[发明专利]模制方法、用于实现所述方法的设备和通过所述方法获得的模具

说明书

技术领域

本发明涉及一种模制方法并且涉及一种设备和模具，其适用于铸造工业，并且更具体地适用于通过以高压和无箱的方式获得的废模或湿砂型模具壳体铸件来获得零件、优选地获得金属零件。

背景技术

高压无箱成型机，之所以这么叫是因为砂型模具在不需要实体型箱的情况下获得，其引起了在20世纪60年代出现的铸造工业的真正进步和生产率的提高。这种设备的一个示例在欧洲专利no.EP-0817690-B1中进行了描述。从那时起，这些生产率一直在缓慢地提高，今天，在高度自动化的铸造中，这些生产率一般为大约每个操作者9小时每吨。阻止进一步改善的约束中的一个约束为：一方面，由铸造系统所施加的限制因素；以及另一方面，单个模制和铸造轴线的使用。

型砂包括石英砂、膨润土与煤的混合物，该混合物在于磨粉机或混合器中相应地混合并润湿后被传输至位于高压成型机的发射室的上部中的料斗，发射室也称为成型室。砂通过以高压空气竖向吹制而被引入到成型室中。成型室在一端处通过模型板封闭并且在相对的一端处通过对立板封闭，该对立板限定模穴和对立模穴，模穴和对立模穴随后限定在所述模具中获得的零件的形状。模型板为液压缸(封闭活塞)的一部分，一旦砂被吹到成型室中，该部分就会对砂进行压缩以压实所获得的模具，该模具也称为壳体。一旦压实结束，在先前工序期间竖向定位的对立板就会在液压活塞将所述形成的模具推出成型室外时通过第二活塞向上旋转以允许所形成的模具经过，并且所形成的模具移动直到其靠着先前制造的模具列放置为止。因此，位于所述列中的最后一个模具的模穴面对所制造的最后一个模具——即，到达该列的下一个及最后一个模具——的对立模穴，从而，确定要通过模具获得的零件的形状的腔在所述模穴与所述对立模穴之间被限定。一旦模具靠着彼此放置，活塞就会后退以开始新的模制周期。此操作在竖直成型机中常见，之所以这么说是由于模制过程期间对面板和模型板的位置，该操作需要其间使模具流水线停止的一定的时间，并且该操作用来将金属以安全且可靠的方式铸造成模具。

接着，在封闭成型室之后并在开始铸造的同时，即，当模具离开成型室时并且在模具靠着模具列放置之前，型芯通过在模具流水线中插入位于侧向于模具流水线的轴中的型芯罩而被放置在所制造的模具中。型芯罩进入模具的前进轴并且将型芯存放在型芯的对应模穴中，同时，下一个模具在成型室中被制造，因此，此操作中的任何发生事件必定影响成型机周期时间。此外，由于此操只能通过进入模具的前进轴来执行，因此，为了在直观上控制模具质量和型芯放置，必须停止生产。为此，该机器具有安全系统，该安全系统防止在用于进入前进轴的入口门打开的情况下机器的自动启动。缺乏模具和型芯放置在自动运行模式中的可见性使得对所有模具的检查变得复杂，这产生了最终不合格零件中的很大一部分，这是因为如果不能立即检测到模具的缺陷，则模具会直接传输至铸造站并且生产出带有缺陷的零件。

随后，形成的模具列通过封闭活塞的推动并在诸如步进梁之类的传送系统的帮助下向前移动至铸造站。当模具到达铸造站时，熔融金属被倒入由两个邻近模具的模穴和对立模穴形成的腔中。当所述金属凝固时，形成模具的砂被移除并且因此获得模制的零件。

用于制造模具的总周期时间由制造和传输时间加上铸造偏差时间——如果铸造偏差时间与上述时间不重合——的总和确定。尽管模制时间是不变的并且基本上取决于砂供给量，但必须考虑到下述其他因素在铸造的时候会进行干扰。

必须考虑到砂具有在足够宽的范围内变化的含水量，从而影响模具的最终宽度。这是由于以下事实：引入到室中的砂的重量和其压实能力以及压缩强度根据砂的含水量而变化，砂的含水量又取决于制造过程期间的若干可变因素，例如，供应给磨粉机的水本身或者砂温度，因为砂的温度越高，蒸发造成的损失越大。除了前述事项外，集料或膨润土含量——这两者都是砂的成分——也会改变水需求量和砂的最终压缩强度，结果，具有可变宽度的模具需要对铸造用炉进行频繁地重新定位，这延迟了铸造本身的开始。

在模具中，熔融金属通过终止于设置在模具的上面上的浇口杯中的一个或若干个供应通道而进入腔。明显地，为了执行铸造，铸造机必须完全以模具的浇口杯为中心，由于模具的浇口杯因模具的尺寸并非总是相同而没有始终处于同一位置，因此这些尺寸差在模具列中加起来从而造成浇口杯的位置的未对准，从而调节铸造用炉的位置是必要的。这导致所述操作延长，从而使得所述操作停止活塞与新模具的向前移动，这是因为模具被强制在向前移动模具流水线之前完成铸造。