專利名稱:生產(chǎn)鑄模的方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)鑄模的方法,其中,型砂被送入一個由模板和砂箱限定的造型空間,然后由氣流壓實。
日本專利A,58—502090公開了一種壓縮型砂的方法,其中,型砂被送入一個由模板和放在模板上的砂箱限定的造型空間,向型砂施加氣流,特別是施加壓縮空氣的脈沖壓力。
然而,由于這種普通方法中所使用的壓縮空氣是由空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的,在空氣中含有少量的潤滑劑,而且當(dāng)將壓縮空氣排入大氣時,空氣中的潤滑劑和型砂中的微小顆粒也隨空氣排出,這會對環(huán)境產(chǎn)生有害的影響。
另外,在已經(jīng)公知的一種方法,使用壓縮空氣,在深袋(deeppocket)中形成通氣孔以改善壓實效果(例如日本專利A55—120450)。
然而,在模板上形成通氣孔會增加了制模成本。另外,通氣孔不能在任何需要的位置上形成,這是因為,如果在相應(yīng)于鑄模和熔融金屬接觸的配合面的模板面上形成通氣孔,那么,鑄件的表面就會留下通氣孔的痕跡,從而影響產(chǎn)品質(zhì)量。
另外,當(dāng)使用由壓縮空氣產(chǎn)生的脈沖壓力時,反射脈沖壓力會在鑄模上引起裂痕。
本發(fā)明旨在克服上述問題。本發(fā)明的目的在于提供一種生產(chǎn)鑄模的簡便方法,它不會在鑄模上產(chǎn)生裂痕,也不用在模板上形成通氣孔,同時還可保證環(huán)境清潔。
為了完成本發(fā)明的上述目的,按照本發(fā)明的生產(chǎn)鑄模的方法包括以下步驟將型砂送入由模板和裝在模板上的砂箱所限定的空間中;用封蓋覆蓋砂箱的上部;然后使用氣流壓實型砂,其特征在于所述方法還包括以下步驟從模板、砂箱和封蓋封閉的空間中抽出空氣以便在該空間形成真空,使該空間中的型砂顆粒之間的空氣壓力可介于1乇至150乇,以及從該空間的上部向該空間引入空氣以便使該空間中的壓力以15大氣壓/秒的壓力梯度增大至外界壓力,從而壓實型砂。下文中將用這種方法形成的氣流稱為“真空氣流”。
上述方法還可以包括在用真空氣流壓實之后的機(jī)械壓實,其特征在于上述機(jī)械壓實包括以下步驟將一壓板以密封的方式插入封蓋內(nèi)的空間,在封蓋中固定地支承該壓板;從由模板、砂箱、封蓋和壓板限定的空間抽出空氣以便使該空間形成真空;使壓板從支承狀態(tài)松釋同時保持該空間中的真空,從而使壓板在作用在壓板上的外界壓力和真空之間的壓差的作用下降下,從而壓迫型砂。
在本發(fā)明的上述結(jié)構(gòu)中,可以不使用壓縮空氣而是使用大氣壓和真空之間的壓差壓實型砂。這樣在模板上就無需通氣孔,也可以在沒有可引起鑄模裂痕的氣流反射的條件下生產(chǎn)鑄模。另外,除真空氣流外再加上機(jī)械壓實,使型砂在下部主要由真空氣流壓實,而在上部主要受機(jī)械壓實使用。因此,鑄模具有均勻的硬度。
附圖的簡要說明
圖1是本發(fā)明一實施例的示意圖;圖2是上述實施例在施加本發(fā)明的真空氣流階段的示意圖;圖3是上述實施例在施加本發(fā)明的機(jī)械壓實階段的示意圖;圖4是表示由真空氣流施加壓力時,在砂箱中的壓力分布的曲線圖;圖5是表示由普通的壓縮空氣施加壓力時,在砂箱中的壓力分布的曲線圖。
下面對照附圖描述本發(fā)明的推薦實施例。在圖1中,一模框3和一填充框4放置在具有模型1的模板2上。模板2、模框3和填充框4形成一個造型空間,在該空間中送入型砂。模板2、模框3和填充框4也放置在升降臺T上。一水平和垂向可動的封蓋6放置在由模板、??蚝吞畛淇驑?gòu)成的組件上方。封蓋6具有一臺階,因而封蓋上部的直徑大于封蓋下部的直徑。缸8安裝在封蓋6的頂板7的中部。一壓板10固定在缸8的活塞桿9的遠(yuǎn)端。壓板10可滑動地進(jìn)入由封蓋6的具有較小內(nèi)徑的下部限定的空間,使造型空間被密封。壓板10可以由鎖緊裝置(未畫出)可松釋地鎖緊。封蓋6的下部內(nèi)側(cè)通過一個孔,氣管11和閥12與一個抽氣裝置13或一真空源相連通,上述孔在上述下部的一側(cè)上形成。封蓋6的內(nèi)部空間14在封蓋6的頂板7處通過閥15和管16與大氣連通。一壓力傳感器17a安裝在封蓋6的下部,而壓力傳感器17b和17c則分別安裝在框3和4的組件的上部和下部。另外,沿壓板10的周圍裝有密封18,一開口壓力頭17通過彈簧19懸掛于壓板10。
在上述布置中,當(dāng)型砂5被送入由模板2和框(砂箱)3和4所限定的造型空間之后,填充框4和封蓋6如圖2所示相配合。然后,閥12打開,抽氣裝置13工作以便使由模板2,框3,4和封蓋6封閉的內(nèi)部空間形成需要的真空。此后,閥12關(guān)閉,封蓋上方的閥15打開將空氣引入封閉的空間??諝饬魅敕馍w6和壓板10之間的空腔,然后流入型砂5以實施型砂的第一次壓縮。
此后,如圖3所示,壓板10降入封蓋6的下部,即,壓板位于小直徑部分,因此壓板10和封蓋6形成氣密狀態(tài),然后由鎖緊裝置(未畫出)使壓板鎖定,使其不能垂向移動。然后抽氣裝置13工作以減小由模板2,框3,4,封蓋6,壓板10和密封18封閉的空間中的壓力,形成需要的真空度。此時,一個向下的力作用在壓板10上。這個向下的力由壓板的重力和作用在壓板上表面的大氣壓和上述封閉空間的真空(減小的壓力)之間的壓差形成。但是,壓板由于被鎖緊裝置鎖定而保持在原位。當(dāng)真空度達(dá)到需要的值時,使壓板10的鎖緊松開,向下的合力使其落下。因此,開口壓力頭17以需要的方式壓迫型砂5。然后,壓板10由缸8向上移至其原位,如圖2所示。
然后,升降臺T降下,使填充框4與封蓋6分開,封蓋從框3,4移開。
雖然在圖示實例中,在壓板10上裝有開口壓力頭17,但是也可以不設(shè)這個壓力頭,而是可以由壓板10本身壓縮型砂。
如圖2所示由真空源13引入大氣時,封閉空間中的壓力由傳感器17a,17b和17c測定。圖4中畫出了壓力值的推薦變化情況。圖4是分別由傳感器17a,17b和17c測出的閥15打開后壓力A,B和C(乇)隨時間(毫秒)變化的曲線圖。下面對這些壓力作出說明。
首先,真空度越大,壓實的效果就越大,這是因為引入空氣更為迅速的原因。封閉空間的真空度應(yīng)為1乇至150乇,推薦值為1乇至100乇,最好為1乇至50乇。在圖4中,壓力大約為1乇。
使真空度為1乇至150乇的原因是,如果空氣壓力大于150乇,那么,空氣壓力和大氣壓力之間的壓差就會太小,因而就必須用大的孔引入空氣以取得適當(dāng)?shù)膲毫μ荻?,而這樣大的孔是無法實現(xiàn)的。如果空氣壓力大于100乇,那么,引入真空氣流前存在的空氣易于妨礙氣流的有效引入,因而使氣流引入的情況不佳。使氣壓小于1乇就要求設(shè)置大型抽氣裝置,因此,1乇至50乇的壓力是最佳的。
但是,如果空氣通過小管進(jìn)入,較高的真空度得以維持,型砂就不會很好地被壓縮。這就是說,必須有一定的壓力梯度。壓力梯度取決于壓力傳感器的位置而不同。在傳感器17a處的壓力梯度需要至少為每秒15大氣壓,最好為每秒30大氣壓。這個值可以小于普通壓縮空氣氣流情況中的壓力梯度。
其原因如下氣流對型砂的壓實程度取決于對型砂上部的壓力和對模板附近型砂的壓力之間的壓差。
上述壓差是在下述兩種情況下使用相同的壓力增加速率檢查的,即,在以普通方式將壓縮空氣加至大氣壓時,以及使用本發(fā)明的真空氣流(圖4中,在傳感器17a處壓力增加速率為200大氣壓/秒)時。在普通的壓縮空氣氣流情況中,在傳感器17b處的型砂中的壓力在傳感器17b處型砂的上部壓力增加后10毫秒增加(見圖5)。但是,在真空氣流的情況中,上述時間是20毫秒(見圖4)。因此,可以發(fā)現(xiàn),在真空氣流的情況中,在型砂上、下部之間可以保持足夠的壓差。
換言之,在普通的壓縮空氣氣流的情況中,靠近模板的壓力在型砂上部的壓縮空氣達(dá)到目標(biāo)氣壓之前就開始增加。與此相反,在真空氣流的情況中,靠近模板的壓力在型砂的上部的壓力達(dá)到大氣壓之后才開始增加。
這是本發(fā)明獨特的壓力變化,這表明在型砂上、下部之間的壓差取決于型砂的壓實程度的這種使用氣流的制模方法中,能量可比普通方法更有效地得以利用。
因此,即使在真空氣流的情形中所使用的壓力小于普通的壓縮空氣氣流法中所用的壓力,在真空氣流的情形中使用在型砂上的能量也可大于普通壓縮空氣氣流的情況。
另外,在普通的壓縮空氣氣流法中,壓差是通過深袋中設(shè)置通氣孔而局部增加的。然而,由于本發(fā)明中壓差是使用真空氣流產(chǎn)生的,可不設(shè)這種通氣孔。
另外,一定的壓力梯度必須在某個期間維持,以便向型砂提供足夠的能量。
在壓力變穩(wěn)之前有大的振動時,如圖5所示,型砂會垂向振動而在型砂中產(chǎn)生裂痕。與此相反,試驗表明,由于在本發(fā)明中,振幅很小,鑄模足夠硬,無裂痕形成。
在本發(fā)明的真空氣流法中還采用機(jī)械壓實時,壓板10被迅速移動,使型砂得到良好壓實。這是由于在壓板10上方的大氣壓和下方的真空之間有大的壓差,由于壓板靠其自重移動,由于在壓板10下方?jīng)]有妨礙真空氣流,使其變慢的空氣,以及由于在下板10下方?jīng)]有空氣,不會有會妨礙型砂壓實的那種在壓縮后的空氣膨脹或空氣反射。
因此,壓板10可以不用高壓空氣而下落以便壓縮型砂。
綜上所述,因為不使用壓縮空氣,本發(fā)明可保持工作環(huán)境清潔,由于無需在模板上設(shè)置通氣孔,可降低模板生產(chǎn)成本,改善產(chǎn)品表面狀況。在真空氣流法中,壓力增加是在壓力降至接近真空的值之后進(jìn)行的,而且所用的壓力梯度可低達(dá)15大氣壓/秒,在所生產(chǎn)的鑄模上不會出現(xiàn)裂痕,可獲得均勻的鑄模。
另外,當(dāng)型砂借助真空方式機(jī)械壓實時,由于壓實是利用大氣壓和真空之間的壓差進(jìn)行的,因而本發(fā)明方法所使用的裝置的剛性和強(qiáng)度都低于普通的裝置。另外,由于壓實是在真空中進(jìn)行的,不會產(chǎn)生妨礙鑄模生產(chǎn)的氣流反射。
本專業(yè)技術(shù)人員懂得,上述實施例只是為了進(jìn)行說明,可以對其進(jìn)行各種變化而并不超出本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)鑄模的方法,它包括以下步驟將型砂送入由模板和裝在模板上的砂箱限定的空間中;用一封蓋覆蓋砂箱的上部;然后使用氣流壓迫型砂,其特征在于所述方法還包括以下步驟從由模板、砂箱和封蓋封閉的空間抽走空氣以便使所述空間形成真空,使所述空間中的型砂顆粒間的空氣壓力介于1乇至150乇;從所述空間的上部將空氣引入所述空間以便在所述空間中形成氣流,從而使所述空間中的壓力以15大氣壓/秒的壓力梯度增至外界壓力,從而壓實型砂。
2.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于所述氣流是由外界壓力引起的。
3.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于還包括在用氣流壓縮型砂之后的機(jī)械壓迫型砂上表面的步驟。
4.如權(quán)利要求3所述的方法,其特征在于所述機(jī)械壓迫型砂上表面的步驟包括以下步驟在封蓋內(nèi)的空間中以和其密封的關(guān)系插入一壓板,并在封蓋中固定地支承所述壓板;從由模板、砂箱、封蓋和壓板封閉的空間中抽走空氣使該空間形成真空;以及在保持空間中的真空時將壓板從支承中松釋,從而借助作用在壓板上的外界壓力和真空之間的壓差使壓板下落從而壓迫型砂。
5.如權(quán)利要求4所述的方法,其特征在于型砂是使用開口壓力頭壓迫的,所述壓力頭通過彈簧懸掛于所述壓板,因而壓力頭可以縮回。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用真空氣流制造壓實良好的鑄模的方法。在本方法中,型砂(5)被送入由模板(2)和裝在模板上的砂箱(3)限定的空間中,該空間在砂箱(3)的上部由封蓋(6)封閉。抽走封閉空間中的空氣以便將封閉空間中的型砂顆粒間的氣壓降至1乇至150乇,然后從空間上部向封閉空間引入空氣,使空間中的壓力能夠以15大氣壓/秒的速率增加以壓縮型砂。本方法無需設(shè)置通氣孔,由于無氣流反射,鑄模上無裂痕。
文檔編號B22C15/28GK1116973SQ95105380
公開日1996年2月21日 申請日期1995年5月11日 優(yōu)先權(quán)日1994年5月12日
發(fā)明者永人鶴崎, 宇吉大石, 良治金山, 浩伸天野, 斗紀(jì)也寺部 申請人:新東工業(yè)株式會社