型芯组操纵器和方法技术

本发明专利技术涉及型芯组操纵器和方法。具体地，本发明专利技术涉及一种将至少一个型芯组沉入模具型腔内的机器，它包括多个夹具（５０２）连接于机器（５０４）的机架（８００）。每个夹具（５０２）包括：含从动齿轮（７１２）的驱动部分（７０４）；连接于驱动部分（７０４）并具有带中心线的狭长形状的轴部（５０６）；以及连接于轴部（５０６）与驱动轴（７０４）相对的一端的头部（５０８）。所述头部（５０８）延伸超过轴部（５０６）的外部尺寸。至少一个致动器（７１８）连接于至少一个驱动轴（７１６），所述驱动轴（７１６）包括至少一个驱动齿轮（７１４）。所述驱动齿轮（７１４）与夹具（５０４）的从动齿轮（７１２）啮合，从而使致动器（７１８）的运动依次传至驱动轴（７１６）、驱动齿轮（７１４）、从动齿轮（７１２），最后被传至夹具（５０４），以使夹具（５０４）绕中心线转动。本发明专利技术还包括在构造模具期间操纵一个或多个型芯组的方法以及操纵型芯组而将其放入形成于模具中的模具型腔的方法。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种浇铸设备和工艺，包括但不局限于型芯组操纵方法和设备。
技术介绍
内燃机包括具有多个汽缸的曲柄箱。汽缸包括活塞，由于燃烧作用引起的活 塞的往复运动被传递通过曲柄轴而产生内燃机的输出转矩。通常，内燃机曲柄箱是 由铸造金属制成的，并包括一体地形成于其内的通道，这些通道用来将各种流体从 内燃机的一个位置传至另一位置。 一般经过内燃机中的通道的流体包括冷却液、空 气、燃料、油等。己知制造内燃机部件的方法包括在金属外浇铸部件。典型的内燃机部件被浇 铸成其内形成有一个或多个内部通道，并随后一般使用各种加工作业来完成。浇铸 部件一般通过将熔融金属灌入模具而形成。模具具有当熔融金属凝固时形成部件理 想外部形状的内表面。内部特征一般由型芯构成，所述型芯典型地基本由沙或其它 适宜材料制成并在灌入熔融金属前已被放入模具。典型的型芯包括被组装成型芯组的一个或多个互锁部分。型芯组被放入半模 中，在半模中是已加工成形的组件的内型腔。操纵型芯组以将其放入半模是一项精 细的操作，主要因为型芯组的易碎性。在典型的制造环境中， 一个模具中可形成一个以上的内型腔，以在每次金属 浇灌作业中浇铸多个内燃机部件。这表示在执行浇灌作业前， 一个模具可容纳多个 型芯组。通常，型芯组在模具放入期间会受到损坏，造成相对高的材料废弃率。这 个和其它的问题可以如下方式避免。专利技术概述多个夹具连接于机器的机架。每个夹具包括含从动齿轮的驱动部分；连接 于驱动部分并具有带中心线的狭长形状的轴部；以及连接于轴部与驱动部分相对的 一端的头部。头部延伸过轴部的外部尺寸。至少一个致动器通过至少一个连杆连接于至少一个驱动轴，所述致动器包括至少一个驱动齿轮。至少一个驱动尺寸与夹具 的从动齿轮啮合，以使致动器的运动依次传递至驱动轴、至驱动齿轮、至从动齿轮， 最后传递至夹具从而使夹具围绕中心线转动。附图简述附图说明图1是具有设置于其中的三个型芯组的半模的外形图。图2是咬合于型芯组的一组己知的夹具的横截面图。 图3是具有凹口的已知型芯组的外形图。图4是根据本专利技术的、具有较浅凹口的改良型芯组的的外形图。图5和图6是根据本专利技术的、当夹具咬合和脱离型芯组时夹具的横截面图。图7是根据本专利技术的、夹具的驱动机构的分解外形图。图8是根据本专利技术的、被设置成使用夹具咬合住多个型芯组的机器的外形图。 图9是根据本专利技术的、用来操纵型芯组的方法的流程图。较佳实施例的说明下面描述一种操纵型芯组以将其放入用于浇铸具有内部通道的金属部件的模 具型腔的设备和方法。 一种已知型芯组操纵设备示出于图1-图3以供比较。作为部分组装的模具组件(未示出)的一部分的半模100示出于图1中。半 模100被图示为具有设置在半模100的型腔104内的三个型芯组102。半模100是 模具组件的下半部。模具组件的上半部(未示出) 一般被置于半模100上以完成和 密封诸型芯组102周围的型腔104，从而准备浇铸。当组装模具组件时，通过形成 在半模100中的型腔口 106灌入熔融金属。填满型腔口 106的液态金属流过配给通 道108，通过熔渣过滤器IIO，并流入型腔104以包围模具通道102并填满型腔104。多个坑112被形成于半模100中，在设置于半模100中的每个型芯组102之间 和周围。多个坑112中的每一个在浇灌作业过程中被填满熔融金属。在模具组件中 的金属凝固后留下的大约重达75磅(43公斤)的金属部分不属于制造的部件并且 在精加工作业阶段被除去。在金属部分已被除去后留下的金属条(slug) —般可回 收。理想的是使铸造作业期间灌入每个模具组件的金属的量最小化，同样理想的是 使制造的部件中不使用的金属的量最小化。填满多个坑112的每一个的、不为部件 使用的金属的量取决于坑112的大小和体积。典型使用的深坑112的大小足以容纳夹具200，当操纵各型芯组102和将其放入半模100或在其它作业期间，所述夹具200咬合住该型芯组102。每个夹具200 典型地连接于浇铸机202，并能相对于机器202作枢转运动。夹具200—般从结构 上成对地使用，藉此每组夹具200反作用地咬合住一部分型芯组102，如图2中横 截面图所示。夹具200的对置结构是避免将剪切负载施加于所咬合的型芯组102 截面所必须的，否则会损坏易碎的型芯组102。即使这样，还是经常观察到由夹具 施加于型芯组的压縮负载会造成型芯组的损坏和断裂，这增加了制造过程中的废品 率。图2的横截面用实线示出处于咬合位置的每个夹具200，并用虚线示出例如当 型芯组102已被置于半模100的型腔104中并且机器202向上撤回时处于脱开位置 的夹具200。每个夹具200具有头部204，所述头部204在型芯组102的凹口部分 206咬合型芯组102，所述凹口 206沿型芯组102位于下侧的区域形成，而型芯组 102靠在半模100上。图3示出典型型芯组102的外观图。型芯组102从底表面300视角或从当型芯 组102下降至型腔104时半模100变得可见的视角来示出。型芯组102具有共同高 度但当型芯组沉入其中时具有接触半模100的型腔104的底表面的不同结构的多个 腿部302。腿部302的长度确定在部件已模制和凝结后沿型芯组102的底表面300 的金属厚度。设置用来容纳夹具200的多个凹口部分206也是可见的。图中示出在 型芯组102中有四个凹口部分206，然而对于较大的型芯组可采用其它的数目。这 四个凹口部分206因为前述原因被设置成两个对置的对。在已在型芯组102周围形 成部件后，四个凹口区206中的每一个被填满凝固的金属并为部件增加不必要的重 量。理想的是减少所制造部件中的这种累赘。迄今为止讨论的问题和其它问题 可以如下方式有利地避免。图4中示出改良的型芯组402的外形图。型芯组402包括与图3所示型芯组102 的腿部302相同的腿部404。腿部404从型芯组402的底表面405凸起。型芯组402 还包括多个凹口部分406，它们至少部分地在底表面405周围延伸以形成多个凹陷 408。相比一般的凹口部分206，本实施例的凹口部分406较佳地较少和较浅，以 减少成品部分中不必要的金属的量。图5和图6示出在使用安装于浇铸机504的改良夹具502将改良型芯组402沉 入改良的半模500过程的详细横截面图。改良夹具502包括一端连接于机器504 的长轴506，并具有另一端连接于轴506并从中侧向凸出的头部508。夹具502有 利地能相对机器504转动至少90° ，并由于其不枢转，它与型芯组402咬合和脱 开所需要的空间有利地较小。在将型芯组402沉入半模500的过程中，夹具502转动以使头部508沿朝向型 芯组402的方向从轴506凸起。处于该位置的型芯组402位于至少一部分夹具502 的周围，夹具502的轴至少部分地设置在凹口部分406的一个中，并且夹具502 的头部508在型芯组402的底表面405与凹陷408形成接触。在型芯组402已沉入半模500后，通过绕轴506的主轴线转动以使头部502移 动并离开其相应的凹口 406，头部502脱离型芯组402。在夹具502已转过90。或 者头部508足以绕过凹口 406之后，机器504抬升夹具502并将其拉出半模500。 相比图2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种将至少一个型芯组沉入模具型腔内的机器，所述机器包括：　可沿两个方向移动的机架，其中多个夹具连接于所述机架，其中每个夹具包括：　包括从动齿轮的驱动部分；　具有带中心线的狭长形状的轴部，其中所述轴部连接于驱动部分；以及　连接于轴部与驱动部分相对的远端的头部，所述头部延伸超过轴部的外部尺寸；　通过至少一个连杆连接于至少一个驱动轴的至少一个致动器，其中每个连杆包括至少一个驱动齿轮；　其中至少一个驱动齿轮与至少一个夹具的从动齿轮啮合，以使致动器的运动被传至驱动轴，所述驱动轴的运动被传至驱动齿轮，所述驱动齿轮的运动被传至从动齿轮，而所述从动齿轮的运动被传至夹具；并且其中所述夹具的运动是绕中心线的转动。

【技术特征摘要】
US 2007-6-26 11/768,4151.一种将至少一个型芯组沉入模具型腔内的机器，所述机器包括可沿两个方向移动的机架，其中多个夹具连接于所述机架，其中每个夹具包括包括从动齿轮的驱动部分；具有带中心线的狭长形状的轴部，其中所述轴部连接于驱动部分；以及连接于轴部与驱动部分相对的远端的头部，所述头部延伸超过轴部的外部尺寸；通过至少一个连杆连接于至少一个驱动轴的至少一个致动器，其中每个连杆包括至少一个驱动齿轮；其中至少一个驱动齿轮与至少一个夹具的从动齿轮啮合，以使致动器的运动被传至驱动轴，所述驱动轴的运动被传至驱动齿轮，所述驱动齿轮的运动被传至从动齿轮，而所述从动齿轮的运动被传至夹具；并且其中所述夹具的运动是绕中心线的转动。2. 如权利要求l所述的机器，其特征在于，所述机器定义用来接受型芯组的 至少一个垫区，并且对于每个垫区，有三个夹具连接于机器。3. 如权利要求2所述的机器，其特征在于，还包括可操作地联接于机架并设 置在至少一个垫区的周缘附近的至少一个对齐立柱。4. 如权利要求2所述的机器，其特征在于，还包括至少一个可操作地联接于 机架的固定器，其中所述至少一个固定器包括有选择地伸出以将型芯组推向多个夹 具的一个或多个头部的往复销。5. —种在构造模具期间操纵一个或多个型芯组的方法，包括步骤 准备要放入模具型腔的型芯组； 将型芯组对齐在运输表面上； 将具有接受表面的机器定位在型芯组上；降低机器至型芯组上，以使所述型芯组位于所述接受表面附近； 将安装于机器的两个或多个夹具设置在型芯组的各凹口中，每个夹具具有带 中心线的长轴；使两个或多个夹具的每一个绕其中心线转动，从而使设置在每个夹具的一端 上的头部位于型芯组的下面。6. 如权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括步骤 在型芯组由两个或多个夹具啮合的同时抬高机器； ...

【专利技术属性】
技术研发人员：CJ克隆，
申请(专利权)人：万国引擎知识产权有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]