CN115430822B - 铸造装置 - Google Patents
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Abstract
铸造装置具备第一铸模和与第一铸模一起划定供熔化材料填充的间隙即腔室的第二铸模。第一铸模具备：移动部，构成第一铸模的一部分，能够取移动部划定腔室的一部分的位置即第一位置和与第一位置相比距第二铸模远的位置即第二位置；驱动部，使移动部在第一位置与第二位置之间移动；及供给路，向相对于处于第二位置的移动部处于第一位置侧的位置供给被包心件。在移动部处于第一位置时，移动部和第二铸模的至少一方保持被包心件。
Description
技术领域
本公开涉及铸造装置。
背景技术
将由轻合金形成的部件和由铁形成的部件通过焊接而接合是困难的。因而，已知利用被包心件将这些部件彼此接合。如专利文献1所记载的那样，首先，将包含被包心件的铝合金的部件通过铸造而制作。具体而言，在模具的内部配置了铁的被包心件的状态下，使铝合金的熔液向模具流入，进行冷却。将完成的铝合金的部件中的被包心件和铁的部件焊接。这样，能够将铝合金之类的轻合金的部件和铁的部件接合。
以往，如专利文献1所记载的那样，安装于机械手臂的机械手吸附被定位且被放置于夹具上的被包心件。之后，机械手臂将被包心件向模具内运送。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-132676号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在专利文献1所记载的技术中，存在以下的课题：为了被包心件向模具内的供给，需要机械手、机械手臂、定位用的夹具等大规模的设备及器具。
用于解决课题的手段
本公开能够作为以下的方式而实现。
(1)根据本公开的方式，提供具备第一铸模和与第一铸模一起划定供熔化材料填充的间隙即腔室的第二铸模的铸造装置。在该铸造装置中，第一铸模具备：移动部，构成第一铸模的一部分，能够取移动部划定腔室的一部分的位置即第一位置和与第一位置相比距第二铸模远的位置即第二位置；驱动部，使移动部在第一位置与第二位置之间移动；及供给路，向相对于处于第二位置的移动部处于第一位置侧的位置供给被包心件。在该铸造装置中，在移动部处于第一位置时，移动部和第二铸模的至少一方保持被包心件。
根据这样的方案，由供给路供给的被包心件通过第一铸模的移动部移动而配置于腔室。由此，无需为了被包心件向模具内的供给而使用机械手臂、机械手、夹具等设备及器具。
(2)在上述方式的铸造装置中，供给路可以沿着大致铅垂方向形成。
根据这样的方案，能够使被包心件在供给路内落下而将被包心件向移动部供给。由此，能够以简易的结构将被包心件向模具内供给。
(3)在上述方式的铸造装置中，在移动部处于第二位置时，供给路的开口端部开放，在移动部处于第一位置时，供给路的开口端部被移动部堵住。在移动部处于第二位置与第一位置之间的位置时，供给路的所述开口端部可以被移动部堵住或者开口成被包心件不通过的程度。
根据这样的方案，在移动部从第二位置向第一位置移动的期间，新的被包心件不从供给路供给。若移动部返回第二位置，则供给路的开口端部开放，从供给路供给一个被包心件。由此，能够以简易的结构将被包心件依次配置于腔室。
(4)在上述方式的铸造装置中，在移动部的被包心件接触的部分设置有容纳被包心件的一部分的凹部。移动部可以在处于第一位置时，将一部分容纳于凹部并将被包心件压靠于第二铸模。
根据这样的方案，能够防止配置于腔室的内部的被包心件的位置偏移。
附图说明
图1是示出实施方式的铸造装置的结构的剖视图。
图2是移动部的面的俯视图。
图3A是被包心件的主视图。
图3B是被包心件的侧视图。
图4是说明铸造装置的动作的样态的图。
图5是说明铸造装置的动作的样态的图。
图6是说明铸造装置的动作的样态的图。
图7是说明铸造装置的动作的样态的图。
图8是说明铸造装置的动作的样态的图。
图9是表示了将铸造品和铁的部件接合的样态的图。
图10是示出其他的实施方式的铸造装置的结构的剖视图。
图11是其他的实施方式的移动部的面的俯视图。
图12是示出其他的实施方式的移动部的面的其他的例子的俯视图。
附图标记说明
10…铸造装置，100…固定模具，110…第一通路，111…第一开口端部，120…第二通路，121…第二开口端部，122…第三端部，130…驱动部，131…缸筒，132…活塞，133…活塞杆，140…移动部，141…面，142…凹部，200…可动模具，300…腔室，500…铸造品，501…被包心件，502…包心件，800…铁板，A1、A2、A11、A12…箭头，L5…工作液，M10…熔化材料，P1、P2…位置。
具体实施方式
A.实施方式
图1是表示实施方式的铸造装置10的结构的剖视图。在以下的说明中，为了使理解容易，设定XYZ正交坐标系。X轴方向是水平方向。Y轴方向是铅垂方向。Z轴方向是与X轴及Y轴正交的方向。
铸造装置10将包含图3A、图3B所示的铁的被包心件501的铝合金的部件通过铸造而制作。被铸造的铝合金的部件例如是成为车辆的车身的部件。在本实施方式中，说明使用压铸法作为铸造方法的例子。
如图1所示，铸造装置10具备固定模具100和可动模具200。将固定模具100也称作第一铸模。将可动模具200也称作第二铸模。固定模具100和可动模具200形成供熔化材料填充的间隙即腔室300。可动模具200是在合模时与固定模具100接触且在开模时从固定模具100离开的模具。可动模具200例如由合模装置移动。
固定模具100具有第一通路110、第二通路120、驱动部130及移动部140。将第一通路110也称作供给路。
第一通路110是在固定模具100的内部作为沿着大致铅垂方向延伸的纵孔而形成的通路。第一通路110形成为使被包心件501能够通过被包心件501的自重而移动。沿着大致铅垂方向延伸是指连结了第一通路110的两端的直线沿着大致铅垂方向。在此，大致铅垂是指相对于铅垂线处于±20度的范围。更优选的是，第一通路110相对于铅垂线的倾斜最好相对于铅垂线处于±10度的范围。而且，更优选的是，第一通路110相对于铅垂线的倾斜最好相对于铅垂线处于±5度的范围。
第一通路110以被包心件501能够维持预先决定的姿势并穿过第一通路110的内部的尺寸及形状构成。具体而言，第一通路110的X轴方向的长度形成为与如图3B所示的被包心件501的厚度大致相等。第一通路110的Z轴方向的长度形成为与图3A所示的被包心件501的宽度大致相等。如图1所示，第一通路110的上侧的端部即第一通路110的位于+Y侧的端部在固定模具100的上表面处开口。该开口是将被包心件501向固定模具100的内部投入的投入口。开口以使其面积例如成为能够容纳1个被包心件501的程度的面积的方式形成。第一通路的下侧的端部即第一通路的位于-Y侧的端部朝向第二通路120开口。将该开口称作第一开口端部111。将第一通路110的第一开口端部111也称作供给路的开口端部。
第二通路120是在固定模具100的110的内部作为沿着大致水平方向延伸的横孔而形成的通路。沿着大致水平方向延伸是指连结了第二通路120的两端的直线沿着大致水平方向。在此，大致水平是指相对于水平线处于±20度的范围。更优选的是，第二通路120相对于水平线的倾斜最好相对于水平线处于±10度的范围。而且，更优选的是，第二通路120相对于水平线的倾斜最好相对于水平线处于±5度的范围。
第二通路120以被包心件501能够维持预先决定的姿势并穿过第二通路120的内部的尺寸及形状构成。具体而言，第二通路120的Y轴方向的长度形成为与图3A所示的被包心件501的宽度大致相等。在此，预先决定的姿势是被包心件501从第一通路110落下到第二通路120的内部时的姿势。第二通路120的距可动模具200近的一侧的端部即第二通路120的位于-X侧的端部朝向腔室300开口。将该开口称作第二开口端部121。将第二通路120的距可动模具200远的一侧的端部称作第三端部122。
驱动部130使移动部140在第二通路120的内部移动。驱动部130包含圆筒形状的缸筒131、在缸筒131的内部往复的活塞132及连结活塞132和移动部140的活塞杆133。
驱动部130例如由液压缸实现。若通过泵而工作液L5(工作油)向缸筒131流入，则接受了工作液的压力的活塞132被推出。由此，活塞132前进。活塞132前进是指活塞132向-X方向移动。另一方面，若工作液从缸筒131喷出，则向活塞132施加的压力减小。由此，活塞132例如通过弹簧而后退。活塞132后退是指活塞向+X方向移动。若活塞132在缸筒131的内部往复，则经由活塞杆133而连结于活塞132的移动部140也往复。
移动部140与驱动部130的活塞132的往复运动联动而在第二通路120的内部往复。移动部140包含与可动模具200对向的面141和设置于面141的凹部142。
图2是从第二通路120的第二开口端部121观察了移动部140的情况下的面141的俯视图。如图1、图2所示，在面141的中央附近形成有大致圆形的凹部142。凹部142形成为容纳图3A、图3B所示的被包心件501的一部分。再次参照图1。若活塞132前进，则移动部140在第二通路120的内部向-X方向移动。若活塞132后退，则移动部140在第二通路120的内部向+X方向移动。
另外，移动部140无法向比第三端部122靠+X侧处前进。而且，连结移动部140和活塞132的活塞杆133形成为预先决定的长度。因而，移动部140无法从固定模具100的-X侧的端部向-X侧前进。
如上所述，移动部140的X轴方向上的移动范围被限制。因而，移动部140在位置P1与位置P2之间取任一位置。位置P1是移动部140划定腔室300的一部分的位置。位置P2是与位置P1相比距可动模具200远的位置。
在以下的说明中，移动部140处于位置P1更具体而言是指移动部140以使移动部140的面141在X轴上位于位置P1的方式配置于第二通路120的内部。移动部140处于位置P2更具体而言是指移动部140以使移动部140的面141在X轴上位于位置P2的方式配置于第二通路120的内部。将位置P1也称作第一位置。将位置P2也称作第二位置。
移动部140在处于位置P1时，划定腔室300的一部分。更具体而言，移动部140在处于位置P1时，堵住第二通路120的第二开口端部121。由此，移动部140的面141形成腔室300的一部分。移动部140的外形的形状和第二开口端部121的开口的形状都在公差尺寸的范围内形成。由此，在移动部140堵住第二开口端部121时，能够防止填充到腔室300的熔化材料从移动部140与第二开口端部121之间的间隙向第二通路120的内部流入。
而且，移动部140在处于位置P1时，堵住第一通路110的第一开口端部111。另一方面，移动部140在处于位置P2时，不堵住第一通路110的第一开口端部111。即，在移动部140处于位置P2时，第一通路110的第一开口端部111开放。
图3A是从上方观察被包心件501时的俯视图。图3B是从侧面观察被包心件501时的侧视图。如图所示，被包心件501形成为大致圆盘形状。例如，被包心件501的大小是直径2厘米左右。如图3B所示，被包心件501形成为将尺寸不同的4张铁制的圆形的板重叠而成的形状。在图示的例子中，被包心件501形成为从上侧起依次配置了最小的尺寸的圆形的板、第二小的尺寸的圆形的板、最大的尺寸的圆形的板、第二小的尺寸的圆形的板的形状。例如，被包心件501通过对锻造后的铁进行切削加工而形成。这样，被包心件形成为中央部的厚度厚且外周部的厚度薄的大致圆盘形状。以下，将被包心件501的纸面上侧的面称作凸面，将纸面下侧的面称作平面。
被包心件501的厚度根据被包心件501被包心的铸造品的厚度而适当变更。被包心件501的一部分向铸造品的外部露出。由此，在将由铸造装置10铸造的铸造品和铁的部件接合的情况下，能够将铸造品中包含的被包心件501和铁的部分焊接。另外，被包心件501的大小例如根据对铸造装置10铸造的铸造品与铁的部件的接合部分要求的强度而适当变更。
图4～图8是表示了铸造铸造品时的铸造装置10的动作的样态的图。以下，一边参照图4～图8一边说明铸造品的制作方法。
如图4所示，移动部140配置于作为初始位置的位置P2。在该状态下，例如，作业者从固定模具100的投入口将被包心件501向固定模具100的内部投入。在此，作业者以使被包心件501的凸面成为位置P2侧且使平面成为位置P1侧的方式将被包心件501向固定模具100投入。而且，作业者也可以在铸造装置10对铸造品的制作之前，将为了1天计划制作的数量的铸造品而需要的数量的被包心件501一次向固定模具100投入。在该情况下，投入到固定模具100的多个被包心件501在大致铅垂方向上堆叠于第一通路110的内部。
最先投入的被包心件501通过第一通路110而向第二通路120的内部落下。此时，如图4所示，被包心件501向处于位置P2的移动部140的附近落下。更具体而言，被包心件501向相对于处于位置P2的移动部140处于位置P1侧的位置侧落下。此时，被包心件501的凸面与移动部140接触。在此，被包心件501的重心处于凸面侧。因而，被包心件501不会向从移动部140离开的方向倒下。
例如，在合模的定时下，活塞132开始前进。由此，移动部140推动被包心件501并向箭头A1所示的方向移动。此时，形成于与被包心件501接触的面141的凹部142容纳有被包心件501的凸面的中央部的厚度部分。因而，移动部140能够在维持被包心件501的姿势的状态下搬运被包心件501。
随着移动部140前进，第一通路的第一开口端部111由移动部140逐渐关闭。如图所示，被包心件501的厚度与第一开口端部111的X轴方向的长度大致相等。通过移动部140前进，第一开口端部111的开口的面积变小，因此下一被包心件501无法穿过第一开口端部111。因而，处于第一通路110内的其他的被包心件501不会向第二通路120的内部落下。移动部140进一步前进，将被包心件501从第二开口端部121向腔室300推出。
如图5所示，处于位置P1的移动部140将被包心件501压靠于可动模具200的划定腔室300的一部分的面中的在将移动部140相对于可动模具200投影时移动部140的面141重叠的区域。由此，被包心件501由移动部140和可动模具200保持于腔室300的内部。此时，移动部140以凹部142容纳有被包心件501的凸面的一部分的状态将被包心件501压靠于可动模具200。由此，能够防止配置于腔室300的内部的被包心件501的位置偏移。而且，能够防止被包心件501落下。
如图6所示，接着，铝合金的熔化材料M10由注射装置向腔室300压入，被冷却。
如图7所示，例如，在合模装置打开了可动模具200后，运出装置从固定模具100取出铸造品。
在完成的铸造品被从固定模具100取出后，通过活塞132的后退，移动部140后退。随着移动部140向箭头A2的方向移动，被移动部140堵住的第一通路的第一开口端部111逐渐打开。
如图8所示，若移动部140返回初始位置(位置P2)，则第一开口端部111成为完全开放的状态。其结果，别的被包心件501从第一通路110内向第二通路120落下。由此，铸造装置10再次执行图4～图8所示的工序，制作新的铸造品。以上是铸造装置10对铸造品的制作方法。需要说明的是，在图8中，表示了配置于第一通路110的多个被包心件501中的最后的被包心件501正在落下的样态。
以往，为了被包心件向模具内的运送，需要使用机械手臂、机械手、夹具等设备及器具。例如，构成车辆的车身的部件是比较大型的铸造品。为了在这样的大型的铸造品的模具的被决定出的位置例如配置直径2厘米左右的大小的被包心件，使用了夹具的被包心件的定位、由机器人进行的运送等是必须的。在实施方式的铸造装置10中，固定模具100的移动部140移动而将投入到固定模具100的内部的被包心件501向腔室300的内部的被决定出的位置配置(参照图4～图6)。因而，通过采用实施方式的结构，不需要大规模的设备及器具。
另外，从移动部140开始从初始位置即位置P2向位置P1的移动起到再次返回初始位置即位置P2为止，新的被包心件501不向移动部140供给(参照图5～图7)。在移动部140再次返回到初始位置即位置P2时，第一通路110的第一开口端部111再次开放(参照图8)。这样，由于通过移动部140的移动来控制第一通路110的第一开口端部111的开闭，所以能够以简易的结构将被包心件501向腔室300依次配置。
图9是表示了将由铸造装置10铸造出的铝合金的部件(铸造品500)和铁的部件接合的样态的图。铸造品500包含被包心件501(参照图3A及图3B)和包心件502。包心件502是图6所示的铝合金的熔化材料M10凝固而得到的。铁板800是冲压加工出的铁的部件的一例。例如，通过点焊来将铸造品500和铁板800接合。在该情况下，将铁板800和铸造品500的包含被包心件501的部分重叠，将重叠的部位利用电极夹住，在使电流向电极流动的同时利用电极向箭头A11的方向及箭头A12的方向加压。
B.其他的实施方式
(B1)在上述的实施方式中，如图1、图2所示，说明了在移动部140的面141的中央附近形成有大致圆形的凹部142的例子。但是，关于凹部142在面141中的位置、形状，能够适当变更。
图10是表示其他的实施方式的铸造装置10的结构的剖视图。图11是其他的实施方式中的从第二通路120的第二开口端部121观察了移动部140的情况下的面141的俯视图。如图10、图11所示，作为从面141的中央附近朝向铅垂上方延伸的槽而形成的凹部142a设置于面141。如图10所示，在其他的实施方式中，在移动部140处于初始位置即位置P2时，第一通路110的内表面的一部分(距可动模具远的一方的内侧面)和移动部140的面141成为了存在台阶的结构。更具体而言，成为了在第一通路110的内表面的一部分(距可动模具远的一方的内侧面)和凹部142a的内侧面中的与铅垂方向平行的面不出现台阶的结构。
图12是具有其他的形状的凹部142b的面141的俯视图。设置于图12所示的面141的凹部142b作为从面141的中央附近朝向铅垂上方扩展的槽而形成。在该情况下，也与图10所示的例子同样，成为了在移动部140处于初始位置即位置P2时在第一通路110的内表面的一部分(距可动模具远的一方的内侧面)和凹部142a的内侧面中的与铅垂方向平行的面不出现台阶的结构。
通过如上述这样构成移动部140(参照图10～图12)，在被包心件501向第二通路120的底面着陆前且正在落下的过程中，凹部142a也能够容纳被包心件501的凸面的一部分。由于从移动部140移动前起凹部142a容纳被包心件501的一部分，所以被包心件501不容易在第二通路120的内部倒下。由此，移动部140在维持被包心件501的姿势的状态下搬运被包心件501变得更容易。需要说明的是，凹部142的面141中的位置、形状优选配合被包心件501的形状而形成。
或者，也可以不在移动部140的面141形成凹部142。即使在该情况下，通过移动部140向被包心件501施加充分的压力而向可动模具200压靠，也能够防止被包心件501在腔室300的内部落下。在该情况下，无需将容纳被包心件501的一部分的凹部142设置于移动部140，因此能够使移动部140的结构更简易。
(B2)在上述的实施方式中，如图1所示，说明了被包心件501通过的通路是沿着大致铅垂方向形成的第一通路110和沿着大致水平方向形成的第二通路120的例子。但是，第一通路110和第二通路120的结构不限于此。
例如，也可以是，第一通路110是沿着大致水平方向形成的通路，第二通路120是沿着大致铅垂方向形成的通路。例如，是使图1顺时针旋转了90度的方案。在该情况下，第二通路120的第二开口端部121在固定模具100的上表面处开口。可动模具200配置于固定模具100的上部。移动部140能够在铅垂方向上移动。例如，作业者将被包心件501从形成于固定模具100的侧面的投入口向固定模具100的内部供给。此时，被包心件501无法通过自重而落下。因而，例如，利用吹气装置吹出的空气来使被包心件501从第一通路110向第二通路120移动。之后，移动部140从下朝上移动，将被包心件501向由固定模具100和可动模具200划定的腔室推出。此时，被包心件501由移动部140保持。在该情况下也是，由于移动部140移动而将被包心件501配置于腔室300的内部的被决定出的位置，所以不需要大规模的设备及器具。
(B3)或者，也可以是，第一通路110是沿着相对于铅垂方向倾斜的方向形成的通路，第二通路120是沿着相对于水平方向倾斜的方向形成的通路。例如，是使图1顺时针旋转了45度的方案。在该情况下，从投入口投入到固定模具100的内部的被包心件501通过自重或空气，通过第一通路110而向第二通路120落下。移动部140从斜下朝向斜上移动，将被包心件501向由固定模具100和可动模具200划定的腔室300推出。此时，被包心件501由移动部140和可动模具200中的至少移动部140保持。在该情况下也是，由于移动部140移动而将被包心件501配置于腔室300的内部的被决定出的位置，所以不需要大规模的设备及器具。
(B4)铸造装置10也可以是能够制作包含多个被包心件501的铸造品500的结构。在该情况下，根据被包心件501的数量，在固定模具100内设置多组第一通路110、第二通路120、驱动部130及移动部140即可。
(B5)在实施方式中，通过移动部140的前进、后退，第一通路110的第一开口端部111被开闭，控制被包心件501向第二通路120的内部的供给。但是，也可以不利用移动部140堵住第一开口端部111，例如设置堵住第一通路110的第一开口端部111的盖。在该情况下，也可以是，在将被包心件501向第二通路120的内部供给时，打开盖，在被包心件501配置于第二通路120的内部后，关闭盖。
另外，也可以不在移动部140的面141形成凹部142。即使在该情况下，通过移动部140向被包心件501施加充分的压力而向可动模具200压靠，也能够防止被包心件501在腔室300的内部落下。
在实施方式中，说明了第一通路110、第二通路120是直线状的通路的例子，但第一通路110、第二通路120也可以不是直线状的通路。例如，也可以是，第一通路110、第二通路120的一部分或全部弯曲而形成。
在实施方式中，作为一例，说明了基于压铸法的铸造，但本公开的技术也可以应用于基于重力铸造法的铸造。
在实施方式中，说明了使用铁作为被包心件501且使用铝合金作为包心件502的例子，但被包心件501、包心件502的材料不限于此。例如，也可以使用不锈钢作为被包心件501。另外，也可以使用钛合金作为包心件502。
在实施方式中，说明了驱动部130由液压缸实现的例子，但不限于此。驱动部130也可以由气缸、电动缸等实现。
本公开不限于上述的实施方式，能够在不脱离其主旨的范围内以各种结构实现。例如，与发明内容一栏所记载的各方式中的技术特征对应的实施方式中的技术特征能够为了解决上述的课题的一部分或全部或者为了达成上述的效果的一部分或全部而适当进行替换、组合。另外，只要该技术特征在本说明书中未作为必要技术特征来说明，就能够适当删除。
Claims (3)
1.一种铸造装置，其中，
具备第一铸模和与所述第一铸模一起划定供熔化材料填充的间隙即腔室的第二铸模，
所述第一铸模具备：
移动部，构成所述第一铸模的一部分，能够取所述移动部划定所述腔室的一部分的位置即第一位置和与所述第一位置相比距所述第二铸模远的位置即第二位置；
驱动部，使所述移动部在所述第一位置与所述第二位置之间移动；及
供给路，向相对于处于所述第二位置的所述移动部处于所述第一位置侧的位置供给被包心件，
在所述移动部处于所述第一位置时，所述移动部通过堵住所述移动部的移动通路的开口端部来划定所述腔室的一部分，所述移动部和所述第二铸模的至少一方保持所述被包心件，开始填充所述熔化材料，
在所述移动部的所述被包心件接触的部分设置有容纳所述被包心件的所述第二位置侧的一部分的凹部，
所述凹部是从所述移动部的与所述被包心件接触的面的中央附近朝向铅垂上方扩展延伸而形成的槽，使得在所述移动部处于所述第二位置时，所述供给路的距第二铸模远的一方的内侧面和所述移动部的与所述被包心件接触的面之间形成台阶，而所述供给路的距第二铸模远的一方的内侧面和所述凹部的内侧面中的与铅垂方向平行的面之间不形成台阶，
所述移动部在处于所述第一位置时，将所述被包心件的所述第二位置侧的一部分容纳于所述凹部并将所述被包心件压靠于所述第二铸模。
2.根据权利要求1所述的铸造装置，
所述供给路沿着大致铅垂方向形成。
3.根据权利要求1或2所述的铸造装置，
在所述移动部处于所述第二位置时，所述供给路的开口端部开放，
在所述移动部处于所述第一位置时，所述供给路的所述开口端部被所述移动部堵住，
在所述移动部处于所述第二位置与所述第一位置之间的位置时，所述供给路的所述开口端部被所述移动部堵住或者开口成所述被包心件不通过的程度。
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