專利名稱：傾斜式重力鑄造裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及向鑄模注入熔融金屬而形成成形品的鑄造裝置，特別涉及與鑄模的傾動相應地將碗狀部件內(nèi)的熔融金屬注入鑄模并使其凝固而得到成形品的傾斜式重力鑄造裝直。
背景技術：
從設置于鑄模的上部的澆口僅靠熔融金屬的重力向鑄模內(nèi)注入熔融金屬而進行鑄造的重力鑄造裝置，能夠加快鑄造時的冷卻速度，能夠進行鑄件表面、尺寸精度良好的致密的鑄件制作，特別是耐壓性和/或機械性質(zhì)。一方面，這樣的重力鑄造裝置需要在成形品的上部形成補償凝固時的體積減少的冒口，在成形品的凝固時間以外還需要使該冒口冷卻凝固的時間。此外，由于形成冒口，需要更大的熔融金屬量、熔化費用，而且還額外需要冒口切斷的加工費。另一方面，作為幾乎不需要冒口的鑄造裝置，可舉出低壓鑄造法裝置。該低壓鑄造裝置，將熔融金屬裝入密閉的容器，用一個氣壓以下的較小壓力的氣體向該熔融金屬面加壓，將熔融金屬向與重力相反方向通過供給管而推起，向在其上設置的鑄模內(nèi)注入而形成成形品(非專利文獻I)。由此，由于向熔融金屬施加壓力而將其推起，因此凝固時的體積減少少、不需要冒口。但是，低壓鑄造裝置從鑄模的下側(cè)將熔融金屬推起，因此將供給管設置于鑄模的下側(cè)而進行加壓，所以無法在鑄模的下側(cè)設置冷卻裝置加快鑄造時的冷卻速度，與重力鑄造裝置相比較成形品的強度容易變?nèi)酢Ｓ谑?，提出了在將熔融金屬注入鑄模內(nèi)后，向鑄模內(nèi)供給氣體而向鑄模內(nèi)的熔融金屬加壓的重力鑄造裝置。該重力鑄造裝置是如例如圖12所示那樣，在形成于鑄模100的澆口 101固定有漏斗裝置102，在該漏斗裝置102中貯存熔融金屬103，在鑄模100傾斜時將熔融金屬103經(jīng)澆口 101向鑄模100的型腔104注入的形式的傾動式重力鑄造裝置105，漏斗裝置102具備供給高壓氣體的氣體供給單元106 (例如專利文獻I、專利文獻2)。由此，在將漏斗裝置102內(nèi)的熔融金屬103注入鑄模100的型腔104內(nèi)后，向漏斗裝置102供給高壓氣體，從而經(jīng)澆口 101對型腔104內(nèi)的熔融金屬103進行氣體加壓，因此可實現(xiàn)不需要冒口的重力鑄造裝置105。現(xiàn)有技術文獻專利文獻I :日本特開2008 - 100275號公報；專利文獻2 日本特開2008 - 100276號公報；非專利文獻I 鋳物^現(xiàn)場技術”、千々巖健児著、日刊工業(yè)新聞社、1980年11月5日發(fā)行、P270 P27
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的問題
但是，上述重力鑄造裝置105從供給熔融金屬103的澆口 101進行氣體加壓，所以氣體加壓時的流速等的調(diào)整困難。此外，因為是在從澆口 101—邊供給熔融金屬103—邊排出空氣的鑄造裝置，所以當熔融金屬103的供給速度過快時熔融金屬103會覆蓋澆口 101、型腔104的空氣有可能無法排出，因此需要降低傾斜速度。于是，本發(fā)明的目的是提供一種無需冒口的傾斜式重力鑄造裝置，其無需降低傾斜速度，就能夠適當?shù)叵蜩T模內(nèi)的熔融金屬進行氣體加壓。用于解決問題的技術方案本發(fā)明的傾斜式重力鑄造裝置，其特征在于，具備鑄模，其形成成形成形品的型腔，能夠在倒設狀態(tài)和從該倒設狀態(tài)立起大體90度后的立設狀態(tài)之間傾動；澆口模具，其形成有將熔融金屬向所述型腔導引的澆口 ；碗狀部件，其貯存熔融金屬并且隨著所述鑄模的傾動而向所述澆口注入熔融金屬；遮蔽單元，其設置于所述澆口與所述鑄模的型腔之間，能夠開放及遮蔽所述澆口 ；氣體口，其設置于所述立設狀態(tài)的所述鑄模的上部，具備抑制所述熔融金屬向所述鑄模的外部流出并且氣體能夠通過的氣體閥；和氣體供給單元，其能夠 向所述氣體口供給高壓氣體。此外，本發(fā)明的傾斜式重力鑄造裝置，其特征在于，還具備能夠冷卻所述鑄模的冷卻單元。此外，本發(fā)明的傾斜式重力鑄造裝置，其特征在于，所述氣體口，互相一定隔開地具備多個。此外，本發(fā)明的傾斜式重力鑄造裝置，其特征在于，所述成形品是車輪。此外，本發(fā)明的傾斜式重力鑄造裝置，其特征在于，所述澆口至少能夠分離為多個。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明的傾斜式重力鑄造裝置，在碗狀部件經(jīng)澆口將熔融金屬向鑄模供給后，由遮蔽單元遮蔽澆口，由氣體供給單元從氣體口向鑄模內(nèi)供給高壓氣體，從而可對鑄模內(nèi)的熔融金屬進行氣體加壓。由此，不需要設置冒口，所以可將鑄造時間縮短使冒口冷卻凝固的時間量，可使成形品的制造成本下降。此外，可削減用于形成冒口的熔融金屬量、熔化費用、將冒口切斷的加工費。此外，在使鑄模傾動而從碗狀部件向鑄模內(nèi)注入熔融金屬時，型腔內(nèi)的空氣可經(jīng)氣體口向外部排出，所以澆口只要能夠注入熔融金屬即可，可加快傾斜速度。另外，根據(jù)本發(fā)明的傾斜式重力鑄造裝置，可通過冷卻單元冷卻注入到鑄模內(nèi)的熔融金屬，所以可進一步提高成形品的硬度。此外，通過能夠如上述那樣進行冷卻，可縮短凝固時間，可進一步降低鑄造成本。此外，根據(jù)本發(fā)明的傾斜式重力鑄造裝置，所述氣體口互相隔開一定間隔地具備多個，所以可更加均勻地向熔融金屬進行氣體加壓。因此，還可抑制氣體口附近的熔融金屬凹陷凝固這樣的不良情況。此外，根據(jù)本發(fā)明的傾斜式重力鑄造裝置，成形品是環(huán)狀的車輪，所以在現(xiàn)有的重力鑄造裝置中難以均勻地進行氣體加壓，但是與澆口不同地另行隔開一定間隔地設置有多個氣體口，所以可向熔融金屬均勻地進行氣體加壓。另外，根據(jù)本發(fā)明的傾斜式重力鑄造裝置，澆口能夠分離為多個，所以即使在例如熔融金屬過多而在澆口內(nèi)凝固了那樣的情況下，也可通過將澆口分離而簡單地除去。


圖I是表示本發(fā)明的重力鑄造裝置的一例的剖視圖。圖2是為了說明澆口模具、遮蔽單元及上部模具的構(gòu)成而將跟前側(cè)一半用鉛垂面切斷的立體圖。圖3是表示在圖2的立體圖中遮蔽單元封閉了澆口的狀態(tài)的立體圖。圖4是為了說明側(cè)部模具及下部模具的構(gòu)成而將跟前側(cè)一半用鉛垂面切斷的立體圖。圖5是說明設置于氣體口的氣體閥的立體圖和剖視圖。圖6是表示澆口朝向側(cè)方開口的倒設狀態(tài)的傾斜式重力鑄造裝置的剖視圖。圖7是表示使傾動裝置運動而使傾斜式重力鑄造裝置傾斜的途中的狀態(tài)的剖視圖。圖8是表示澆口朝向上方開口的立設狀態(tài)的傾斜式重力鑄造裝置的剖視圖。圖9說明使遮蔽單元滑動而關閉了澆口金屬件的澆口的狀態(tài)。圖10是說明將上部模具、側(cè)部模具及下部模具分別拉開而將成形品取出的狀態(tài)的剖視圖。圖11是說明分割了澆口模具的狀態(tài)的剖視圖。圖12是表示現(xiàn)有的重力鑄造裝置的一例的剖視圖。
具體實施例方式下面，參照各附圖來說明傾斜式重力鑄造裝置I的優(yōu)選實施方式。在本實施方式中，以鑄造鋁合金制的車輪(tyre wheel)(成形品6)的傾斜式重力鑄造裝置I為例進行說明，但是，傾斜式重力鑄造裝置I也可以是鑄造例如汽車的發(fā)動機氣缸等其它部件的裝置。如圖I所示，傾斜式重力鑄造裝置I具備鑄模3，其通過液壓缸將多個可拆卸的金屬件結(jié)合，形成成形成形品6的型腔2，可傾動為倒設狀態(tài)和從該倒設狀態(tài)大體90度抬起后的立設狀態(tài)；貯存例如鋁合金等熔融金屬5的碗狀部件4 ;形成于立設狀態(tài)的鑄模3的上部，形成有接受熔融金屬5的澆口 71的澆口模具7 ;能夠?qū)⒃摑部?71開放及遮蔽的遮蔽單元8 ;在立設狀態(tài)的鑄模3的上部與澆口 71不同地另行形成的氣體口 9 ;和使高壓氣體從該氣體口9流入鑄模3內(nèi)的氣體供給單元91。鑄模3包括上部模具31、下部模具33及可分割為四個的側(cè)部模具32。該上部模具31、下部模具33及側(cè)部模具32由未圖示的液壓起重機控制各自的運動，控制液壓起重機，使得在形成鑄模3時使各模具互相緊密接觸。此外，該鑄模3按每個液壓起重機固定于未圖示的傾動裝置，至少可傾動到90度為止。如圖I和圖2所示，上部模具31形成為碗狀，使得外表面31a成形車輪(成形品6)的輪輞的內(nèi)周面和輪盤(disk)的內(nèi)側(cè)面的形狀。而且，在該上部模具31的上端固定有澆口模具7，該澆口模具7形成有可注入熔融金屬5的澆口 71，在該澆口模具7還固定有碗狀部件4。此外，在上部模具31的上部，隔開預定間隔地環(huán)狀配置有氣體口 9。如圖I及圖4所示，下部模具33，形成為上側(cè)成形車輪(成形品6)的輪盤的外側(cè)面的形狀，通過在中央隆起設置的輪轂孔形成部33a及在該輪轂孔形成部33a的周圍設置的車輪固定用螺栓孔形成部33b而與上部模具31接合。此外，在該下部模具33中，在內(nèi)部設有空冷式的冷卻單元33c，在鑄造時可冷卻熔融金屬5。側(cè)部模具32是內(nèi)周成形車輪(成形品6)的輪輞的外周面的形狀的大體圓筒形狀，且大體相等地分割為四個部件。該側(cè)部模具32的下部與下部模具33的外周抵接而固定。如圖I所示,碗狀部件4形成為碗狀,在將鑄模3保持為立設狀態(tài)時,在鑄模3的上部模具31的上端以90度傾斜的狀態(tài)固定。此外，如圖2和圖7所示，澆口模具7是設有接受熔融金屬5向鑄模3內(nèi)的型腔2導引熔融金屬5的澆口 71的金屬部件。如圖11所示，該澆口模具7可進一步分割為上部件72、中部件73及下部件74這三個，這些部件由例如螺栓來固定而形成。此外，澆口模具7由螺栓固定于上部模具31。通過能夠這樣分割為三個，如圖11所示，即使在例如熔融金屬5過多而在澆口 71內(nèi)凝固了那樣的情況下，也可通過將澆口模具7分離而簡單地除去。
而且，如圖I、圖2及圖9所示，遮蔽單元8是在該澆口模具7與鑄模3的型腔2之間以能夠滑動的方式設置的金屬部件，具有可連結(jié)未圖示的遮蔽單元滑動用液壓起重機85的連結(jié)部81 ;在中央形成有與澆口模具7的澆口 71連通的貫通孔84的主體部82 ;和可在該貫通孔84與澆口模具7的澆口 71互相整合的狀態(tài)下固定的止動件83。當使用遮蔽單元滑動用液壓起重機85拉曳該遮蔽單元8時,如圖2所示,將遮蔽單元8拉出直至止動件83與澆口模具7的內(nèi)周面抵接的位置。此時，成為遮蔽單元8的貫通孔84與澆口模具7的澆口 71互相整合的狀態(tài)，所以從澆口模具7到型腔2為止連通。因此，可將澆口模具7從碗狀部件4接受的熔融金屬5向型腔2導引。另一方面，當使用遮蔽單元滑動用液壓起重機85推入遮蔽單元8時，如圖3所示，澆口模具7的澆口 71被遮蔽。由此，型腔2不會與澆口 71連通，型腔2內(nèi)的氣體不會從澆口 71流出。再有，該遮蔽單元8與澆口模具7的下部件74抵接的面形成為，朝通孔84稍下降傾斜，使得貫通孔84附近最凹陷。此外，澆口模具7的下部件74的與遮蔽單元8抵接的面也朝澆口 71稍傾斜，使得澆口 71附近最鼓起。通過如上述那樣地構(gòu)成，在使遮蔽單元8滑動而遮蔽了澆口模具7的澆口 71時，遮蔽單元8與澆口模具7的下部件74更牢固地緊貼，可防止熔融金屬5進入遮蔽單元8與澆口模具7之間。如圖I所示，氣體口 9是與澆口模具7不同地另行在上部模具31形成的、連通外部和型腔2的細長孔。在該氣體口 9的型腔2側(cè)設有使氣體通過且抑制熔融金屬5向外部流出的氣體閥92。如圖5所示，氣體閥92是有底的圓筒形狀的金屬零件，在底部形成有多個寬度窄的槽92a?？諝獾葰怏w可自由地通過該槽92a，但是，鋁合金等的熔融金屬5，表面張力大，難以在其他物體上附著，所以對于通過槽92a進行阻礙，熔融金屬5不會通過該氣體閥92。氣體供給單元91經(jīng)氣體口 9將例如氦氣和/或氬氣等稀有氣體或者空氣以高壓向型腔2供給。在使用如上述那樣構(gòu)成的傾斜式重力鑄造裝置I形成鑄件時，首先，控制未圖示的液壓起重機而將鑄模3保持為倒設狀態(tài)。這里，倒設狀態(tài)意指使鑄模3傾斜使得設有澆口 71的部分朝向側(cè)面的狀態(tài)，保持澆口 71與型腔2相比位于下方。此時，碗狀部件4在上部開放的狀態(tài)下固定于澆口模具7。此外，遮蔽單元8保持澆口模具7的澆口 71為開放狀態(tài)。接下來，用未圖示的鑄杓將管理為預定溫度的鋁合金的熔融金屬5向碗狀部件4灌注并貯存熔融金屬5。而且，接下來控制未圖示的傾動裝置使鑄模3緩緩傾動到立設狀態(tài)為止。如圖7所示，在碗狀部件4中貯存的熔融金屬5通過澆口模具7的澆口 71，進而通過遮蔽單元8的貫通孔84而注入型腔2內(nèi)，當成為立設狀態(tài)時如圖8所示那樣熔融金屬5在型腔2內(nèi)充滿。而且，接下來，如圖9所示，控制遮蔽單元滑動用液壓起重器85將遮蔽單元8壓入，將澆口模具7的澆口 71與型腔2之間遮蔽。然后，如圖I所示，在形成于上部模具31的全部氣體口 9連接氣體供給管，控制氣體供給單元91向型腔2內(nèi)供給高壓氣體。而且，接下來，使設置于下部模具33的冷卻單元33c工作將型腔2內(nèi)的熔融金屬5冷卻。當熔融金屬5冷卻而凝固時，控制未圖示的液壓起重機，將上部模具31從成形品6向上方拉離，將側(cè)部模具32向四個方向拉離。接著，可通過將該成形品6從下部模具33 取下而得到成形品6。如上所述，根據(jù)本實施方式的傾斜式重力鑄造裝置1，在使鑄模3傾動而從碗狀部件4向澆口 71注入熔融金屬5時，型腔2內(nèi)的空氣可經(jīng)氣體口 9向外部排出，因此只要能從澆口 71注入熔融金屬5即可，可向整個澆口 71注入熔融金屬5，所以可加快鑄模3的傾斜速度。此外，通過由氣體供給單元91從氣體口 9向型腔2內(nèi)供給高壓氣體，可對型腔2內(nèi)的熔融金屬5進行氣體加壓，無需設置冒口。因此，可使鑄造時間縮短使冒口冷卻凝固的時間量，可使成形品6的制造成本下降。此外，可削減用于形成冒口的熔融金屬量、熔化費用、將冒口切斷的加工費。而且，注入到鑄模3內(nèi)的熔融金屬5可由形成于下部模具33的空冷式的冷卻單元33c冷卻，因此可提高成形品6的硬度，可用較少的材料且較輕的重量來鑄造發(fā)揮所需強度的成形品6。而且，通過能如上述那樣冷卻，可縮短凝固時間，可進一步降低鑄造成本。在上部模具31中，環(huán)狀地以一定間隔連續(xù)設置氣體口 9，因此可向熔融金屬5更均勻地進行氣體加壓，還可抑制氣體口 9附近的熔融金屬5凹陷凝固這樣的不良情況。再有，本發(fā)明的實施方式不限于上述方式，當然可在不脫離本發(fā)明的思想范圍的范圍內(nèi)進行適當變化。產(chǎn)業(yè)上的應用可能性本發(fā)明所涉及的傾斜式重力鑄造裝置I適于用作例如鑄造鋁合金成型件的鑄造
>J-U裝直。附圖標記說明I傾斜式重力鑄造裝置2型腔3鑄模4碗狀部件5熔融金屬6成形品7澆口模具8遮蔽單元9氣體口33c冷卻單元
71 澆口
權(quán)利要求
1.一種傾斜式重力鑄造裝置，其特征在于，具備 鑄模，其形成成形成形品的型腔，能夠在倒設狀態(tài)和從該倒設狀態(tài)立起大體90度后的立設狀態(tài)之間傾動； 澆口模具，其形成有將熔融金屬向所述型腔導引的澆口 ； 碗狀部件，其貯存熔融金屬并且隨著所述模具的傾動而向所述澆口注入熔融金屬； 遮蔽單元，其設置于所述澆口與所述鑄模的型腔之間，能夠開放及遮蔽所述澆口 ； 氣體口，其設置于所述立設狀態(tài)的所述鑄模的上部，具備抑制所述熔融金屬向所述鑄模的外部流出并且氣體能夠通過的氣體閥；和 氣體供給單元，其能夠向所述氣體口供給高壓氣體。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的傾斜式重力鑄造裝置，其特征在于， 還具備能夠冷卻所述鑄模的冷卻單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的傾斜式重力鑄造裝置，其特征在于， 所述氣體口，互相一定隔開地具備多個。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中的任一項所述的傾斜式重力鑄造裝置，其特征在于， 所述成形品是車輪。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4中的任一項所述的傾斜式重力鑄造裝置，其特征在于， 所述澆口至少能夠分離為多個。
全文摘要
一種傾斜式重力鑄造裝置，具備鑄模3，其能在倒設狀態(tài)和從該倒設狀態(tài)立起大體90度后的立設狀態(tài)之間傾動；澆口模具7，其形成有將熔融金屬向成形品的型腔2導引的澆口71；碗狀部件4，其貯存熔融金屬且隨著所述鑄模3的傾動而向所述澆口71注入熔融金屬，其中，為了無需冒口、無需降低傾斜速度以及能夠向鑄模內(nèi)的熔融金屬適當?shù)剡M行氣體加壓，具備遮蔽單元8，其設置于所述澆口71與型腔2之間，能夠開放及遮蔽所述澆口71；氣體口9，其設置于所述立設狀態(tài)的所述鑄模3的上部，抑制所述熔融金屬向所述鑄模3的外部流出并且僅氣體能夠通過；和氣體供給單元91，其能夠向所述氣體口9供給高壓氣體。
文檔編號B22D23/00GK102712041SQ20108006166
公開日2012年10月3日 申請日期2010年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月22日
發(fā)明者井手廣文, 森川俊一, 矢野忠幸 申請人:株式會社森川金型制作所