砂模机和制造模具的方法技术

一种砂模机(1)，其包括模腔(2)，所述模腔由模腔顶壁(3)、模腔底壁(4)、和个相对的模腔侧壁和两个相对的模腔端壁(7，8)形成。模腔壁设置有砂填充开口(9)，所述砂填充开口与砂供给系统(10)连通。模腔端壁中的至少一个设置有具有图案(14，15)的图案板(12，13)。模腔端壁中的至少一个能够移动，以便压实供给到模腔中的砂。多个压缩空气入口(18，43)位于模腔的下部分中并且布置成在模腔的至少一部分中形成向上气流，以便在砂填充操作期间产生至少基本流态化的砂床。

Sand mould machine and mould making method

A sand mold machine (1) comprises a die cavity (2), which is formed by the top wall (3) of the die cavity, the bottom wall of the die cavity (4), and the opposite side wall of the die cavity and the two end wall (7, 8) of the die cavity. The cavity wall of the mold cavity is provided with a sand filling opening (9), and the sand filling opening is connected with the sand supply system (10). At least one of the end walls of the mold cavity is provided with a pattern board (12, 13) with a pattern (14, 15). At least one of the end walls of the cavity can be moved in order to compact the sand that is supplied to the cavity of the die. A plurality of compressed air ports (18, 43) are located in the lower part of the mold cavity, and are arranged to form upward air flow in at least part of the mold cavity, so as to produce at least fluidization sand bed during sand filling operation.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】砂模机和制造模具的方法
本专利技术涉及一种砂模机，所述砂模机包括模腔，所述模腔由腔顶壁、腔底壁、和两个相对的腔侧壁和两个相对的腔端壁形成，其中，至少一个腔壁设置有至少一个砂填充开口，所述砂填充开口与砂供给系统连通，其中，腔端壁中的至少一个设置有具有图案的图案板，其中，腔端壁中的至少一个能够移动，以便压实供给到模腔中的砂，并且其中，腔壁中的至少一个设置有压缩空气入口，所述压缩空气入口连接到压缩空气源，用于将压缩空气输送到模腔。
技术介绍
在砂模生产领域中上述类型的机器是众所周知的。生产的砂模用于工业铸造金属产品，所述金属产品的几何结构能够极其复杂。在自动化的砂模机上，通常使用两种不同类型的机器或者技术：分型板(matchplate)技术，诸如，由DISAMATCH(注册商标)的水平无箱分型板机采用的分型板技术；和竖直无箱砂模技术，诸如DISAMATIC(注册商标)技术。根据分型板技术，分型板夹持在两个模腔之间，所述分型板在背朝彼此的两个侧部上均具有模制图案。在同时模制第一和第二砂模半体的同时，分型板的图案延伸到每个相应的模腔中。在壁上延伸的由狭缝形成的砂入口布置在每个模腔中。同时，通过每个由狭缝形成的开口吹送砂并且将砂吹入到每个模腔中。此后，通过相对布置的按压板的移动来挤压砂，所述按压板同时沿着朝向分型板的方向移动。在挤压之后，模腔移动离开彼此，分型板被移除并且最终的芯部被置于模具中。然后模具闭合并且被推出模腔，而且模具准备用于在其中倾倒液体金属，以便生产金属铸件。根据竖直无箱砂模技术，诸如，DISAMATIC(注册商标)技术，第一和第二板分别相对布置在模腔的任一侧，所述第一和第二板各个均设置有图案板。在模制单个模具零件期间，图案板的图案延伸到模腔的每个相应端部中。在壁上延伸的由狭缝形成的砂入口通常布置在模腔的顶部处。砂通过由狭缝形成的开口吹入并且进入到模腔中。此后，通过第一板和/或第二板的移动，板沿着朝向彼此的方向相对移动并且挤压位于其间的砂。在从模腔移除之后，砂模零件在运输机上毗邻先前模制的砂模零件。因此，两个相邻的砂模零件形成了完整的砂模。由这两个砂模零件形成的腔构成了用于随后铸造金属产品的腔。通常，为了在通过挤压进行机械压实期间获得压实的令人满意的砂硬度，应当在用砂填充模腔期间实现令人满意的砂密度。然而，在砂模的关键区域中，诸如，在砂模的由图案的深穴形成的区域中或者形成在图案的大延伸部下方的区域中，尤其难以在用砂填充模腔期间获得令人满意的砂密度。因此，在现有技术中，为了改进砂填充过程已经做了不同尝试，以便在砂填充期间获得整体提高的密度，并且特别地，获得关键区域的改善的砂填充。US4,791,974(DanskIndustriSyndikatA/S)公开了一种砂模机，所述砂模机使用竖直无箱砂模技术，其中，在经由适当的空气通道施加的空气压力作用下，用来自供应室的型砂供应模腔，并且其中，供应室中的压力从低值逐渐增大到高值，以避免在初始填充阶段期间产生湍流以及随后在所制造模具中产生薄弱点，而同时获得了缩短的总填充时间以及在最后阶段期间获得高压实程度。通过透气模腔壁来施加真空(优选地在升高供应室中的压力之前)，从而避免在模腔壁或者图案板中的凹陷部中形成气穴，否则，所述气穴将导致降低形成在模腔中的成形体的突出部中的压实度和密度。WO01/56723A1(GeorgFischerDISAA/S)公开了与上述砂模机类似的竖直砂模机，其中，在填充步骤期间的不同时间段，单独将真空施加到图案板的不同部分。能够仅仅在需要时在更短的时间段期间施加真空，从而降低模具材料的干透程度并且减少由真空系统移除的空气量。US5,161,603(Volkomich等)公开了一种竖直砂模机，其中，与上文刚描述的模腔类似的模腔容纳图案板并且被供应具有砂混合物的气流，所述具有砂混合物的气流沿着竖直方向并且平行于图案板输送通过模腔的顶部中的砂入口。图案板设置有排气孔，所述排气孔连接到真空源，以便在用砂填充模腔期间抽取空气。相同的排气孔随后连接到压缩空气源以通过机械按压来最终压实砂，以确保从制成的砂模容易地抽离图案板而不破坏砂模的精致部分。在相对于砂输送操作开始后的一段延时之后，通过将压缩空气流沿着水平方向并且平行于图案板直接输送到模腔中来初步压实砂混合物。这种压缩空气流通过模腔的侧壁中的开口输送到模腔中。由于压缩空气的延迟输送，因此砂混合物的输送受到妨碍乃至被中断。压缩空气流使模腔中的砂混合物转向图案板，从而更好地填充图案表面上的窄且深的中空部并且初步压实砂混合物。在初步压实结束之后完成砂输送操作。砂混合物最后通过机械按压压实。然而，通过模腔的侧壁中的开口输送到模腔中的压缩空气的延迟流可能不足以确保获得令人满意的砂分布，尤其是在图案的更深的凹陷部中或者在模腔的底壁附近的图案下方。US4,313,486(Kondo等)公开了一种分型板类型的砂模制造设备，所述砂模制造设备具有喷砂机，用于借助于第一增压空气流竖直地将砂供应到模腔中，其中，在其上承载图案的分型板定位在所述模腔中。用于在模腔中挤压砂的挤压板定位成与分型板的图案相对并且设置有空气注入开口，所述空气注入开口用于水平地将第二增压空气流直接喷向分型板的图案，使得在将砂供应到模腔中期间，第二增压空气流将砂运载向图案的穴状图案部分和毗邻图案的角部。然而，根据DISAMATIC技术操作的竖直砂模机不能应用这种类型的第二增压空气流注入，原因在于两个相对布置的图案延伸到相同模腔中。而且，尽管增压空气被直接引导向分型板的图案，但是该注入的第二增压空气流不足以确保获得令人满意的砂分布，尤其是在图案的更深的凹陷部中或者在模腔的底壁附近的图案下方。而且，沿着该方向注入的第二增压空气流可能会导致产生喷砂效果，所述喷砂效果会导致增加模腔壁和分型板的图案的磨损。SU1060299公开了一种砂模制造设备，所述砂模制造设备具有模腔，所述模腔在其底壁处设置有单块图案板。通过侧壁中的开口将砂输送到模腔中。顶壁具有挤压板的形式，用于挤压模腔中的砂，以便压实砂。与上文刚刚描述的设备类似，挤压板设置有空气注入口，用于直接朝向图案板注入第二增压空气流。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种砂模机和一种制造模具的方法，其中，可以在制造的砂模的关键区域中获得提高的模具硬度。鉴于此目的，多个压缩空气入口位于模腔的下部分中，并且所述多个压缩空气入口布置成在模腔的至少一部分中形成向上气流，以便在通过至少一个砂填充开口用砂填充模腔的填充操作的至少一部分期间至少在邻近模腔底壁的部分产生至少基本流态化的砂床。以这种方式，通过在砂填充操作期间在模腔底壁上使砂流态化，砂可以如水一样流入到其它关键区域中，诸如，图案板的图案的更下方和/或更深的区域或者穴中。此原因是：当砂被流态化时，与水中的液体静压相当的流态化砂中的静压可以推动砂流入到开口中，诸如图案的穴中。结果，可以通过提高可见于关键区域中的较低硬度值来使制造的砂模具有更为均匀的硬度和强度。因此，可以因最小化了砂模在用液体金属填充期间和金属凝固期间的变形而实现随后在砂模中铸造的最终金属制品的更高精确度。而且，可以因减少了在铸造处理期间液体金属浸入到砂模中而实现了铸造产品的表面的更高质量。铸造产品的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种砂模机(1)，其包括：模腔(2，2a，2b)，所述模腔由模腔顶壁(3)、模腔底壁(4)、两个相对的模腔侧壁(5)和两个相对的模腔端壁(7，8)形成，其中，至少一个模腔壁(3)设置有至少一个砂填充开口(9)，所述砂填充开口与砂供给系统(10)连通，其中，所述模腔端壁(7，8)中的至少一个设置有具有图案(14，15)的图案板(12，13)，其中，所述模腔端壁(7，8)中的至少一个能够移动，以便压实供给到所述模腔(2，2a，2b)中的砂，并且其中，模腔壁(3，4，5，7，8)中的至少一个设置有压缩空气入口(18，18a，18b，43)，所述压缩空气入口连接到压缩空气源(19)，用于将压缩空气输送到所述模腔(2，2a，2b)，其特征在于，多个压缩空气入口(18，18a，18b，43)位于所述模腔(2，2a，2b)的下部分中，并且所述多个压缩空气入口(18，18a，18b，43)布置成在所述模腔(2，2a，2b)的至少一部分中形成向上气流，以便在填充操作的至少一部分期间至少在所述模腔底壁(4)的一部分附近产生至少基本流态化的砂床，在所述填充操作中，通过所述至少一个砂填充开口(9)用砂填充所述模腔(2，2a，2b)。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种砂模机(1)，其包括：模腔(2，2a，2b)，所述模腔由模腔顶壁(3)、模腔底壁(4)、两个相对的模腔侧壁(5)和两个相对的模腔端壁(7，8)形成，其中，至少一个模腔壁(3)设置有至少一个砂填充开口(9)，所述砂填充开口与砂供给系统(10)连通，其中，所述模腔端壁(7，8)中的至少一个设置有具有图案(14，15)的图案板(12，13)，其中，所述模腔端壁(7，8)中的至少一个能够移动，以便压实供给到所述模腔(2，2a，2b)中的砂，并且其中，模腔壁(3，4，5，7，8)中的至少一个设置有压缩空气入口(18，18a，18b，43)，所述压缩空气入口连接到压缩空气源(19)，用于将压缩空气输送到所述模腔(2，2a，2b)，其特征在于，多个压缩空气入口(18，18a，18b，43)位于所述模腔(2，2a，2b)的下部分中，并且所述多个压缩空气入口(18，18a，18b，43)布置成在所述模腔(2，2a，2b)的至少一部分中形成向上气流，以便在填充操作的至少一部分期间至少在所述模腔底壁(4)的一部分附近产生至少基本流态化的砂床，在所述填充操作中，通过所述至少一个砂填充开口(9)用砂填充所述模腔(2，2a，2b)。2.根据权利要求1所述的砂模机，其中，多个所述压缩空气入口(18，18a，18b，43)适于沿着向上的方向引导空气。3.根据权利要求1或者2所述的砂模机，其中，多个所述压缩空气入口(18，18a，18b)分布在所述模腔底壁(4)的至少中央区域上。4.根据前述权利要求中的任意一项所述的砂模机，其中，多个所述压缩空气入口(18，18a，18b)分布在所述模腔底壁(4)的至少外周区域上。5.根据前述权利要求中的任意一项所述的砂模机，其中多个所述压缩空气入口(18，18a，18b)至少分布在所述模腔底壁(4)的没有被所述图案板(12，13，26)的图案(14，15，27)在所述模腔底壁(4)上的投影所覆盖的区域上。6.根据前述权利要求中的任意一项所述的砂模机，其中，多个所述压缩空气入口(18，18a，18b)至少分布在所述模腔底壁(4)的被所述图案板(12，13，26)的图案(14，15，27)在所述模腔底壁(4)上的投影所覆盖的区域上。7.根据前述权利要求中的任意一项所述的砂模机，其中，至少一个模腔端壁(7，8)与气垫运输系统相联，所述气垫运输系统包括多个滑块，所述多个滑块被供应有压缩空气并且适于在所述至少一个模腔端壁(7，8)移动期间在所述模腔底壁(4)上滑动，并且其中，多个所述压缩空气入口(18，18a，18b)分布在所述模腔底壁(4)的在所述至少一个模腔端壁(7，8)移动期间不会与所述滑块发生接触的区域上。8.根据前述权利要求中的任意一项所述的砂模机，其中，多个所述压缩空气入口(18，18a，18b)均匀地或者至少基本均匀地分布在所述模腔底壁(4)的至少中央区域上。9.根据前述权利要求中的任意一项所述的砂模机，其中，多个所述压缩空气入口(43)沿着所述模腔侧壁(5)中的至少一个的下边缘布置。10.根据前述权利要求中的任意一项所述的砂模机，其中，多个所述压缩空气入口(43)沿着所述模腔端壁(7，8)中的至少一个的下边缘布置。11.根据前述权利要求中的任意一项所述的砂模机，其中，多个所述压缩空气入口(43)沿着两个所述模腔侧壁(5)的下边缘布置。12.根据前述权利要求中的任意一项所述的砂模机，其中，多个所述压缩空气入口(43)沿着所述模腔侧壁(5)中的一个的下边缘布置，并且其中，多个排气喷嘴(34)布置在另一个相对的模腔侧壁的上部分处。13.根据前述权利要求中的任意一项所述的砂模机，其中，所述模腔侧壁(5)和/或所述模腔顶壁(3)中的至少一个设置有多个排气喷嘴(34)，所述多个排气喷嘴布置在多个不同的组(44，45)中，并且其中，属于特定的组(44，45)的所述排气喷嘴(34)与特定的排气控制阀连通，所述特定的排气控制阀与所述特定的组(44，45)有关并且适于调节来自属于所述特定的组的所述排气喷嘴(34)的排气流量。14.根据权利要求13所述的砂模机，其中，属于特定的组(44，45)的所述排气喷嘴(34)布置在所述模腔侧壁(5)和/或所述模腔顶壁(3)的对应的特定区域中。15.根据权利要求13或者14所述的砂模机，其中，属于特定的组(44，45)的所述排气喷嘴(34)布置在所述模腔侧壁(5)的对应的特定区域中，并且其中，包括属于相应的特定的组(44，45)的排气喷嘴(34)的多个所述特定区域沿着竖直方向彼此接续布置。16.根据前述权利要求中的任意一项所述的砂模机，其中，多个或者全部所述压缩空气入口(43)布置在从所述模腔侧壁(5)的下边缘延伸不超过所述模腔侧壁(5)的高度的20％、优选地不超过15％、并且最为优选地不超过10％的区域中。17.根据前述权利要求中的任意一项所述的砂模机，其中，位于所述模腔的所述下部分中的多个或者全部所述压缩空气入口(18，18a，18b)经由流态化控制阀(22，30，31)连接到所述压缩空气源(19)，所述流态化控制阀适于调节压缩空气至所述压缩空气入口(18，18a，18b)的供应。18.根据前述权利要求中的任意一项所述的砂模机，其中，多个或者全部所述压缩空气入口(18，18a，18b)布置在多个不同的组(28，29)中，并且其中，属于特定的组(28，29)的所述压缩空气入口(18，18a，18b)经由特定的流态化控制阀(22，30，31)连接到所述压缩空气源(19)，所述特定的流态化控制阀与所述特定的组(28，29)相关并且适于调节压缩空气至属于所述特定的组的所述压缩空气入口(18，18a，18b)的供应。19.根据权利要求18所述的砂模机，其中，属于特定的组(28，29)的所述压缩空气入口(18，18a，18b)布置在所述模腔底壁(4)的、和/或所述模腔侧壁(5)的、和/或所述模腔端壁(7，8)的对应特定区域中。20.根据权利要求19所述的砂模机，其中，包括属于相应的特定组(28，29)的压缩空气入口(18，18a，18b)的多个所述特定区域沿着从第一模腔端壁(7)至第二模腔端壁(8)的方向彼此接续布置。21.根据权利要求18所述的砂模机，其中，属于不同的组(28，29)的所述压缩空气入口(18a，18b)以混合构造布置在所述模腔底壁(4)的整个区域或者部分区域中。22.根据权利要求18至21中的任意一项所述的砂模机，其中，所述砂模机(1)包括控制单元(25)，所述控制单元适于至少在通过所述至少一个砂填充开口(9)用砂填充所述模腔(2，2a，2b)的所述填充操作期间打开与压缩空气入口(18，18a，18b)的相应组(28，29)相关的多个特定流态化控制阀(22，30，31)，使得通过分布在所述模腔底壁(4)的特定区域上的多个所述压缩空气入口(18，18a，18b)将压缩空气供应到所述模腔(2，2a，2b)中。23.根据权利要求22所述的砂模机，其中，所述模腔底壁(4)的所述特定区域是在所述砂填充操作期间位于所述模腔端壁(7，8)之间的区域。24.根据权利要求22所述的砂模机，其中，所述模腔底壁(4)的所述特定区域是取决于所述至少一块图案板的所述图案的具体设计的区域。25.根据权利要求18至24中的任意一项所述的砂模机，其中，所述砂模机(1)包括控制单元(25)，所述控制单元适于至少在通过所述至少一个砂填充开口(9)用砂填充所述模腔(2，2a，2b)的所述填充操作期间打开与压缩空气入口(18，18a，18b)的相应组(28，29)相关的多个特定流态化控制阀(22，30，31)，使得通过所述压缩空气入口(18，18a，18b)将压缩空气供应到所述模腔(2，2a，2b)中，这样，通过所述模腔(2)的所述压缩空气入口(18，18a，18b)的压缩空气的总流量的至少70％、优选地至少80％、并且最为优选地至少90％经由位于所述模腔的所述下部分中的压缩空气入口(18，18a，18b)流入到所述模腔(2)中。26.根据前述权利要求中的任意一项所述的砂模机，其中，多个所述压缩空气入口(18，18a，18b)设置有适于限制气流的流态化喷嘴。27.根据前述权利要求中的任意一项所述的砂模机，其中，多个所述压缩空气入口(18，18a，18b)或者与所述压缩空气入口(18，18a，18b)相关的流态化喷嘴沿着相对于竖直方向倾斜的方向并且沿着毗邻的图案板(12，13，26)的方向定向，以便沿着所述毗邻的图案板(12，13，26)的方向引导压缩空气。28.根据前述权利要求中的任意一项所述的砂模机，其中，位于所述模腔底壁(4)中的压缩空气入口(18，18a，18b)或者流态化喷嘴、以及优选地位于所述模腔侧壁(5)中的压缩空气入口(18，18a，18b)或者流态化喷嘴具有环形孔口的形式，并且其中，所述环形孔口在相关的模腔壁或者插入所述相关的模腔壁且与所述相关的模腔壁齐平的部分中具有环形槽形式，或者在所述相关的模腔壁的孔和插入到所述孔中的单独元件之间形成所述环形槽。29.根据前述权利要求中的任意一项所述的砂模机，其中，所述两个相对的模腔端壁(7，8)均设置有相应的具有图案(14，15)的图案板(12，13)，其中，第一组所述压缩空气入口(18，18a，18b)或者与第一组所述压缩空气入口(18，18a，18b)相关的流态化喷嘴沿着相对于竖直方向倾斜的方向并且沿着相应的两块图案板(12，13)中的第一图案板的方向定向，以便沿着所述第一图案板(12，13)的方向引导压缩空气，并且其中，第二组所述压缩空气入口(18，18a，18b)或者与第二组所述压缩空气入口(18，18a，18b)相关的流态化喷嘴沿着相对于竖直方向倾斜的方向并且沿着相应的两块图案板(12，13)中的第二图案板的方向定向，以便沿着所述第二图案板(12，13)的方向引导压缩空气。30.根据前述权利要求中的任意一项所述的砂模机，其中，所述砂模机(1)包括控制单元(25)，所述控制单元适于通过至少一个减压阀控制从所述压缩空气源(19)至所述压缩空气入口(18，18a，18b)的压缩空气流量。31.根据权利要求30所述的砂模机，其中，所述控制单元(25)适于在用砂填充所述模腔(2，2a，2b)的所述填充操作的至少一部分期间控制所述压缩空气的流量，使得所述压缩空气以一竖直速度进入到所述模腔中，所述竖直速度在所述模腔底壁的区域上的平均值介于0.4米/秒和7米/秒之间、优选地介于0.6米/秒和5米/秒之间、并且最为优选地介于0.8米/秒和3米/秒之间。32.根据前述权利要求中的任意一项所述的砂模机，其中，所述砂模机包括控制单元(25)，其中，所述控制单元(25)适于控制砂供给控制阀(23，23a，23b)，所述砂供给控制阀适于控制从所述压缩空气源(19)至所述砂供给系统(10)的压缩空气流量，其中，所述控制单元(25)适于控制至少一个流态化控制阀(22，30，31)，所述流态化控制阀适于控制从所述压缩空气源(19)至所述模腔壁中的至少一个壁中的至少多个压缩空气入口(18，18a，18b)的压缩空气流量，其中，所述控制单元(25)适于打开所述砂供给控制阀(23，23a，23b)并且因此启动通过所述至少一个砂填充开口(9)用砂填充所述模腔(2，2a，2b)的填充操作，并且其中，所述控制单元(25)适于与打开所述砂供给控制阀(23，23a，23b)同时地、至少基本同时地打开所述至少一个流态化控制阀(22，30，31)，或者在打开所述砂供给控制阀之前或者之后打开所述至少一个流态化控制阀。33.根据权利要求32所述的砂模机，其中，所述控制单元(25)适于在用砂填充所述模腔(2，2a，2b)的容积的至少1/3、优选地填充模腔的容积的1/2、并且最为优选地填充模腔的容积的1/2和3/4之间时关闭所述至少一个流态化控制阀(22，30，31)。34.根据权利要求32所述的砂模机，其中，所述控制单元(25)适于大约在用砂填充所述模腔(2，2a，2b)时关闭所述砂供给控制阀(23，23a，23b)，其中，砂填充时段是打开和关闭所述砂供给控制阀(23，23a，23b)之间所持续的时间，并且其中，所述控制单元(25)适于在已经经历了所述砂填充时段的至少1/3、优选地至少1/2、并且最为优选地介于1/2和3/4之间时关闭所述至少一个流态化控制阀(22，30，31)。35.根据权利要求32所述的砂模机，其中，所述控制单元(25)适于在已经用砂填充所述模腔(2，2a，2b)之后并且可能地在通过模腔端壁的移动而机械压实所述砂期间或者之后关闭所述至少一个流态化控制阀(22，30，31)。36.根据前述权利要求中的任意一项所述的砂模机，其中，所述压缩空气入口(18，18a，18b)中的至少一些具有排气喷嘴的附加功能，并且其中，所述流态化控制阀(22，30，31)中的至少一些或者全部具有能够实施附加排气功能的三通阀的形式，和/或单独的排气控制阀连接到所述压缩空气入口(18，18a，18b)。37.一种生产模具的方法，其中，在填充操作期间通过砂供给系统(10)用砂填充模腔(2，2a，2b)，并且其中，所述砂随后被压实，所述模腔(2，2a，2b)由模腔顶壁(3)、模腔底壁(4)、两个相对的模腔侧壁(...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·拉森，C·贝，F·J·戴恩森，H·韦格，T·汉森，J·赫伊斯莱特，S·E·克努森，
申请(专利权)人：迪萨工业有限公司，
类型：发明
国别省市：丹麦,DK