CN1129493C - 用于离心铸造的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种离心铸造的方法，将一铸模装配在一基板上，完成的铸模可围绕一水平转动轴线转动大约180°，带有一向上定位的孔端、与铸模相分离的一铸造容器被填充上用于一次铸造操作的熔料，铸造容器借助于其孔端密封地连接于铸模的入口端，铸模与其所接触的铸造容器一起围绕水平轴线转动大约180°，致使熔料到达铸模，并且铸造容器从连接位置离开铸模。

Description

用于离心铸造的方法和装置

技术领域

本发明涉及用于离心铸造的方法和装置。

背景技术

从EP0656819中可以得知所述类型的方法和装置，其中带有向下入口的一铸模与带有向上开孔的一铸造容器一起运动，用于一次铸造操作的熔料被填充到铸造容器中，该铸模与铸造容器一起围绕一水平轴线转动大约180°，致使熔料到达铸模。在该情况下，借助于一填充孔来填充该铸造容器，该填充孔设置有一专用的封闭体。

发明内容

本发明的本发明的目的是提供一种方法和装置，当使用所述方法进行批量生产时可以提高生产率。该目的是通过提供一种离心铸造的方法来实现的，其中将带有指向上的入口端的铸模安装在一基板上，完成后的铸模与基板一起围绕水平转动轴线转动大约180°，致使入口端指向下，带有向上定位的孔端的一铸造容器被填充上用于一次铸造操作的熔料，铸造容器借助于其孔端密封地连接于铸模的指向下的入口端，铸模与所接触的铸造容器围绕水平轴线转动大约180°，致使熔料到达铸模，随后铸造容器从连接位置被释放并从铸模上移开。

另外，本发明涉及用于离心铸造的一种装置，它具有：一铸模，该铸模安装在一基板上并设置有从基板的上表面指向远离方向的一入口；用于基板的轴承装置，基板被支承在轴承装置中以能够围绕水平转动轴线转动至少180°；一铸造容器，该铸造容器的孔可被定位成指向基板的上表面；用于铸造容器的运动装置，借助于该运动装置，带有孔的铸造容器可密封地连接于铸模的指向下的入口，并能够与铸模一起围绕水平转动轴线转动至少180°，并且在该转动后的位置，铸造容器可从铸模的指向下的入口上移开。

按照本发明的方法和装置，不论是手工还是部分以自动的方式，都能够容易且快速地装配铸模，即，装配铸模被简化且容易控制。另外，因为铸造容器是远离铸模被填充的，改进了控制能力，并且当填充不需要专用封闭机构的铸造容器时具有较高的安全度。在装配之后通过转动铸模，并通过从下面连接铸造容器，即，通过将铸造容器的孔连接于铸模的入口，就能够获得离心铸造的可能性和优点，即，当随后围绕一水平轴线向后转或进一步转动带有所连接的铸造容器的铸模时，铸造操作是平静和没有紊流的。为了进一步加快该工艺并准备下面的铸造操作，可以从铸模上向上移开该铸造容器，此时铸模的入口指向下。通过以此方式进行，还能够将一压力盖放置在向上开放的入口上，以及可选择地放置此时定位在顶端的进料器上，以通过施加气体压力来改进固化过程。在完整的硬化表面层已形成在铸模中后，较佳地施加所述气体压力。

原则上，铸模可完全由模制的材料部分组成，包括由模制的材料构成的基板，即，该铸模可包括所谓的芯壳，其中该模腔的所有表面由型芯形成。该铸模还可以竖立在金属制造的基板上，并且可选择地含有金属制造的侧壁，在侧壁中插入模制的材料构成的内芯，并且该铸模在上面被模制的材料制造的盖芯密封，即，该铸模可形成所谓的半模(semi-die)。最后，该铸模可完全设置成带有金属基板和金属侧壁和金属盖的永久铸模的形式，所需的模制材料的型芯插入到其内，即，该铸模可设置成模具的形式。

在一较佳的实施例中，不带有连接的铸造容器的完成装配的铸模与带有连接的铸造容器的铸模那样围绕相同的水平轴线转动，在各个情况下，有利地，铸模自身以及铸模与所连接的铸造容器一起围绕穿过该铸模的轴线转动，并定位在基板的邻近处，这可确保整个组件被支承在重心附近。

为了将铸造容器连接于铸模并从铸模上移开该铸造容器，较佳地以这样的方式实施该方法，铸造容器相对水平转动轴线作径向运动，为了将铸造容器传送到填充位置，它围绕所述径向运动的轴线作转动运动。以此方式，通过简单的系列运动就可完成铸造容器从铸模上的必需的分离，因此装配铸模和填充铸造容器的操作可交迭进行。

较佳地，本发明的装置的特征是，该装置包括带有两侧向构件(cheekparts)的一转向架(bogie)，在侧向构件中支承着旋转销子，基板悬挂在旋转销子之间。另外，在一较佳的实施例中，铸造容器可在一柱体上移动，该柱体是相对水平旋转销子沿径向设置的，该柱体特别地可在其中一个旋转销子上滑动。为了进行所述转动运动，该柱体较佳地设置有一连接的径向转动臂，该转动臂可围绕柱体的轴线转动，铸造容器直接连接在该转动臂上。

另外，在其入口端，该铸模包括至少一个入口孔和一个气体排放管，它们相对水平转动轴线处在不同的角度位置。此外，该铸造容器可包括包括一中间壁，在所述铸造容器连接于铸模的位置，中间壁与水平转动轴线相平行地延伸，中间壁进入到熔料中并终止在距铸造容器的基部有一定距离的地方。当在中间壁的一侧使熔料进入到铸造容器中，并使铸造容器向着所述侧转动180°时，所述中间壁能够抑制和消除氧化层。借助于它的孔，连接于铸模的该铸造容器能够盖住铸模的入口和通风孔，这两个开口被定位在所述中间壁的不同侧上。

本发明的装置以这样的方式使用在一个铸造设备中，使至少两个本发明的装置与带有一分配铸桶的一熔炉相关联，并可在位于熔炉处的铸造工位和至少一个固化工位之间来回作直线运动。该铸模的装配和拆卸也较佳地在结合所有操作体的该铸造工位进行。但是，也可以设置一单独的工位来进行铸模的装配和拆卸。如果该铸造设备包括两个装置，那么可称之为级联系统，如果包括三个装置，那么可称之为三联(tridem)系统，后者构成可接受的最大限度。

按照另一实施例，多个本发明的装置能够以这样的方式包含在一铸造设备中，该诸装置与带有一分配铸桶的一熔炉相关联，并可在圆形路径上从一个铸造工位传送到至少一个固化工位。可将其称为转盘式铸造系统。在该情况下，铸造工位可形成铸模装配和铸模拆卸工位。但是，在转盘式铸造系统的情况下，建议设置与固化工位相分离的一铸模装配和铸模拆卸工位。

在与前面提及的铸造设备不同的一实施例中，带有相关联的分配铸桶的一熔炉可与两个本发明的装置相结合，这些部分牢固地装配成直线形式，该分配铸桶可在所述诸装置和该熔炉之间来回移动。以此方式，能够简化运输和便于操作。

上述最后的铸造系统可进行变型，带有相关联的分配铸桶的熔炉能够结合多个本发明的装置并设置成圆形形式，分配铸桶可在熔炉和诸装置之间来回转动。对于较大数量的装置，这比直线形式更为有利。

附图说明

本发明的装置的一较佳的实施例示出在附图中并在以下进行描述。

图1是本发明装置的侧视图。

图2是本发明装置的平面图。

图3是处在第一位置的本发明的装置的带局部剖视的视图。

图4是处在第二位置的本发明的装置的带局部剖视的视图。

图5是处在六个不同阶段的带有所连接的铸造容器的一铸模。

具体实施方式

以下将一起描述图1和图2。本发明的装置11包括一转向架(bogie)12，转向架12设置有一个基板13和两个侧向构件(cheek part)14、15。一较短的旋转销子17被支承在侧向构件14中的轴承16中。一较长的旋转销子19被支承在侧向构件15中的轴承18中。一转动驱动器20作用在旋转销子19上。这两个转动销子在水平的转动轴线21上被定位成共轴线。在转动销子17、19之间是插入的一个多部分基板22，基板22能够与旋转销子一起围绕转动轴线21转动。在基板22上装配一个铸模23，铸模23的入口端36在如图所示的位置指向上。两个定位缸体24、25作用在铸模23的边侧部分26、27上，铸模23相对基板22是可以拆卸的并牢固地连接于基板22。另外，所示的基板22包括一个定位缸体28，定位缸体28作用在铸模23的端部29上，其端部29相对基板22可以转动。

一盖芯在其上端闭合铸模。在基板22之下设置一定位缸体32，通过缸体32可以驱动穿过该基板的喷射器33、34。另外，牢固地连接于基板22的柱体38可滑动至旋转销子19。柱体38是伸缩的并可通过定位缸体45向着柱体轴线39移出，示出了移出的位置。在所述柱体38处，设置一转动臂41，转动臂41相对柱体轴线39大致沿径向成一直线，转动臂41包括一个基板42，一个铸造容器43连接于基板42，容器43的孔端46指向下。转动臂41可借助于转动马达44围绕柱体轴线39转动。从图示的位置，柱体38可以向着水平的转动轴线21变短，致使带有下孔端46的铸造容器43下降至铸模23的上部的入口端36。当铸造容器被填充，并且铸模23和铸造容器43相对图示位置围绕水平的转动轴线21转动180°时，发生该运动。在铸造容器从图2中虚线所示的位置围绕柱体轴线39转动90°的位置，以及在它围绕水平转动轴线继续转动180°的位置，较佳地发生铸造容器的预填充。在铸造容器43已被填充之后，它通过转动臂41转回至相对铸模23的相对位置，如图1所示，但是整个组件相对图示的位置转动180°。而后，该柱体通过定位缸体45变短，致使铸造容器43的上孔端46停靠于向下定位的铸模23的入口端36。而后，处在其连接位置的整个组件转动180°，同时进行铸造操作。而后，通过移出柱体38，铸造容器43返回至图示的位置。为了拆卸铸模的目的，铸造容器43反转大约90°至图2中虚线所示的位置。

将一起描述图3和图4。它们示出图2中虚线所示的相对结构中的铸模23和铸模容器43，以横剖面示出铸模23，以纵剖面示出铸造容器43。示意地示出带有柱体轴线39和转动臂41的柱体38。在该实施例中，柱体38不能够被缩短，但是可通过相对转动臂41的定位缸体45’来移动铸造容器43。铸造容器43包括距基部50有一定距离的一中心纵向壁49。铸模23包括一多部分基板22、边侧部分26、27、设置在基板22上的叠加的几个层中的多个内芯30、以及一盖芯31。多个内芯30被夹在基板22和盖芯31之间的一连续的能流通量(power flow)中。在边侧部分26、27处，可以看到铸模凸起47、48，铸模凸起47、48夹持又依靠基板22的某些内芯30。边侧部分26、27通过定位缸体24、25相对基板22运动，在此没有示出定位缸体的悬挂装置。边侧部分26、27可借助于定位缸体24、25彼此移开。而后，可将内芯30安装在基板22上。而后，如相对的箭头所示，使边侧部分26、27返回到图示的位置。而后，盖芯31被放下并被锁定体51、52夹持住，为了相对边侧部分26、27安装盖芯，可以向后推锁定体51、52，在盖芯31已被放下之后，可使锁定体51、52向前移动至图示的位置，在此位置它们相对内芯30和边侧部分26、27夹持住盖芯31。在基板22中，能够辨别出喷射器35，为了移开铸模的目的，可通过定位缸体32来驱动喷射器35。基板22和整个铸模23围绕水平轴线21是可以转动的，轴线21相对牵拉平面是垂直的。以相同的方式应用于柱体38，柱体38支承承载铸造容器43的转动臂41。可借助于定位缸体45’相对转动臂41平行于柱体轴线39移动铸造容器43。

图4示出处在完成之后的其位置中的完成装配的铸模23。铸造容器43被悬挂成倒置，并通过定位缸体45’从铸模23处移开，借助于这柱体38上的转动臂41，它从其位置转动90°，以进行连接和铸造。

在图4中，铸模23与柱体38和铸造容器43一起围绕水平轴线21相对图3中的位置转动180°。铸造容器43仍然处在如图1所示的相对铸模23的位置，但是此时开口向上，并通过分配铸桶53填充熔料54，用于铸造操作。而后，铸造容器43通过转动臂41相对柱体38转动，致使位于铸模23之下的铸造容器43停靠在柱体38的前面。而后借助于定位缸体45’对着铸模23提升铸造容器43，使容器43用它的孔端46密封地停靠于铸模23的入口端36。在以此方式获得的其相对位置，铸模23与所连接的铸造容器43一起继续围绕水平的转动轴线21转动180°。被量过的熔料54以包含适于铸模23的模腔37的正确的量，而后熔料通过入口55流入到模腔37中，气体能够从气体出口56逃逸到铸造容器43中。

在完成转动操作和铸造操作之后，即再次到达图1所示的铸模23的位置之后，铸造容器43被定位缸体45’提升，从而离开铸模23，并通过转动臂41转回到图3所示的位置。在完成固化过程之后，通过退回边侧部分26、27，可开始拆卸该铸模。

图5示出铸造操作的不同阶段，首先，将再次提及在各个图中可以确认的细节。一方面，所示的铸模23带有基板22、边侧部分26、27、内芯30和盖板31’，这些部分一起形成模腔37。在该实施例中，边侧部分26、27是用模制的材料构制的，而盖板31’是永久铸模部分。在盖板31’处，能够辨认出钩子57、58，铸造容器43可通过钩子57、58固定在铸模23上。在盖板31’中，设置有两个入口孔55、59和两个气体出口56、60。所示的铸造容器43包括一外壳61、一衬垫62和一中间壁49、以及液态熔料54。

例图a)示出铸造容器43已连接于铸模23之后的起始位置。假定熔料可填充到铸造容器43中、中间壁49的左侧，以致在中间壁49的该侧上抑制了氧化层等，而在中间壁49的右侧形成无氧化物的熔料层。

在例图b)中，由铸模23和铸造容器43组成的组件围绕转动轴线21转动45°。熔料54通过入口孔55开始进入到模腔中。熔料的杂质被中间壁49阻挡。例如2秒后可到达该位置。

在例图c)中，由铸模23和铸造容器组成的组件围绕转动轴线21转动60°。另外，熔料此时通过入口孔59开始进入到模腔中。熔料的杂质仍然被中间壁49阻挡。例如4秒后可到达该位置。

在例图d)中，由铸模23和铸造容器43组成的组件围绕转动轴线21转动90°。熔料54此时在中间壁49之下。熔料的杂质浮在入口孔55、59之上。例如5秒后可到达该位置。

在例图e)中，由铸模23和铸造容器43组成的组件围绕转动轴线21转动。熔料54几乎充满模腔37。可在8秒后到达该位置。

在例图f)中，在由铸模23和铸造容器43组成的该单元已围绕水平的转动轴线21转动180°之后，已达到铸造操作的最后。此时熔料杂质已到达作为冒口(riser)的区域，并可在加工铸件时将其除去。所有气体通过气体出口56、60进入到铸造容器中，因此入口在任何时候都不会受到干扰。

Claims (22)

1.一种离心铸造的方法，其特征在于包括以下步骤：

将带有指向上的入口端(36)的铸模(23)安装在一基板(22)上，

完成后的铸模(23)与基板(22)一起围绕水平转动轴线(21)转动180°，致使入口端指向下，

带有向上定位的孔端(46)的一铸造容器(43)被填充上用于一次铸造操作的熔料(54)，

铸造容器(43)借助于其孔端(46)密封地连接于铸模(23)的指向下的入口端(36)，

铸模(23)与所接触的铸造容器(43)围绕水平轴线(21)转动180°，致使熔料(54)到达铸模(23)，随后铸造容器(43)从连接位置被释放并从铸模(23)上移开。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

铸模(23)是完全由模制的材料型芯构成的。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

铸模(23)是由永久铸模部分(22，26，27，29)和模制的材料构成的内芯组成的，且在其顶端被模制材料构成的盖芯(31)封闭。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

铸模(23)是由外部的永久铸模部分和插入的模制的材料型芯组成的。

5.如权利要求1至4中的任一权利要求所述的方法，其特征在于：

铸模(23)围绕通过所述铸模的水平转动轴线(21)转动，并被定位在距铸造容器(43)有一定距离的地方。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

相对水平转动轴线(21)，铸造容器(43)进行径向运动和围绕径向运动的轴线的转动，用于拆卸铸模(23)的目的。

7.一种用于离心铸造的装置，其特征在于它具有：

一铸模(23)，铸模(23)安装在一基板(22)上并设置有从基板的上表面指向远离方向的一入(55、59)；用于基板(22)的轴承装置，基板(22)被支承在轴承装置中以能够围绕水平转动轴线(21)转动至少180°；一铸造容器(43)，铸造容器(43)的孔可被定位成指向基板(22)的上表面；用于铸造容器(43)的运动装置，借助于该运动装置，带有孔(46)的铸造容器(43)可密封地连接于铸模(23)的指向下的入口(55、59)，并能够与铸模(23)一起围绕水平转动轴线(21)转动至少180°，并且在该已转动的位置，铸造容器(43)可从铸模(23)的指向上的入口(55、59)上移开。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于：

铸模(23)完全是由模制的材料型芯构成的。

9.如权利要求7所述的装置，其特征在于：

铸模(23)是由金属基板(22)和金属边侧部分(26、27、29)以及内芯(30)和盖芯(31)组成的，每一部分都是模制的材料构成的。

10.如权利要求7所述的装置，其特征在于：

铸模(23)是完全由永久铸模部分组成的，并带有插入的模制的材料型芯。

11.如权利要求7至10中的任一权利要求所述的装置，其特征在于：

该装置包括带有两侧向构件(14、15)的一转向架(12)，在侧向构件(14、15)中支承着旋转销子(17、19)，基板(22)悬挂在旋转销子(17、19)之间。

12.如权利要求7所述的装置，其特征在于：

铸造容器(43)可在一柱体(38)上移动，柱体(38)相对水平转动轴线(21)是沿径向设置的。

13.如权利要求12所述的装置，其特征在于：

柱体(38)滑动至其中一个旋转销子(19)并牢固地连接于基板(22)。

14.如权利要求12或13所述的装置，其特征在于：

在柱体(38)处，固定着一个转动臂(41)，转动臂(41)相对柱体轴线(39)沿径向延伸，转动臂(41)可以围绕柱体轴线(39)转动，并且铸造容器(43)固定在转动臂(41)上。

15.如权利要求7所述的装置，其特征在于：

铸造容器(43)包括一中间壁(49)，在所述铸造容器连接于铸模(23)的位置，中间壁(49)与水平转动轴线(21)相平行地延伸，中间壁(49)进入到熔料(54)中并终止在距铸造容器(43)的基部(50)有一定距离的地方。

16.如权利要求7所述的装置，其特征在于：

铸模(23)包括至少一个入(55、59)和至少一个气体出(56、60)，当铸造容器(43)连接在铸模(23)上时，入口和气体出口被定位在中间壁(49)的不同侧上。

17.一种铸造设备，其特征在于：

具有一分配铸桶的一熔炉和按照权利要求7至16中任一权利要求的至少两个装置，每个装置可在位于熔炉处的一铸造工位和至少一个硬化工位之间作来回的直线运动。

18.如权利要求17所述的铸造设备，其特征在于：

与铸造工位和硬化工位分开的一铸模装配和铸模拆卸工位设置在至少两个装置的直线路径上。

19.一种铸造设备，其特征在于：

具有一分配铸桶的一熔炉和按照权利要求7至16中的任一权利要求的多个装置，该多个装置可在位于熔炉处的一铸造工位和至少一个硬化工位之间的圆形路径上运动。

20.如权利要求19所述的铸造设备，其特征在于：

与铸造工位和硬化工位分开的一铸模装配和铸模拆卸工位设置在该圆形路径上。

21.一种铸造设备，其特征在于：

具有一分配铸桶的一熔炉和按照权利要求7至16中的任一权利要求的至少两个装置，该诸装置被设置成一直线，该分配铸桶可在诸装置和熔炉之间来回地运动。

22.一种铸造设备，其特征在于：

一熔炉和一分配铸桶以及按照权利要求7至16中的任一权利要求的多个装置，诸装置与该熔炉一起设置成一个圆圈，该分配铸桶可在诸装置和熔炉之间来回地转动。

Images