CN105813781A - 铸造模具装置和铸造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于获得铸造产品(10)的铸造模具装置(50)和铸造方法,在该铸造产品中形成有内孔(14),所述内孔(14)的至少一端是敞开的。所述铸造模具装置(50)具有:用于在所述铸造产品(10)中形成所述内孔(14)的型芯销(46);以及振动传递构件(90),该振动传递构件(90)用于将振动从微振动机器(100)的振动器(98)传递到所述型芯销(46)。当进行铸造时,通过振动传递构件(90)将振动从振动器(98)给予型芯销(46)。这些振动还传播到位于已经浇注到空腔(60)内的熔融金属(66)中的型芯销(46)周围的部位。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于获得形成有内孔且该内孔的至少一端敞开的铸造产品的铸造模具装置和铸造方法。
背景技术
例如,构成滑阀的阀体是通过将熔融金属(主要是铝合金熔融金属)浇注到铸造模具装置的空腔内并允许该熔融金属硬化而制成的。换言之,阀体是作为铸造产品获得的。
在这种类型的阀体的情况下,形成阀孔(内孔)以将构成阀构件的阀芯可滑动地插入其中。阀孔的至少一端在阀体中的预定位置敞开,从而允许将阀芯插入其中。
阀孔是通过例如型芯销形成的。更具体地说,将型芯销预先插入到空腔内部,并且在这种状态下将熔融金属浇注到空腔内。于是,在熔融金属已经硬化而获得铸造产品之后,将型芯销从铸造产品移除或分离,由此形成形状与型芯销的形状对应的中空部分。该中空部分用作所述阀孔。
在这种情况下,在阀孔的铸造表面上,在其中形成典型的铸造缺陷如气孔或流线。因此,对于阀孔的内壁,通过研磨过程将高达约0.5mm到1mm的深度的部位移除,并且大量进行将内壁的内部暴露出来的操作。更具体地说,在作为待发售产品的滑阀中,阀孔内壁表面是通过研磨而暴露的机加工表面。
然而,在这种机加工表面上,可能发生这种情况,即:存在于机加工表面附近(阀孔的内层中)的铸造缺陷如气孔等变成暴露出来。结果,为了消除机加工表面中的铸造缺陷,需要尽可能多地减少在阀孔内层中发生的这种铸造缺陷。
在日本特开专利公报No.2000-238041中,公开了将被施加超声波振动的模具浸入到熔融金属内。根据日本特开专利公报No.2000-238041的公开,在这种条件下,当将模具从熔融金属拉出来时,维持了熔融金属粘附于模具的状态。另外,根据日本特开专利公报No.2000-238041,其公开了:通过在模具匹配(模具关闭)之后连续施加超声波振动直到已经发生一定程度硬化为止,能够减少铸造缺陷如气孔、流线等的发生。
然而,即使如日本特开专利公报No.2000-238041中公开的那样向模具施加振动,这种振动常常也不会被足够地传递至熔融金属。更具体地说,仅仅通过给铸模赋予振动,并不容易将内孔的内壁和内层中的铸造缺陷减少。
发明内容
如能够从以上理解的,通过传统的铸造技术,非常难以形成在其内层和内壁中识别不出铸造缺陷的内孔。
以上缺点并不限于阀体的阀孔,例如在用于致动器中的活塞等的滑动孔中或者在节气门本体或化油器等的进气路径中也会发生类似缺陷。
本发明的主要目的是提供一种铸造模具装置,在该铸造模具装置中,能够相对于熔融金属充分地传递振动。
本发明的另一个目的是提供一种铸造模具装置,该铸造模具装置使得能够获得铸造产品,在该铸造产品中,能够减少内孔的内壁中的铸造缺陷。
本发明又一个目的是提供一种铸造方法,在该铸造方法中,能够获得以上描述的铸造产品。
根据本发明的实施方式,提供了一种用于获得铸造产品的铸造模具装置,内孔形成在该铸造产品中,所述内孔的至少一端是敞开的,所述装置包括:
被构造成形成所述内孔的型芯销;
被构造成产生振动的振动产生单元;以及
振动传递构件,该振动传递构件由形成空腔的模具支撑,并且被构造成将由所述振动产生单元产生的振动传递至所述型芯销。
另外,根据本发明的另一个实施方式,提供了一种用于获得铸造产品的铸造方法,内孔形成在该铸造产品中,所述内孔的至少一端是敞开的,所述方法包括如下步骤:
形成空腔,型芯销已经进入所述空腔以形成内孔;以及
将熔融金属引入到所述空腔内;
其中,经由所述型芯销和/或由形成所述空腔的模具支撑的振动传递构件将由振动产生单元产生的振动给予所述空腔的内部中的所述熔融金属。
术语“内孔”包含两端都敞开的通孔以及一端封闭的有底孔的含义。另外,如下使用的术语“完好表面”和“完好层”是指其中从内孔识别不出大小会导致材料泄漏的铸造缺陷如气孔或流线等的表面和层。
更具体地说,在本发明中,采用了这样的结构,其中由振动产生装置产生的振动经由振动传递构件传递至型芯销,此外,这种振动能够从型芯销传递到型芯内部中的熔融金属。因而,振动被充分地传递到熔融金属。更具体而言,由型芯销形成的内孔的内壁是在充分地向熔融金属施加振动的状态下通过该熔融金属的硬化而构成的。
以这种方式形成的内壁(铸造表面)表现出表面光泽,并且在其中识别不出具有导致内孔的基础材料(例如,液压油等)泄漏的程度大小的铸造缺陷,如气孔或流线等。更具体地说,内壁是其中识别不出铸造缺陷的完好表面,而且其美学外观也令人满意。这是因为在以上描述的方式中充分地传递了振动。
因此,根据具体情形,可以直接使用该铸造表面,而不用对该铸造表面进行研磨过程或镜面抛光过程。因此,能够减少使铸造产品成为最终产品之前的步骤数量,同时实现成本降低。另外,在这种情况下,由于不产生研磨灰尘,也提高了材料产出量。
另外,在这种情况下,毛刺量也减少。除了该优点之外,由于无需进行研磨过程,因此不产生研磨灰尘。因而,增强了材料产出量。
此外,对于该铸造产品,其从铸造表面到预定深度的内部部分总体上都形成了完好层。更具体地说,在内部部分中以及从铸造表面一直到预定深度,都识别不出具有导致基础材料泄漏的程度大小的铸造缺陷。结果,例如,可以通过研磨过程将(完好层的)大约一半左右的预定深度移除,并且作为内孔的内壁而提供新暴露的表面(被处理表面)。
在这种情况下,以与上述描述相同的方式,可以防止基础材料泄漏。这是因为通过将作为完好层的内部暴露而形成的新的内壁也是完好表面。
尽管型芯销和振动传递构件能够被构成为分开的构件,但是它们也可以由相同材料构成为一体结构。在这种情况下,优点是简化了结构。
作为振动产生单元,可以例如使用微振动机器,该微振动机器产生振荡频率为一百到几百赫兹的机械振动。另选地,可以使用产生超声波振动的超声波振动机器。
另外,当进行熔融金属到空腔内的浇注时,优选向该熔融金属施加压力。更具体地说,所述铸造模具装置优选为高压铸造模具装置,并且所述铸造方法优选为高压模具铸造(HPDC)方法。
附图说明
图1是沿着配备有通过根据本发明的一个实施方式的铸造方法获得的阀体(铸造产品)的滑阀的厚度方向截取的竖直剖视图;
图2是形成在阀体中的阀孔(内孔)的内壁的高倍放大激光显微照片;
图3是形成在阀体中的阀孔(内孔)的内壁的低倍放大激光显微照片;
图4是根据本发明的一个实施方式的铸造模具装置的主要零件的竖直剖视图;
图5是根据另一个实施方式的铸造模具装置的主要零件的竖直剖视图;
图6是主要零件的竖直剖视图,其中以放大比例示出了根据一个变型的型芯销和振动传递构件;以及
图7是主要零件的竖直剖视图,其中以放大比例示出了根据另一个变型的型芯销和振动传递构件。
具体实施方式
下面将参照附图详细地描述根据本发明的铸造方法以及用于实现上述铸造方法的铸造模具装置的优选实施方式。关于当前这些实施方式,将作为由此制造的铸造产品的实施例来呈现构成滑阀的阀体。
首先,将参照图1描述滑阀。图1是沿着包括限定铸造产品的阀体10的滑阀12的厚度方向(图1中的箭头Z的方向)截取的竖直剖视图。在阀体10中,阀孔14被形成为沿着轴向方向例如纵向方向(图1中的箭头X的方向)延伸的内孔。
阀孔14在箭头X的方向上的一端敞开。其敞开的一端由盖构件16关闭。其剩余的一端由阀体10的内壁关闭。该内壁用作阻挡或阻止阀芯18(阀构件)的止动壁。
在阀体10中形成有:入口端口36,通过入口端口36将液压油引入到阀孔14的内部;出口端口38,通过出口端口38将液压油从阀孔14导出;泄放端口40;以及由另一个阀(未示出)形成的液压油供应端口42。在图1中,示出了这样的状态,即:阀芯18被压力调节弹簧34弹性地偏压,该压力调节弹簧34的一个端面抵靠在止动壁上(接触该止动壁或被该止动壁阻挡)。此时,入口端口36和出口端口38通过阀芯18的环状凹槽20彼此连通。另一方面,泄放端口40被大直径部分22关闭或密封。
阀孔14的内壁限定表现出金属光泽的铸造表面。另外,如能够从图2(图2是内壁(铸造表面)的高倍放大激光显微照片)理解的,没有在内壁(铸造表面)上识别出具有导致液压油泄漏的程度大小的气孔或流线等。更具体地说,尽管该内壁是没有经过研磨过程或镜面抛光过程等的铸造表面,但是该内壁形成了完好表面,在该表面中没有识别出铸造缺陷,而且其美学外观也令人满意。
此外,如图3所示,在形成内壁的铸造表面上,多个细线44在垂直于纵向方向(箭头X的方向)的方向上延伸,当使用激光显微镜以低倍放大观察时能够视觉识别出这些细线。在没有施加振动的情况下形成的阀孔的内壁上无法观察到这样的细线44。更具体地说,这些线44被认为是由于施加这些振动而形成的。而且,这些线44不会造成泄漏。
如稍后将讨论的,阀孔14是通过被施加了振动的型芯销46(参见图4)形成的。假定相邻线44之间的分离间隔对应于振动频率。
此外,从形成铸造表面的阀孔14的内壁表面到至少1mm深度,识别不出具有导致液压油泄漏的程度大小的铸造缺陷。更具体地说,在阀体10中,其从阀孔14的内壁表面到1mm深度的内部部分是所谓的完好层。
结果,铸造表面本身可以作为阀孔14的内壁。换言之,对于阀孔14的铸造表面,没有执行复杂操作如研磨等特别需要。另外,结果,能够减少获得实际可用的阀体10之前的步骤数量,同时实现同等的成本下降。然而,对于阀孔14的内壁,可以在其上进行研磨过程,如稍后将描述的那样。
形成有具有这种内壁(铸造表面)的阀孔14(内孔)的阀体10能够通过下面将描述的铸造操作来制造。
图4是根据当前实施方式的铸造模具装置50的主要零件的竖直剖视图,通过该铸造模具装置50获得阀体10。振动装置51被附装至铸造模具装置50。
首先,如将关于铸造模具装置50描述的那样,例如,铸造模具装置50是高压铸造模具装置,对于熔融金属来说,向该高压铸造模具装置施加35到100MPa的压力,该铸造模具装置包括位置固定的固定模具52和可在靠近固定模具52或从固定模具52分开的方向上移位的可动模具54。第一嵌件56布置在固定模具52中,而第二嵌件58布置在可动模具54中。伴随模具关闭,由第一嵌件56和第二嵌件58形成空腔60。
插入孔62被形成为穿透固定模具52,并且柱塞套筒64通过插入孔62插入。熔融金属供应端口形成在柱塞套筒64的上端上,由此将熔融金属(例如,熔融铝合金)66从熔融金属供应端口供应到柱塞套筒64内。
在柱塞套筒64的内部中,连接至未示出的注射缸的杆68的柱塞顶端70被布置成在其中进行滑动运动。因而,供应到柱塞套筒64的内部的熔融金属66被柱塞顶端70推出。此外,从柱塞套筒64的远端直到空腔60,形成了流道72,该流道72构成了用于将从柱塞套筒64引入的熔融金属66引导到空腔60内的通道。
在铸造模具装置50中,进一步设置有保持型芯销46的销保持构件74和具有连接至销保持构件74的支柱支撑构件76的型芯78。型芯78能够在设置在支柱支撑构件76上的未示出的滑动机构的作用下向上和向下移位。
振动装置51设置在型芯78上。更具体地说,在构成型芯78的销保持构件74上,阶梯孔80被形成为在朝向空腔60延伸的方向上贯穿地穿过。包括轴部82和直径略微扩大的头部84的型芯销46通过该阶梯孔80插入。由于型芯销46的头部84被支撑在阶梯孔80的台阶86上而将型芯销46保持在销保持构件74上。
因此,型芯销46与型芯78一体地移位,由此在模具关闭时型芯销46的轴部82的远端进入空腔60内。阀孔14(参见图1)通过轴部82的远端形成。
型芯销46的轴部82形成为其外圆周没有锥度的笔直形状,因此,阀孔14同样形成为笔直形状。在这种情况下,与具有锥度的锥形形状的阀孔相比,其处理得以简化,并且能够减少处理量。
另外,在支柱支撑构件76中,形成了相对于阶梯孔80以直线形状连接的通孔88。细长杆形振动传递构件90通过该通孔88插入。结果,该振动传递构件90被支撑在型芯78中。
螺钉孔92形成在型芯销46的头部84中。另一方面,螺钉构件94设置在振动传递构件90的下端表面上,并且该螺钉构件94被螺纹接合在螺钉孔92中。因而,振动传递构件90连接至型芯销46。
型芯销46和振动传递构件90可以被构造成由相同材料制成的一体结构。在这种情况下,优点是简化了该结构。
在阶梯孔80和型芯销46之间以及在通孔88和振动传递构件90之间,形成了大约0.01到0.1mm的一定量的游隙。因此,型芯销46和振动传递构件90能够在阶梯孔80和通孔88内经受摆动和旋转。
振动传递构件90的上端部以暴露方式从通孔88突出来。另外,支柱96直立在支柱支撑构件76上。具有例如由空气振子构成的振动元件98的振动装置51的微振动机器100被支撑在支柱96上。在振动元件98停止的状态下,其下端表面相对于振动传递构件90的上端表面分开预定距离。
当向微振动机器100供以能量时,其振动元件98以预先设定的预定周期上下移动。振动元件98的行程略微大于振动元件98和振动传递构件90之间的分离距离,因此当下降时,振动元件98抵靠在振动传递构件90上。当然,当其上升时,振动元件98从振动传递构件90分开。这样,通过反复执行振动元件98的抵靠和分离,向振动传递构件90施加了预定频率的振动。
由于振动元件98和振动传递构件90分开预定距离的事实,当振动元件98抵靠在振动传递构件90上时产生碰撞能量。认为添加了这种碰撞能量的预定频率的振动被给予了振动传递构件90。
用于获得阀体10的铸造操作,更具体而言根据当前实施方式的铸造方法,使用基本如上所述构造的铸造模具装置50以下面描述的方式实现。
首先,使可动模具54移位以靠近固定模具52,此外,将型芯78下降以进行模具关闭。伴随模具的关闭,型芯销46进入由第一嵌件56和第二嵌件58形成的空腔60内。
接下来,向微振动机器100供以能量,由此使振动元件98上下移动。当如以上所述下降时,振动元件98与振动传递构件98进行抵靠,而当上升时,又从振动传递构件90分开。因此,给予振动传递构件90预定频率的振动。所述振动例如是机械振动,其频率为一百到几百赫兹。另外,由于在振动传递构件90和通孔88的内壁之间以及在型芯销46和阶梯孔80的内壁存在一定量的游隙,因此振动传递构件90和型芯销46能够在直径方向上经受摆动操作,并且在圆周方向上经受旋转操作。
在该状态下,从形成在柱塞套筒64中的熔融金属供应端口供应熔融金属66(例如,熔融铝合金)。在将预定量的熔融金属66引入到柱塞套筒64的内部之后,向未示出的注射缸供以能量。由于与其的随动关系,柱塞顶端70在挤压在熔融金属66上的方向上滑动。
结果,供应到柱塞套筒64的内部的熔融金属66被柱塞顶端70推出,在流道72中被引导,并到达空腔60。具体而言,熔融金属66被供应到空腔60,从而空腔60被熔融金属66填充。换言之,根据当前实施方式,相对于柱塞套筒64的内部中的熔融金属66施加压力,因而执行高压模具铸造(HPDC),通过该高压模具铸造将熔融金属66引入到空腔60内。
之后,空腔60内部的熔融金属66变成固化。因而,获得了形状与空腔60的形状对应的阀体10。另外,在与型芯销46对应的位置处形成了阀孔14。
在终止向空腔60供应熔融金属66开始过去预定时间之后,与通过可动模具54从固定模具52分开而产生的模具打开状态一起,将型芯78升起。结果,将阀体10暴露出。
在这种情况下,型芯销46进入空腔60内。在当前实施方式中,由于如上所述,相对于被引入到空腔60内的熔融金属66中的型芯销46施加振动,因此相对于包围型芯销46的区域(下文称为“型芯销周围区域”)通过型芯销46可靠地施加振动。更具体地说,能够直接使形成阀孔14的内壁的型芯销周围区域振动。
当从振动元件98分开时,型芯销46由于型芯销周围区域(熔融金属66)的粘弹性而被挤压,并且基本返回到其原始位置。
连续给予这种振动直到执行模具打开。因此,从与型芯销46发生接触时开始,振动被连续地给予型芯销周围区域(即,形成阀孔14的内壁的区域),直到产生固相(固化作用)。由于在直径方向上摆动型芯销46的操作或在圆周方向上旋转型芯销46的操作都容易进行,因此特别是相对于型芯销46的直径方向或圆周方向,能够容易传播振动。
由于这样传播振动,阀孔14的内壁表现出表面光泽,并且能够形成铸造表面(完好表面),在该表面中,识别不出具有导致液压油泄漏的程度大小的(铸造缺陷,诸如)气孔、流线等。如上所述,这是因为型芯销周围区域被充分地振动。另外,在该铸造表面中,在垂直于轴向方向(型芯销46的提取方向)的方向上形成了多个线44(参见图3)。相邻线44之间的分离间隔被认为与振动元件98的振动频率对应。
在不给予振动的一般铸造技术中,铸造缺陷倾向于在将型芯销46抽出之后立即存在于阀孔14的内壁(铸造表面)中。因而,如果在该状态下将铸造表面留给内壁,则存在液压油将泄漏的担心。
与此相反,根据当前实施方式,铸造表面被形成为其中不能识别出如上所述的铸造缺陷的完好表面。因而,无需相对于阀孔14的内壁(铸造表面)执行诸如研磨等操作,并且该内壁能够用作在其中容纳阀构件的阀孔14。换言之,无需特别执行研磨过程。通过这样,减少了在获得阀体10并因此获得滑阀12之前的过程步骤的数量。因此,能够实现成本降低。
此外,当向型芯销周围区域给予振动的同时执行铸造时,具有使得形成在阀体10中的毛刺的尺寸更小的优点。由于无需进行研磨过程而不会产生研磨灰尘,减少了其变成碎片材料的部分。因此,增强了材料产出量。
另外,由于向型芯销周围区域施加振动,降低了阀孔14的内壁(铸造表面)的表面粗糙度。更具体地说,当在阀孔14的内壁的多个任意区域处测量最大表面粗糙度时,该表面粗糙度大约为1.5μm或更小。
另外,当向熔融金属66内的型芯销周围区域施加振动时,熔融金属66内的气泡由于气穴现象而微型化,并且同时这种气泡在远离振动源(型芯销46)的方向上移动。结果,型芯销周围区域的附近(阀孔14的内壁中)的内层被形成为完好层,没有在该完好层中识别出具有导致液压油等泄漏的程度大小的铸造缺陷。注意,这种微型化气泡具有大约的尺寸。
另外,尽管型芯销46的轴部82的外圆周形成为笔直形状,但是可以将其多个部分从阀孔14拔出,而不会在阀孔14中导致划痕或磨损。另外,还可以改善阀孔14的圆度或粗糙度。
根据图5所示的铸造模具装置110,同样能够向型芯销周围区域施加振动。现在将描述铸造模具装置110。该铸造模具装置110与图4所示的组成元件相同的组成元件由相同的附图标记表示,并且省略这些项目的详细描述。
构成铸造模具装置110的型芯销112是中空体,其中沿着纵向方向延伸的宽松插入孔114形成为贯穿地穿过。型芯销112插入形成在销保持构件74中的阶梯孔80内,并且在这种情况下,在型芯销112和阶梯孔80的内壁之间同样形成有大约0.01mm到0.1mm的一定量的游隙。
在这种情况下,振动传递构件116的远端被插入形成在型芯销112中的宽松插入孔114内。在振动传递构件116的侧壁和宽松插入孔114的内壁之间形成有大约0.01到0.1mm的一定量的游隙。
在振动传递构件116的纵向方向上的中间侧面部分中,设置了在直径方向上突出的凸缘构件118。凸缘构件118形成在构成型芯120的支柱支撑构件122上,并且被容纳在构成通孔88的一部分的保持孔124中。更具体地说,除了支柱96外,支柱支撑构件122还用来保持振动传递构件116。
在振动传递构件116和通孔88的内壁之间以及在凸缘构件118和保持孔124的内壁之间形成有大约0.01到0.1mm的一定量的游隙。因而,振动传递构件116能够在通孔88和宽松插入孔114内经受摆动和旋转操作。
振动传递构件116的上端部从通孔88以暴露方式突出。其上端表面以面对方式布置成相对于保持在支柱96上的微振动机器100的振动元件98的下端表面分开预定距离。
在这种情况下,在进行获得阀体10的铸造操作时,当给微振动机器100供以能量时,其振动元件98以预先设定的预定周期上下移动。此时,振动元件98的下端表面与振动传递构件116的上端表面进行抵靠或从该上端表面分开。通过反复重复该操作,以预定频率(例如,从一百到几百赫兹)给予振动传递构件116振动。
由于振动元件98和振动传递构件116分开预定距离的事实,当振动元件98抵靠在振动传递构件116上时产生碰撞能量。认为添加了这种碰撞能量的预定频率的振动被给予了振动传递构件116。
由于在振动传递构件116和通孔88的内壁之间以及在振动传递构件116和宽松插入孔114的内壁之间形成了一定量的游隙,因此振动传递构件116能够在直径方向上经受摆动操作,并且能够在圆周方向上经受旋转操作。根据这些操作的振动被传递至型芯销112。
由于在型芯销112和阶梯孔80的内壁之间也形成有游隙,因此通过传递来自振动传递构件116的振动而使型芯销112振动。被给予这种振动的型芯销112能够在直径方向上经受摆动操作,并且能够在圆周方向上经受旋转操作。
此时,由于在型芯销112的宽松插入孔114和振动传递构件116的外圆周之间形成有间隙(游隙),因此通过这些振动而产生滑动摩擦热。因此,可以使型芯销112产生热。结果,能够改善型芯销112的周围的熔融金属流动性能。
接下来,在以与上述相同方式将预定量的熔融金属66从熔融金属端口引入到柱塞套筒64的内部之后,在未示出的注射缸的作用下,使柱塞顶端70在挤压在熔融金属66上的方向上滑动。因此,供应到柱塞套筒64的内部的熔融金属66被柱塞顶端70推出,在流道72中被引导并到达空腔60。
熔融金属66被供应到空腔60的内部,之后通过其固化作用而硬化。结果,获得了具有与空腔60的形状对应的形状的阀体10。另外,阀孔14形成在与型芯销112对应的位置。
在这种情况下,型芯销112进入空腔60内。因而,振动从以上述方式振动的型芯销112给予型芯销周围区域。另外,从形成在型芯销112中的宽松插入孔114的远端开口,振动传递构件116反复地前进(以从型芯销112突出)和退回(以进入型芯销112的内部)。此时,振动传递构件116抵靠在型芯销周围区域和从该型芯销周围区域分开。由于该事实,振动也被传播到型芯销周围区域。
由于容易执行振动传递构件116和型芯销112在直径方向上的摆动操作以及振动传递构件116和型芯销112在圆周方向上的旋转操作,因此能够特别地相对于型芯销112的直径方向或圆周方向容易地传播振动。继续给予这种振动,直到执行模具打开为止。
由于振动以这种方式传播,阀孔14的内壁表现出表面光泽,并且能够形成这样的铸造表面,在该铸造表面中,识别不出具有导致液压油泄漏的程度大小的(铸造缺陷,诸如)气孔或流线等。在铸造表面中,在垂直于轴向方向(型芯销112的拔出方向)的方向形成了多个线44(参见图3)。
因而,无需相对于阀孔14的内壁(铸造表面)执行诸如研磨等操作,并且该内壁能够用作在其中容纳阀构件的阀孔14。换言之,无需特别执行研磨过程。通过这样,减少了在获得阀体10并因此获得滑阀12之前的过程步骤的数量。因此,能够实现成本降低。
此外,在覆盖从铸造表面开始在深度方向上的1mm的尺寸的范围内,也没有识别出具有导致液压油泄漏的程度大小的气孔或流线(铸造缺陷)。另外,铸造表面的最大表面粗糙度为1.5μm。
当向熔融金属66内的型芯销周围区域施加振动时,熔融金属66内的气泡由于气穴现象而微型化,并且同时这种气泡在远离振动源(型芯销112和振动传递构件116)的方向上移动。结果,型芯销周围区域的附近(阀孔14的内壁中)的内层被形成为完好层,没有在该完好层中识别出具有导致液压油等泄漏的程度大小的铸造缺陷。这种微型化气泡具有大约的尺寸。
不是特别必要将宽松插入孔114形成为贯穿孔。更具体地说,如图6所示,可以采用型芯销128,其中宽松插入孔126被形成为有底的孔,并且使振动传递构件116在宽松插入孔126的内部经受振动。
在这种情况下,使得振动的振动传递构件116反复地抵靠型芯销128的底壁或从该底壁分开。与此同时,振动被传播到型芯销128,并且被进一步传播到型芯销周围区域。因而,阀孔14被形成为具有内壁,该内壁由具有与上述特性相同的特性的铸造表面构成。
另选地,例如如图7所示,可以使振动传递构件132的下端表面相对于容纳在阶梯孔80中的实心型芯销130的头部84的上端表面进行抵靠。
在以上描述的实施方式中,尽管已经描述了给予频率为大约一百到几百赫兹的机械振动,但是当然还可以给予超声波振动。在这种情况下,可以采用超声波振动机器而不是微振动机器100。另外,可以在超声波振动机器的振动元件的远端和振动传递构件90、116、132的上端表面彼此抵靠接触并且不分离的状态下给予振动。
另外,在以上描述的实施方式中,已经以省去了相对于阀孔14的内壁施加研磨过程的情况进行了例示说明。换言之,利用铸造表面本身作为内壁。然而,如可能必要的,可以相对于铸造表面执行研磨过程,从而提供将其内部部分暴露出的新的内壁。
对于如上所述通过从其内壁(铸造表面)一直到1mm的深度都施加振动而获得的阀孔14来说,提供了完好层,在该完好层中没有识别出导致液压油泄漏的程度大小的铸造缺陷。因此,例如,如果在其上进行研磨过程以从铸造表面移除多达0.5mm的深度,则作为新的表面(被处理表面)即完好表面的完好层与从形成完好层的被处理表面到0.5mm深度的其内部部分一起暴露出。更具体地说,在这种情况下,也可以防止液压油等泄漏。
此外,在铸造产品包括通过被施加振动的型芯销46等形成的内孔的情况下,按以上描述的方式获得的铸造产品不限于滑阀12的阀体10。作为这种铸造产品的另一个示例,可以提出致动器的本体。在这种情况下,例如内孔是用于活塞的滑动孔。
另外,再举例来说,还可以提出节气门本体或化油器本体。在这种情况下,所述内孔是进入路径,并且基础材料是空气或空气燃料混合物。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.(修改)一种用于获得铸造产品(10)的铸造模具装置(50),内孔(14)形成在该铸造产品(10)中,所述内孔(14)的至少一端是敞开的,所述装置(50)包括:
被构造成用于形成所述内孔(14)的型芯销(46);
被构造成产生振动的振动产生单元(100);以及
振动传递构件(90),该振动传递构件(90)由形成空腔(60)的模具(78)支撑,并且被构造成将由所述振动产生单元(100)产生的振动传递至所述型芯销(46),
其中,所述振动产生单元(100)包括振动元件(98),并且
其中,在所述振动元件(98)停止的状态下,所述振动元件(98)与所述振动传递构件(90)分开,而在所述振动元件(98)被供应能量的状态下,所述振动元件(98)反复地执行向所述振动传递构件(90)的抵靠和从所述振动传递构件(90)的分开,由此产生机械振动。
2.根据权利要求1所述的铸造模具装置(50),其中,所述型芯销(46)和所述振动传递构件(90)由相同材料构造成一体结构。
3.(取消)
4.(取消)
5.(修改)根据权利要求1或2所述的铸造模具装置(50),该铸造模具装置(50)包括高压铸造模具装置(50),该高压铸造模具装置被构造成通过向熔融金属(66)施加压力并将所述熔融金属引入到所述空腔(60)内而进行高压铸造。
6.(修改)一种用于获得铸造产品(10)的铸造方法,内孔(14)形成在该铸造产品(10)中,所述内孔(14)的至少一端是敞开的,所述方法包括如下步骤:
形成空腔(60),型芯销(46)已经进入所述空腔(60)以形成内孔(14);
将熔融金属(66)引入到所述空腔(60)内;以及
经由所述型芯销(46)和/或由形成所述空腔(60)的模具(78)支撑的振动传递构件(90)将由包括振动元件(98)的振动产生单元(100)产生的振动给予所述空腔(60)的内部中的所述熔融金属(66),
其中,在所述振动元件(98)停止的状态下,所述振动元件(98)与所述振动传递构件(90)或所述型芯销(46)分开,而在所述振动元件(98)被供应能量的状态下,所述振动元件(98)反复地执行向所述振动传递构件(90)或所述型芯销(46)的抵靠和从所述振动传递构件(90)或所述型芯销(46)的分开,由此产生机械振动。
7.(取消)
8.(取消)
9.(修改)根据权利要求4所述的铸造方法,其中,通过向所述熔融金属(66)施加压力并将所述熔融金属引入到所述空腔(60)内来进行高压铸造。
Claims (9)
1.一种用于获得铸造产品(10)的铸造模具装置(50),内孔(14)形成在该铸造产品(10)中,所述内孔(14)的至少一端是敞开的,所述装置(50)包括:
被构造成用于形成所述内孔(14)的型芯销(46);
被构造成产生振动的振动产生单元(100);以及
振动传递构件(90),该振动传递构件(90)由形成空腔(60)的模具(78)支撑,并且被构造成将由所述振动产生单元(100)产生的振动传递至所述型芯销(46)。
2.根据权利要求1所述的铸造模具装置(50),其中,所述型芯销(46)和所述振动传递构件(90)由相同材料构造成一体结构。
3.根据权利要求1或2所述的铸造模具装置(50),其中,所述振动产生单元(100)产生机械振动。
4.根据权利要求1或2所述的铸造模具装置(50),其中,所述振动产生单元(100)产生超声波振动。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的铸造模具装置(50),该铸造模具装置(50)包括高压铸造模具装置(50),该高压铸造模具装置被构造成通过向熔融金属(66)施加压力并将所述熔融金属引入到所述空腔(60)内而进行高压铸造。
6.一种用于获得铸造产品(10)的铸造方法,内孔(14)形成在该铸造产品(10)中,所述内孔(14)的至少一端是敞开的,所述方法包括如下步骤:
形成空腔(60),型芯销(46)已经进入所述空腔(60)以形成内孔(14);以及
将熔融金属(66)引入到所述空腔(60)内;
其中,经由所述型芯销(46)和/或由形成所述空腔(60)的模具(78)支撑的振动传递构件(90)将由振动产生单元(100)产生的振动给予所述空腔(60)的内部中的所述熔融金属(66)。
7.根据权利要求6所述的铸造方法,其中,将机械振动给予所述熔融金属(66)。
8.根据权利要求6所述的铸造方法,其中,将超声波振动给予所述熔融金属(66)。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的铸造方法,其中,通过向所述熔融金属(66)施加压力并将所述熔融金属引入到所述空腔(60)内来进行高压铸造。
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