[发明专利]用于复杂铸件的内部清理的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及铸件的除芯，并且尤其涉及一种用于从发动 机铸件的内部通道清理型芯砂的方法和装置。

背景技术

在用于形成例如用于内燃机缸体的铸件的精密砂型铸造 工艺中，由树脂粘结的砂芯组装成消耗性模制包装(expendable mold package)。这些砂芯限定出铸件的内表面和外表面。通常，树脂涂覆的 铸型砂被吹入型芯盒中并且被固化从而形成消耗性模制包装。在共有 的美国专利No.6,615,901中示出且描述了一种典型的模制包装，其内容 通过引用全部并入本文。

在浇铸熔融金属例如铝或铸铁以形成铸件之后，必须去 除砂芯，这在工艺中称为″除芯(decoring)″。通常采用除芯机来从铸 件中去除砂芯材料。在将铸件装入除芯机之前，通常会对铸件进行预 处理。预处理可包括对铸件进行高能冲击，例如，使用气锤等等。这 个冲击使内部型芯破裂，使得在铸件的内部通道之内发生至少有限量 的型芯运动。除芯机利用型芯的有限运动来促使型芯进一步破裂成可 流动的型砂。

一种典型的除芯机可采用摇动原理来进一步粉碎砂芯并 且从除芯机向外输送型芯材料。一种采用摇动原理的已知除芯机是 Swingmaster^TM除芯机，由奥地利的Fill Gesellschaft m.b.h.制造并且在北 美洲由在俄亥俄州的哥伦比亚的Rimrock公司经销。在奥地利专利 No.003791中描述了这种Swingmaster^TM除芯机，其通过引用并入本文。 Swingmaster^TM除芯机具有两个不平衡型轴，它们在转动方向上产生直 接力，引起铸件的正弦振动。通过使铸件承受具有足够振幅的正弦振 动并且同时使铸件围绕水平轴线旋转从而使型芯破裂，Swingmaster^TM除芯机就从铸件中去除型芯。除芯机引起的铸件的围绕水平轴线的旋 转可进一步使得自由流动的型砂和型芯材料从铸件的内部通道脱落。 一旦去除了自由流动的型砂和型芯材料，剩余的型芯材料就能在通道 内更自由地运动，加快了型芯的粉碎以及从铸件的最终去除。由此可 以使显著量的型芯破裂并且从铸件的内部通道去除。

这种典型的除芯机和工艺没有去除个别砂粒，这些个别 砂粒会附着在铸件壁上，归因于称作″机械粘砂″和″粘砂″的现象。通常 通过后续工艺实现复杂铸件的内部通道中的附着材料的去除。附着材 料的去除是通过下列方法中的至少一个实现的：表面冲击法例如喷丸 处理等；磨损法例如研磨、振动介质清理、刷清、凿刻等；冲刷法例 如高速水喷射等；以及高能机械冲击例如电弧/水下工艺等。这些方法 中的每一个都不合需要地增大了除芯工艺的成本和复杂性。

仍然需要一种成本效率合算的方法和系统来从铝铸件和 铁铸件的狭窄通道中去除型芯砂和其他杂质。理想地，这种方法和系 统会使清理复杂铸件的可靠性最大化。

发明内容

根据本发明，惊奇地发现了一种成本效率合算的方法和 系统来从铸件的狭窄通道中去除型芯砂和其它杂质，并且使清理复杂 铸件的可靠性最大化。

在一个实施例中，一种用于对具有内部通道的铸件除芯 的方法，包括以下步骤：提供具有布置在内部通道中的型芯材料的铸 件；提供配置成选择性地使铸件振动且选择性地使铸件旋转的除芯装 置；将铸件固定在除芯装置中；将一些弹丸引入铸件的内部通道之中； 使铸件振动；以及使铸件旋转。因此，通过铸件的振动和旋转促使弹 丸冲击内部通道的表面从而从那里去除型芯材料。通过铸件的旋转促 使型芯材料和弹丸离开铸件的内部通道。

在另外的实施例中，一种用于对具有内部通道的铸件除 芯的系统，包括除芯装置和弹丸配送器。除芯装置配置成选择性地使 铸件振动且选择性地使铸件旋转。弹丸配送器与铸件相连通并且适于 向铸件的内部通道传送一些弹丸。

在另一实施例中，一种用于具有内部通道的铸件的除芯 装置，包括带有机架布置在其上的固定底座。转子可旋转地与机架相 连。用于牢固地保持铸件的夹紧组件与该转子相连。第一电机与该夹 紧组件相连并且配置成沿着第一轴线选择性地使铸件振动。第二电机 与该转子相连并且配置成围绕第二轴线选择性地使该铸件旋转。第三 电机布置在该夹紧组件上并且配置成围绕第三轴线选择性地使该铸件 旋转。

附图说明