CN1802227A - 尤其用于发动机气缸盖的拉床、铸模和铸造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种尤其用于发动机气缸盖的拉床(1，16，17，29，30，31)、铸模以及铸造工艺，其以低压铸造为特征，即通过在同一熔炉内的熔融金属表面上施加压力将熔融金属从熔炉(32)导入位于其上方的铸模，并与同一铸模的重力进料装置相连。通过形成在铸模中的敞开冒口进行重力铸造，铸模顶端由盖密封，且至少在这些冒口的高度上密封，盖由连接于铸造拉床的倾斜臂移动。

Description

尤其用于发动机气缸盖的拉床、铸模和铸造工艺

本发明大体涉及铝铸造工艺以及重力铸模铸造和低压铸造工艺，这些工艺使用安装在铸造拉床(bench)和低压铸造设备上的专用铸模，铸造拉床和低压铸造设备分别用于两个不同工艺。

这些工艺的典型例子是用来，但不仅仅用来铸造发动机气缸盖。

通常，对于中等规模生产和大规模生产，所有发动机气缸盖的铝铸件都是利用重力铸模工艺(gravity technology mold)或低压冲模工艺(low-pressure technology die)生产的，由于其必须利用内型芯来形成铸件内的空间，而这不能利用其他任何工艺完成。型芯往往部分地使用在外部，以获得底切轮廓，这些底切轮廓不能通过金属部件获得。

在重力铸模中形成的发动机气缸盖的铝铸造需要有铸造拉床，在其上安装铸模。这些拉床用来移动铸模和头部的滑块，并利用装有排出器的板从铸模挤出铸件，目前大的铸造车间采用的工艺是把重要的工艺功能大量地赋予了铸模本身。就利用低压铸造工艺制造发动机气缸盖铸件而言，由于与采用重力铸造工艺同样的理由，大的铸造车间也使用将大多数工艺功能赋予冲模的工艺。

在这种情况下，除移动冲模之外，低压铸造设备的特点也是利用一现代系统从冲模下部执行铸造操作。由于机床的下部被保温或维持熔炉(maintenance furnace)占有，铸件挤出区域总是在上部。利用垂直滑动排出器板进行挤出，该排出器板最好悬挂，因为它排除了从垂直上方直接操作在冲模轴上的可能性，尤其排除了影响型芯制造装置使它成为很复杂的装置的可能性，型芯制造装置只能横向操作。

一般来说，当铸件的上部分利用砂型芯获得时，从来不使用上部挤出，因为如果铸件的上部已经利用一钢制插入件形成，铸件只能向上提升，铸件夹紧在钢制插入件内，以及因为型芯破碎而离开铸模内的铸件。为此，就重力铸造工艺而言，当在铸件的上部分有砂型芯的时候，该工艺几乎总是发生的是，从不从上部挤出而总是从下部挤出。

同时，在所有的铸造车间，使用的铸模或冲模总是专用的，或者用于重力铸造或者用于低压铸造，而这两个工艺完全是不能并存的。用于低压铸造的铸造拉床或机床也是完全不同的。

就大规模生产而言，利用一由铸造机器人操作的杆将熔融金属从上面导入到铸模内，而不是利用重力铸造工艺的金属铸造中通常采用的手动杆，铸造机器人通常悬挂于一悬臂梁上，该铸造机器人通常也用于型芯制造装置和铸件拾取装置的自动操作。

由机器人从附近的熔炉取出熔融金属，通过熔池灌入铸模内垂直和水平的铸造通道浇口内，直到轮廓和打开的进料冒口充满。

冒口吸收熔融金属中的任何熔渣，熔渣浮进冒口中，冒口用来随着金属冷却收缩用来进料给铸件和释放含在熔融金属内的气体，与金属接触到型芯时产生的其他气体一样，使得铸件在机械特性方面可能达到最好，尽管有一些间接的不利。

在发动机气缸盖的重力铸造中，铸模和铸造拉床通常成对或成多对地放置在地面上，以有利于操作的自动化。作为选择，仅就重力铸造与非低压铸造而言，整个系统可以安装在大型的、缓慢移动的转车上，以便浇铸点相对于旋转运动保持稳定，该转车称为回转车进料装置。所有的铸模被单个机器人注满，该机器人放置在回转车的固定台上，在该固定台上安装有拉床和铸模。

在低压工艺中，冲模进入并与熔炉直接接触，为了接触冲模，位于机床下面的熔炉被抬高。熔炉的盖安装有一个或多个竖立的管，这些管浸入熔融金属的″熔池″内。这些管的顶端与施加于冲模的底箱的注射进口直接接触。在熔融金属的表面和熔炉的盖之间导入低压的干燥空气，空气的压力施加于″熔池″，并迫使金属通过浸入的管以及施加于铸模的底箱的注射进口向上进入冲模，直到它被充满。该冲模不需要任何的进料冒口，因为冒口的功能是通过施加在熔融金属上的空气压力实现的。冲模的上部分由一金属插入件封闭，除了确定铸件轮廓外，该金属插入件还防止受低压力向上的金属从铸模出来。气压被保持较短的时间，直到熔融金属开始凝固，由铸模内尤其是注射进口上的冷却器促进凝固，这有助于入口孔上部的金属快速凝固，防止当气压被释放时注入冲模中的熔融金属由于重力倒流至熔炉内，并允许含在浇铸管内的熔融金属回到″熔池″内，避免其凝固。然后，注射进口上部分中凝固的金属与铸件一起被挤出。

从上述可以容易地推导出，在现有工艺，要获得铸件，首要的是确定是使用重力铸造工艺还是使用低压工艺，因为两个工艺是很大不同的。除了铸模或冲模之外，铸造拉床或低压铸造设备必须适合于重力铸造或低压铸造的选择。一旦已经做出决定，必须根据最后的决定制造铸模或冲模。该操作的设计和安装阶段是非常昂贵的，因此必须在继续之前作出一个明确的决定。

决定选择一个工艺或另一个工艺并不总是令人满意的，尤其就低压铸造工艺而言，因为这种决定除了是根据顾客的特殊要求作出的以外，是基于铸工的经验或根据铸造车间可利用的设备作出的。

所有现有的铸造工艺都有它们的有利的方面和不利的方面。例如，低压铸造的好处是，熔融金属通过浸入管进料到保温炉的底部，避免了金属中含有熔渣以及在″熔池″的顶部漂浮的熔化残渣。由于整个浇铸过程发生在闭合的系统中，且没有与外面大气接触，可避免表面生锈。如果发生了生锈，也只保持在熔池的表面，绝不会像发生在重力铸造时的那样进入冲模内。

该工艺包括从铸模附近的熔炉取出金属，尽管采取了所有预防措施，但少量的浮渣还会被导入铸模中。大多数熔渣聚集在冒口，不会导致铸件的过度损坏。

避免熔炉表面生锈是很难的，由于一切都与外面大气接触进行，杆和铸造操作期间增加了这种生锈。重力铸造的另一个不利方面是金属在浇铸过程期间产生湍流，这可以导致铸件的轻微破坏。

因为这样的确切事实，即不可能将任何浮渣与含在金属内的气体以及金属接触到型芯时产生的气体一起排入进料冒口，重力铸造在质量方面表现出来的不利方面是不严重的，而且与低压铸造表现的不利方面相比，显得不重要。而低压铸造表现的不利方面由于铸件的多孔导致很高的废品数。为了限制由此产生的经济损失，许多铸造车间已经使用完全自动化的硅酸钠浸透工艺，低压铸造工艺可得到100％的产品。

尽管存在各种各样的不利方面因素，但尽可能使用低压工艺的事实，大大取决于它在制造成本上有相当大的节约的事实。这是因为，由于取消了进料冒口和垂直铸造通道，每个单体铸件所需要的金属减少了。因而，从铸件上分离冒口所需要的机加工也取消了，包含在这些冒口和垂直通道的重铸中的成本也取消了。

如前述的，关于重力铸造铸模和低压冲模，从工艺观点来讲，气缸盖铸件的领先制造厂家完全可能做到这些。值得考虑的是，铸造拉床和低压铸造设备总是运转且是铸造车间的固定机器资产。这样，它们严格限制供应才能得到，而铸模和冲模则以产品和各种不同需求的气缸盖所需的数量供给，结果是每个生产的铸模和冲模都是高成本。

如上所述焦点在于选择重力铸造或低压铸造工艺时必须严谨，如果发现使用的工艺不能接受，也不能留有干涉机会的空间，但是这所有的都可以通过本发明的目的和优点来避免。

本发明的主要目的是对已有的工艺添加一种新的铸造工艺。新工艺将被称为复合工艺，其能够完全利用重力铸造工艺和低压铸造工艺中存在的优点。

本发明的另一个目的是提出一种新的铸造拉床，其能够夹持铸模或冲模，而且能够实现从一个铸造工艺到另一个铸造工艺的简单过渡。为此，决定铸件的外部轮廓、根据使用的工艺目前称为铸模或冲模的工具在这里将仅仅归诸于铸模。

本发明的另一个目的是，能使操作者在取出铸件后能够彻底清洁铸模，以及在很短的生产间隔、在必要的地方快速地重涂拉床上的铸模的部分轮廓，热的铸模有利于漆的凝固，铸模离开生产线后不用预热，由此延长生产时间。

本发明的另一个目的是，提出单个的标准铸造拉床，就低压铸造或″复合″工艺来说，其总是能从铸模的底部排出铸件，即使是当保温或维持熔炉放置在铸模以下时。这消除了从铸模的顶部排出铸件的所有因素，即使当后者安装有金属上型箱或上部插入件的时候，释放了上方的垂直空间，通过型芯组装机器人和铸件排出机器人可用于更合理的使用，不需要带有垂直/水平的双向运动的复杂装置。

本发明的另一个目的是，提出一种支撑体，对所有铸造工艺来说，其能够用于所有铸模的顶部，其配备有一真空室，用于连接到一真空系统，以在铸造过程中从铸模除去烟和气体。

本发明的另一个目的是，转移铸模的一些部分，这些从铸模到铸造拉床的部分不形成铸件的轮廓，称之为框架，这样，它们是标准化的，只需和拉床一起构造一次，不需要复制来提供产品和各种铸件及铸造工艺所需要的铸模的个数。

本发明的另一个目的是，提出一种铸造拉床，其配置有一下部结构，该结构的高度可以与使用的铸造工艺相配。特别地，就重力铸造而言，熔炉不在铸模下面，拉床可以降下以安装在回转车上。当使用传统的重力铸造系统的时候，在回转车上使用的同样标准的拉床也可以直接放置在地面上，但铸模是较小、较轻且较便宜的。

本发明的另一个目的是，允许用于重力铸造工艺的的铸模转换成在低压工艺上使用，构造有上部金属插入件和相关的附件，其可替换通常形成冒口和上部轮廓的型芯；因此，铸模没有冒口。取消上部插入件而再使用型芯，就会容易地回复到利用″复合″工艺的重力铸造。

本发明的又一个目的是提供一种铸造拉床，其带有分开且重叠的滑块支架，在滑块支架两侧(左/右)或仅仅在一侧上用于型芯制造。滑块支架的两个半部分的打开和关闭动作独立地根据液压缸进行，或者当不需要分离运动的时候，同时进行(平行运动)。如果没有型芯制造问题，滑块支架将提供成单体单元。

本发明的结论是，当重力铸造铸模转换到低压铸造或″复合″工艺的时候，取消用于重力铸造铸模的位于地面上的铸造机器人。金属从下面的熔炉进入铸模，因而在横梁上通常位于铸模上方的铸造机器人的运动也可被取消，在此处，横梁已经被在铸模中放置型芯的型芯制造装置和铸件拾取装置占用了，这有利于后者的运动。

本发明提供一种标准化的工具加工构造，该工具加工用于发动机气缸盖铸件或其他兼容的铸件的生产，其带有用于上述所有铸造工艺的、用于提供给这里的新铸模、或者已经存在但为此改进的铸模的单个标准铸造拉床，具有铸件内部挤出装置和倾斜臂，该倾斜臂用于移动位于上部分的铸模的所有部分。用于下列工艺的铸模将安装在标准拉床上：

-用于低压铸造工艺的铸模，其带有上部金属插入件；

-用于″复合″工艺的铸模，或带有低压铸造和通过形成在上型芯中的冒口的重力进料；

-用于″复合″工艺的铸模，其带有低压铸造和通过形成在金属上型箱中的冒口的重力进料；

-用于传统的重力铸造工艺的铸模，其带有上铸造熔池和通过形成在上型芯中的冒口的重力进料；

-用于传统的重力铸造工艺的铸模，其带有上铸造熔池和通过形成在金属上型箱中的冒口的重力进料。

依据本发明的铸造工艺通过使用用于所有铸造工艺的单个铸造拉床以及同一保温炉，在同一生产空间集中了所有的工具加工，依靠新的称之为″复合″工艺的铸造工艺，不仅用于重力铸造铸模和低压铸造铸模，而且也用于通过冒口的重力进料。

为了简化铸模，使之对所有工艺标准化，以及降低它们的重量和成本，框架的相容部分已经从铸模转移到拉床，详细见下文。

铸模基本上如下形成：底箱，滑块，施加于底箱的固定头部，在固定头部安装和滑动的可动头部，下面的排出器板和取决于使用的工艺的插入件、上型箱或简单的真空上部盖板。插入件和上型箱也将固定在一真空板上，该真空板安装在支撑体上。铸造拉床具有滑块支架、底板、所有的导轨和滑动悬臂。因此，铸模制造较便宜、重量更轻、更小，能够节约工厂内长距离运输过程和存储过程的成本。

铸造拉床和铸模通过同一计算机进行管理，目前该计算机也管理熔炉和低压铸造工艺机床，所以拉床可替换机床，对所有工艺都变成标准化的。拉床是坚固的、适当冷却和绝缘，这样它不会受热膨胀的影响。铸模能够自由地根据需要进行膨胀，结合计算机控制的冷却器能够达到良好的热平衡。夹紧底箱、钩住铸造拉床上的滑块以及紧固排出器板的操作通过液压缸(动力油缸)来快速进行。

被安装的可动头部，由液压缸带动，手动快速地通过一发射套筒吊起，该发射套筒与液压缸一起阻塞了头部的蘑菇状物。

使用同一拉床，因而有可能获得具有重力进料的铸件，但是从下面进给熔融金属，正如低压铸造状况一样。该工艺将被称为″复合″工艺。在这种情况下，为防止熔融金属通过冒口溢出，铸模安装有一带有板的支撑体，该板覆盖了冒口的全部区域，以抑制金属的推力。该板还起到真空板的作用，该真空板安装在带有真空室的支撑体上。该支撑体通过一倾斜臂起作用和移动，该倾斜臂铰接于拉床的顶部。

支撑体连接到一真空装置上，该真空装置吸收熔融金属穿过板接触型芯产生的烟和气体。为此，带有金属插入件或上型箱的真空板将配置过滤器，该过滤器与上部型芯冒口或轮廓冒口成一条直线，以抽空堵塞熔融金属的通道的烟和气体。所以，支撑体和施加到其上的每个元件都是铸模的组成部分。特别地：

-带有真空板的支撑体，其在先前是不存在的，因而是新设计的一部分，用于新的″复合″工艺(低压铸造-通过冒口的重力进料)，不仅用来抽空烟和气体，而且用来密封铸模的上表面与形成进料冒口的型芯，以用来抵抗和阻挡铸造进料冒口的金属的推力，防止熔融金属在铸造阶段溢出；

-用于新″复合″工艺的上述带有真空板的支撑体和被安装的金属上型箱，用来密封铸模的上表面，且与冒口成一直线；上述的上型箱作为插入件，其形成铸件的上部轮廓，冒口与滑块一起利用重力工艺进料给铸件；

-支撑体和施加有金属插入件的真空板，该金属插入件用在低压铸造工艺中以不通过冒口来形成铸件的上部轮廓。

施加于三种工艺的带有真空板的支撑体、带有真空板和上型箱的支撑体以及带有真空板和上部插入件的支撑体，都可以由一板构成，在该板上施加过滤器，且过滤器与冒口和轮廓成一直线。形成在支撑体内的这些过滤器汇流在烟和气体的真空室内，该真空室连接于一真空装置。该真空装置用来改善使用所有工艺、包括低压铸造工艺在内的铸件的质量，由于在插入件和内部通道的侧面上带有适当的排放槽，有可能接近型芯来抽空烟和气体，大多数的烟和气体当前残留在铸件内部，以形成分布广泛的多孔性。

将新的烟和气体真空系统引入到所有的工艺，包括低压铸造，会改善铸件的质量和工作环境，而与使用的工艺无关。

在″复合″工艺工艺中使用的新铸模，没有铸造熔池，没有垂直铸造通道，即使铸模的新方案考虑到它们的存在，但没有转到制造的最后阶段。通过利用一标准的装置提取铸件，该装置插入到拉床的底板内，且由板夹持件组成，所有的铸模上装备的排出器板利用液压缸(动力油缸)快速紧固在板夹持件上。为了复原已有的铸模，下部分中的垂直铸造通道将被堵住。

新的和已有的铸模在底箱上都安装有注射进口，使用在低压工艺中的急冷工艺来使熔融金属凝固，并且避免当气压切断时，液态金属由于重力而流回熔炉。

新的铸造工艺消除了重力铸造从熔炉取熔渣和生锈引出的缺陷，保留了优点，例如在铸造过程中同时排出熔渣和通过冒口产生的气体和烟，而现在熔渣、气体和烟由所示的和所要求的新装置吸出。

对低压铸造的铸模使用所示的金属插入件，其在重力铸造工艺中由型芯或金属上型箱替代，所有这些是通过拉床上的同一倾斜臂进行的，有可能通过在底箱(铸模的下部)上添加注射进口容易地将重力铸造铸模转换为低压铸造铸模，以及有可能通过去掉插入件并将其更换为型芯容易地从低压铸造铸模转换为重力铸造铸模。

当前类型的重力铸造流水线的自动化利用型芯制造装置、铸造机器人和拾取铸件的装置来实现。所有的动作通常发生在同一横梁上，三个装置是很难管理的。由于取消了铸造机器人，由三个减为两个，动作的协调简单化，节约了时间和金钱。紧挨着铸模的熔炉也被取消，重新获得了生产空间。

赋予了各种各样的功能尤其是赋予了夹持低压铸造铸模、重力铸造铸模以及″复合″工艺铸模的功能的新设计的拉床，也被用来放置一部分组成部件，这些部件通常是同一铸模的框架的部分。因此，这些部件只需制造一次，并且是拉床的组成部分，因而避免了对每个铸模和对各种类型的气缸盖铸件或其他铸件所需要的变形制造新的部件的需要。这样，铸模的成本和重量会减少，也会变小。

如上所述，显而易见，当选择最适合于所制造的铸件的铸造工艺时，铸工不再有目前工艺状态中所述的工艺问题，因为，如果所作出的选择证明是错误的，比较容易地作出改变，即通过对铸模的稍微改变即可从一种铸造工艺变成另一种工艺。

若采用新设计的拉床，由于带有新设计的铸模，有可能在投资以及在节省生产空间上获得相当大的节约，借助于″复合″的低压/重力进料工艺，有可能获得印象深刻的力学特征的铸件，废品降低，在数量和质量上改善产品。通过简单地重涂轮廓部分，铸模可较长时间使用。

铸模的滑块支架具有一拉床臂，其可倾斜超过90度，而且，铸模的滑块支架也可向上旋转超过45度，以允许操作者容易地重涂铸模轮廓和容易地清洗铸模。

如前述，当必须使用传统的重力铸造工艺时，新的拉床，不包括结构的下部在内，能被在回转车上或地面上使用，正如现在所出现的。设有铸模的框架可容易地变化而将其标准化，以便用在新拉床上。新铸模依照新方案制造，但是其仍然具有传统的熔池和传统的垂直铸造通道。

附图说明

通过附图中描述和显示的拉床和铸模的一些范例，本发明的更多细节和特征将变得更加明显，这些例子纯粹是象征性的，绝非限定性的，其中：

图1显示了用于单一滑块铸模的拉床的垂直剖视图，铸模带有抬起的倾斜臂和保温或维持熔炉；

图1a显示了图1所示拉床的一部分的放大局部剖视图；

图2显示了拉床的俯视图；

图3显示了从侧面看的拉床的垂直剖视图；

图3a显示了图3所示拉床的一部分的放大局部剖视图；图4显示了从下看的拉床；

图5显示了在工作位置的拉床的透视图，拉床带有降下的倾斜臂，但是没有铸模；

图6显示了从前面看的拉床的垂直剖视图，其带有滑块支架，滑块支架是倾斜的以用于铸模轮廓部分的清洗和重涂；

图7显示了类似于前面附图所示的拉床的垂直剖视图，但用于带有两个重叠的半滑块的铸模；

图8显示了从侧面看的图7所示的拉床的剖视图，其带有倾斜的两个半滑块；

图9显示了类似于图1-6所示的铸造拉床的透视图，但是其带有用于重力铸造的降下的支撑框架，其处于工作位置，但没有铸模；

图10显示了″复合″工艺的铸模的俯视图，带有打开的滑块，用于低压铸造但通过在上部型芯上形成重力冒口进料；

图11显示了图10所示的打开的铸模的横截面；

图12显示了关闭的铸模的纵截面；

图13显示了关闭的铸模的透视图；

图14显示了用于″复合″工艺的打开的铸模的横截面，带有两个滑块和金属上型箱；

图15显示了图14中所示的关闭的铸模的纵截面；

图16显示了同样的铸模的透视图；

图17显示了专用于低压铸造工艺带有上部金属插入件的打开的铸模的横截面；

图18显示了图17中所示的铸模关闭时的纵截面；

图19显示了用于重力铸造的已有铸模的俯视图，为适应本发明所述的拉床，做了改变，侧面开口；

图20显示了图19所示的打开的铸模的横截面；

图21显示了同样的铸模关闭时的纵截面；和

图22显示了同样的铸模关闭时的透视图。

发明的详细说明

参见附图，图1-6显示了适合于单一滑块铸模的快速装载和适合于低压铸造工艺或新的称之为″复合″的工艺的拉床，该″复合″工艺利用重力工艺通过冒口进料的低压铸造工艺来实现，该冒口形成在至少一个型芯上或者铸模的上型箱上。

为了更好地理解这里所提出的新拉床的结构，适于装载在该拉床上的铸模的主要元件在下面描述。将描述铸模的更多细节和其变形例。参见图10-18，铸模包括至少一个底箱35、一固定在底箱下的排出器板38、两个滑块40、40′，施加到底箱35上的前、后固定头部42、42′、在固定头部内安装并滑动的前、后可动头部44、44′。在底箱35上形成有进口36和通道36′，进口36用于连接从容纳熔融金属的熔炉中伸出的管，通道36′用于进料金属至铸模内。

回到图1-6，铸造拉床主要包括适合于放置一保温或维持熔炉32的下部主结构30、安置在下部结构上的上部主结构31、安置在上部主结构31上的底板29、位于底板29上且在其上放置铸模的底箱35的冷却板16、冷却板16下面的板夹持件17和由回转支撑体2支撑的两个滑块支架1，其中铸模排出器板38钩在所述板夹持件17上。冷却板16设有一中心开口16′，铸模排出器板38适于被装配在该中心开口内以钩在板夹持件17上。

熔炉32从另一个熔融炉内进给熔融金属，熔炉32配置有两个管32′，用于利用低压工艺和″复合″工艺注射金属至铸模内。

在拉床的顶部，有一个铰接的倾斜臂8，其承载缸10，缸10用于往返于铸模的边缘的垂直运动，铸模的顶端钩在其上，本文中将更进一步描述。

为了将铸模排出器板38快速钩到拉床的板夹持件17上，后者安装有由缸21移动的滑块19，该滑块19用于钩住从排出器板38伸出的蘑菇状物39。同样地，滑块支架1安装有由相应缸25移动的滑块24，其用于钩住铸模滑块40、40′上的蘑菇状物41′，以快速紧固在滑块支架1上。后者由缸4驱动，并沿着支柱5和滑动悬臂20运动。

图2显示了四个缸18和另外四个缸15，缸18牵引工作，移动板夹持件17以固定铸件排出器板38，缸15用于快速夹紧铸模的底箱35与冷却板16。

图3和3a显示了用于移动倾斜臂8的缸11和安装在滑块支架1内用于对中铸模的滑块40、40′的基准键23。

在图4中，可以看到，下面的铸件挤压装置包括拉床的板夹持件17，该板夹持件17适于接收用于各种铸造工艺的所有类型的排出器板38，排出器板38是铸模的一部分。

图5显示了由缸4控制的滑块支架1、用于滑块支架1的回转支撑体2、臂8和相关的枢轴28，滑块支架1沿着导向支柱5和滑动悬臂20(图1a)滑动，回转支撑体2带有相应的枢轴2′。在拉床的前部分，有一支撑体，在金属铸造阶段以及从从铸件取出上型箱或上部插入件的时候或在简单地举起铸模的真空和夹紧板支撑体的时候，该支撑体用于利用液压缸28′(动力油缸)来锁定臂8。

图6显示了倾斜以清洗和重涂铸模轮廓部分的滑块支架1，相应的摆动缸7被固定到拉床的上部结构上，以及显示了上部结构30和下部结构31之间的连接。

图7和图8显示了用于低压和″复合″工艺的铸造拉床，与上面的附图所述的一样，但其适于接收两个重叠的半-滑块铸模，该铸模有时在型芯制造阶段是必不可少的。根据所需条件，铸模还可以同时操作即在平行位置上连接它们，以便使它们变成单个滑块。半滑块的侧面还可以仅仅在一侧上施加。拉床装备有下半滑块支架33和上半滑块支架34，它们沿着导向悬臂20和导向支柱5滑动。可以看到用于移动半滑块的两个缸4。

图9所示的拉床不同于前面图示的那些拉床，其中，它具有低的结构，同样结构的下部30已经被去掉。该拉床仅仅适于重力铸造，并可安装在回转车上或放在地面上。

图10-13显示了用于新″复合″工艺的铸模，该铸模用于使用重力工艺通过冒口进料的低压铸造，该冒口形成在上部型芯上(没有示出)。设有进口36、通道36′、侧缘43和蘑菇状物41′，其中进口36和通道36′用于进料金属至铸模内，侧缘43用于快速夹紧底箱35与拉床的基座，蘑菇状物41′用于快速将滑块40、40′锁定到拉床的滑块支架1上。铸模还包括一支撑体46，用于连接缸10，缸10由倾斜臂承载，烟和气体真空板45紧固于该支撑体46上。支撑体46还包括连通的真空腔46″，真空腔46″有一真空出口48。标号44″通常指的是型芯制造后将要被型芯占据的空间。

图13显示了用于枢轴28″钩在拉床的倾斜臂8(图1)上的座46′，用于在滑块支架1中对中滑块40、40′的键座23′，以及用于在拉床的底板上对中底箱35的键座14′。

图14-16显示了用于新″复合″工艺的双滑块铸模，该″复合″工艺在于以低压灌浇金属，利用重力工艺通过冒口51′进料给铸件，冒口在金属上型箱51上形成，上型箱51紧固于带有真空板45′的支撑体46上。铸模安装有下半滑块49、50和上半滑块49′、50′，下半滑块49、50使得能够进行型芯制造，否则是不可能的，而上半滑块49′、50′完成整个结构。该铸模可以仅仅在图7和图8所示的重叠的双滑块拉床上安装和移动。

就低压铸造而言，制造铸件的上部轮廓的金属上型箱51被替换为金属插入件52，如图17和图18所示。该金属插入件52也紧固于一真空板45″，且其安装有真空孔或通道52′，在真空孔或通道52′的底部有一个过滤器，用于阻挡熔融金属的通过。

图19-22显示了用于重力铸造的已有铸模的例子，该铸模可适合用于新拉床。变化在于从铸模去掉框架的一部分，用点划线表示，使其依照新方案进行标准化，因为这些部分在新拉床上已经有了。通过在底箱35上添加铸造进口36以低压进料金属并保持铸造进料冒口，在已有的铸模上使用″复合″工艺也是可能的。特别地，取消的部分是带有相应附件的基座55和用于滑块57的支撑体56。为标准化后者，可添加板58。铸造熔池53可以通过关闭相应的铸造通道54和54′而保持，即使未使用。

简而言之，这里所述的铸造拉床的创新特征在于：

-单一的标准拉床，用于传统的重力铸造工艺的铸模和用于低压铸造工艺的铸模，对于重力铸造来说，唯一的改变是结构的类型为低水平的结构，因为该工艺不利用保温炉，其结构的下部分被去掉了；

-单一的标准拉床，用于″复合″工艺下部分(底箱)的铸造，即用于通过冒口重力进料给铸件的低压铸造铸模；

-单一的标准拉床，对所有的工艺，已经从该拉床上取消了上部排出，而是通过利用插入到底板内的一新的挤压装置把排出转移到了下部分。同时，上部排出被用于低压铸造工艺的所有机床。通过便利的自动化，上部排出的取消使得型芯的制造和铸件的提取比较容易；

-单一的标准拉床，就所有的铸造工艺包括低压铸造工艺来说，通过插入在底板中的一新装置，从下部实现铸件的排出，即使它位于保温炉的下部分；

-单一的标准拉床，带有倾斜臂，一支撑体施加于该倾斜臂，该支撑体带有上型箱支撑板或一上部插入件支撑板或者甚至仅仅带有一用于密闭冒口的板，所有这些都是铸模的组成部分。使得所有的支撑体、板、上型箱和上部插入件特别允许烟和气体的抽空。倾斜臂也适合于带有两个相同轮廓和两个进料头部上型箱或两个插入件或一加大的密封板的铸模，并使得允许烟和气体从铸件抽空；

-单一的标准拉床，带有框架的一部分，一般属于铸模内在的一部分，因而只需一次成型。对所有的工艺的铸模在重量和制造成本上的节约是有效的；

-单一的标准拉床，用于所有的铸造工艺，带有滑块支架，该滑块支架向上倾斜约45度以清洗铸模的滑块和重涂轮廓区域；

-单一的标准拉床，可能分开安装，用重叠的滑块支架代替单一型式，在其上，铸模的半滑块可快速地利用由安装在每个半侧面上的气压缸控制的滑块来安装。或者一侧或两侧可以是分开的。滑块支架还可以相互平行操作，也可以回复到作为单一滑块操作；

-单一的标准拉床，安装在回转车上，唯一的改变是，利用低的结构，因为，对于各种的操作理由，只有传统的重力铸造工艺的铸模不需要下面的熔炉，可以在回转车上使用；

-单一的标准拉床，像前段所述的，用于地面上，当必须使用带有铸造机器人的传统的重力铸造工艺，但带有新构造的铸模或带有变形框架的已有铸模的时候。

有关铸模的工艺革新概括如下：

-用于重力工艺的铸模，但利用低压铸造工艺从下部注射金属，保留了带有铸造进料冒口的重力铸造工艺的好的方面，采用″复合″工艺。这些铸模没有铸造熔池和垂直铸造通道，但像低压铸造工艺中使用的一样，在底箱上备有注射进口；

-像前段所描述的一样的铸模，用于″复合″工艺，在上部分施加一板，该板紧固于一支撑体上，该支撑体设置有真空室和出口，该出口用于连接到抽空烟和气体的真空装置。支撑体由拉床上的倾斜臂移动。支撑体上施加的板设置有过滤器，该过滤器聚集在支撑体腔内，覆盖了冒口和上部型芯的全部区域，以防止金属溢出。通过臂上的垂直的液压缸，将板压紧在铸模的上表面上；

-像前段所述的一样的铸模，其中，上部轮廓利用带有铸造进料冒口的金属上型箱获得。用于抽空烟和气体的上型箱也被施加到一板上，该板也用来密封冒口的顶部；

-用于低压铸造工艺的铸模，其中，上部分利用金属插入件获得，该金属插入件被紧固于一板上，该板上设有过滤器和排放口，该排放口用于抽空烟和气体。利用连接于装配有真空室的支撑体上的真空装置，该板从形成在插入件一侧的垂直排放槽和同一插入件中的通孔抽空气体和烟。

-新设计和构造的铸模，用于所有的铸造工艺，其中，属于拉床的框架的一部分已经去掉，由此获得较小的铸模，其重量和成本减少颇大。

-已有的用于当前的重力铸造工艺和低压铸造工艺的铸模，其改变为去掉框架的部分，该部分已经属于新拉床，且依照新构造的铸模，一些附件的构造标准化，供重力、低压和″复合″工艺使用；

-用于所有铸造工艺的已有的或新的铸模，其中，利用一新的挤压装置进行铸件的排出，该挤压装置安装于拉床，铸模排出器板紧固在拉床上。

-已有的或新的铸模，都装备有″蘑菇状物″，用于将排出器板、滑块或半滑块安装和快速锁定在新拉床上；

-已有的或新的用于重力铸造的铸模，减少了框架和重量，以安装在位于回转车或地面上的新拉床。

在拉床上组装壳体的工作循环的描述

1)把完成的铸模放在拉床的底板29上，底箱35放置在定位键14上。

2)借助于四个液压缸15快速紧固，将底箱夹紧到底板上。

3)利用滑块19和液压缸21将下面的排出器板的蘑菇状物39钩到板夹持件17上。

4)将安装有定位键23的拉床的滑块支架1靠近铸模滑块，利用由液压缸25控制的两个滑块24钩住滑块(铸模轮廓插入)。

5)利用拉床上安装的发射套筒，将铸模的可动头部44和44′手动钩到相应的液压缸上。

6)将倾斜臂8靠近拉床，并通过液压缸28′将它锁定在适当位置。将上型箱或插入件或板钩到用于抽空烟和气体的铸模支撑体46上，放低缸10并利用拉床的钩销28″钩住铸模支撑体46。

7)将铸模的任何可动插入件连接到由计算机控制的自动化系统上。

8)在存在的和需要使用的地方连接文丘里管。

9)连接冷却器。

10)把真空装置连接到铸模真空室支撑体进口上，其由拉床的臂支撑和移动以抽空烟和气体。

11)测试所有的手动循环的运动，包括倾斜臂和排出器板夹持件的运动。

12)在连接计算机并选择与使用的铸造工艺相配的程序后，空转自动循环。回到手动循环。

13)如果铸模离开生产线后尚未预热，加热铸模，为涂漆作准备。

14)手动控制打开和倾斜滑块，旋转臂至打开位置。

15)如果铸模离开生产线尚未涂漆，涂漆铸模：底箱、滑块、所有头部、所有上型箱或上部插入件。

16)彻底地清洁，将滑块放在垂直位置，执行手动循环，测试加热和涂漆之后的所有运动。将所有部件放置在打开位置，排出器板放置在下面位置。

17)将所有的型芯放在铸模内(型芯制造)，并清洁铸模。

18)关闭可动头部、滑块、铸模的所有插入件、倾斜臂、在带有支撑体的支撑臂和施加的任何其他部件上的降下的液压缸以锁定铸模的顶端。

19)提升保温或维持熔炉，与用于低压铸造或″复合″工艺的熔融金属进口接触。

20)检查铸模和熔炉内的熔融金属的温度。

21)接通自动化生产循环。

当利用在一侧带有四个半滑块或仅仅两个半滑块以及在相对的一侧带有单个滑块的铸模时候，记住，为型芯制造的目的，在循环的开始时，仅仅只有下半滑块必须关闭。自动循环必须与工艺条件相配。

用于拉床和带有两个滑块的铸模的自动化生产循环的描述

1)起动循环：

a-滑块打开在垂直位置

b-可动头部打开

c-排出器板在下面位置

d-倾斜臂打开，所有的被支撑的部件在上升位置

2)用型芯制造装置进行自动化型芯制造。

3)在循环期间用空气流清洁以去除任何沙粒，这些沙粒是在型芯制造期间脱离的。

4)以顺序关闭铸模上的头部、滑块和所有可动的插入件。

5)将臂旋转到工作位置，依赖于铸造工艺，使上部插入件或上型箱关闭，烟和气体真空板连接。

6)通过臂上的液压缸，降低上型箱或上部插入件以关闭烟和气体真空板，将施加于臂上的这些置于工作位置。

7)打开烟和气体真空系统。打开在安装和必要的地方的文丘里管。

8)根据用于选定的专用的铸造工艺的所安装的铸模和专用的程序进行铸造。

9)打开定时冷却器。

10)定时凝固。

11)关闭定时冷却器。

12)举起上型箱或上部插入件以从铸件上去掉它们，或者，如果上部分是利用型芯形成的，则举起密封件和烟和气体真空板。

13)旋转上臂到打开位置。

14)打开(抽取)铸模上的所有可动插入件。

15)打开和向上旋转滑块至大约45度。

16)打开可动头部。

17)通过带有排出器板的板夹持件将铸件从底箱中排出。

18)定位铸件拾取钳。

19)钩住铸件。

20)从铸模上取下铸件。

21)降下带有排出器板的板夹持件。

22)利用空气循环清洁打开的铸模。

23)开始新的生产循环。

Claims (27)

1.尤其用于发动机气缸盖的铸造工艺，其中铸造工艺为一个低压铸造，即通过在同一熔炉内的熔融金属表面上施加压力，将熔融金属从熔炉导入位于其上方的铸模或冲模，并与同一铸模或冲模的重力进料装置相连。

2.如权利要求1所述的铸造工艺，其特征在于，所述重力进料通过设置在铸模或冲模上的敞开冒口进行，铸模或冲模的顶端至少在冒口的高度上使用盖密封，该盖防止受压导入的熔融金属溢出。

3.如权利要求1或2所述的铸造工艺，其特征在于，在铸模或冲模的下方从铸模或冲模排出铸件。

4.如上述权利要求任一所述的铸造工艺，其特征在于，至少铸件轮廓的上部分是利用型芯获得的。

5.如上述权利要求1-3任一所述的铸造工艺，其特征在于，至少铸件轮廓的上部分是利用金属上型箱获得的。

6.一种铸造拉床和铸模组件，包括：从铸模的下部挤出铸件的装置，用于重力和低压铸造工艺以及如权利要求1-5所述的工艺。

7.如权利要求6所述的组件，其中每个铸模安装有一底箱(35)和一排出器板(38)，排出器板(38)从底箱向下延伸，其中拉床具有一板夹持件(17)，其固定于排出器板，并在停止的降低位置和挤出铸件的升高位置之间垂直移动。

8.如权利要求7所述的组件，包括冷却板(16)，铸模的底箱放置在其上，该冷却板(16)设有开口(16′)，用于排出器板(38)的通过，在冷却板的下面，所述板夹持件接近和远离冷却板移动。

9.如权利要求7或8所述的组件，其特征在于，铸模的排出器板(38)和拉床的板夹持件(17)可利用自动快速锁定系统紧固在一起。

10.如权利要求9所述的组件，其特征在于，铸模排出器板设有一对蘑菇状物(39)，拉床的板夹持件设有一滑块(19)，该滑块(19)沿着板夹持件运动，且具有适合接收蘑菇状物并随着由液压缸(21)控制的滑块的运动将它们锁定在适当位置的槽。

11.尤其用于发动机气缸盖的铸造拉床，用以接收带有两侧的铸模，包括两个滑块支架(1)，其固定到铸模的相应滑块上，并通过液压缸(4)沿着安装于拉床上的导向支柱(5)和滑轨(20)滑动，以移动滑块。

12.如权利要求11所述的铸造拉床，其特征在于，滑块由自动快速锁定装置紧固于滑块支架上。

13.如权利要求12所述的铸造拉床，其特征在于，每个滑块支架设有一滑块(24)，滑块(24)带有接收一对蘑菇状物并随着由液压缸(25)控制的滑块的运动将它们锁定在适当位置的槽，蘑菇状物从铸模的滑块突出。

14.如权利要求11，12或13所述的铸造拉床，其特征在于，滑块支架(1)铰接到拉床的侧面，使得有可能借助于固定在拉床上的振动液压缸(7)向上旋转，以使铸模的滑块的轮廓部分容易清洗和重涂。

15.如权利要求11-14任一所述的铸造拉床，其特征在于，铸模的至少一个滑块由至少两个重叠部分制造，相应的滑块支架由至少两个对应部分组成，其中每个部分由一液压缸(4)移动，所述的液压缸可独立控制或并行控制。

16.尤其用于发动机气缸盖的铸造拉床，根据所使用的铸造工艺，其带有：一铰接到顶端的倾斜臂(8)，用于金属上型箱的运动；一金属插入件，用于低压铸造；和/或用于位于拉床上的铸模上部的密封件。

17.如权利要求16所述的铸造拉床，其中上型箱、金属插入件和/或铸模上部的密封件连接于一液压缸(10)，以能够垂直运动，该液压缸(10)由倾斜臂携带。

18.如权利要求16或17所述的铸造拉床，其特征在于，在铸造过程中，倾斜臂靠近拉床，并从与铰接侧相对的一侧通过一锁定装置如动力油缸(28′)锁定到拉床上。

19.如权利要求6-18任一所述的铸造拉床，包括在其上安装功能性元件的底板(29)和用于将该底板放置在地面或转车上的支撑结构(31)。

20.如权利要求19所述的铸造拉床，其特征在于，底板支撑结构安装有连接到下部结构(30)的连接装置，以从地面提升它，使得熔炉的位置保持在所述底板以下。

21.用于获得铸件尤其是发动机气缸盖的铸模，包括一底箱(35)和一通过型芯获得的轮廓的上部分或金属上型箱，其特征在于，所述的底箱用来从保持或维持于铸模下方的熔炉中接收熔融金属，以及在所述型芯或所述上型箱上为铸模的重力进料装置提供冒口。

22.如权利要求21所述的铸模，其特征在于，在底箱内形成进口(36)，用于将底箱连接至装有熔融金属的熔炉上的管。

23.如权利要求21或22所述的铸模，其特征在于，轮廓的上部分由型芯获得，该型芯包括一板(45)，在铸造阶段，板(45)被压紧到铸模的上表面上，以防止熔融金属通过冒口溢出。

24.如权利要求21或22所述的铸模，其特征在于，轮廓的上部分由金属上型箱(51)获得，且上型箱固定到板(45′)上，在铸造阶段，板(45′)被压紧到铸模的上表面上，以防止熔融金属通过冒口溢出。

25.如权利要求22-24中任一所述的铸模，其特征在于，该板由通道交叉，这些通道用于从铸模抽空烟和气体，且该板固定于一支撑体(46)上，在支撑体(46)上有一真空室(46″)，其与一外部的真空装置相通，所述板的真空通道设置有过滤器，以防止熔融金属的通过。

26.用于获得铸件尤其是发动机气缸盖的铸模，其利用低压铸造工艺，其特征在于，轮廓的上部分由一金属插入件(52)限定，其特征在于，所述金属插入件由通道(52′)交叉，这些通道用于从铸模抽空烟和气体，且所述金属插入件紧固于一支撑体(46)上，在支撑体(46)上有一真空室(46″)，其与一外部的真空装置相通，所述金属插入件的真空通道设置有过滤器，以防止熔融金属的通过。

27.如权利要求23-26任一所述的铸模，其特征在于，只有带有真空室的板或支撑体连接到如权利要求16-18任一所述的铸造拉床上的倾斜臂(8)所携带的液压缸(10)上。

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