CN113458336B

CN113458336B - 铸造装置

Info

Publication number: CN113458336B
Application number: CN202110340586.6A
Authority: CN
Inventors: 野原庸平; 臼崎贤佑
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2020-03-30
Filing date: 2021-03-30
Publication date: 2023-03-24
Anticipated expiration: 2041-03-30
Also published as: JP2021154369A; US11224912B2; CN113458336A; US20210299745A1; JP7398313B2

Abstract

本发明涉及一种铸造装置。铸造装置(10)具有孔形成用型芯(34)和水套形成用型芯(42)。当形成型腔(22)时，存在于两型芯之间的间隙(44)的气体在抽吸机(84)的作用下，通过形成于孔形成用型芯的流通路径(56)被抽吸。在侧视观察孔形成用型芯时，该流通路径(56)位于比穿过该孔形成用型芯的中心且沿着该孔形成用型芯的长度方向延伸的假想轴线(X)靠上方的位置。据此，能避免气体卷入熔体从而获得质量良好的缸体。

Description

铸造装置

技术领域

本发明涉及一种用于获得缸体(cylinder block)的铸造装置。

背景技术

作为一种汽车的内燃机，已知形成于缸体的多个缸孔之中的相互相邻的缸孔彼此呈V字形状的所谓V型内燃机。另外，通常，在缸孔的周围形成有作为冷却水的通路的水套(water jacket)。对于像这样的形成有缸孔和水套的缸体而言，例如能使用如日本实用新型授权公报第2510455号所记载的那样的铸造装置进行铸造，据此来获得上述形成有缸孔和水套的缸体。

在该情况下，铸造装置具有定模、动模、孔形成用型芯和水套形成用型芯，其中，所述定模被定位固定；所述动模相对于该定模接近或远离；所述孔形成用型芯用于形成缸孔；所述水套形成用型芯用于形成水套。由定模和动模形成型腔。另外，孔形成用型芯和水套形成用型芯被设置于支承动模的可动合模板。

如日本发明专利公开公报特开平08-132210号所记载的那样，水套形成用型芯以围绕孔形成用型芯的外周侧的方式设置。在此，在可动合模板上支承有使孔形成用型芯和水套形成用型芯一体位移的执行器。执行器被配设于比孔形成用型芯和水套形成用型芯远离型腔的位置，而使两型芯朝向型腔前进，另一方面，使其从型腔后退。换言之，孔形成用型芯和水套形成用型芯在执行器的作用下，相对于型腔以一体的方式接近或远离。

在进行铸造时，在合模之前，在定模、动模、孔形成用型芯和水套形成用型芯上涂布(例如，喷涂)脱模材料。可以设想此时飞散在大气中的脱模材料会通过可动合模板与执行器之间的间隙侵入铸造装置内，而且会绕到孔形成用型芯侧。当脱模材料从孔形成用型芯侵入型腔时，则会使型腔内的脱模材料变得过量。

为了避免该情况，在日本实用新型授权公报第2510455号所记载的技术中，在孔形成用型芯(为日本实用新型授权公报第2510455号中所述的“孔销”)上形成压缩空气用流通路径，在开模状态下进行气体吹送而将脱模材料吹走，据此，防止脱模材料沿着孔形成用型芯侵入型腔的情况。另外，也可以代替气体吹送，而在孔形成用型芯的、未被填充于型腔的熔体淹没的部位上设置o型圈，从而进行孔形成用型芯与水套形成用型芯之间的密封。

发明内容

在向型腔填充熔体的过程中，型腔内的气体的大部分从形成于铸造装置的排气孔被排放至大气中。然而，存在于孔形成用型芯与水套形成用型芯之间的间隙的气体并不容易绕入排气孔。因此，气体被卷入垫圈(gasket)表面的缸孔的开口附近等。当气体的卷入量过多时，容易形成铸件气孔等铸造缺陷，从而导致缸体的质量下降。

本发明的主要目的在于，提供一种能避免气体卷入熔体从而获得质量良好的缸体的铸造装置。

根据本发明的一实施方式，提供一种铸造装置，其具有定模和相对于所述定模接近或远离的动模，由所述定模和所述动模形成用于获得缸体的型腔，所述铸造装置的特征在于，

具有孔形成用型芯、水套形成用型芯、执行器、密封部件和抽吸机，其中，

所述孔形成用型芯用于在所述缸体上形成缸孔；

所述水套形成用型芯从外周侧围绕所述孔形成用型芯，用于在所述缸孔的周围形成水套；

所述执行器使所述孔形成用型芯和所述水套形成用型芯一体地向相对于所述型腔接近或远离的方向位移；

所述密封部件被配设于所述孔形成用型芯与所述水套形成用型芯之间的间隙，并将所述间隙划分为接近所述型腔的接近侧部分和远离所述型腔的远离侧部分；

所述抽吸机通过形成于所述孔形成用型芯的流通路径来抽吸所述接近侧部分的气体，

所述孔形成用型芯具有近位部、远位部和孔形成部，其中，所述近位部面向所述接近侧部分且始终从所述型腔内的熔体露出；所述远位部面向所述远离侧部分；所述孔形成部从所述近位部朝向所述型腔突出，且淹没于所述型腔内的熔体，

所述流通路径具有第1开口和第2开口，并且在侧视观察所述孔形成用型芯时，所述流通路径位于比穿过该孔形成用型芯的中心且沿着该孔形成用型芯的长度方向延伸的假想轴线靠上方的位置，其中，所述第1开口被形成于所述近位部的外表面；所述第2开口被形成于所述远位部的外表面并且与所述抽吸机连接。

根据本发明，通过形成于孔形成用型芯的规定部位的流通路径，在向型腔填充熔体时，能将存在于孔形成用型芯与水套形成用型芯之间的间隙的气体从该间隙去除。因此，避免气体卷入熔体，从而不容易使作为铸造产品的缸体产生铸造缺陷。即，使缸体的质量变得良好。

根据参照附图对以下实施方式进行的说明，上述的目的、特征和优点应易于被理解。

附图说明

图1是本发明的实施方式所涉及的铸造装置在处于开模状态时的概略纵剖视图。

图2是处于合模状态的铸造装置的概略纵剖视图。

图3是沿着构成铸造装置的孔形成用型芯和水套形成用型芯的长度方向的概略侧视剖视图。

图4是图3的IV-IV向视剖视图。

图5是图3的V-V向视剖视图。

具体实施方式

下面，列举优选的实施方式，并参照附图来详细说明本发明所涉及的铸造装置。此外，以下的“前”是指图2所示的接近型腔22的一侧。另外，“后”与“前”是相反的方向，即是指远离型腔22的一侧。

图1和图2分别是本实施方式所涉及的铸造装置10处于开模状态、合模状态时的主要部分概略纵剖视图。该铸造装置10具有设置有定模12的固定合模板14和设置有动模16的可动合模板18。可动合模板18能在开合用气缸20的作用下，相对于固定合模板14接近或远离。通过可动合模板18相对于固定合模板14接近或远离，动模16相对于定模12接近或远离。

而且，通过处于合模状态的定模12和动模16，形成图2所示的型腔22。在本实施方式中，型腔22用于成型构成6缸的V型内燃机的缸体。此外，在可动合模板18或固定合模板14的至少一方形成有排气孔(未图示)，在向型腔22填充熔体时，该排气孔用于将该型腔22内的气体排放到大气中。另外，在固定合模板14上，设置有能相对于型腔22露出或退避的未图示的顶料销(ejector pin)。

在可动合模板18上，以形成从动模16呈放射状延伸的形状的方式形成有第1滑动槽24和第2滑动槽26。第1滑动槽24和第2滑动槽26以呈横躺的V字形状的方式相连。第1滑动槽24和第2滑动槽26以沿着垂直于图1和图2的纸面的方向排列的方式各形成有3个。此外，在图1和图2中，示出了3个第1滑动槽24、第2滑动槽26中的各1个。

在第1滑动槽24中收容有孔销位移用气缸30(执行器)。在构成该孔销位移用气缸30的杆上连接有沿着第1滑动槽24滑动的型芯保持体32。如图3所示，在型芯保持体32的面向型腔22的前端，设置有作为孔形成用型芯的孔销34。孔销34从接近型腔22的前端侧朝向后端侧按顺序依次具有孔形成部36、近位部38和远位部40。在该情况下，孔形成部36、近位部38、远位部40各自的直径相互不同。具体而言，孔形成部36为小径，远位部40为大径，近位部38的直径比远位部40稍小。

从近位部38朝向型腔22突出的孔形成部36是在向型腔22内填充熔体时淹没于熔体的部位。通过孔形成部36从流动性在一定程度上消失后的熔体脱模，而形成缸孔。相对于此，近位部38和远位部40始终从型腔22内的熔体露出。即，近位部38和远位部40并不参与缸孔的形成。

水套形成用型芯42的内径被设定为在面向孔形成部36和近位部38的部位处较大，并且在面向远位部40的部位处较小。而且，孔形成部36和近位部38的各侧周壁(侧壁)在整周的范围远离水套形成用型芯42的内周壁(内壁)。因此，在孔销34的孔形成部36及近位部38与水套形成用型芯42之间形成有间隙44。此外，下面有时将水套形成用型芯记为“WJ用型芯”。

如图3和图5所示，直径最大的远位部40的侧周壁下部(侧壁的下部)抵接于WJ用型芯42的内周壁下部(内壁的下部)。通过该抵接孔销34被WJ用型芯42支承，据此，孔销34被定位。另一方面，如图4所示，远位部40的侧周壁上部(侧壁的上部)远离WJ用型芯42的内周壁上部(内壁的上部)。即，所述间隙44的下部分被远位部40的下部封堵些许，侧方部分和上部分因远位部40的侧方部和上部变得狭窄。

在远位部40的侧周壁上，沿着环绕方向形成有第1环状槽46、第2环状槽48。在这些第1环状槽46、第2环状槽48上，安装有作为密封部件的第1o型圈50、第2o型圈52。第1o型圈50、第2o型圈52对孔销34的远位部40的侧周壁与WJ用型芯42的内周壁之间进行密封。

在孔销34的内部中，形成有多条(例如，2条)流通路径56。各条流通路径56包含内孔58和倾斜路径60，其中，所述内孔58从孔销34的远位部40的面向型芯保持体32的后端面朝向近位部38呈直线状延伸；所述倾斜路径60朝向近位部38的侧周壁上部倾斜(尤其参照图3)。倾斜路径60以从远位部40(后端)朝向近位部38(前端)侧的方式倾斜，并且在近位部38的侧周壁开口。这样，流通路径56具有第1开口62(尤其参照图4)和第2开口64(参照图3)，其中，所述第1开口62位于近位部38的侧周壁；所述第2开口64位于远位部40的后端面。此外，第1开口62位于第1o型圈50的附近，并且形成于比该第1o型圈50接近孔形成部36的前方的部位。

在图3中示出有将孔销34在高度方向上一分为二的假想轴线X。在对孔销34进行侧视观察时，该假想轴线X穿过该孔销34的中心且沿着该孔销34的长度方向延伸。流通路径56的包含第1开口62、第2开口64在内的整体位于假想轴线X的上方。

WJ用型芯42的后端与形成于型芯保持体32的前端的嵌合凹部70嵌合。通过该嵌合和根据需要将WJ用型芯42通过螺栓等连接于型芯保持体32，WJ用型芯42被型芯保持体32支承。这样，在型芯保持体32上支承有孔销34和WJ用型芯42这两者。因此，随着构成孔销位移用气缸30的杆进行进退动作，孔销34及WJ用型芯42与型芯保持体32一起一体地位移。

WJ用型芯42形成大致圆筒体形状，且从外周侧围绕孔销34。WJ用型芯42的尺寸比孔销34短，因此，孔销34的孔形成部36的一部分从WJ用型芯42的前端露出。如上所述，在WJ用型芯42的内周壁与孔销34的侧周壁之间形成有间隙44。该间隙44以第1o型圈50、第2o型圈52为界，划分为接近型腔22侧的接近侧部分72和远离型腔22的远离侧部分74。

由于第1o型圈50、第2o型圈52被设置于孔销34的远位部40，因此间隙44的接近侧部分72面向近位部38和孔形成部36，另一方面，远离侧部分74面向远位部40。另外，由于流通路径56的第1开口62被形成于近位部38并且第2开口64被形成于远位部40，因此流通路径56在从接近侧部分72至远离侧部分74的范围内延伸。

返回图1和图2，在第2滑动槽26内也被设置为与第1滑动槽24内相同的结构。因此，对与已经说明的结构要素相同的结构要素标注相同的附图标记，并省略其详细的说明。

在本实施方式中，在上下方向上相邻(或相向)的孔销34彼此以呈横躺的V字形状的方式倾斜。即，下方的孔销34以前端位于比后端高的位置的方式倾斜，另一方面，上方的孔销34以后端位于比前端高的位置的方式倾斜。此外，下方和上方的孔销34分别沿着垂直于图1和图2的纸面的方向各排列配置有3个。

下方和上方的孔销34均受到重力的影响，而形成以前端侧相对于第1环状槽46、第2环状槽48的延伸方向朝向上方且后端侧相对于该延伸方向朝向下方的方式倾斜这样的姿势。因此，如上所述，孔销34的远位部40的侧周壁下部抵接于WJ用型芯42的内周壁下部。另外，在孔销34的近位部38的侧周壁与WJ用型芯42的内周壁之间，如图4所示，间隙44成为在下部较小且在上部较大。即，下部侧的间距D1比上部侧的间距D2小。

近位部38的侧周壁上部与WJ用型芯42的接近侧部分72的内周壁上部的间距D2被设定为50μm以下。此外，通过使远位部40的侧周壁下部与WJ用型芯42的内周壁下部抵接来定位孔销34，可以将间距D2高精度地设定为50μm以下。据此，孔销34的近位部38的侧周壁上部与WJ用型芯42的接近侧部分72的内周壁上部充分远离。

在孔销34的各流通路径56上，通过第2开口64分别连接有流通管76的前端。流通管76的后端被汇集于切换阀78。通过该切换阀78，所有的流通管76同时与排气管80或供气管82的某一个选择性地连通。在此，排气管80与作为抽吸机的吸气泵84连接。另外，供气管82与供给作为吹送流体的压缩空气的压缩机86(流体供给机)连接。因此，在吸气泵84的作用下能抽吸间隙44内的气体，并且在压缩机86的作用下能向间隙44供给压缩空气。

本实施方式所涉及的铸造装置10基本上如以上这样构成，接下来，通过与铸造装置10的动作的关系来说明其作用效果。此外，以下的动作基本上通过未图示的控制装置的顺序控制作用来执行。

在进行铸造作业之前，在图1所示的开模状态下向定模12、动模16、孔销34、WJ用型芯42等涂布脱模材料。该涂布例如通过从设置于未图示的机器人的顶端臂的喷枪涂布脱模材料的喷涂来实现。脱模材料的一部分呈雾状飞散于大气中，之后，附着于铸造装置10。

然后，为了实施铸造作业而进行合模。即，孔销位移用气缸30作用，据此，孔销34及WJ用型芯42与型芯保持体32一体地向接近动模16的方向位移。在孔销位移用气缸30作用的时间点，也可以使吸气泵84作用。此时，流通路径56通过流通管76及切换阀78而与排气管80连通。

接着，通过开合用气缸20作用，可动合模板18向固定合模板14接近。其结果，如图2所示，动模16与定模12闭合而形成型腔22。在此，脱模材料的附着于铸造装置10的量有可能会侵入可动合模板18的内部并沿着型芯保持体32和孔销34向型腔22侧行进。然而，在这样的情况下，第2o型圈52挡住脱模材料。因此，能阻碍脱模材料向比孔销34的远位部40靠前方的位置行进。因此，能防止型腔22内的脱模材料变得过量。

在形成型腔22之后，熔体被填充于该型腔22。在填充熔体的过程中，型腔22内的气体的大部分通过所述排气孔被排放至型腔22的外部的大气中。

另外，存在于孔销34的近位部38及孔形成部36与WJ用型芯42之间的间隙44的气体在吸气泵84的作用下，通过流通路径56的第1开口62被抽吸到倾斜路径60。在此，如上所述，孔销34的侧周壁上部与WJ用型芯42的内周壁上部的间距D2比孔销34的侧周壁下部与WJ用型芯42的内周壁下部的间距D1大。而且，流通路径56通过被形成于比孔销34的假想轴线X靠上方的位置而偏向孔销34的上部侧。因此，在第1开口62的附近，孔销34的近位部38的侧周壁上部与WJ用型芯42的接近侧部分72的内周壁上部充分远离。因此，易于抽吸存在于间隙44的气体。

气体经过倾斜路径60、内孔58的第2开口64而在流通管76、排气管80中流通，并通过吸气泵84被排放至大气中。在本实施方式中，流通路径56的第1开口62被形成于第1密封部件的附近。因此，存在于间隙44的气体向远离型腔22的方向顺利地流动，从而抑制气体在间隙44内产生涡流。因此，可以高效地将气体从间隙44去除。

而且，在本实施方式中，孔销34的近位部38的侧周壁上部与WJ用型芯42的接近侧的内周壁上部的间距D2被设定为50μm以下。另外，孔销34的近位部38的侧周壁下部与WJ用型芯42的接近侧的内周壁下部的间距D1比间距D2小。因此，不容易使毛刺粉末侵入间隙44。即，不容易使间隙44、第1开口62被毛刺粉末封堵。因此，能持续抽吸存在于间隙44的气体。

根据以上这样的理由，能避免大量的气体卷入熔体的成为垫圈表面的部分、成为缸孔的部分等。因此，能抑制缸体产生铸件气孔等铸造缺陷，从而能获得质量优异的缸体。

在结束熔体的填充并经过规定时间，例如在熔体凝固成失去流动性的程度之后，开合用气缸20作用。即，可动合模板18和动模16以相对于固定合模板14和定模12远离的方式位移，据此进行开模。其结果，铸造装置10返回至图1所示的状态，缸体露出。缸体附着于定模12。

所述切换阀78与开合用气缸20作用大致同时动作，切断流通管76与排气管80的连通(连接)，并且连通(连接)流通管76与供气管82。此外，压缩机86在进行该切换之前作用。例如，压缩机86可以从合模开始时作用。

因此，来自压缩机86的压缩空气通过供气管82、流通管76向流通路径56(内孔58)的第2开口64流通。压缩空气还被从倾斜路径60的第1开口62朝向间隙44排放。即，开始所谓的气体吹送。即使毛刺粉末侵入了间隙44，也能通过该气体吹送将毛刺粉末从间隙44排放。另外，由于在该时间点，孔销34未从缸体脱模，因此压缩空气与缸体接触。因此，能高效地冷却缸体。

接下来，随着孔销位移用气缸30作用，孔销34及WJ用型芯42与型芯保持体32一体地朝向远离动模16的方向位移。而且，设置于固定合模板14的所述顶料销以从型腔22露出的方式位移，将缸体从定模12推出。据此，实现缸体的脱模。因此，被从第1开口62排放的压缩空气不仅与孔销34和WJ用型芯42接触，还与动模16、定模12接触。因此，能高效地冷却动模16和定模12。

另外，在脱模材料、铸造片等残留于孔销34、WJ用型芯42、动模16和定模12的情况下，将它们通过压缩空气吹送出。即，通过压缩空气来实现铸造装置10的清扫。因此，无需单独进行清扫作业。以上情况相互作用，能实现缩短从开始涂布脱模材料至结束清扫作业为止的周期时间。

在此，倾斜路径60以从远位部40侧(后端)朝向近位部38侧(前端)的方式倾斜。因此，毛刺粉末或脱模材料、铸造片等被压缩空气推压以朝向比第1开口62靠前方的位置。因此，能避免第1开口62被毛刺粉末、脱模材料、铸造片等封堵的情况。因此，能长时间地持续实施气体吹送。

本发明并不特别限定于上述的实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内能进行各种的变更。

例如，铸造装置10也可以被配设为相邻(相向)的孔销34彼此呈立起的V字形状。另外，铸造装置10也可以为多个缸孔呈直线状排列的所谓的直列型内燃机。

而且，如果形成有位于比假想轴线X靠上方侧的位置的流通路径56，则除了该流通路径56以外，也可以形成位于比假想轴线X靠下方侧的位置的另一流通路径。

另外，虽然没有特别图示，但也可以将气缸套外装于孔销34。

而且，在该实施方式中，虽然使用第1o型圈50、第2o型圈52作为密封部件，但密封部件的个数可以为1个，也可以为3个以上。在3个以上的情况下，可以在比最前方的密封部件靠前方的位置形成第1开口62。此外，在该情况下，间隙44被划分为比最前方的密封部件靠前方的接近侧部分72和比最后方的密封部件靠后方的远离侧部分74。

Claims

1.一种铸造装置(10)，其具有定模(12)和相对于所述定模接近或远离的动模(16 )，由所述定模和所述动模形成用于获得缸体的型腔(22)，所述铸造装置的特征在于，

具有孔形成用型芯、水套形成用型芯(42)、执行器(30)、密封部件(50、52)和抽吸机(84)，其中，

所述孔形成用型芯用于在所述缸体上形成缸孔；

所述执行器使所述孔形成用型芯和所述水套形成用型芯一体地朝向相对于所述型腔接近或远离的方向位移；

所述密封部件被配设于所述孔形成用型芯与所述水套形成用型芯之间的间隙(44)，将所述间隙划分为接近所述型腔且在填充熔体时一部分淹没于熔体的接近侧部分(72)和远离所述型腔且在填充熔体时始终从熔体露出的远离侧部分(74)，该密封部件被配置于在填充熔体时始终从熔体露出的位置；

所述抽吸机通过形成于所述孔形成用型芯的流通路径(56)来抽吸所述接近侧部分的气体，

所述孔形成用型芯和所述水套形成用型芯(42)沿着与铅垂方向交叉的方向延伸，

所述孔形成用型芯具有近位部(38)、远位部(40)和孔形成部(36)，其中，所述近位部面向所述接近侧部分且始终从所述型腔内的熔体露出；所述远位部面向所述远离侧部分；所述孔形成部从所述近位部朝向所述型腔突出，并淹没于所述型腔内的熔体，

所述近位部的下部与所述水套形成用型芯的内壁的间距比该近位部的上部与所述水套形成用型芯的内壁的间距小，

所述流通路径具有第1开口(62)和第2开口(64)，并且在侧视观察所述孔形成用型芯时，所述流通路径位于比穿过该孔形成用型芯的中心且沿着该孔形成用型芯的长度方向、并与铅垂方向交叉的方向延伸的假想轴线(X)靠上方的位置，其中，所述第1开口被形成于所述近位部的外表面且比所述密封部件接近所述孔形成部；所述第2开口被形成于所述远位部的外表面并且与所述抽吸机连接。

2.根据权利要求1所述的铸造装置，其特征在于，

所述第1开口形成于所述密封部件的附近。

3.根据权利要求1所述的铸造装置，其特征在于，

还具有流体供给机(86)，其通过所述流通路径从所述远离侧部分向所述接近侧部分供给吹送流体。

4.根据权利要求1所述的铸造装置，其特征在于，

所述第1开口被形成于所述近位部的侧壁，并且所述流通路径包含从所述孔形成用型芯的内部朝向所述第1开口的倾斜路径(60)，所述倾斜路径从所述远位部侧向朝向所述近位部侧的方向倾斜。

5.根据权利要求1所述的铸造装置，其特征在于，

具有多个所述孔形成用型芯和多个所述水套形成用型芯，相邻的所述孔形成用型芯呈V字形状。

6.根据权利要求5所述的铸造装置，其特征在于，

相邻的所述孔形成用型芯彼此沿着上下方向配置。

7.根据权利要求6所述的铸造装置，其特征在于，

所述孔形成用型芯的所述远位部的直径比所述近位部大，且该远位部的下部抵接于所述水套形成用型芯的内壁并且上部远离所述水套形成用型芯的内壁，另一方面，所述近位部的侧壁在整周的范围远离所述水套形成用型芯的内壁。

8.根据权利要求1所述的铸造装置，其特征在于，

该近位部的上部与所述水套形成用型芯的内壁的间距(D2)为50μm以下。