CN109954839A - 芯的成型方法和芯的成型装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及芯的成型方法和芯的成型装置。提供了一种芯的成型方法，该芯的成型方法能够令人满意地排出在原料硬化时在外壳层内产生的诸如气体或水蒸气的气相体。根据本公开的一个方面的芯的成型方法是由包括粘合剂和沙子的原料(M)形成的芯的成型方法，并且包括：用原料(M)填充成型模具(4)的腔体(4c)；使原料(M)硬化以形成外壳层(C)；将具有插入其中的内销(5b)和由内销(5b)封闭的排气孔(5d)的排气管(5a)的顶端部通过设置在成型模具(4)中的开口(4g)插入到由外壳层(C)包围的部分中；以及移动内销(5b)并且打开排气孔(5d)。

Description

芯的成型方法和芯的成型装置

技术领域

本公开涉及一种芯的成型方法和一种芯的成型装置。

背景技术

通常，在铸造时使用的芯通过用包括粘合剂(诸如树脂或水玻璃)和沙子的原料填充成型模具而成型。日本未审专利申请公报第H07-299544号公开了一种芯释放装置，该芯释放装置包括凸缘部分、从凸缘部分的大致中心突出的通气销、以及插入到形成在凸缘部分中的通气销的基部部分中的挤出销。该释放装置以如下方式设置在成型模具中：通气销突出到成型模具的腔体中，并且当腔体填充有原料时，通气销的顶端部达到所封装的原料内的一部分。

发明内容

本申请人已经发现了以下问题。在原料硬化时在原料的整个周向表面上形成外壳层时，由于在日本未审专利申请公报第H07-299544号中公开的释放装置的通气销在形成外壳层之前被插入到原料中，所以通气销在形成外壳层时被布置在外壳层外部，并因此难以令人满意地排出在被外壳层包围(即，在外壳层的内部)的一部分中产生的诸如气体或水蒸气的气相体。

本公开是已经考虑了上述问题而做出的，并且提供了一种芯的成型方法和一种芯的成型装置，其能够令人满意地排出在原料硬化时在外壳层内产生的诸如为气体或水蒸气的气相体。

根据本公开的一个方面的芯的成型方法是由包括粘合剂和沙子的原料形成的芯的成型方法，该方法包括：

用原料填充成型模具的腔体；

使原料硬化以形成外壳层；

将排气管的顶端部通过设置在成型模具中的开口插入到由外壳层包围的部分中，其中所述排气管具有插入在该排气管中的内销和由所述内销封闭的排气孔；以及

移动内销并且打开排气孔。

因此，排气管被插入到通过使原料硬化所形成的外壳层中，开口被形成在外壳层中，并且当原料硬化时在外壳层内部产生的气相体可以通过排气管令人满意地从开口排出到成型模具的外部。

在前述的芯的成型方法中，在外壳层的形成的早期阶段(其在外壳层形成在原料的整个周向表面上之后即刻地出现)，将其排气孔被内销封闭的该排气管的顶端部优选地插入到由外壳层包围的部分中。

因此，在原料硬化开始之后的短时间段中可以使芯脱模，因此可以减少芯成型周期。

根据本公开的一个方面的芯的成型装置是由包括粘合剂和沙子的原料形成的芯的成型装置，该装置包括：

成型模具，原料被填充在成型模具中；以及

排气机构，该排气机构被构造成排出在由外壳层包围的部分中产生的气相体，所述外壳层通过使所述原料硬化而形成，其中

该排气机构包括：

排气管，所述排气管能够通过被形成在所述成型模具中的开口将顶端部插入到所述成型模具的腔体中和将所述顶端部从所述腔体移除到所述腔体的外部；以及

内销，所述内销能在所述排气管的内部移动，以便打开或关闭被形成在所述排气管的内部的排气孔。

因此，排气机构被插入到通过使原料硬化所形成的外壳层中，开口被形成在外壳层中，并且当原料硬化时在外壳层内部产生的气相体可以令人满意地通过排气机构从开口排出到成型模具的外部。

根据本公开，能够获得这样的芯的成型方法和芯的成型装置，其能够令人满意地排出在原料硬化时在外壳层内部产生的诸如为气体或水蒸气的气相体。

从以下给出的详细描述和仅以说明的方式给出的附图中将更全面地理解本公开的上述和其他目的、特征和优点，并因此不应被视为限制本公开。

附图说明

图1是示意地示出了根据一实施例的芯成型装置的局部截面图；

图2是示意性地示出了通过使封装到成型模具的腔体中的原料硬化而形成外壳层的早期阶段的局部截面图；

图3是示意性地示出了排气机构插入到外壳层中的状态的局部截面图；

图4是示意性地示出了在外壳层内产生的气相体从排气管排出的状态的局部截面图；

图5是示出了在不排出在外壳层内部产生的气相体的情况下使芯成型时在外壳层的内压与外壳层的强度之间的关系的图；并且

图6是示出了在通过根据本实施例的芯成型方法使芯成型时在外壳层的内压与外壳层的强度之间的关系的图。

具体实施方式

在下文中，参考附图，将详细解释应用本公开的具体实施例。然而，本公开不限于以下实施例。此外，为了使解释清楚，适当地简化了以下描述和附图。

首先，将解释根据本实施例的芯成型装置(在下文中，该装置可以简称为成型装置)的结构。图1是示意性地示出了根据本实施例的芯成型装置的局部截面图。在以下描述中，为了使描述清楚，将使用三维(XYZ)坐标系来进行描述。

根据本实施例的成型装置1当芯由包括粘合剂(诸如树脂或水玻璃)和沙子的原料成型时被适合地使用，并且包括注射缸2、注射活塞3、成型模具4和排气机构5，如图1所示。待成型的芯不限于无机芯，并且可以是有机芯。此外，粘合剂不限于树脂或水玻璃，并且可以是通常使用的粘合剂。

例如，将揉合有粘合剂和沙子的原料M注射到注射缸2中。注射缸2具有例如带底筒形主体作为其基本形式，并且在其布置于Z轴负侧上的底部部分中包括开口2a。注射缸2包括连接到开口2a的引出管2b。

注射活塞3可以基于第一驱动源(未示出)的驱动力而在注射缸2内沿Z轴方向移动，并且将注射到注射缸2中的原料M通过引出管2b挤出到成型模具4。

成型模具4被布置在注射缸2的Z轴负侧，并且包括第一模具4a和第二模具4b。第一模具4a和第二模具4b相对地在Y轴方向上彼此靠近并且闭合在一起，从而在成型模具4内形成腔体4c。然而，成型模具4的布置可以根据例如原料M从注射缸2挤出的方向而适当地改变。

即，当第一模具4a和第二模具4b在形成于第一模具4a中的凹部4d在Y轴方向上面向形成于第二模具4b中的凹部4e的状态下闭合时，腔体4c由第一模具4a的凹部4d和第二模具4b的凹部4e形成。腔体4c形成为具有与待成型的芯对应的形状。

成型模具4包括第一开口4f，以允许原料M被封装到腔体4c中。第一开口4f形成为在Z轴正侧上的成型模具4的一部分中穿透成型模具4，第一开口4f的在Z轴负侧上的端部到达腔体4c，并且第一开口4f的在Z轴正侧上的端部到达成型模具4的外部。第一开口4f连接到注射缸2的引出管2b。

因此，由注射活塞3挤出的原料M通过注射缸2的引出管2b和第一开口4f而被封装到腔体4c中。虽然第一开口4f以在图1中第一模具4a和第二模具4b闭合在一起的状态下跨接第一模具4a和第二模具4b的方式而形成，但它也可以形成在第一模具4a中或第二模具4b中。

排气机构5(其细节将在后面说明)排出在由通过使原料M硬化所形成的外壳层包围(即，在外壳层的内部)的一部分中产生的气相体，诸如气体或水蒸气。排气机构5包括排气管5a和内销5b。

排气管5a在例如Y轴方向上延伸，并且排气管5a在Y轴负侧上的端部以使其在Y轴方向上穿透第二模具4b的方式插入形成在第二模具4b中的第二开口4g中。排气管5a具有筒形主体作为其基本形式，其中，与成型模具4的第二开口4g的XZ截面形状基本上相同的外形在Y轴方向上是连续的。排气管5a内部的在Y轴负侧上的端部的XZ截面面积减小，并且减小的小直径部分5c内部的部分是排气孔5d。

前述排气管5a基于第二驱动源(未示出)的驱动力而在排气管5a的轴向方向(即，Y轴方向)上移动，并且排气管5a在Y轴负侧上的端部可以插入到腔体4c中，并且可以从腔体4c移除到腔体4c的外部。排气管5a的形状和布置不限于上述那些，只要它可以插入到成型模具4的腔体4c中和从成型模具的腔体移除即可。形成在成型模具4中的第二开口4g的布置根据排气管5a的布置而适当地改变。

内销5b打开或关闭排气管5a的排气孔5d。内销5b例如具有在Y轴方向上延伸的棒状体，并且与排气管5a的排气孔5d的XZ截面形状基本上相同的XZ截面形状在Y轴方向上是连续的。

前述内销5b基于第三驱动源(未示出)的驱动力而在排气管5a内沿内销5b的轴向方向(即，Y轴方向)移动。内销5b的形状和布置根据排气管5a的排气孔5d的XZ截面形状和排气管5a的布置而适当地改变。

接下来，将解释使用前述成型装置1的芯成型方法。图2是示意性地示出了通过使封装到成型模具的腔体中的原料硬化而形成外壳层的早期阶段的局部截面图。图3是示意性地示出了排气机构插入到外壳层中的状态的局部截面图。图4是示意性地示出了在外壳层内产生的气相体从排气管排出的状态的局部截面图。在图2至图4中，为了简化附图，未示出注射缸2和注射活塞3。

在初始状态下，第一模具4a和第二模具4b闭合在一起，并且排气管5a在Y轴负侧上的端面和内销5b在Y轴负侧上的端面布置成使得它们与第二模具4b的凹部4e基本上齐平。也就是说，在这种状态下，排气管5a的排气孔5d被内销5b阻塞。此外，第二模具4b的第二开口4g被排气管5a和内销5b阻塞。

在这种状态下，注射活塞3在Z轴负方向上移动以从注射缸2挤出原料M，并且该原料M通过引出管2b和第一开口4f被封装到腔体4c中。

然后，加热第一模具4a和第二模具4b。然后，如图2所示，在原料M的周向表面上形成外壳层C。此后，在原料M的整个周向表面上形成外壳层C。此时，在外壳层C内部的原料M的未硬化部分中，产生诸如为气体或水蒸气的气相体，并且将已产生的气相体限制在外壳层C内部。因此，外壳层C的内压增加。

虽然由图2至图4中的每个图中的交替的长短虚线示出了外壳层C与原料M的未硬化部分之间的界限，但实际上，外壳层C与原料M的未硬化部分之间的界限是不清楚的，并且外壳层C相对于原料M的未硬化部分的体积从所封装的原料M的内部到其外部粗略地增加。

接下来，在外壳层C的形成的早期阶段(其在原料M的整个周向表面上形成外壳层C之后即刻地出现)，如图3所示，排气管5a和内销5b在Y轴负方向上移动，即，处于排气孔5d被内销5b阻塞的状态的排气管5a在Y轴负方向上移动，从而使排气管5a在Y轴负侧上的端部和内销5b在Y轴负侧上的端部插入到外壳层C中。因此，开口形成在外壳层C中。

接下来，如图4所示，内销5b在Y轴正方向上移动，以打开排气管5a的排气孔5d。因此，在外壳层C内部产生的气相体从排气管5a排出到成型模具4的外部。此时，当内销5b从排气管5a的排气孔5d移除时，气相体可以通过排气管5a的排气孔5d，从大直径部分5e(其相对于排气管5a的小直径部分5c加宽)的内周向表面与内销5b的周向表面之间的间隙令人满意地排出。

此后，当原料M的硬化进行时，芯成型被结束。当第一模具4a和第二模具4b在Y轴方向上彼此相对间隔开时，已成型的芯可以脱模。

如上所述，依照根据本实施例的芯成型方法和芯成型装置1，排气机构5插入到通过使原料M硬化而形成的外壳层C中，开口形成在外壳层C中，并且当原料M硬化时在外壳层C内部产生的气相体可以通过排气机构5从该开口令人满意地排出到成型模具4的外部。

另外，在本实施例中，在初始状态下，排气管5a在Y轴负侧上的端面和内销5b在Y轴负侧上的端面布置成使得它们与第二模具4b的凹部4e基本上齐平。因此，外壳层C沿着第二模具4b的凹部4e形成，并且排气管5a和内销5b相对于第二模具4b的移动量可以很小。这可以有助于减小成型装置1的尺寸。

另外，排气机构5在排气管5a的排气孔5d被内销5b封闭的状态下插入到外壳层C中，从而能够防止原料M卡在排气管5a的排气孔5d中。

如果外壳层C的内压高于外壳层C的强度，则当已成型的芯被脱模时芯变形。因此，除非外壳层C的内压变得低于外壳层C的强度，否则已成型的芯不能脱模。

图5是示出了在不排出在外壳层内部产生的气相体的情况下使芯成型时在外壳层的内压与外壳层的强度之间的关系的图。图6是示出了在以根据本实施例的芯成型方法使芯成型时在外壳层的内压与外壳层的强度之间的关系的图。

在图5和图6中的每个图中，用虚线示出了外壳层的内压，并且用实线示出了外壳层的强度。此外，图5和图6均用交替的长短虚线示出了原料M的硬化已开始之后的当芯脱模时芯变形的时间与原料M的硬化已开始之后的当芯脱模时芯基本上不变形(也就是说，可以获得无缺陷产品)的时间之间的界限。

当在不排出在外壳层C内部产生的气相体的情况下芯成型时，如图5所示，随着原料M的硬化时间流逝并形成外壳层C，外壳层C的内压增加，此后在外壳层C内部产生的气相体从外壳层C中的小间隙泄漏，这导致外壳层C的内压降低。另一方面，依照原料M的硬化时间的增加，外壳层C的厚度增加并且外壳层C的强度增加。由于在外壳层C内部产生的气相体从外壳层C的小间隙泄漏的量非常小，所以在外壳层C的强度增加之后需要将芯脱模。

另一方面，当通过根据本实施例的芯成型方法来使芯成型时，如图6所示，外壳层C的内压随着原料M的硬化时间的流逝并且形成外壳层C而增加。然而，由于排气机构5在形成外壳层C的早期阶段插入外壳层C内部，所以在外壳层C内产生的气相体的排出可以在形成外壳层C之后的早期阶段开始。

因此，当通过根据本实施例的芯成型方法使芯成型时，与在不排出在外壳层C内部产生的气相体的情况下使芯成型的情况相比，外壳层C的内压在原料M的硬化开始之后的短时间段内可以小于外壳层C的强度。因此，当通过根据本实施例的芯成型方法使芯成型时，与在不排出在外壳层C内部产生的气相体的情况下使芯成型的情况相比，芯在原料M的硬化开始之后的短时间段内可以脱模，因此变得能够减少芯成型周期。

本公开不限于前述实施例，并且可以在不脱离本公开的精神的情况下适当地改变。

虽然在前述实施例中排气管5a和内销5b在形成外壳层C的早期阶段插入到外壳层C中，但将排气管5a和内销5b插入到外壳层C中的时刻没有具体限制。足够的是，在外壳层C形成在原料M的周向表面的基本上整个区域中之后，将排气管5a和内销5b插入到外壳层C中。

虽然在前述实施例中通过移动内销5b使气相体从排气管5a的大直径部分5e的内周向表面与内销5b的周向表面之间的间隙排出，但可以通过从排气管5a移除内销5b来排出气相体。

从如此描述的公开内容，显而易见的是本公开的实施例可以以多种方式变化。这些变化不应被视为脱离本公开的精神和范围，并且对于本领域技术人员显而易见的所有这些修改旨在包括在所附权利要求的范围内。

Claims (3)

1.一种芯的成型方法，所述芯由包括粘合剂和沙子的原料形成，该方法包括以下步骤：

用所述原料填充成型模具的腔体；

使所述原料硬化以形成外壳层；

将排气管的顶端部通过被设置在所述成型模具中的开口插入到由所述外壳层包围的部分中，其中所述排气管具有插入在该排气管中的内销和由所述内销封闭的排气孔；以及

移动所述内销并且打开所述排气孔。

2.根据权利要求1所述的芯的成型方法，其中，在所述外壳层被形成在所述原料的整个周向表面上之后即刻的所述外壳层的形成的早期阶段，将其排气孔被所述内销封闭的所述排气管的顶端部插入到由所述外壳层包围的所述部分中。

3.一种芯的成型装置，所述芯由包括粘合剂和沙子的原料形成，该装置包括：

成型模具，所述原料被填充在所述成型模具中；以及

排气机构，所述排气机构被构造成排出在由外壳层包围的部分中产生的气相体，所述外壳层通过使所述原料硬化而形成，其中

所述排气机构包括：

排气管，所述排气管能够通过被形成在所述成型模具中的开口将顶端部插入到所述成型模具的腔体中和将所述顶端部从所述腔体移除到所述腔体的外部；以及

内销，所述内销能在所述排气管的内部移动，以便打开或关闭被形成在所述排气管的内部的排气孔。