[发明专利]用于制造铲斗的系统和方法

说明书

一种通过铸造来制造铲斗的方法包括确定铲斗的体积容量。通过基于铲斗的体积容量从多个上模箱和下模箱中选择上模箱和下模箱，对模块化模具组件进行配置。此外，基于铲斗的体积容量从多个第一型芯中选择第一型芯。对上模箱、第一型芯、第二型芯和下模箱进行组装，使得上模箱、第一型芯、第二型芯和下模箱一起限定出铲斗形模腔。模腔的体积取决于上模箱、第一型芯和下模箱的选择。将熔融材料倒入模腔中，并且在熔融材料凝固之后从模块化模具组件上移除铸造铲斗。

技术领域

本发明涉及挖掘机铲斗的制造。更具体地，本发明涉及一种用于通过铸造工艺来制造挖掘机铲斗的模块化模具组件。

背景技术

铲斗通常是用作与诸如挖掘机、轮式装载机之类的运土机一起使用的机具，并且承受极大程度的负荷和磨损。除了能够承受负荷及磨损环境之外，挖掘机铲斗还必须足够坚固，以便能承受数千次或者在某些情况下数百万次的循环(一次循环是指渗入到材料中、挖起并进行倾倒的每一次重复)。如果挖掘机铲斗容易故障，那么，对挖掘机铲斗进行更换可能就等同于巨大的部件和人工花费以及停机时间。能够承受多次循环而不会发生断裂的可靠铲斗可以是运土机所有者的重要需求。

由于铲斗的尺寸和重量以及其他因素，铲斗可能价格昂贵，并且在制造上也有难度。铲斗通常构造成多块钢板的焊接件。操纵这些体积大且较重的钢板彼此对齐并且随后正确地执行焊接可能是一项困难且高成本的任务。此外，近来已经发现的是，通过将金属件焊接在一起而制造出的铲斗在达到预期使用寿命之前就逐渐故障了。由于焊接接头在各种应力和应变下的结构强度相对于铲斗的其他部分来说相对较低，因此通常情况下，铲斗的故障发生在该焊接接头处。

另一种以不同于将金属件焊接在一起的方式来制造铲斗的方法可以是铸造工艺。通过铸造工艺将铲斗制成单一部件，这样便消除了任何主要接头等。将熔融金属倒入模具中的具有一定体积的铲斗形空腔中，并且熔融金属发生凝固并进行后处理以制成铲斗。然而，由于铲斗是按照它们将要使用的应用领域而以各种体积容量进行制造，因此，要具备与所有体积容量相对应的不同的模具设置可能是昂贵的。

例如，欧洲专利申请2,149,639(称为'639申请)公开了一种通过铸造而制造的耐磨耐冲击挖掘机铲斗。该挖掘机铲斗是通过制成其形状与铲斗的形状相同的木制或金属铸造模型而制造的。将该铸造模型插入到型箱中，并使用型砂对其进行砂型铸造，从而形成浇口。将模型从型箱中取出以形成模腔。对铸块进行加热并将其倒入模腔中。所倒入的铸块发生凝固，并将上模部分和型箱与凝固后的铸块分离，制成砂铸铲斗。然而，'639申请中公开的挖掘机铲斗的制造方法无法实现通过使用相同的一组工具来制造不同尺寸的挖掘机铲斗。而为了制造出不同尺寸的挖掘机铲斗，则将需要新的铸造模型。若要在库存里一直储备有与挖掘机铲斗的所有所需尺寸相对应的铸造模型，则可能使得成本效率变低。

因此，需要一种改进的铸模来适应具有不同体积容量的铲斗的铸造。

发明内容

在本发明的一个方面，提供了一种通过铸造来制造铲斗的方法。该方法包括确定铲斗的体积容量。该方法包括配置模块化模具组件以制造铲斗。模块化模具组件的配置包括基于铲斗的体积容量从多个上模箱中选择上模箱。模块化模具组件的配置包括基于铲斗的体积容量从多个下模箱中选择下模箱。模块化模具组件的配置包括基于铲斗的体积容量从多个第一型芯中选择第一型芯。模块化模具组件的配置进一步包括组装上模箱、第一型芯、第二型芯和下模箱，使得上模箱、第一型芯、第二型芯和下模箱一起限定出铲斗形模腔。模腔的体积取决于上模箱、第一型芯和下模箱的选择。该方法还包括将熔融材料倒入模腔中，并且在熔融材料凝固之后从模块化模具组件上移除铸造铲斗。

在本发明的另一方面，提供了一种用于制备模块化模具组件的模型组件。模块化模具组件生产具有不同体积容量的铲斗。模型组件包括具有中空形状的箱。箱包括底座和联接到底座的四个侧壁。模型组件包括联接到箱的底座的第一模型。模型组件还包括可移除地联接到第一模型的第二模型。基于铲斗的所需体积容量从多个第二模型中选择第二模型。