專利名稱：三維鑄造機及三維鑄造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及利用重力而使鋁合金及鎂合金等非鐵金屬和鑄鐵等的金屬熔液向模型的型腔內(nèi)流入的鑄造機(以下單稱為“重力型鑄造機”)及鑄造方法，特別是，涉及如下的三維鑄造機及三維鑄造方法，其能使合模后的模型的姿勢在三維空間中自如地停止或移動，同時向模型的型腔內(nèi)流入金屬熔液。
背景技術：
在以往的重力型鑄造機中具有帶豎向傾動機構的鑄造機(例如參照專利文獻㈠。如圖4(a)所示，豎向傾動機構將主模5a與主模5b合模后進行緊模，然后如圖4(b)和圖5(a)所示，使合模后的模型5進行豎向傾動5e，同時使?jié)舶?c內(nèi)的金屬熔液從直澆口7b向型腔7a內(nèi)流入。
但是所述方法中，在圖5(b)所示的制品6的情況下，將金屬熔液填充到制品下部6b之后，最終使金屬熔液繞到制品前端部6c。因此，在制品前端部6c，容易因熔液溫度降低產(chǎn)生熔液流動不良，模型內(nèi)的空氣及氣體容易滯留，具有產(chǎn)生氣孔及氣泡等鑄孔的問題。特別是最近，由于制品的薄壁化、復雜化、大型化等，使得氣體排出困難的情況多有發(fā)生。
另外，如圖6所示，在鑄造機的周圍設置用于在打開模型5后取出制品的取出機械手10、從熔化爐12向澆包7c供給金屬熔液的供液機械手11等，但由于直澆口7b和制品的取出方向限定在同一處，故操作者14不得不接近熔化爐12或供液機械手11進行操作，由此造成操作者不能自由地站位于模型5附近的操作環(huán)境。
因此，操作者14在為了去除附著于主模5a、5b上的污物而進行吹掃或進行安裝型芯5c的操作時，出現(xiàn)澆包7c成為障礙而必須以別扭的姿勢進行操作的問題。另外，為了使型芯5c的姿勢穩(wěn)定而必須將芯頭5d作得較大。
另外，為了確保操作者的操作性而使?jié)舶?c的位置受到限制，具有不能夠在最適于鑄造的位置上安裝澆包7c的問題。若澆包7c的安裝位置被限制，則消除了模型的設計及金屬熔液的流入工序的設計的自由度，造成不能進行最佳的模型設計及金屬熔液的流入工序的設計，產(chǎn)生對于形狀復雜化、薄壁化、大型化的制品不能生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的鑄造產(chǎn)品的問題。
專利文獻1特開2003-205359號公報發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是鑒于上述現(xiàn)有技術中存在的問題而研發(fā)的，其目的在于提供一種鑄造機及鑄造方法，其能夠消除由熔液溫度的降低引起的熔液流動不良、模型內(nèi)的空氣及氣體容易滯留等原因產(chǎn)生的氣孔及氣泡等鑄孔的問題，能夠適當?shù)貞獙χ破返谋”诨?、復雜化以及大型化等。
另外，提供一種能夠消除操作者必須以不便的姿勢進行操作的問題，使操作者能夠以方便的姿勢進行操作的安全性高的鑄造機及鑄造方法。
另外，提供一種由于可在最適于鑄造的位置安裝澆包而具有模型的設計及金屬容易的流入工序的設計的自由度并且能夠生產(chǎn)形狀復雜化、薄壁化以及大型化的優(yōu)質(zhì)的鑄造產(chǎn)品的制作機及制作方法。
本發(fā)明的重力型鑄造機具有將主模合模緊固的機構(以下單稱為“合模機構”)、使所述合模機構旋轉(zhuǎn)的機構(以下單稱為“旋轉(zhuǎn)機構”)以及使所述合模機構傾斜的機構(以下單成為“豎向傾動機構”)。
另外，本發(fā)明的鑄造方法，在使合模后的狀態(tài)的模型沿傾動方向傾動后，進一步使模型沿與旋轉(zhuǎn)方向不同方向的傾動方向傾動，同時使金屬熔液向模型的型腔內(nèi)流入。
進而，本發(fā)明的鑄造方法，使合模后的狀態(tài)的模型沿傾動方向傾動，并且還使模型沿與傾動方向不同方向的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，同時使金屬熔液流入模型的型腔內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明，能夠使模型在三維內(nèi)在任意位置停止或移動，并且能夠一邊使模型處于自由的姿勢一邊進行澆鑄。
因此，特別是能夠一邊維持著使熔液在流動不良的部位早流過的姿勢一邊進行澆鑄，或能夠一邊維持著使空氣及氣體難以滯留在模型內(nèi)的姿勢進行澆鑄，解決產(chǎn)生鑄孔的問題。
另外，由于采用了操作者進行主模吹掃或在主模內(nèi)安裝型芯的操作時能夠自由地設定主模姿態(tài)的結構，故能夠提供可提高操作空間的自由度，操作者能夠以安全、便利的姿勢進行操作的鑄造機及鑄造方法。
另外，由于構成能夠自由地設定合模時的主模姿態(tài)的結構，故能夠?qū)⒂糜诒３中托镜男绢^作得比以往小型。通過使用小型芯頭，使型芯砂的消耗量減少，能夠取得防止資源浪費并減少工業(yè)廢棄物的效果。
另外，能夠提供一種在模型的設計及金屬熔液的流入工序設計上具有自由度，并且可生產(chǎn)形狀復雜化、薄壁化以及大型化的優(yōu)質(zhì)鑄造產(chǎn)品的鑄造機及鑄造方法。


圖1是三維鑄造機的正面圖；圖2是三維鑄造機的平面圖；圖3(a)～(d)是實施例2的鑄造方法的說明圖；圖4(a)、(b)是現(xiàn)有的鑄造方法的說明圖；圖5(a)、(b)是現(xiàn)有的鑄造方法的說明圖；圖6是現(xiàn)有的鑄造機周圍的平面配置圖。
符號說明1三維鑄造機 2合模機構 3旋轉(zhuǎn)機構3a右旋轉(zhuǎn)方向 3b左旋轉(zhuǎn)方向3c旋轉(zhuǎn)中心線4豎向傾動機構4a傾動方向 4b傾動中心線5模型5a主模 5b主模5c型芯 5d芯頭 5e豎向傾動6制品6b制品下部 6c制品前端部7a型腔 7b直澆口7c澆包8模型8a主模 8b主模8c型芯 8d芯頭 10取出機械手11澆鑄機械手 12熔化爐14操作者21底座 22按壓基座 23導向件26a桿25合?；? 26合模缸33旋轉(zhuǎn)支承部 34齒輪部35圓板部36帶減速機的電動機 37驅(qū)動齒輪 38滾子41固定架 42軸承 43豎向動作缸
43a桿 44軸承基座45傾動軸具體實施方式
本發(fā)明第一方面的重力型鑄造機是具有合模機構和旋轉(zhuǎn)機構以及豎向傾動機構的鑄造機。
作為合模機構，最好使用工作缸相互壓緊雙型的主模。旋轉(zhuǎn)機構形成以任意的旋轉(zhuǎn)中心線為旋轉(zhuǎn)中心，可分別沿順時針和反時針旋轉(zhuǎn)的結構。
具體地，最好使用軸承及滾子等來支承旋轉(zhuǎn)的部分，并使用電機及工作缸等使其旋轉(zhuǎn)。
另外，豎向傾動機構最好構成能夠以任意的傾動中心線為傾動中心傾動的結構，傾動角度最好為40～135度。
具體地，最好使用軸承及滾子等來支承傾動的部分，并使用電機及工作缸等使合模機構等傾動。
此時，旋轉(zhuǎn)機構的旋轉(zhuǎn)中心線與豎向傾動機構的傾動中心線既可以相互交叉，也可以不交叉。
本發(fā)明第二方面的重力型鑄造機是具有合模機構、使所述合模機構旋轉(zhuǎn)90～180度的旋轉(zhuǎn)機構以及使所述合模機構傾動45～90度的豎向傾動機構的鑄造機。
通過將旋轉(zhuǎn)角度設為90～180度，將傾動角度設為45～90度，能夠?qū)⒛Ｐ途S持在多種姿勢狀態(tài)，特別是，通過將旋轉(zhuǎn)角度設為180度，將傾動角度設為90度，能夠?qū)⒛Ｐ痛笾戮S持在全部的姿勢狀態(tài)。
本發(fā)明第三方面的重力型鑄造機是具有合模機構、旋轉(zhuǎn)機構以及豎向傾動機構，并且所述豎向傾動機構使所述合模機構和所述旋轉(zhuǎn)機構一同傾動的鑄造機。
雖然考慮到豎向傾動機構僅使合模結構傾動的結構和豎向傾動機構是使合模機構與旋轉(zhuǎn)機構一同傾動的結構這兩種情況，但本發(fā)明形成豎向傾動機構使合模結構和旋轉(zhuǎn)機構一同傾動的結構。
本發(fā)明第四方面的重力型鑄造機是具有合模機構、豎向傾動機構以及旋轉(zhuǎn)機構，并且所述旋轉(zhuǎn)機構是使所述合模機構和所述豎向傾動機構一同旋轉(zhuǎn)的機構。
雖然考慮到旋轉(zhuǎn)機構僅使合模結構旋轉(zhuǎn)的結構和旋轉(zhuǎn)機構是使合模機構與旋轉(zhuǎn)機構一同旋轉(zhuǎn)的結構這兩種情況，但本發(fā)明形成旋轉(zhuǎn)機構使合模結構和旋轉(zhuǎn)機構一同旋轉(zhuǎn)的結構。
本發(fā)明第五方面的鑄造機，在第一～第四方面的基礎上，旋轉(zhuǎn)機構的旋轉(zhuǎn)中心線或所述旋轉(zhuǎn)中心線的平行線之一，與豎向傾動機構的傾動中心線直角相交。
通過使豎向傾動機構的傾動中心線相對于旋轉(zhuǎn)機構的旋轉(zhuǎn)中心線或其平行線直角相交而形成，與其他結構相比，能夠提高保持模型姿勢的自由度。
本發(fā)明第六方面的鑄造方法，在使合模后的狀態(tài)的模型沿傾動方向傾動的工序之后，具有一邊使所述模型沿與所述傾動方向不同方向的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，一邊使金屬熔液向所述模型的型腔內(nèi)流入的工序。
根據(jù)所述鑄造方法，能夠提供操作者可自由地設定操作時的模型的姿勢，并且能夠以安全且便利的姿勢進行操作的鑄造方法。另外，能夠比以往更小型地形成芯頭。
本發(fā)明第七方面的鑄造方法，在使合模后的狀態(tài)的模型沿傾動方向傾動的工序之后，具有一邊使所述模型沿與所述傾動方向成直角的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，一邊使金屬熔液向所述模型的型腔內(nèi)流入的工序。
使豎向傾動機構的傾動方向上的平面與旋轉(zhuǎn)機構的旋轉(zhuǎn)方向上的平面相互直角地相交而構成，由此，與其他結構相比，提高保持模型姿勢的自由度。
本發(fā)明第八方面的鑄造方法，在使合模后的狀態(tài)的模型沿旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)的工序之后，具有一邊使所述模型沿與所述旋轉(zhuǎn)方向不同方向的傾動方向傾動，一邊使金屬熔液向所述模型的型腔內(nèi)流入的工序。
通過形成這樣的鑄造方法，能夠提供操作者可自由地設定操作時的模型的姿勢，并且能夠以安全且便利的姿勢進行操作的鑄造方法。另外，能夠比以往更小型地形成芯頭。
本發(fā)明第九方面的鑄造方法，在使合模后的狀態(tài)的模型沿旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)的工序之后，具有一邊使所述模型沿與所述旋轉(zhuǎn)方向成直角的傾動方向傾動，一邊使金屬熔液向所述模型的型腔內(nèi)流入的工序。
使旋轉(zhuǎn)機構的旋轉(zhuǎn)方向上的平面與豎向傾動機構的傾動方向上的平面相互直角相交而構成，由此，與其他結構相比，提高保持模型姿勢的自由度。
本發(fā)明第十方面的鑄造方法具有如下的工序，即，使合模后的狀態(tài)的模型沿傾動方向傾動并使所述模型沿與所述傾動方向不同方向的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，同時使金屬熔液向所述模型的型腔內(nèi)流入。
通過使合模后的模型傾動并旋轉(zhuǎn)，同時使金屬熔液向模型的型腔內(nèi)流入，能夠一邊維持著使熔液在熔液流動不良的部位早流過的姿勢一邊進行澆鑄，或能夠一邊維持著使空氣及氣體難以滯留在模型內(nèi)的姿勢進行澆鑄。
本發(fā)明第十一方面的鑄造方法具有如下的工序，即，使合模后的狀態(tài)的模型以與傾動方向傾動并使所述模型沿與所述傾動方向成直角的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，同時使金屬熔液向所述模型的型腔內(nèi)流入。
使豎向傾動機構的傾動方向上的平面與旋轉(zhuǎn)機構的旋轉(zhuǎn)方向上的平面相互直角相交而構成，由此，與其他結構相比，提高保持模型的姿勢的自由度。
實施例1以下參照附圖1～2說明本發(fā)明的實施例1。實施例1的三維鑄造機1具有合模機構2、旋轉(zhuǎn)機構3及豎向傾動機構4。
合模機構2具有保持主模8b的底座21和保持主模8a的按壓基座22。另外，將底座21、缸座24及合?；?5構成一體，在底座21和缸座24之間安裝有多個導向件23。
并且，由導向件23引導按壓基座22，使其能夠在從底座21附近到缸座24附近之間移動這樣地安裝。
在缸座24上安裝由油壓缸構成的合模缸26，在按壓基座22上安裝桿26a的前端。另外，在缸座24上安裝圓板部35，可通過兩個滾子38旋轉(zhuǎn)地保持。
旋轉(zhuǎn)機構3具有可旋轉(zhuǎn)地保持底座21的旋轉(zhuǎn)支承部33和保持旋轉(zhuǎn)支承部33的旋轉(zhuǎn)基座32，在傾動基座31的一側(cè)端部附近保持旋轉(zhuǎn)基座32。
另外，在傾動基座31的另一側(cè)端部附近可旋轉(zhuǎn)地保持兩個滾子38，進而安裝帶減速機的電機36，使安裝于圓板部35上的齒輪部34與安裝于帶減速機的電機36上的驅(qū)動齒輪37相互咬合。
豎向傾動機構4具有可旋轉(zhuǎn)地保持安裝于旋轉(zhuǎn)基座32上的傾動軸45的軸承42、保持軸承42的軸承基座44以及保持軸承基座44的固定架41。在固定架41上安裝由油壓缸構成的豎向動作缸43，在傾動基座31的下部連結豎起動作缸43的桿43a的前端。
在本實施例中形成如下結構旋轉(zhuǎn)機構3的旋轉(zhuǎn)中心線3c位于模型8的中心，豎向傾動機構4的傾動中心線4b相對于旋轉(zhuǎn)中心線3c的平行線、即通過傾動中心線4c的線直角相交。因此，左右旋轉(zhuǎn)方向3a、3b相對傾動方向4a成直角。
在實施例1的三維鑄造機1中，通過使合模缸26動作，將由按壓基座22保持的主模8a向由底座21保持的主模8b按壓，由此能夠進行合模操作，另外，能夠使主模8a、8b相互分開。
另外，通過由安裝于帶減速機的電機36上的驅(qū)動齒輪37驅(qū)動齒輪部34旋轉(zhuǎn)，能夠在以通過模型8中心的旋轉(zhuǎn)中心線3c為中心而向右旋轉(zhuǎn)方向3a和左旋轉(zhuǎn)方向3b各90度、共計180度的范圍內(nèi)，旋轉(zhuǎn)移動或定位到任意的位置上。
另外，能夠通過使豎向動作缸43動作而使合模機構2和旋轉(zhuǎn)機構3一起在以傾動中心線4b為中心向豎向傾動方向90度的范圍內(nèi)，豎向傾動或定位到任意的位置上。
實施例2接下來是使用實施例1的三維鑄造機1的鑄造方法的發(fā)明。參照圖3說明實施例2。
首先，如圖3(a)所示，在將主模8a、8b分開后的狀態(tài)下放入型芯8c。由于在實施例1中能夠以穩(wěn)定的狀態(tài)安裝型芯，故能夠使芯頭8d較小。另外，由于能夠分別設計直澆口的位置和制品的取出方向，故操作者能夠自由地接近模型進行操作。
接著，如圖3(b)所示，使合模缸26動作并進行合模操作。另外，如圖3(c)所示，使豎向動作缸43動作并使合模機構2和旋轉(zhuǎn)機構3一同向傾動方向4a傾動，使模型8在0～90度的范圍內(nèi)以任意的姿勢定位。
接下來，如圖3(d)所示，驅(qū)動帶減速器的電機36使合模機構2旋轉(zhuǎn)，一邊使模型8在向右旋轉(zhuǎn)方向3a旋轉(zhuǎn)90度或向左旋轉(zhuǎn)方向3b旋轉(zhuǎn)90度，共計180度的范圍內(nèi)進行姿勢改變一邊進行澆鑄。
因此，特別是能夠在維持著使熔液在熔液流動不良的部位早流過的姿勢進行澆鑄，或維持著使空氣及氣體難以滯留在模型內(nèi)的姿勢進行澆鑄。
另外，具有能夠自由地進行模型的設計及熔液的流入工序的設計，對形狀復雜化、薄壁化以及大型化的產(chǎn)品，容易生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的鑄造產(chǎn)品。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明可利用在制造鋁合金及鎂合金等非鐵金屬和鑄鐵等的鑄造產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)以及制造銷售鑄造機的產(chǎn)業(yè)等中。
權利要求
1.一種鑄造機，其利用重力使金屬熔液向模型的型腔內(nèi)流入(以下單稱為“重力型鑄造機”)，其特征在于，具有將主模合模緊固的機構(以下單稱為“合模機構”)、使所述合模機構旋轉(zhuǎn)的機構(以下單稱為“旋轉(zhuǎn)機構”)以及使所述合模機構傾斜的機構(以下單稱為“豎向傾動機構”)。
2.一種鑄造機，其特征在于，其是重力型鑄造機，具有合模機構、使所述合模機構旋轉(zhuǎn)90～180度的旋轉(zhuǎn)機構以及使所述合模機構傾動45～90度的豎向傾動機構。
3.一種鑄造機，其特征在于，其是重力型鑄造機，具有合模機構、旋轉(zhuǎn)機構以及豎向傾動機構，所述豎向傾動機構使所述合模機構和所述旋轉(zhuǎn)機構一同傾動。
4.一種鑄造機，其特征在于，是重力型鑄造機，具有合模機構、豎向傾動機構以及旋轉(zhuǎn)機構，所述旋轉(zhuǎn)機構使所述合模機構和所述豎向傾動機構一同旋轉(zhuǎn)。
5.如權利要求1～4任一項所述的鑄造機，其特征在于，豎向傾動機構的傾動中心線相對于旋轉(zhuǎn)機構的旋轉(zhuǎn)中心線或所述旋轉(zhuǎn)中心線的平行線之一直角相交。
6.一種鑄造方法，其特征在于，在使合模后的狀態(tài)的模型沿傾動方向傾動的工序之后，具有一邊使所述模型沿與所述傾動方向不同方向的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，一邊使金屬熔液向所述模型的型腔內(nèi)流入的工序。
7.一種鑄造方法，其特征在于，在使合模后的狀態(tài)的模型沿傾動方向傾動的工序之后，具有一邊使所述模型沿與所述傾動方向成直角的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，一邊使金屬熔液向所述模型的型腔內(nèi)流入的工序。
8.一種鑄造方法，其特征在于，在使合模后的狀態(tài)的模型沿旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)的工序之后，具有一邊使所述模型沿與所述旋轉(zhuǎn)方向不同方向的傾動方向傾動，一邊使金屬熔液向所述模型的型腔內(nèi)流入的工序。
9.一種鑄造方法，其特征在于，在使合模后的狀態(tài)的模型沿旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)的工序之后，具有一邊使所述模型沿與所述旋轉(zhuǎn)方向成直角的傾動方向傾動，一邊使金屬熔液向所述模型的型腔內(nèi)流入的工序。
10.一種鑄造方法，其特征在于，具有如下工序，即，使合模后的狀態(tài)的模型沿傾動方向傾動并使所述模型沿與所述傾動方向不同方向的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，同時，使金屬熔液向所述模型的型腔內(nèi)流入。
11.一種鑄造方法，其特征在于，具有如下工序，即，使合模后的狀態(tài)的模型沿傾動方向傾動并使所述模型沿與所述傾動方向成直角的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，同時使金屬熔液向所述模型的型腔內(nèi)流入。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鑄造機及鑄造方法，其消除熔液溫度降低引起的熔液迂回流動不良、模型內(nèi)的空氣及氣體容易滯留而產(chǎn)生氣孔及氣泡等鑄孔的問題，能夠適當?shù)貞獙χ破返谋”诨?、復雜化以及大型化等。另外，還提供能夠消除操作者必須以不便的姿勢進行操作的問題，在模型的設計及熔液的流入工序的設計上具有自由度的鑄造機及鑄造方法。所述三維鑄造機(1)具有合模機構(2)、使合模機構(2)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)機構(3)以及使合模機構(2)傾動的傾動機構(4)。所述三維制造方法是，在使合模后的狀態(tài)的模型(8)向傾動方向(4a)豎向傾動后，使熔液向模型(8)的型腔內(nèi)流入，或者使合模后的狀態(tài)的模型(8)一邊豎向傾動一邊還向右旋轉(zhuǎn)方向(3a)及左旋轉(zhuǎn)方向(3b)旋轉(zhuǎn)，同時使熔液向模型(8)的型腔內(nèi)流入。
文檔編號B22D33/00GK1806962SQ20051013174
公開日2006年7月26日 申請日期2005年12月16日 優(yōu)先權日2005年1月18日
發(fā)明者神谷俊吉, 李錦旗, 高木政彥, 南部圭司, 若菜良昭 申請人:光生鋁工業(yè)株式會社, 日東制機株式會社