专利名称：串叠造型装置中湿型非铁合金非重力浇铸后浇口封闭法的制作方法
技术领域：
本发明涉及在串叠造型装置中对湿型用非铁合金作非重力浇铸后封闭铸型浇口的方法如权利要求1、9、12、13的前序部分所述。
国际专利申请WO93/11892涉及用以在由申请人制造和销售的“Disamatic”造型装置一类串叠造型装置中进行湿型轻合金非重力浇铸的一种方法和一种浇铸装置。在这种方法中，将轻合金用电磁泵从受热容器通过受热陶瓷管泵送到设于铸型分型面内的底浇口中，从而浇铸铸型。为防止金属从铸型中流出，必须在将浇铸装置浇嘴从浇口上卸下之前封闭浇口，该申请说明书提出三种不同的实施方法，即1)将带对通开口的芯子在铸型内与铸型浇口相对的导向槽内作平行于铸型外表面的可动安装，在浇铸铸型时可移动芯子使其对通开口对准所述浇口，在浇注铸型后移动芯子使芯子的实体部分对准浇口而封闭浇口。在说明书中示出并说明了一种可作水平移动的芯子和一种可作垂直移动的芯子。
这种封闭方法的缺点是在移动芯子时，浇铸装置的浇嘴必须在芯子上施加一定的力以便与其作密封接合，因而至少会妨碍芯子的移动。
2)在浇注铸型后，将一金属板从上面斜向压下而切入围在铸型浇口四周的铸型材料，从而封闭浇口。由于在将浇铸装置浇嘴从其围绕铸型浇口作密封接合的位置上退回之前立即使电磁泵的泵送方向反转过来，反向泵送的金属就有可能带走被下压金属板挤松的型砂。在浇铸下一铸型时，这部分型砂就会被泵送到这下一铸型内而造成铸件的缺陷。
在以上两种封闭铸型浇口的方法中，浇铸装置浇嘴在串叠铸型步进移动中浇铸铸型后就从铸型上退回，然后又向前移动而与串叠铸型中下一铸型的浇口接合以便浇铸所述下一铸型。
3)在这一封闭方法中，浇铸装置浇嘴始终压在串叠铸型的侧面上，在浇嘴上游的串叠铸型处设一切刃，所述切刃在串叠铸型侧面内刮出一凹槽，浇嘴和在其下游设置的激冷板在串叠铸型步进移动中在此凹槽内移动。在浇铸铸型时，激冷板盖住前一经浇注铸型的浇口而冷却并凝固浇口内的金属，从而使浇口封闭。这种封闭的方法要求很复杂的设备，这种设备应具有用以控制浇嘴压向串叠铸型侧面作用力的装置和控制激冷板进行冷却的装置。
本发明的目的是提供一种改进的在用已知方法和已知浇铸装置浇铸铸型后封闭上述这种铸型浇口的方法，特别是消除以上1)和2)项中所述缺点而提出另外一些替代的方法。
本发明第一种通过一可动构件封闭浇口的方法在权利要求1的特征部分中作了陈述。
可动构件可用任一种能承受浇铸金属温度和冲刷的材料制成，举例来说，可用冷硬芯砂、陶瓷材料或金属制成。
通过将构件置于至少一个铸型分型面内尺寸合适的凹体内就可使其夹在各铸型块之间而使构件移进铸型所需克服的摩擦力大于浇铸铸型时浇铸装置浇嘴压向构件产生密封作用所需作用力。如果使构件的至少部分外周带有至少一个凹槽而使所述凹槽与至少一个铸型块内与凹槽互补的凸体相配合，就可取得移动构件所需更大的阻力，因为，在这种情况下，构件在移进铸型内之前必须克服此凸体的抗剪强度。还可以采用对熟悉本专业的人很明显的其他一些方法来增加使构件移进铸型所需阻力。
本发明方法可供选用的优选实施例在权利要求2-16中作了陈述，其效用在以下本申请具体说明中予以陈述。
现按附图对本发明作具体说明如下，图中
图1简略地示出上述在串叠造型装置中用轻合金对湿型进行底注的已知方法，图2a-2d示出本发明用可动构件封闭浇口第一方法分别在封闭浇口之前(2a、c)和之后(2b、d)在通过分型面的垂直剖面上的情况，图3a、b、c示出图2所示可动构件三种改型方案的垂直剖面，图4a-4d用与图2相同的方式示出图2所示方法的第2实施例，分别示出封闭浇口之前(4a、c)和之后(4b、d)的情况，图5a、b用与图2.4相同的方式示出本发明另一通过一板件封闭浇口的方法，分别示出封闭浇口之前和之后的情况，图6a、b用与图2、4、5相同的方式示出图5所示方法的另一实施例，分别示出封闭浇口之前和之后的情况，图7a、b用与图2和4-6相同的方式示出本发明封闭浇口的第三方法，分别示出封闭浇口之前和之后的情况，图8a-8e用与图2和4-7相同的方式示出本发明封闭浇口的第四方法，在浇铸铸型中采用一金属管，继而用三种不同的方式予以堵塞。
图1简略地示出国际专利申请WO93/11892公开的在串叠造型装置内浇铸湿型的方法。这里包括一造型机1，与申请人制造和销售的“Disamatic”造型机相似，载于美国专利3,008,199，其操作方式已载于前述国际专利申请中，为此在本说明中只作概括的说明。
无箱铸型块2用湿松砂制成，也就是用湿粘土作粘结剂的砂子制成，砂子由料斗3供给造型腔，造型腔是由装在可动活塞4上的模型和装在可动和可向上翻转但处于向下翻转位置(未示出)的反压板5上的模型之间形成的。在造型腔内，将湿砂通过活塞4压实而成铸型块2，将反压板5向前推移并向上翻转到图1所示位置，此后将铸型块2通过活塞4推移而贴靠在由此前制成的铸型块2构成的串叠铸型上，这时将所述串叠铸型沿箭头A所示方向传送一相当于铸型块厚度的距离。在串叠铸型中，铸型块2的前侧与前一铸型块2的后侧一起形成一型腔6以便通过浇铸装置9用轻合金7经底浇口8进行浇铸，底浇口位于两铸型块2之间的分型面内或分型面处。
浇铸装置9由盛金属熔液的受热容器10构成，电磁泵11浸在金属熔液内，通过受热陶瓷管12向上将金属熔液泵送至浇嘴13，浇嘴围绕浇铸开口与浇口或浇道8作紧密接合。
可以理解，浇铸型腔6应在串叠铸型静止时进行，也就是，在每次活塞4沿箭头A的方向推进串叠铸型一个相当于一铸型块2厚度的距离的间歇时间内进行。
在浇铸型腔6之后，必须封闭浇口8，这之后浇嘴13在反转电磁泵11下才能退回，从而使浇嘴在下一次串叠铸型沿箭头A的方向移动后就可围绕通向浇道8的浇铸开口与串叠铸型的下一型腔6作紧密接合。
至此仅就上述国际专利申请的现有技术作了说明，这里，浇道示为进入型腔6底部的开口。但，可以理解，采用非重力浇铸，浇道也可沿型腔高度在某一其他位置上进入型腔。所用非铁合金也不一定是轻合金。
图2a、b示出本发明通过一可动构件14封闭浇口8的第一方法第一实施例。构件14举例来说可用冷硬芯砂、陶瓷材料或金属制成，呈圆柱形，具有圆柱形通道15，最好在两铸型块2之间沿分型面作对称布置，但可在此分型面处通过与型砂的摩擦力作固定位而从串叠造型侧面作一定程度的外伸。在其被型砂围住的表面上或在此表面的部分表面上，构件14可具有至少一个凹槽以与两个或其中一个铸型块2上形成的凸体相配合。如图2a所示，在沿所示箭头浇铸铸型时，构件14的外部平面端与浇铸装置9的浇嘴13作紧密接合，构件14在型砂内受夹持的力是以顶住在此步骤中由浇嘴13作用在构件14上的封闭压力。
在浇完铸型时，通过浇嘴13在构件14上作用一较前大得多的压力，使构件向内移进铸型到达图2b所示位置，在此位置上，构件14的平面内端与浇口8的平面16作紧密接合，所述平面16平行于构件14的内端面。这就封闭浇口8，浇嘴13就可退回如上所述。
图2c、d示出图2a、c所示实施例的改型方案，其中，将浇口8内的平面16用一凹口或一凹座16’替代以与构件14的平面内端相配合，从而取得更可靠的封闭。此外，构件14内的通道15用筛状材料15’充填以便留住可能进入浇铸金属的固体物质和(或)熔渣，使最后的铸件无此杂质。当然，筛状材料应能经受浇铸金属的作用。
图3a、b、c示出图2a、b内构件14截面的三种实施例。在图3a中，构件具有圆柱形外表面而在分型面17处作对称布置。在图3b中，构件14外表面具有方形截面而在分型面17处作对称布置，以其两个外表面平行于分型面。在图3c中，构件14外表面具有梯形截面，整个构件14位于一个铸型块内而以其梯形截面较长的平行边位于分型面17上。
图4a、b示出图2所示方法的另一实施例。在图4a中，构件14”的夹持情况如上所述与图2a中构件14的情况相同，构件具有圆柱形外表面和圆柱形内通道15”，但，内通道的内端通过一壁体18是封闭的。在构件14”紧靠端壁18的周壁上设有两个彼此作直径对置的开口19，所述开口如图4a所示通向浇口8的环形部分20，所述环形部分20围住构件14”最靠内的部分。铸型在端壁18以内具有直径大体上与构件14”相同的圆柱形腔体21，其轴向长度为稍大于端壁18的厚度和开口19的轴向长度之和。
如图4a所示，通过浇铸装置浇嘴13箭头方向经过通道15”、开口19、环形部分20和浇口8浇铸铸型，浇铸时构件14”的端壁18呈现出与图2实施例中型砂平面16或凹座位16’相比大得多的耐冲刷强度，在浇注铸型后，将构件14”通过浇嘴13压进铸型到达图4b所示位置，这时开口19完全位于腔体21以内，构件14”的外表面就封闭浇口8的环形部分20。浇嘴13这时就可退回如上所述。
在图4c-d所示这一实施例的改型方案中，在围住构件14”及其开口19的浇口8环形部分20中设有筛状材料20’，用以留住浇铸金属中的固体物质和(或)熔渣，这和图2c、d所示第一实施例的改型方案中筛状材料的情况是相似的。
图5a、b示出本发明第二方法的第一实施例，其中，通过一板件封闭浇口，这可以是以上一开始提到的现有技术中的金属板，但也可以是其他合适的材料如陶瓷材料。在这一靠近浇口的部位，浇口或浇道8具有向下倾斜的部分8’，板22横跨浇道，大体上与其成直角而装在铸型块2内对置的沟槽中。板22具有通孔23，通孔在图5a所示浇铸位置上与浇道8向下延伸部分8’对准，在此位置上的板22从铸型外侧稍作外伸。在铸型内通过浇嘴13沿箭头方向浇铸金属后，将板22移进铸型到图5b所示位置，使其堵住或封闭浇道8的倾斜部分8’，这就可退回浇嘴13如上所述而使金属不致从铸型中流出。
在图6a、b所示本方法的实施例中，靠近浇道的部分8”至少以其一部分长度大体上作垂直延伸，板22’就置于铸型块2内对置的沟槽中而与管8”的垂直部分成直角延伸，也就是大体上作水平延伸。板22’的通孔23’在图6a所示浇铸位置上对准管8”，在此位置上板22’在浇嘴13下方从铸型外侧稍作外伸。在浇注铸型后，将板22’推进铸型到达图6b所示位置，在此位置上此板就堵住浇道部分8”，因而封闭铸型浇口，使浇嘴13得以退回如上所述。
在图7a、b所示本发明第三方法中，浇道8靠近浇口的部分8”’作倾斜向下延伸，在铸型外侧与所述部分8”’相对设置凹口24，其底部平行于倾斜向下延伸的浇道8”’。如图7a所示，通过浇嘴浇注铸型后，将活塞25压在凹口24底部，将与活塞25相接位于凹口24底部和管8”’之间的型砂压进铸型而成一堵塞26，从而封闭管8”’和铸型浇口。这时就可反转电磁泵11而后退回浇嘴13，由于管8”’具有向下倾斜延伸部分，从堵塞26上掉下的型砂颗粒被吸入泵内的可能性就很小。
在图8a-8e所示本发明封闭浇口的第四实施例中，浇道8的最外部分可与浇嘴13接合而由装在铸型内的金属管27构成。在如图8a所示浇注铸型后，通过如图8b所示围住金属管27设置的冷却构件28冷却管27和管内金属而使金属在管27内凝固成封闭铸型浇口的堵塞，从而堵住金属管27，也可通过一对夹爪29挤压金属管27如图8c所示而封闭铸型浇口，还可如图8d所示，使金属管27通向浇口8的扩张部分，内装一止回阀球30，在其下游端用一销31作部分阻挡，销子插置于型砂内。浇铸时，金属如图8d所示可自由地流经靠在销子31上的球体30而在浇铸停止时，止回阀球30封闭管27开口如图8e所示。
权利要求
1.在一串叠造型装置内用一种非铁合金对湿型作重力浇铸后用一可动构件封闭铸型浇口的方法，其特征是构件为一空心构件(14、14’)，构成浇口系统(8)的最外部分，可与一浇铸装置的一浇嘴(13)接合，所述构件在各铸型型砂内作可靠固定，从而使其能顶住来自浇铸装置浇嘴(13)的封闭力，但在一与此相比大得多的力作用下就轴向向内移进铸型而堵住铸型浇口。
2.按权利要求1所述方法，其特征是构件(14)呈管状而在铸型内具有一端部平面，平面与构件轴线成直角，与铸型浇道(8)内的一表面(16)或一凹座(16’)相对，所述表面(16)平行于所述端面，构件(14)在向内移进铸型时与表面或凹座作密封接合。
3.按权利要求1或2所述方法，其特征是构件外表面呈圆柱形；构件在分型面处作对称布置。
4.按权利要求1所述方法，其特征是在构件(14)的内部对通通道(15)内充填一种筛状材料(15’)，用以留住浇铸金属内的固体物质和(或)熔渣。
5.按权利要求1或2所述方法，其特征是构件(14)外表面截面呈长方形，最好呈正方形；构件在分型面处作对称布置，其两个外侧面平行于分型面。
6.按权利要求1或2所述方法，其特征是构件(14)外表面截面呈梯形；构件位于一铸型块(2)内，梯形的最长平行边位于铸型分型面上。
7.按权利要求1所述方法，其特征是构件(14”)具有圆柱形外表面和封闭的内端(18)，紧靠内端的周边至少具有一个开口(19)，开口通向铸型浇口系统(8)的相邻部分(20)，所述开口或几个开口(19)在构件(14”)向内移进铸型时，向内移进铸型腔体(21)内而被封堵，浇口(20、8)就被构件(14”)的圆柱形外表面封闭起来。
8.按权利要求7所述方法，其特征是一种用以挡住浇铸金属内固体物质和(或)熔渣的筛状材料(20’)对准至少一个开口(19)装在构件(14”)的外周并在铸型浇口系统(8)的相邻部分(20)内围住构件(14”)。
9.在一串叠造型装置内用一种非铁合金对湿型作非重力浇铸后用一板件封闭铸型浇口的方法，其特征是a)各铸型中与浇口相邻的浇道(8)具有一向下延伸部分(8’、8”)，b)板件(22、22’)装在铸型块内对置的沟槽内，大体上与浇道(8)向下延伸部分(8’、8”)成直角，具有与所述浇道对准的对通开口(23、23’)，c)板件(22、22’)在浇铸铸型后向内移进铸型而堵住浇道(8)。
10.、按权利要求9所述方法，其特征是浇道(8)向下延伸部分(8’)相对于垂线作30°-60°之间最好约45°的角度延伸。
11.按权利要求9所述方法，其特征是浇道(8)向下延伸部分(8”)大体上作垂直延伸，其延伸部分使板件(22’)可在浇铸装置浇嘴(13)的下方与铸型表面成直角下向内移进铸型。
12.在一串叠造型装置内用一种非铁合金对湿型作非重力浇铸后封闭铸型浇口的方法，其特征是在各铸型中与浇口相邻的浇道(8)具有一向下延伸部分(8”’)，从外边将一型砂构成的堵塞(26)压进浇道(8”’)而封闭此向下延伸部分，所述型砂位于浇道的所述部分(8”’)和铸型外侧(24)之间。
13.在一串叠造型装置内用一种非铁合金对湿型作非重力浇铸后封闭铸型浇口的方法，其特征是在各铸型内用以与浇铸装置浇嘴(13)接合的浇口系统(8)最外部分由一金属管(27)构成，金属管固定在铸型内，从铸型表面稍作外伸；在浇铸铸型后将此金属管(27)堵住。
14.按权利要求13所述方法，其特征是从外面使金属管(27)从铸型表面外伸的部分冷却，从而使管子这一部分内的金属凝固而堵住管子。
15.按权利要求13所述方法，其特征是挤压金属管(27)从铸型表面外伸的部分而堵住管子。
16.按权利要求13所述方法，其特征是通过一止回阀球(30)将金属管(27)的内端堵住。
全文摘要
在封闭铸型浇口(8)的方法中，将带有对通通道的圆柱形构件装在铸型内，使部分构件从铸型外侧伸出，使通道通向部分铸型浇道，构件的内端表面与浇道内的一平面相对；在浇铸时，使浇铸装置浇嘴与构件外端作紧密配接，将熔化的合金通过浇嘴、构件(14)内的通道和铸型的浇道浇入铸型内(图a)。浇铸铸型后，将浇嘴(13)用与其浇铸时的配接力相比大得多的力压在构件(14)上，使浇嘴得以退回而使浇铸金属不致从铸型内流出(图b)。
文档编号B22D18/04GK1149270SQ9519328
公开日1997年5月7日 申请日期1995年5月23日 优先权日1994年5月27日
发明者瓦基·莫根森 申请人:乔治·费希尔·迪萨公司