CN108463298B - 用于铸造的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于根据永久模具铸造方法来铸造铸件的装置，包括：用于保持永久模具(13，16)的可枢转保持元件(9)；炉(11)，其可以连接到低压永久模具(13)，使得可以根据低压方法将熔体供给到低压永久模具(13)；以及熔体供给装置(17)，借助于该熔体供给装置，可以将熔体供给到重力永久模具(16)，其中重力永久模具(16)可以布置在保持元件(9)上。

Description

用于铸造的装置

技术领域

本发明涉及一种用于铸造金属体(特别是使用永久模具铸造方法)的装置。

背景技术

永久模具铸造机是众所周知的。永久模具限定模腔。液态金属被供给到模腔中，它在模腔中固化。脱模时，从永久模具中移除固化的金属件。

在低压铸造中，经常使用具有两个半模的永久模具，并且其安装在立式压力机中。压力机用来将永久模具的两个半模压在一起。液态熔融金属从下面以低压力供给到永久模具中。

为了容易脱模，可以使用带有滑动平台的压力机。滑动平台具有水平可移动框架，在该框架上安装永久模具的一个半模。为了脱模，另一个半模升高，并且从压力机的区域移开框架，从而可以容易地移除铸件。

从WO 2010/05 8 003A1已知一种永久模具铸造方法，其中通过旋转永久模具而将液态熔体分配在模腔中。这种铸造方法也称为重力铸造。

在DE 30 06 785 C2中公开了一种低压永久模具铸造机。这种机器包括熔炼炉和分层装料容器，其中在它们之间布置有围绕其竖直轴线可旋转的支撑柱。支撑框架被紧固到支撑柱，该支撑框架具有支承头部可在其中竖直地移动的引导件。在支承头部中安装有T形支撑框架，该T形支撑框架围绕与支撑柱水平的径向轴线可枢转。在支撑框架的横梁上安装有两个保持件。保持件一方面可在横梁的纵向轴线上移动，并且另一方面可围绕该纵向轴线枢转。在彼此平行的两个保持件的每一个中安装有支撑臂，永久模具的一个半模附接到其中一个支撑臂。因此，支撑臂可围绕着它们自身的纵向轴线旋转，并且此外可围绕垂直于它们的旋转轴线并垂直于保持件的纵向轴线的轴线枢转。通过这种方式，应该可以将永久半模横移到任何期望位置，并且更进一步地可以在分型面中铸造。还应该可以移除铸件，因为永久模具可以以使得铸造销被向前引导的方式旋转，从而可以通过传统夹具简单夹持。由于借助于装置可以保持永久模具和提升管的事实，即使当分型线竖直地延伸时，也不需要拔出浇口销。

DE 44 34 258 A1公开了一种用于永久模具铸造机的快速更换框架。这种快速更换框架包括导轨，该导轨设计为相对于水平面倾斜经过90°。快速更换框架也可从永久模具铸造机移除，从而在铸造之后，另一个快速更换框架(其中夹紧有已经加热到操作温度的永久模具)可以插入到仍然降低的导轨中。通过使用快速更换框架，由于不再需要整个铸造装置向上倾斜，因此应该可以减少永久模具铸造机的空间需求。通过使用具有适当预热的永久模具的若干快速更换框架，更快速的加工应该也是可能的。

在DE 697 01 367部分2中公开了一种低压永久模具铸造机和一种用于操作该机器的相应方法。这种低压永久模具铸造机包括第一炉和第二炉，以及交替地分配给所述炉的两个处理单元。在炉之间设有用于卸载铸件并用于实现铸造模具石墨化的站台。借助于该站台，应该可以使用具有彼此独立的操作压力和金属填充液位的炉。处理单元设有用于移除铸件的提取单元，其中提取单元设置为使铸件朝向操作者移动并使铸件围绕水平轴线旋转。通过这种方式，通过将处理单元交替地分配给所述炉，应该可以能够提供具有最佳停机时间的铸造设备。这应该有助于改进永久模具的处理和可接近性，以便提高生产能力。

发明内容

本发明基于形成用于通过永久模具铸造方法进行铸造的装置的问题，通过该装置可以实施不同的铸造方法。

该问题通过具有权利要求1的特征的装置得以解决。从属权利要求中阐述了有利的扩展。

根据本发明的用于根据永久模具铸造方法来铸造铸件的装置包括：

-至少一个可枢转保持元件，其优选地可水平地移动以保持永久模具；

-熔炼炉，其可以借助于熔体管线连接到低压永久模具，使得可以根据低压工艺将熔体供给到低压永久模具；以及

-熔体供给装置，通过该熔体供给装置，可以将熔体供给到安装在保持元件上的重力永久模具。

借助于根据本发明的装置，安装在保持元件中的永久模具可以从一个位置优选地沿着水平方向移动到另一个位置。与此相对比，例如在DE 30 06 785C2中描述的装置中，提供了一种永久模具，其被旋转、转动、提升以及由此沿着所有方向移动。

根据本发明提供了枢转以执行受控的铸造工艺，与DE 44 34 258A1中所公开的装置相对比，其中，通过旋转快速更换框架，应该可以借助于起重机吊钩从引导轨道拉动快速更换框架。

根据本发明的用于执行永久模具铸造方法来铸造铸件的装置，包括：至少一个可枢转的保持元件，其优选地能够水平移动，以便保持永久模具；熔炼炉，其可以借助于熔体管线连接到低压永久模具，使得可以根据低压工艺将熔体供给到低压永久模具；以及熔体供给装置，通过该熔体供给装置，可以将熔体供给到安装在保持元件上的重力永久模具。

因此，根据本发明，提供了一种组合装置，通过该装置，一方面可以将来自熔炼炉的熔体通过熔体管线直接地供给到低压永久模具，并且另一方面，例如借助于舀出装置(bale-out device)，可以将熔体从熔炼炉取出并且可以供给到重力永久模具。

利用根据本发明的装置，由此能够用单个装置不仅执行低压铸造，而且执行重力和倾斜铸造。

永久模具铸造方法是这样一种铸造方法，其中熔体在向上放置的浇口上方被浇注到称为永久模具[Kokille]的金属永久模具中，它的中空空间由于重力被完全填充。在本发明的范围内，这种永久模具铸造方法被理解为例如包括落模铸造、重力铸造、倾斜坩埚铸造(通过水平移动)和低压铸造。

优选地，该铸造装置具有控制单元，该控制单元被设计为旋转保持元件，以使熔体均匀地分配在重力永久模具中。

可水平移动且可枢转的保持元件可以是保持框架，诸如从传统的滑动倾斜平台已知的保持框架。

由于提供了熔体供给装置，通过该熔体供给装置，可以将熔体供给到定位在保持元件上的重力永久模具，因此通过枢转保持元件并由此旋转重力永久模具可以将熔体均匀地分配在重力永久模具中。

保持元件优选地设计成使得它可以从水平位置转动或旋转到倾斜位置，旋转大约至少45°，优选地至少90°，特别地至少180°，并且优选地360°的角度。

保持元件优选地具有保持装置(诸如例如夹具或螺栓)，重力永久模具可以通过该保持装置固定到保持元件，从而即使在倾斜位置重力永久模具也牢固地连接到保持元件。

为了旋转永久模具，可以提供可枢转地安装的倾斜板。保持元件优选地是可在倾斜板上移动的保持框架。

所述炉优选地是组合式低压舀出炉，使得一方面来自熔炼炉的熔体可以经由熔体管线，优选地借助于低压控制器，直接地供给到低压永久模具或重力永久模具，另一方面借助于舀出装置，可以从熔炼炉中取出熔体并供给到重力永久模具。可以提供传统机械手作为舀出装置。

替代舀出装置，还可以提供舀出管线或计量管线，由此可以在施加低压的情况下将熔体从炉供给到重力永久模具。

优选地，设置提升装置来升高炉。利用这种提升装置，可以将所述炉定位为其顶部恰好位于承载永久模具的基板下面。通过这种方式，可以减少永久模具与熔炼炉之间的高度差。

代替组合式低压舀出炉，还可以提供两个炉，一个用于向低压永久模具供给熔体，另一个用于向重力永久模具供给熔体。

为了保持熔体，重力永久模具具有浇注盆，该浇注盆是顶部敞开的永久模具的一部分，其中通过使永久模具旋转通过预定旋转轴线，熔体从浇注盆流入模腔中。

优选地，该铸造装置具有压力机，特别是立柱式压力机。

这种立柱式压力机可以由固定的基板、固定的顶框架和可移动夹紧板形成，其中立柱布置在板的每个角部区域处以及顶部框架的角部区域处。立柱通常是静止的。然而，如在德国专利申请DE 10 2015 119 243.8中所描述的，两个前立柱也可以具有竖直移动能力。因此，对该专利申请进行充分的参考。

压力机优选地在顶框架上具有提升机构，该提升机构可以用于使可移动夹紧板沿着竖直方向移动。

压力机主要用于将低压永久模具的两个半模压在一起，从而可以在一定压力下将熔体供给到低压永久模具。低压永久模具的顶部半模可以固定到可移动夹紧板，从而在铸造工艺之后，借助于可移动夹紧板，通过提升夹紧板并由此提升永久模具的顶部半模，可以打开永久模具。

重力式永久模具可以是单部件或多部件。如果重力式永久模具是多部件设计，则在铸造工艺期间借助于夹具、螺栓或其他适当的固定装置将各个部件彼此紧固。为了脱模，重力永久模具的若干部件可以彼此分离。

附图说明

下面借助于附图详细地描述本发明的实施例，在附图中示出：

图1是根据本发明的具有低压永久模具的铸造装置的示意图；

图2是具有重力永久模具的图1的装置，其中重力永久模具固定到水平布置的保持元件；

图3是根据图1的具有重力永久模具的装置，其中保持元件和重力永久模具是倾斜的；以及

图4是根据本发明的铸造装置的另一实施例。

具体实施方式

铸造装置1的实施例具有水平布置的基板2、顶部框架3以及位于其间的可移动夹紧板4。在板2、4和顶部框架3的每个角部区域处设置有立柱5，这些立柱原则上从基板2延伸到顶部框架3并将它们分开。基板2、顶部框架3和可移动夹紧板4彼此平行布置。

立柱5延伸穿过可移动夹紧板4中的适当通孔，并用于引导可移动夹紧板4，使得可移动夹紧板4总是平行于基板2和顶部框架3。

基板2和可移动夹紧板4设计为板状元件。然而，它们也可以是框架状机架的形式。在该实施例中，顶部框架3为框架状机架的形式。然而，它也可以是板状元件。

在顶部框架3上定位有提升机构6。在本实施例中，提升机构是液压缸。提升机构6通过提升杆7连接到可移动夹紧板4，并且可以沿着竖直方向对此进行调节。也可能有利的是提供若干提升机构来移动可移动夹紧板4。在本实施例中，提升机构6居中地布置在顶部框架3上。如果提供多个提升机构，则它们可以布置在顶部框架3的边缘区域处。

在基板2上设有轨道8，该轨道从基板2的后边缘延伸超出基板2的前边缘。轨道8用于引导保持框架9，该保持框架借助于联接元件10连接到轨道8。联接元件10用于使保持框架9沿轨道8的纵向方向移动，并且还用于旋转或转动保持框架9。

铸造装置1的到目前为止所述的部分形成具有滑动倾斜平台的立柱式压力机。

在基板2下方的区域中设有炉11。炉11具有熔体管线12，该熔体管线通过基板2被向上引导，并设计为用于连接低压永久模具13。低压永久模具13由底部半模14和顶模半模15形成。底部半模14安装在保持框架9上。在操作中，顶部半模15受到来自夹紧板4的压力，使得底部半模14和顶部半模15被牢固地压在一起。顶部半模15优选地可释放地附接到可移动夹紧板4。在图1所示的情形中，根据低压方法，可以将熔体从炉11经由熔体管线12供给到低压永久模具13。

一旦熔体硬化成铸件，则夹紧板4以及随之顶部半模15一起升高。借助于这种方式，低压永久模具13被打开。低压永久模具的底部半模14借助于水平可移动保持框架9移出基板2的前边缘。保持框架9略微倾斜，从而操作者可以从底部半模14中容易地移除铸件。铸件也可以由机械手移除。然而，移除不要求平台是倾斜的。

替代低压永久模具13，还可以在保持框架9上安装重力永久模具16。重力永久模具16可以在其上部区域中具有浇注盆(未示出)，该浇注盆是在顶部敞开的槽状或通道状元件。浇注盆可以填充以熔体。在本实施例中，提供具有若干铰接部18的机械手17为重力永久模具填充熔体。机械手17具有自由端，铸勺19附接到该自由端。

利用铸勺19，机械手能够从炉11中取出熔体并将其浇注到重力永久模具16的浇注盆中。这里，保持框架9可选地水平地或竖直地或以另一角度布置，从而使浇注盆在顶部敞开。通过使保持框架9以及随之重力永久模具16一起旋转，熔体流入到形成于重力永久模具16中的模腔中，熔体在模腔中均匀地分配。重力永久模具优选地用适当的紧固元件紧固到保持框架9，从而即使在枢转过程中重力永久模具16也被牢固地保持到保持框架。为了更好地分配熔体以及为了更好地供给铸件，永久模具可借助于旋转平台旋转高达360°，优选地约180°。

在熔体固化之后，重力永久模具16脱模。为了脱模，它可以转动到适当的位置。在本实施例中，重力永久模具16由通过夹紧件22保持在一起的底部半模20和顶部半模21构成。为了脱模，松开夹紧件22，并且两个半模20、21彼此分离。然后可以从底部半模移除铸件。

机械手17可以在其自由端处设有转换装置，从而可以将不同的工具(诸如铸勺、夹持装置等)附接到机械手17。利用这样的夹持装置，也可以使用机械手从重力永久模具16的底部半模20自动地移除铸件。

机械手17用作用于将熔体供给到重力永久模具的熔体供给装置。还可以提供其他熔体供给装置，诸如例如终止于重力永久模具的浇注盆上方的区域的熔体管线或低压管线。

通过将熔体供给装置与用作用于永久模具的保持元件的可枢转保持框架9结合，在一个铸造装置中，不仅可以用低压永久模具执行低压铸造方法，而且可以用重力永久模具执行重力铸造方法。

保持框架9不一定是可水平地横移的。原则上，在铸造工艺期间，也可以将重力永久模具布置在与低压永久模具相同的位置处。然而，如果保持框架或保持元件可水平地移动，则是有利的，因为这简化了炉和熔体管线的布置。

图4示出了根据本发明的铸造装置1的另一实施例，其也具有基板2、顶部框架3、可移动夹紧板4以及在基板2与顶部框架3之间延伸的立柱5。再次，在基板2下方设置有炉11，并且在本实施例中，夹紧板4具有两个提升机构6，每个提升机构为液压缸的形式，以分别操作一个提升杆7。保持框架9布置成可在轨道8上水平地移动，使得保持框架可以在立柱5内的区域中安装在基板2上。本实施例与上述实施例的不同之处在于倾斜平台23固定到基板2，并且具有独立于保持框架9的倾斜板24。倾斜平台23包括两个稳定的保持臂25，保持臂从基板2的前边缘向前延伸并略微升高。在每个保持臂25的自由端处设有旋转接头26，倾斜板24通过旋转接头可枢转地安装在保持臂25上。此外，在两个保持臂25之一上设有旋转电机27，通过该旋转电机可以使倾斜板24围绕水平轴线旋转。

在其水平位置，倾斜板24的表面与基板2的表面平齐。在倾斜板24和基板2上设有彼此平齐放置的轨道部分8，使得在倾斜板24的水平位置，保持框架9可以在倾斜板24与基板2之间在轨道8上来回移动。保持框架9借助于液压活塞/缸体单元(未示出)移动。在本实施例中，可移动夹紧板4不在立柱5上被引导，而是设置在单独的引导机构28上，该引导机构包括四个引导杆29，每个引导杆29在一端固定到夹紧板4的角部区域中并且在另一端固定到引导框架30。每个引导杆29延伸穿过顶部框架3中的贯穿开口，同时在顶部框架3上设有滑动套筒31以引导所述引导杆29。引导机构28可以由两个液压提升机构6移动或保持在其相应的竖直位置。

在本实施例中，在基板2的下方设置有底板32，炉11定位在底板上。基板2借助于四个底部立柱33与底板32保持一定距离。底部立柱33独立于立柱5。炉11可移动地安装在辊34上，使得炉11可以移出底板32与基板2之间的区域，并再次移回该区域。炉11布置在提升装置(未示出)上，炉11可以通过该提升装置略微升高。提升距离使得顶部处于升高位置的炉11恰好距基板2下方一短距离。

该铸造装置1也具有机械手，该机械手从图4中省略以简化说明。图4还没有示出永久模具和熔体管线。

通过根据第二实施例的铸造装置1，正如第一实施例一样，可以利用低压永久模具执行低压铸造工艺以及利用重力永久模具执行重力铸造工艺。

在重力铸造的情况下，重力永久模具优选地总是安装在底板区域之外或炉11上方的区域之外，从而重力永久模具在填充熔体之后不需要线性地移动，而只需要旋转。线性移动一方面将延迟旋转操作的开始，这可能导致熔体已经部分地固化，并且可能由于熔体在永久模具中的移动而导致熔体中的不希望的杂质。在重力铸造工艺中，永久模具优选地从水平位置旋转大约预定旋转角度，该预定旋转角度可能介于约0°至360°的范围内，并且优选地在45°与360°之间，并且然后旋转回到起始位置。再次由机械手实现重力永久模具的填充。

然而，替代地，可以提供填充重力永久模具的舀出管线。如同第一实施例中示出的熔体管线12，这从基板2下方的区域向上引导到重力永久模具上方的区域中，终止于重力永久模具的浇注盆上方。为了保持尽可能小的高度差，有利的是提供上述的用于炉11的提升装置，使得所述炉可以被提升到恰好位于基板2下方的位置。如果提供这样的舀出管线，则不需要机械手来填充重力永久模具。然后可省略机械手或者用于处理永久模具。

附图标记列表

1 铸造装置

2 基板

3 顶部框架

4 夹紧板

5 立柱

6 提升机构

7 提升杆

8 轨道

9 保持框架

10 联接元件

11 炉

12 熔体管线

13 低压永久模具

14 底部半模

15 顶部半模

16 重力永久模具

17 机械手

18 铰接部

19 铸勺

20 底部半模

21 顶部半模

22 夹紧件

23 倾斜平台

24 倾斜板

25 保持臂

26 旋转接头

27 旋转电机

28 引导机构

29 引导杆

30 引导框架

31 滑动套筒

32 底板

33 底部立柱

34 辊

Claims (12)

1.一种用于根据永久模具铸造方法来铸造铸件的装置，包括：

用于保持永久模具的可枢转保持元件；

炉，其能够连接到低压永久模具，使得能够根据低压工艺将熔体供给到所述低压永久模具；以及

熔体供给装置，通过所述熔体供给装置，能够将熔体供给到重力永久模具，其中，所述重力永久模具能够安装在所述保持元件上，

其中，所述保持元件能够水平地移动。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，控制单元设计为用于旋转所述保持元件，使得熔体能够均匀地分配在所述重力永久模具中。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述保持元件为保持框架的形式。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述保持元件优选地设计成使得它能够从水平位置旋转到倾斜位置，旋转至少45°的角度。

5.根据权利要求1所述的装置，其中，设置有保持固定件，用于将至少一个重力永久模具固定到所述保持元件。

6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置具有可枢转地安装的倾斜板，并且所述保持元件是能够在所述倾斜板上移动的保持框架。

7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述炉为组合式低压舀出炉的形式。

8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置包括立柱式压力机。

9.根据权利要求1所述的装置，其中，设置有用于填充低压永久模具的熔体管线或用于用来自所述炉的熔体填充重力永久模具的舀出管线。

10.根据权利要求1所述的装置，其中，设置有用于提升所述炉的提升装置。

11.根据权利要求1所述的装置，其中，设置有舀出装置，用于从所述炉中舀出熔体，以便用熔体填充重力永久模具，其中所述舀出装置包括机械手。

12.一种用于铸造铸件的永久模具铸造方法，其中，使用根据权利要求1至11中任一项所述的装置。

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