CN103826778A

CN103826778A - 用于熔失模型模制成型的模型的组装装置和方法及对应的模制成型方法

Info

Publication number: CN103826778A
Application number: CN201280030982.8A
Authority: CN
Inventors: M·迪弗卢
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA; GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: PSA Automobiles SA; GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2011-06-23
Filing date: 2012-05-25
Publication date: 2014-05-28
Anticipated expiration: 2032-05-25
Also published as: EP2723518B1; WO2012175836A2; CN103826778B; FR2976830A1; EP2723518B8; FR2976830B1; WO2012175836A3; EP2723518A2; BR112013032045A2

Abstract

本发明涉及一种通过胶粘对用于熔失模型模制成型方法的模型的芯板进行组装的装置，所述装置（20）包括：模型的第一芯板（40）的第一支架（24）；模型的第二芯板（60）的第二支架（26）；第一和第二支架（24，26）适于在胶粘方向中朝向彼此移动，以将第一和第二芯板（40，60）胶粘在一起，组装装置（20）包括：当对芯板（40，60）的组装进行定位时，在与胶粘方向正交的平面中对芯板进行自动对中心的自动对中心机构（30，38）。

Description

用于熔失模型模制成型的模型的组装装置和方法及对应的模制成型方法

技术领域

本发明涉及通过胶粘对用于模制成型熔失模型（modèle perdu）方法的模型的芯板（strate）进行组装的装置。本发明还涉及包括使用所述装置的组装方法以及包括根据该方法组装的模制成型方法。

背景技术

用可熔失模型进行模制成型的方法技术使用称为用于获得铸造件的模型的中间体。例如聚苯乙烯制的模型在实施该方法时被毁坏，即模型被“熔失”以获得期望的铸造件。然而，在该方法期间，期望的铸造件的几何特征对应于熔失模型的几何特征。在下面的描述中，通过熔失模型进行模制成型的方法与“熔失模型方法”或“PMP”代表意义相同。熔失模型可以由芯板组装构成。因而，在机动车辆领域，内燃机的气缸盖的熔失模型可以通过四个或五个芯板组装形成。

芯板通过胶粘组装。构成模型的不同芯板的胶粘可以借助胶粘工具实现。图1示出借助胶粘工具20对两个芯板40和60进行组装的示意图。胶粘工具20传统上由每个承载一个模型芯板（分别为40和60）的两个支架24和26组成。两个支架24和26适于在胶粘方向（这里是竖直方向）上彼此朝向移动。两个支架24和26朝向彼此移动使得由这两个支架承载的芯板40和60可以胶粘。胶粘接合部由标记22的粗线示出。

图2示出两个芯板40和60胶粘组装之后获得的模型50的轮廓图。

组成模型的每个芯板40或60通过在注塑型腔中模制成型预先获得。每个芯板40或60因此来自由两个型腔形成的模具。图3A和3B示出用于获得气缸盖的熔失模型的芯板的同一模具的半型腔80和82。图1和2示出当获得不同的芯板40和60时，模具的半型腔的连接接合部。根据图1，芯板40还包括连接接合部44，而芯板60包括连接接合部66。

由于通过模制成型获得每个芯板40或60的方法，芯板可包括与半型腔80和82的封闭间隙相关的变型。图4示出芯板40与芯板60的组装示意图，其中通过模制成型获得导致沿连接接合部66的几何特征变化。这种变化的结果可以导致芯板的胶粘接合部的对应变差。因而图5示出在芯板40的胶粘表面46和芯板60的对应胶粘表面64之间的胶粘接合部22位置处形成泄露区域。相比之下，图6示出芯板40和芯板60之间没有泄露区域的胶粘接合部。在所有芯板胶粘之后，这样的变化可以由于芯板的堆积而合并。

由此存在芯板的胶粘工具或者胶粘组装装置，提供支架各自位置的三维且预先调整。这种三维调整通常用“X、Y和Z方向上的调整”表示。这样的调整允许对胶粘接合部22位置处的芯板形状进行设定。因而，接合部可采用复杂的形状并且具有，例如，相反的斜面。在胶粘之前，相对于一套模型执行工具的调整。为了考虑相对于下一套模型的离散差，再次执行调整以适应芯板的变化。对于每套工具进行的重新调整使借助工具获得熔失模型变得复杂。

此外，可以在同一套工具的芯板每次组装之前预先设置调整。实际上，不管由于通过模制成型获得一套芯板而产生的公差变化如何，每套在X、Y和Z方向上进行一次调整会使由通同一套中间的轻微变化带来的胶粘问题继续存在。图4示出即使在对于一套芯板已经考虑模制成型公差时的这种胶粘问题。在两个芯板胶粘之后，由芯板40和60形成的模型的右部分可能会受到压力，即胶粘表面46和64过度地收紧（用“+”表示），而同一模型的左部分可能会受到牵引力（用“-”表示）。

因此，存在这样的需要，即用对于同一套芯板中间和不同套芯板之间的变化这个方面来说更加简单和精确的熔失模型的芯板胶粘进行的组装。

发明内容

为此，本发明提出一种通过胶粘对用于熔失模型模制成型方法的模型的芯板进行组装的装置，所述装置包括：

-模型的第一芯板的第一支架；

-模型的第二芯板的第二支架；

第一和第二支架适于在胶粘方向中朝向彼此移动，以将第一和第二芯板胶粘在一起，

组装装置包括：当对芯板的组装进行定位时，在与胶粘方向正交的平面中对芯板进行自动对中心的自动对中心机构。

根据一个变型，所述自动对中心机构允许在与胶粘方向正交的平面所包含的至少一个方向中，优选在与胶粘方向正交的平面所包含的所有方向中，具有-0.5mm至+0.5mm的游间距离。

根据一个变型，除了自动对中心机构以外，装置还包括在与胶粘方向正交的平面中对第一支架和第二支架的各自定位进行标准调整的标准调整机构。

根据一个变型，所述自动对中心机构包括：

-可以在与胶粘方向正交的平面包含的至少一个方向中移动的一套滚珠；

-沿与所述一组滚珠相同的移动方向定向的一对弹簧式推杆，该对推杆的每个沿不同方向定向。

根据一个变型，装置包括框架，第一和第二支架固定在所述框架上，自动定中心机构仅布置在所述框架以及第一支架和第二支架的其中之一之间。

本发明还提出一种通过胶粘对用于熔失模型模制成型方法的模型的芯板进行组装的方法，所述方法包括使用前述的组装装置，所述方法还包括：

-将模型的第一芯板和第二芯板分别定为在第一支架和第二支架上；

-在胶粘温度下提供组装芯板的粘合剂，所述粘合剂例如借助布置在第一和第二芯板之间的上胶护罩提供；

-通过支架在胶粘方向上各自移动对第一和第二芯板进行胶粘。

根据一个变型，第一芯板具有设置用于胶粘到第二芯板的胶粘表面上的胶粘表面，第一和第二芯板的胶粘表面具有相对于胶粘方向的正交平面倾斜大于10°角，优选大于15°角的斜面。

根据一个变型，所述粘合剂具有在胶粘温度下700至1800mPa.s的Brookfield粘度，优选具有1000至1500mPa.s的Brookfield粘度，所述胶粘温度优选在110℃至130℃之间。

根据一个变型，芯板通过在模具中注入聚苯乙烯获得。

本发明还提出一种通过熔失模型模制成型的方法，包括根据上述方法对模型进行组装以便对熔失模型进行模制成型，组装好的模型优选是内燃机的气缸盖。

附图说明

通过阅读以下参考附图对仅作为示例的本发明的实施例的详细说明，本发明的其它特征和优点将更加清楚，所附附图其中：

-图1是借助根据现有技术的胶粘工具对两个芯板进行组装的示意图；

-图2是通过对两个芯板进行胶粘组装之后获得的模型的轮廓图；

-图3A和3B示出用于获得气缸盖熔失模型的芯板的同一模具的半型腔的透视图；

-图4是根据现有技术对一个芯板与另一个芯板进行组装的示意图，其中通过模制成型的获得已经导致沿连接接合部的几何特征变化；

-图5是芯板之间的胶粘接合部处的泄露区域的视图；

-图6是没有泄露区域的芯板之间的胶粘接合部的视图；

-图7是借助根据一个实施例的装置通过胶粘对两个芯板进行组装的示意图；

-图8是根据另一个实施例的组装装置的支架的透视图；

-图9是沿图8的支架的平面P的剖视图；

-图10A和10B是图9的实施例中的自动对中心轴线的透视图和分解透视图；

-图11A和11B是图8的实施例中的弹簧式推杆的支架的透视图和分解透视图；

-图12A和12B是弹簧式推杆的两个实施例的剖视图。

具体实施方式

本发明提出一种对用于通过熔失模型模制成型的方法（PMP）的模型的芯板进行胶粘组装的装置。在下文中，参考图1至6介绍装置20和熔失模型50。所提出的装置包括第一支架24和第二支架26。第一支架24允许支撑模型50的第一芯板40，而第二支架26允许支撑模型50的第二芯板60。第一和第二支架24和26适于在胶粘方向中朝向彼此移动，以将第一和第二芯板40和60胶粘起来。

装置20还包括芯板40和60的自动对中心机构。当对芯板40和60的组装进行定位时实施该自动对中心。芯板组装的定位对应于第一和第二支架24和26朝向彼此移动以将芯板胶粘在一起。

自动定中心由自动定中心机构确保，所述自动定中心机构提供支架24和26彼此之间在与胶粘方向正交的平面中各自的移动自由度。该移动自由度允许芯板无应力顺应（compliance）。无应力避免由例如聚苯乙烯（脆弱材料）制成的模型的芯板损坏。

自动对中心机构还确保对两个支架的其中一个相对于另一个的位置进行自动调节，以确保在胶粘接合部22位置处不具有泄露区域的芯板40和60进行胶粘。

在胶粘接合部22中具有斜面时尤其可以进行自动调节。在该文件中，胶粘接合部22的斜面对应于相对于和芯板的胶粘方向正交的平面倾斜的斜面。胶粘接合部22中的斜面对应于第一芯板40的胶粘表面46和第二芯板60的胶粘表面64所具有的对应斜面。为了确保最有效的自动对中心，斜面可以倾斜10°角或者优选倾斜大于15°的角。

由此芯板40和60借助斜面以及胶粘接合部22的所有几何特征通过芯板一个在另一个上滑动实现定位。当第一和第二支架24和26在其沿胶粘方向朝向彼此移动行程结束时产生滑动。

由于该自动调节和无应力，所提出的装置允许独立于芯板几何特征的可能变化进行简单的组装。最终，本发明允许通过胶粘对熔失模型的芯板进行组装，该组装面对同一组芯板中以及不同组芯板之间的变化较为简单并且更加精确。

由此，装置使得与品质较差的胶粘相关的模型废品数量减少。

由于具有自动对中心机构，装置20本身确保寻址功能，这允许芯板顺应后面由支架24和26的支撑。因而，装置20，即胶粘工具，直接集成自动对中心技术方案而无需特别准备要胶粘的芯板或者对每个芯板进行特定调整。

装置20可以有利地在通过胶粘对PMP模型的芯板进行组装的方法中使用。由此，本发明还涉及通过胶粘对PMP模型的芯板进行组装的方法，进而允许获得以上优点。

该方法包括使模型50的第一芯板40和第二芯板60分别在第一支架24和第二支架26上进行预先定位。所提出的装置20可实际上最初完全不具有芯板40和60。

所提出的方法然后包括在胶粘温度下为芯板40和60的组装提供粘合剂。粘合剂可例如借助布置在第一和第二芯板40和60之间的上胶护罩（未示出）提供。胶粘温度根据粘合剂的热熔性质进行选择，以便使所获得的粘合剂粘度允许芯板40和60一个在另一个上无应力地滑动。为了允许该滑动，所使用的粘合剂可具有在胶粘温度下700至1800mPa.s的Brookfield粘度。优选地，所使用的粘合剂具有在胶粘温度下1000至1500mPa.s的Brookfield粘度。这样的粘合剂包括例如由forbo adhesives公司出品的名称为SWIFTHERM607的粘合剂，其具有100℃下1800mPa.s、120℃下1250mPa.s以及140℃下700mPa.s的Brookfield粘度。对于这种可热熔粘合剂，胶粘温度优选在110℃至130℃之间，更特别地胶粘温度可以为120℃。通常，胶粘温度可以在110℃至130℃之间。

方法还包括通过支架24和26在胶粘方向上各自的移动对两个芯板40和60进行胶粘。

由于芯板的自动对中心，组装装置和组装方法对于通过在模具（例如图3A和3B中所示的模具）中注塑所获得的芯板是尤其有利的。实际上，芯板40和60可在连接接合部44或66处具有尺寸变化，如前所述。在芯板40和60的制造公差区间中的尺寸变化通过所提出的自动对中心被自动考虑在内，这可以避免芯板与模型的泄露区域以及压力太大的区域胶粘。此外，所提出的自动对中心可以避免由于芯板的堆放而使每个芯板的公差累积。由此可以对第一支架24和第二支架26的各自定位执行对通过在模具中注塑获得的芯板的间隙或者芯板的间隙组合的单次标准调整。在通过胶粘对自动对中心后的两个芯板进行组装之后，去掉胶粘好的芯板允许恢复先前的标准调整。装置还可以包括第一支架和第二支架在与胶粘方向正交的平面中的各自定位的标准调整机构的自动对中心结构。

更特别地，芯板40和60可通过聚苯乙烯注塑获得。使用SWIFTHERM607粘合剂对于根据所提出的方法组装聚苯乙烯芯板是特别有利的。

更优选地，芯板的组装允许获得如图2中所示的气缸盖的熔失模型。由此本发明还涉及通过熔失模型进行模制成型的方法，包括前面熔失模型的组装方法。模制成型方法优选允许获得内燃机的气缸盖。

可以设想装置20的自动对中心机构的不同实施例。

图7示出借助装置20通过胶粘对芯板40和60进行组装的示意图，所述装置包括根据一个实施例的自动对中心机构。根据该实施例，自动对中心机构包括：

-可以在与胶粘方向正交的平面包含的至少一个方向中移动的一套滚珠30；

-沿与一组滚珠相同的移动方向定向的一对弹簧式推杆38。

使用滚珠30允许获得仅抵抗最小摩擦力的非常敏感的机械自动对中心。一套滚珠30看做一“床”滚珠。

优选使弹簧式推杆38每个沿不同方向定向，尤其是当芯板具有非平衡胶粘表面轮廓时。非平衡胶粘表面对应于例如具有向右定向斜面多于向左定向斜面的胶粘表面。由于较多数目的斜面向右定向，芯板的组装定位可以通过反作用趋于过多地向左顺应。一对推杆38沿同一直线的两个不同方向上的定向允许在芯板40和60组装时的顺应重新平衡。

参考图7描述的自动对中心机构允许在与胶粘方向正交的平面所包含的至少一个方向中-0.5mm至+0.5mm的游间距离。有利地，在与胶粘方向正交的平面所包含的任何方向上都可以有-0.5mm至+0.5mm的游间距离。通常来说，自动对中心机构所允许的轮轴游间适配与通过模制成型获得芯板（尤其是通过在两个半注塑型腔中模制成型）的最大公差相关。

在图7的实施例中，自动定中心机构可包括至少两对弹簧式推杆，每对弹簧式推杆沿与胶粘方向正交的平面的两个不同方向定向。

参考图7，自动定中心机构仅布置在第二支架26和框架（未示出）之间。因此，没有任何自动定中心机构布置在第一支架24和框架之间。然而中间支架28可以设置在第二支架26的自动对中心机构和框架之间。中间支架28尤其允许在与胶粘方向正交的平面中对第一支架和第二支架的各自定位进行标准调整。由支架26和中间支架28形成的组件对应于放置型规（conformateur de dépose），这是由于其设置用于当胶粘方向是竖直的时候，布置在装置20的下部。

图8示出根据自动对中心机构的另一个实施例的组装装置20的支架24的透视图。根据该实施例，自动对中心机构仅布置在第一支架24和框架之间。由此，根据该实施例，使得可以没有任何自动对中心机构被布置在第二支架26和框架之间。然而，中间支架84可以设置在第一支架24的自动对中心机构和框架之间。如同在前一实施例中，使用在第一支架24的自动对中心机构和框架之间的中间支架84允许在与胶粘方向正交的平面中对第一和第二支架进行标准调整。

由支架24和中间支架84形成的组件对应于抓持型规或抓持器，这是由于其设置在用于当胶粘方向是竖直的时候，布置在装置20的上部。自动对中心机构的一部分由至少一个自动对中心轴线71形成。根据图8所示的实施例，自动对中心机构包括四个自动对中心轴线70，每个布置在第一支架24的角落。

图9示出沿阴影面P的第一支架24和中间支架84的剖视图。该视图对应于在图8的直线L的平面中的剖视图。图9在自动对中心轴线70的位置处将支架24和支架84剖开。图10A和10B示出先前自动对中心轴线70的透视图和分解透视图。

轴线70由两套滚珠30构成。该两套滚珠30每个被保持架72保持。这两套滚珠还每个被紧箍在限界在部件86的一部分中的凹腔中。部件86的一侧与板件74限定凹腔，部件86另一侧与垫圈76限定凹腔。滚珠套装30中的每个可以在与胶粘正交的平面中自由滑动，同时被一方面被部件86另一方面被板件74和垫圈76的其中之一引导。部件86借助螺母88被固定在中间支架84上，而板件74和垫圈76与第一支架24连成一体，例如借助螺钉78。由此，所述轴线70允许在与胶粘方向正交的平面所包含的所有方向上移动。

根据图8的实施例，自动对中心机构还包括位于支架24每个角落处的弹簧式推杆的支架。这四个弹簧式推杆的支架在图8中不可见。然而，图1A和1B示出弹簧式推杆的支架32的透视图和分解透视图。弹簧式推杆38被容纳在弹簧式推杆的支架32的穿孔中。根据该实施例，第一支架24包括分布在胶粘的正交平面的两个不同方向中的四对弹簧式推杆。如前面参考图7所述，分布在两个不同方向上的两对弹簧式推杆可能就足够了。然而，更多对推杆有助于装置20的稳定性。在任何情况下，对于在同一直线中定向的一对推杆，该对推杆中的每个优选在与前面所述不同的方向中定向。

独立于装置20的实施例，弹簧式推杆38可至少在具有滚珠或销钉的弹簧式推杆38中选择，图12A和12B示出弹簧式推杆的这两个实施例的剖视图。图12A示出直径为d1并且具有直径为d3的销钉34的弹簧式推杆38。该带销钉的推杆34允许例如0至0.5mm的游间距离w2。图12B示出直径为d1并且具有直径d2的滚珠36的弹簧式推杆38。该带滚珠的推杆36允许例如0至0.5mm的游间距离w1。

Claims

1.一种通过胶粘对用于熔失模型模制成型方法的模型的芯板进行组装的装置，所述装置（20）包括：

-模型（50）的第一芯板（40）的第一支架（24）；

-模型（50）的第二芯板（60）的第二支架（26）；

第一和第二支架（24，26）适于在胶粘方向中朝向彼此移动，以将第一和第二芯板（40，60）胶粘在一起，

组装装置（20）的特征在于，其包括：当对芯板（40，60）的组装进行定位时，在与胶粘方向正交的平面中对芯板进行自动对中心的自动对中心机构（30，38，70）。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述自动对中心机构（30，38，70）允许在与胶粘方向正交的平面所包含的至少一个方向中，优选在与胶粘方向正交的平面所包含的所有方向中，具有-0.5mm至+0.5mm的游间距离。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，除了自动对中心机构（30，38，70）以外，其还包括在与胶粘方向正交的平面中对第一支架（40）和第二支架（60）的各自定位进行标准调整的标准调整机构。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，所述自动对中心机构（30，38，70）包括：

-可以在与胶粘方向正交的平面包含的至少一个方向中移动的一套滚珠（30）；

-沿与所述一组滚珠（30）相同的移动方向定向的一对弹簧式推杆（38），该对推杆（38）的每个沿不同方向定向。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，其包括框架，第一和第二支架（40，60）固定在所述框架上，自动定中心机构（30，38，70）仅布置在所述框架以及第一支架（40）和第二支架（60）的其中之一之间。

6.一种通过胶粘对用于熔失模型模制成型方法的模型的芯板进行组装的方法，其特征在于，所述方法包括使用根据权利要求1至5中任一项所述的组装装置（20），所述方法还包括：

-将模型（50）的第一芯板（40）和第二芯板（60）分别定为在第一支架（24）和第二支架（26）上；

-在胶粘温度下提供组装芯板（40，60）的粘合剂，所述粘合剂例如借助布置在第一和第二芯板（40，60）之间的上胶护罩提供；

-通过支架（24，26）在胶粘方向上各自移动对第一和第二芯板（40，60）进行胶粘。

7.根据权利要求6所述组装方法，其特征在于，第一芯板（40）具有设置用于胶粘到第二芯板（60）的胶粘表面（64）上的胶粘表面（46），第一和第二芯板（40，60）的胶粘表面（46，64）具有相对于胶粘方向的正交平面倾斜大于10°角，优选大于15°角的斜面。

8.根据权利要求6或7所述的组装方法，其特征在于，所述粘合剂具有在胶粘温度下700至1800mPa.s的Brookfield粘度，优选具有1000至1500mPa.s的Brookfield粘度，所述胶粘温度优选在110℃至130℃之间。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的组装方法，其特征在于，芯板（40，60）通过在模具（80，82）中注入聚苯乙烯获得。

10.一种通过熔失模型模制成型的方法，其特征在于，其包括根据权利要求6至9中任一项所述对模型（50）进行组装以便对熔失模型进行模制成型，组装好的模型（50）优选是内燃机的气缸盖。