用于有助于從鑄件上除去砂模的方法和裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種用于使模具從形成于模具中的鑄件上除去的方法。通過對模具刻痕并施加足以使模具破裂和斷裂成塊的力，可以使模具從鑄件上除去。另外，通過將炸藥布置在模具填充物中，或者通過使高能脈動指向模具，可以使模具破裂。一旦模具破裂和斷裂成塊，它就可以從鑄件上除去。（*該技術在2023年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術總體上涉及金屬鑄件的制造，特別是涉及在砂模中制造鑄件以及促進將砂模和芯從鑄件上除去。
技術介紹
用于形成金屬鑄件的普通鑄造處理通常使用模具或模，例如永久性的金屬模或砂模，該模具或模有形成于它的內表面上的、所需鑄件(例如氣缸蓋)的外部特征。包括砂和合適粘接劑材料的砂芯(該砂芯確定了鑄件的內部特征)通常布置在模具內部以便進一步確定鑄件的特征。砂芯通常用于產生金屬鑄件的輪廓和內部特征，還需要在鑄造處理結束之后從鑄件中除去和回收所述芯的砂材料。根據用途，用于砂芯和/或砂模的粘接劑可以包括酚醛樹脂粘接劑、酚醛尿烷“冷型箱”粘接劑、或者其它合適的有機粘接劑材料。然后，模或模具裝滿熔融金屬合金，該金屬合金能夠冷卻至特定合適程度，以便使合金固化。在合金固化成鑄件之后，將該鑄件送入處理爐中，用于進一步處理，包括熱處理、從砂芯中回收砂以及時效化。熱處理和時效化是調制金屬合金的處理，這樣，它們將提供有適用于不同用途的不同物理特征。砂模和/或芯通常在完成熱處理之前從鑄件上除去。砂模和/或芯通常通過一種或組合方式來與它們的鑄件分離。例如，砂可以從鑄件上鑿出，或者鑄件可以進行物理震動或振動，以便破壞砂模和鑄件內的內部砂芯，并除去砂。此外或者也可選擇，當砂模和鑄件通過熱處理和/或熱除砂爐時，用于砂模和芯的有機或可熱降解的粘接劑通常通過暴露在用于使鑄件熱處理至合適金屬特性的高溫中而被破壞或燃燒，從而可以從鑄件上除去模具和芯的砂并進行回收，并留下完成熱處理的鑄件。對鑄件進行熱處理的爐系統和方法由美國專利No.5957188、5829509和5439045中可知，這些專利文獻都整個被本文參引。鑄件的熱處理和時效化在除砂處理過程中和/或之后來進行。例如在上述專利中所述的技術因為增加了原材料、能量、人工、廢物處理和環境管理的成本，因此例如由于競爭而推動技術的進步。這些因素繼續要求對熱處理以及砂從該金屬鑄件中回收的領域進行改進。
技術實現思路
本專利技術包括一種用于促進從鑄件上除去砂模和芯的方法和系統。該方法和系統通常包括使激勵流(energized stream)指向鑄件，以便使鑄件裂解，并使裂解的模具的至少一部分從鑄件上移去或以其它方式除去。激勵流可以包括增壓流體、顆粒、激光、電磁能或炸藥中的任意一種或多種。根據本專利技術的一個實施例，通過在模具周圍的預定位置或點處對模具進行刻痕以及施加足以使模具裂開和破裂成塊的力，可以將砂模從鑄件上除去。例如，模具可以通過在其中加熱的鑄件的熱膨脹而破裂，和/或通過向模具施加輻射能或感應能而破裂，和/或通過向模具或鑄件施加其它力和/或能量而破裂。此外，增壓流體、顆粒流、脈沖和/或振動波也可以指向模具的外壁，或者引入模具中的一個或多個開口或凹口中，以便幫助使模具破裂。模具和/或芯破裂、斷裂成多塊、或者以其它方式裂解，并從鑄件上除去。實際上，僅僅模具和芯的破裂或裂開就可以用于使破裂部分從鑄件上移走或以其它方式除去。當砂模塊(例如但不必須在相同熱處理爐中或通過在熱處理過程中使用的相同熱量)加熱至足以使它的粘接劑材料燃燒的溫度，從而使得模具和芯破裂并回收砂時，鑄件可以進行熱處理。通常，本專利技術的方法和系統涉及使用精確砂模、濕砂模、半永久性砂模等，這些模具通常設計成可破裂和從它們的鑄件上除去，例如在熱處理過程中。有例如沿接頭線匹配在一起的部分的其它類型模具也可以用于本專利技術。例如，本專利技術可以用于芯鎖定類型模具，其中，模具形成通過中心鎖芯件保持在一起的部分，該中心鎖芯件將通過向它施加脈沖波、流體、顆粒流或其它力而破裂和/或斷裂，從而導致所述砂模的部分從鑄件上釋放和脫落。在另一實施例中，使模具從鑄件上除去的方法和系統可以包括將一種或多種炸藥或者有機或可熱降解材料布置在模具的外壁、開口或凹口內的一個或多個選定位置處。炸藥在處理中的特定時間引爆，以便使模具破裂和斷裂成塊。然后，將斷裂的塊從鑄件上除去。另外，刻痕可以加在包含炸藥或者有機或可熱降解或反應材料的模具上。刻痕與在預定位置的炸藥和/或有機或可熱降解材料組合，以便通過起動炸藥而促使模具部分破裂和從鑄件上除去。在模具除去之后，鑄件可以開始或繼續進行熱處理。另一實施例包括通過用高能或低能脈動激勵模具而使模具和/或芯從鑄件上除去的方法和系統。在受到激勵或以其它方式暴露于高能或低能脈沖或波中之后，模具和/或芯通常破裂或以其它方式裂解，然后，模具和/或芯的破裂部分可以從鑄件上除去。能量脈動通常包括由機械裝置產生的振動波、壓力波、聲波、電磁波或它們的組合，該機械裝置例如炮或增壓氣體供給系統、機電裝置、微波和/或電磁波或其它脈沖波發生器。因此，刻痕也可以用于模具，以便幫助模具斷裂和從鑄件上除去。使模具和/或芯從鑄件上除去的方法和系統可以用作整個鑄造處理的一部分，在該鑄造處理中，對鑄件進行澆鑄，且在鑄件冷卻至足夠使鑄件的外表面的至少一部分固化之后，模具在鑄件的固熔熱處理的開始步驟之前或結合該開始步驟而被除去。然后，在鑄件進行熱處理的同時，模具和芯的除去部分被收集，并進行回收處理。也可選擇，模具和芯能夠破裂和從鑄件上除去，然后鑄件可以傳送至淬火槽，可溶于水的芯能夠破裂和被除去，和/或然后鑄件可以根據需要進行時效化處理。通常，用于使模具部分除去和/或破裂并促使砂芯在鑄件中破裂的脈沖波、流體、顆粒流、炸藥或其它力將在腔室中施加，或者沿從鑄造站至熱處理、淬火或時效化線的傳送通路來施加。為了施加脈沖波、流體、顆粒流、炸藥或其它力，施加器機構(例如壓力噴嘴、聲或機電振動波發生器或者類似的脈沖產生機構)位于間隔開的位置或站處，并定向成與模具周圍的合適點對齊，例如對著模具中的刻痕或接頭，或者與該刻痕或接頭對齊。模具通常輸送至已知的標記位置，用于使脈沖波(例如壓縮流體流、顆粒流、振動波、微波或其它機械、機電或電施加的力)指向合適的點或位置，例如沿形成于模具中的刻痕，或者指向在模具部分之間的接頭處，以便使模具分離和裂開成幾個大塊，以便更高效和快速地除去模具。當通過施加脈沖波、流體、顆粒流、炸藥或其它力而使模具破裂時，模具的部分或塊自由地從鑄件上脫落，以便進行收集和回收。因此，各種材料的收集和運送或傳送方法或系統可以用于本專利技術，它們包括旋轉傳送器例如轉盤、直線傳送器(包括水平和垂直定向的傳送系統)、螺旋傳送器、指示鞍座(indexing saddle)、或者類似機構。在另一實施例中，鑄件可以通過機器人傳送機構而在指示位置之間運動，該指示位置用于在合適部位施加脈沖波、流體、顆粒流、炸藥或其它力，該機器人傳送機構也可以用于幫助使砂模部分破裂和除去，例如通過與模具部分進行物理接合并進行除去。也可選擇，鑄件和模具可以保持在基本固定的位置，而脈沖波、流體、顆粒流或其它力的施加器可以繞它們運動至合適方位。本領域技術人員通過閱讀下面的說明并結合附圖，可以清楚本專利技術的各種目的、特征和優點。附圖說明附圖中，圖1A-1B是砂模的剖視圖，表示了在合適位置上形成刻痕以及模具沿該刻痕形成的裂紋； 圖2A-2B是砂模和鑄件的剖視圖，表示了布置在砂模內的刻痕和炸藥的使用以及模具通過起動炸藥而產生的裂紋和移動；圖3表示了經過處理爐內或附近的能量脈沖腔室的模具的剖視圖，表示了通過能量脈沖進行處理的模具填充物和鑄件；圖4A-4B表本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種使模具從形成于其中的鑄件上除去的方法，包括：使激勵流指向模具，以便使模具裂解以及使裂解的模具的至少一部分從鑄件上除去。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：小JL劉易斯，I弗倫奇，VR克諾布洛赫，SP克拉夫頓，PM克拉夫頓，JR加勒特，JW多爾頓，
申請(專利權)人：聯合工程公司，
類型：發明
國別省市：US[美國]