CN1806962A - 三维铸造机及三维铸造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铸造机及铸造方法，其消除熔液温度降低引起的熔液迂回流动不良、模型内的空气及气体容易滞留而产生气孔及气泡等铸孔的问题，能够适当地应对制品的薄壁化、复杂化以及大型化等。另外，还提供能够消除操作者必须以不便的姿势进行操作的问题，在模型的设计及熔液的流入工序的设计上具有自由度的铸造机及铸造方法。所述三维铸造机(1)具有合模机构(2)、使合模机构(2)旋转的旋转机构(3)以及使合模机构(2)倾动的倾动机构(4)。所述三维制造方法是，在使合模后的状态的模型(8)向倾动方向(4a)竖向倾动后，使熔液向模型(8)的型腔内流入，或者使合模后的状态的模型(8)一边竖向倾动一边还向右旋转方向(3a)及左旋转方向(3b)旋转，同时使熔液向模型(8)的型腔内流入。

Description

三维铸造机及三维铸造方法

技术领域

本发明涉及利用重力而使铝合金及镁合金等非铁金属和铸铁等的金属熔液向模型的型腔内流入的铸造机(以下单称为“重力型铸造机”)及铸造方法，特别是，涉及如下的三维铸造机及三维铸造方法，其能使合模后的模型的姿势在三维空间中自如地停止或移动，同时向模型的型腔内流入金属熔液。

背景技术

在以往的重力型铸造机中具有带竖向倾动机构的铸造机(例如参照专利文献㈠。如图4(a)所示，竖向倾动机构将主模5a与主模5b合模后进行紧模，然后如图4(b)和图5(a)所示，使合模后的模型5进行竖向倾动5e，同时使浇包7c内的金属熔液从直浇口7b向型腔7a内流入。

但是所述方法中，在图5(b)所示的制品6的情况下，将金属熔液填充到制品下部6b之后，最终使金属熔液绕到制品前端部6c。因此，在制品前端部6c，容易因熔液温度降低产生熔液流动不良，模型内的空气及气体容易滞留，具有产生气孔及气泡等铸孔的问题。特别是最近，由于制品的薄壁化、复杂化、大型化等，使得气体排出困难的情况多有发生。

另外，如图6所示，在铸造机的周围设置用于在打开模型5后取出制品的取出机械手10、从熔化炉12向浇包7c供给金属熔液的供液机械手11等，但由于直浇口7b和制品的取出方向限定在同一处，故操作者14不得不接近熔化炉12或供液机械手11进行操作，由此造成操作者不能自由地站位于模型5附近的操作环境。

因此，操作者14在为了去除附着于主模5a、5b上的污物而进行吹扫或进行安装型芯5c的操作时，出现浇包7c成为障碍而必须以别扭的姿势进行操作的问题。另外，为了使型芯5c的姿势稳定而必须将芯头5d作得较大。

另外，为了确保操作者的操作性而使浇包7c的位置受到限制，具有不能够在最适于铸造的位置上安装浇包7c的问题。若浇包7c的安装位置被限制，则消除了模型的设计及金属熔液的流入工序的设计的自由度，造成不能进行最佳的模型设计及金属熔液的流入工序的设计，产生对于形状复杂化、薄壁化、大型化的制品不能生产优质的铸造产品的问题。

专利文献1：特开2003-205359号公报

发明内容

本发明是鉴于上述现有技术中存在的问题而研发的，其目的在于提供一种铸造机及铸造方法，其能够消除由熔液温度的降低引起的熔液流动不良、模型内的空气及气体容易滞留等原因产生的气孔及气泡等铸孔的问题，能够适当地应对制品的薄壁化、复杂化以及大型化等。

另外，提供一种能够消除操作者必须以不便的姿势进行操作的问题，使操作者能够以方便的姿势进行操作的安全性高的铸造机及铸造方法。

另外，提供一种由于可在最适于铸造的位置安装浇包而具有模型的设计及金属容易的流入工序的设计的自由度并且能够生产形状复杂化、薄壁化以及大型化的优质的铸造产品的制作机及制作方法。

本发明的重力型铸造机具有将主模合模紧固的机构(以下单称为“合模机构”)、使所述合模机构旋转的机构(以下单称为“旋转机构”)以及使所述合模机构倾斜的机构(以下单成为“竖向倾动机构”)。

另外，本发明的铸造方法，在使合模后的状态的模型沿倾动方向倾动后，进一步使模型沿与旋转方向不同方向的倾动方向倾动，同时使金属熔液向模型的型腔内流入。

进而，本发明的铸造方法，使合模后的状态的模型沿倾动方向倾动，并且还使模型沿与倾动方向不同方向的旋转方向旋转，同时使金属熔液流入模型的型腔内。

根据本发明，能够使模型在三维内在任意位置停止或移动，并且能够一边使模型处于自由的姿势一边进行浇铸。

因此，特别是能够一边维持着使熔液在流动不良的部位早流过的姿势一边进行浇铸，或能够一边维持着使空气及气体难以滞留在模型内的姿势进行浇铸，解决产生铸孔的问题。

另外，由于采用了操作者进行主模吹扫或在主模内安装型芯的操作时能够自由地设定主模姿态的结构，故能够提供可提高操作空间的自由度，操作者能够以安全、便利的姿势进行操作的铸造机及铸造方法。

另外，由于构成能够自由地设定合模时的主模姿态的结构，故能够将用于保持型芯的芯头作得比以往小型。通过使用小型芯头，使型芯砂的消耗量减少，能够取得防止资源浪费并减少工业废弃物的效果。

另外，能够提供一种在模型的设计及金属熔液的流入工序设计上具有自由度，并且可生产形状复杂化、薄壁化以及大型化的优质铸造产品的铸造机及铸造方法。

附图说明

图1是三维铸造机的正面图；

图2是三维铸造机的平面图；

图3(a)～(d)是实施例2的铸造方法的说明图；

图4(a)、(b)是现有的铸造方法的说明图；

图5(a)、(b)是现有的铸造方法的说明图；

图6是现有的铸造机周围的平面配置图。

符号说明

1：三维铸造机          2：合模机构           3：旋转机构

3a：右旋转方向         3b：左旋转方向        3c：旋转中心线

4：竖向倾动机构        4a：倾动方向          4b：倾动中心线

5：模型                5a：主模              5b：主模

5c：型芯               5d：芯头              5e：竖向倾动

6：制品                6b：制品下部          6c：制品前端部

7a：型腔               7b：直浇口            7c：浇包

8：模型                8a：主模              8b：主模

8c：型芯               8d：芯头              10：取出机械手

11：浇铸机械手         12：熔化炉            14：操作者

21：底座               22：按压基座          23：导向件

26a：杆                25：合模基座          26：合模缸

33：旋转支承部         34：齿轮部            35：圆板部

36：带减速机的电动机   37：驱动齿轮          38：滚子

41：固定架             42：轴承              43：竖向动作缸

43a：杆              44：轴承基座        45：倾动轴

具体实施方式

本发明第一方面的重力型铸造机是具有合模机构和旋转机构以及竖向倾动机构的铸造机。

作为合模机构，最好使用工作缸相互压紧双型的主模。旋转机构形成以任意的旋转中心线为旋转中心，可分别沿顺时针和反时针旋转的结构。

具体地，最好使用轴承及滚子等来支承旋转的部分，并使用电机及工作缸等使其旋转。

另外，竖向倾动机构最好构成能够以任意的倾动中心线为倾动中心倾动的结构，倾动角度最好为40～135度。

具体地，最好使用轴承及滚子等来支承倾动的部分，并使用电机及工作缸等使合模机构等倾动。

此时，旋转机构的旋转中心线与竖向倾动机构的倾动中心线既可以相互交叉，也可以不交叉。

本发明第二方面的重力型铸造机是具有合模机构、使所述合模机构旋转90～180度的旋转机构以及使所述合模机构倾动45～90度的竖向倾动机构的铸造机。

通过将旋转角度设为90～180度，将倾动角度设为45～90度，能够将模型维持在多种姿势状态，特别是，通过将旋转角度设为180度，将倾动角度设为90度，能够将模型大致维持在全部的姿势状态。

本发明第三方面的重力型铸造机是具有合模机构、旋转机构以及竖向倾动机构，并且所述竖向倾动机构使所述合模机构和所述旋转机构一同倾动的铸造机。

虽然考虑到竖向倾动机构仅使合模结构倾动的结构和竖向倾动机构是使合模机构与旋转机构一同倾动的结构这两种情况，但本发明形成竖向倾动机构使合模结构和旋转机构一同倾动的结构。

本发明第四方面的重力型铸造机是具有合模机构、竖向倾动机构以及旋转机构，并且所述旋转机构是使所述合模机构和所述竖向倾动机构一同旋转的机构。

虽然考虑到旋转机构仅使合模结构旋转的结构和旋转机构是使合模机构与旋转机构一同旋转的结构这两种情况，但本发明形成旋转机构使合模结构和旋转机构一同旋转的结构。

本发明第五方面的铸造机，在第一～第四方面的基础上，旋转机构的旋转中心线或所述旋转中心线的平行线之一，与竖向倾动机构的倾动中心线直角相交。

通过使竖向倾动机构的倾动中心线相对于旋转机构的旋转中心线或其平行线直角相交而形成，与其他结构相比，能够提高保持模型姿势的自由度。

本发明第六方面的铸造方法，在使合模后的状态的模型沿倾动方向倾动的工序之后，具有一边使所述模型沿与所述倾动方向不同方向的旋转方向旋转，一边使金属熔液向所述模型的型腔内流入的工序。

根据所述铸造方法，能够提供操作者可自由地设定操作时的模型的姿势，并且能够以安全且便利的姿势进行操作的铸造方法。另外，能够比以往更小型地形成芯头。

本发明第七方面的铸造方法，在使合模后的状态的模型沿倾动方向倾动的工序之后，具有一边使所述模型沿与所述倾动方向成直角的旋转方向旋转，一边使金属熔液向所述模型的型腔内流入的工序。

使竖向倾动机构的倾动方向上的平面与旋转机构的旋转方向上的平面相互直角地相交而构成，由此，与其他结构相比，提高保持模型姿势的自由度。

本发明第八方面的铸造方法，在使合模后的状态的模型沿旋转方向旋转的工序之后，具有一边使所述模型沿与所述旋转方向不同方向的倾动方向倾动，一边使金属熔液向所述模型的型腔内流入的工序。

通过形成这样的铸造方法，能够提供操作者可自由地设定操作时的模型的姿势，并且能够以安全且便利的姿势进行操作的铸造方法。另外，能够比以往更小型地形成芯头。

本发明第九方面的铸造方法，在使合模后的状态的模型沿旋转方向旋转的工序之后，具有一边使所述模型沿与所述旋转方向成直角的倾动方向倾动，一边使金属熔液向所述模型的型腔内流入的工序。

使旋转机构的旋转方向上的平面与竖向倾动机构的倾动方向上的平面相互直角相交而构成，由此，与其他结构相比，提高保持模型姿势的自由度。

本发明第十方面的铸造方法具有如下的工序，即，使合模后的状态的模型沿倾动方向倾动并使所述模型沿与所述倾动方向不同方向的旋转方向旋转，同时使金属熔液向所述模型的型腔内流入。

通过使合模后的模型倾动并旋转，同时使金属熔液向模型的型腔内流入，能够一边维持着使熔液在熔液流动不良的部位早流过的姿势一边进行浇铸，或能够一边维持着使空气及气体难以滞留在模型内的姿势进行浇铸。

本发明第十一方面的铸造方法具有如下的工序，即，使合模后的状态的模型以与倾动方向倾动并使所述模型沿与所述倾动方向成直角的旋转方向旋转，同时使金属熔液向所述模型的型腔内流入。

使竖向倾动机构的倾动方向上的平面与旋转机构的旋转方向上的平面相互直角相交而构成，由此，与其他结构相比，提高保持模型的姿势的自由度。

实施例1

以下参照附图1～2说明本发明的实施例1。实施例1的三维铸造机1具有合模机构2、旋转机构3及竖向倾动机构4。

合模机构2具有保持主模8b的底座21和保持主模8a的按压基座22。另外，将底座21、缸座24及合模基座25构成一体，在底座21和缸座24之间安装有多个导向件23。

并且，由导向件23引导按压基座22，使其能够在从底座21附近到缸座24附近之间移动这样地安装。

在缸座24上安装由油压缸构成的合模缸26，在按压基座22上安装杆26a的前端。另外，在缸座24上安装圆板部35，可通过两个滚子38旋转地保持。

旋转机构3具有可旋转地保持底座21的旋转支承部33和保持旋转支承部33的旋转基座32，在倾动基座31的一侧端部附近保持旋转基座32。

另外，在倾动基座31的另一侧端部附近可旋转地保持两个滚子38，进而安装带减速机的电机36，使安装于圆板部35上的齿轮部34与安装于带减速机的电机36上的驱动齿轮37相互咬合。

竖向倾动机构4具有可旋转地保持安装于旋转基座32上的倾动轴45的轴承42、保持轴承42的轴承基座44以及保持轴承基座44的固定架41。在固定架41上安装由油压缸构成的竖向动作缸43，在倾动基座31的下部连结竖起动作缸43的杆43a的前端。

在本实施例中形成如下结构：旋转机构3的旋转中心线3c位于模型8的中心，竖向倾动机构4的倾动中心线4b相对于旋转中心线3c的平行线、即通过倾动中心线4c的线直角相交。因此，左右旋转方向3a、3b相对倾动方向4a成直角。

在实施例1的三维铸造机1中，通过使合模缸26动作，将由按压基座22保持的主模8a向由底座21保持的主模8b按压，由此能够进行合模操作，另外，能够使主模8a、8b相互分开。

另外，通过由安装于带减速机的电机36上的驱动齿轮37驱动齿轮部34旋转，能够在以通过模型8中心的旋转中心线3c为中心而向右旋转方向3a和左旋转方向3b各90度、共计180度的范围内，旋转移动或定位到任意的位置上。

另外，能够通过使竖向动作缸43动作而使合模机构2和旋转机构3一起在以倾动中心线4b为中心向竖向倾动方向90度的范围内，竖向倾动或定位到任意的位置上。

实施例2

接下来是使用实施例1的三维铸造机1的铸造方法的发明。参照图3说明实施例2。

首先，如图3(a)所示，在将主模8a、8b分开后的状态下放入型芯8c。由于在实施例1中能够以稳定的状态安装型芯，故能够使芯头8d较小。另外，由于能够分别设计直浇口的位置和制品的取出方向，故操作者能够自由地接近模型进行操作。

接着，如图3(b)所示，使合模缸26动作并进行合模操作。另外，如图3(c)所示，使竖向动作缸43动作并使合模机构2和旋转机构3一同向倾动方向4a倾动，使模型8在0～90度的范围内以任意的姿势定位。

接下来，如图3(d)所示，驱动带减速器的电机36使合模机构2旋转，一边使模型8在向右旋转方向3a旋转90度或向左旋转方向3b旋转90度，共计180度的范围内进行姿势改变一边进行浇铸。

因此，特别是能够在维持着使熔液在熔液流动不良的部位早流过的姿势进行浇铸，或维持着使空气及气体难以滞留在模型内的姿势进行浇铸。

另外，具有能够自由地进行模型的设计及熔液的流入工序的设计，对形状复杂化、薄壁化以及大型化的产品，容易生产优质的铸造产品。

产业上的可利用性

本发明可利用在制造铝合金及镁合金等非铁金属和铸铁等的铸造产品的产业以及制造销售铸造机的产业等中。

Claims (11)

1.一种铸造机，其利用重力使金属熔液向模型的型腔内流入(以下单称为“重力型铸造机”)，其特征在于，具有将主模合模紧固的机构(以下单称为“合模机构”)、使所述合模机构旋转的机构(以下单称为“旋转机构”)以及使所述合模机构倾斜的机构(以下单称为“竖向倾动机构”)。

2.一种铸造机，其特征在于，其是重力型铸造机，具有合模机构、使所述合模机构旋转90～180度的旋转机构以及使所述合模机构倾动45～90度的竖向倾动机构。

3.一种铸造机，其特征在于，其是重力型铸造机，具有合模机构、旋转机构以及竖向倾动机构，所述竖向倾动机构使所述合模机构和所述旋转机构一同倾动。

4.一种铸造机，其特征在于，是重力型铸造机，具有合模机构、竖向倾动机构以及旋转机构，所述旋转机构使所述合模机构和所述竖向倾动机构一同旋转。

5.如权利要求1～4任一项所述的铸造机，其特征在于，竖向倾动机构的倾动中心线相对于旋转机构的旋转中心线或所述旋转中心线的平行线之一直角相交。

6.一种铸造方法，其特征在于，在使合模后的状态的模型沿倾动方向倾动的工序之后，具有一边使所述模型沿与所述倾动方向不同方向的旋转方向旋转，一边使金属熔液向所述模型的型腔内流入的工序。

7.一种铸造方法，其特征在于，在使合模后的状态的模型沿倾动方向倾动的工序之后，具有一边使所述模型沿与所述倾动方向成直角的旋转方向旋转，一边使金属熔液向所述模型的型腔内流入的工序。

8.一种铸造方法，其特征在于，在使合模后的状态的模型沿旋转方向旋转的工序之后，具有一边使所述模型沿与所述旋转方向不同方向的倾动方向倾动，一边使金属熔液向所述模型的型腔内流入的工序。

9.一种铸造方法，其特征在于，在使合模后的状态的模型沿旋转方向旋转的工序之后，具有一边使所述模型沿与所述旋转方向成直角的倾动方向倾动，一边使金属熔液向所述模型的型腔内流入的工序。

10.一种铸造方法，其特征在于，具有如下工序，即，使合模后的状态的模型沿倾动方向倾动并使所述模型沿与所述倾动方向不同方向的旋转方向旋转，同时，使金属熔液向所述模型的型腔内流入。

11.一种铸造方法，其特征在于，具有如下工序，即，使合模后的状态的模型沿倾动方向倾动并使所述模型沿与所述倾动方向成直角的旋转方向旋转，同时使金属熔液向所述模型的型腔内流入。

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