二速度合適 地設(shè)置為一相應(yīng)于該鑄件重量的速度的輸入電路。
8、 如權(quán)利要求7所述的壓床，其中該公式為二次曲線，顯示該鑄件的 重量隨著該第二速度的增加而降低。
9、 如權(quán)利要求7或8所述的壓床，其中該第二速度在由表達(dá)該鑄件重 量與第二速度的關(guān)系的公式所定義的該第二速度的中點(diǎn)的±85-88%范圍內(nèi)。
10、 如權(quán)利要求6、 7和8中任意一項(xiàng)所述的壓床，其中該上鑄型的狀 態(tài)信息為該上鑄型受到的來自該熔融金屬和下鑄型的壓強(qiáng)信息或該上鑄型 下降的距離信息。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種高質(zhì)量鑄件的鑄造方法和一種鑄造該類鑄件的壓床，該壓床通過控制在壓制過程中上鑄型與下鑄型疊置之后壓床壓制鑄型的速度進(jìn)行鑄造。本發(fā)明提供一種鑄件的鑄造方法和用于該鑄造方法的壓床。其采用具有呈鑄件形狀的凹陷部分的下鑄型以及具有呈鑄件形狀的凸出部分的上鑄型，該凸出部分通過與下鑄型疊置形成一空腔以生產(chǎn)鑄件。一種生產(chǎn)鑄件的鑄造方法和用于該鑄造方法的壓床，采用一形成呈鑄件形狀的空腔的鑄型，通過下鑄型與上鑄型的疊置來生產(chǎn)鑄件，其中鑄型是通過一造型方法得到的，所述鑄造方法包含以下步驟向下鑄型注入生產(chǎn)鑄件所需量的熔融金屬；以預(yù)設(shè)的第一速度降低上鑄型直到上鑄型到達(dá)該上鑄型剛要開始接觸該熔融金屬表面之前的預(yù)設(shè)位置；在上鑄型進(jìn)一步降低至低于預(yù)設(shè)位置后以預(yù)設(shè)的第二速度降低上鑄型；偵測并得到與下鑄型疊置的上鑄型的狀態(tài)信息；并且，當(dāng)偵測到上鑄型的狀態(tài)信息顯示已達(dá)到預(yù)設(shè)條件時(shí)停止降低該上鑄型。
文檔編號B22D18/02GK101528388SQ20078003897
公開日2009年9月9日 申請日期2007年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月20日
發(fā)明者巖崎順一, 羽片豊 申請人:新東工業(yè)株式會(huì)社