用于低压铸造金属产品的设备的制作方法

1.本发明涉及一种用于低压铸造金属产品的设备。


背景技术：

2.众所周知，使用低压铸造工艺来生产金属合金铸件涉及使用成形模具，该成形模具有其中倾倒有金属物料的凹模，该金属物料首先通过合适的熔炼炉熔化。
3.成形模具通常由可相对于彼此移动的两个或更多个部件(在所属领域中被称为“半模具”)构成，这些部件可从相互间隔开的开放构型转变成相互接触的闭合构型，从而一起限定上述的凹模。
4.更详细来说，在工艺开始时，半模具移动以相互分开，以便使操作者能够对成形凹模实施一系列初步准备操作。
5.一旦准备操作完成，两个半模具闭合以形成成形模具并且布置在熔炼炉处，该熔炼炉将熔融金属引入这些半模具中。
6.当铸件已充分固化并且冷却时，成形模具移动到脱模区域，且两个半模具开放以允许脱离出形成的铸件。
7.在移动半模具时，使用已知的操纵器，其中移动由一系列液压致动器进行致动。
8.尽管此种解决方案有利于半模具的移动，但会增加对操作者及对环境的安全风险。
9.举例来说，在如铸造厂的高温环境中需要考虑漏油的可能后果。
10.此外，此种操纵器具有相当大的重量及负担，并且该解决方案的操纵器的特征构造复杂，因此最终成本特别高。
11.同样必须考虑的是，液压类型的操纵器一般较慢并且不灵活，且移动相当不精确。
12.事实上，液压致动器无法执行上部半模具超过90
°
的旋转，因此仅为这些半模具限定两个位置。


技术实现要素：

13.本发明的目标是提供一种用于低压铸造金属产品的设备，该设备克服所引用的现有技术的缺点。
14.在这个目标内，本发明的目的是提供一种如下的设备：该设备使构成成形模具的部件可以以精确、快速及高度可重复的方式移动。
15.本发明的另一目的是提供一种特别灵活的设备，该设备使得可简化其所置放的整个工厂的布局，并且能够容易地适应工厂中的任何变化。
16.本发明的另一目的是提供一种对于用户及在工厂附近工作的人员来说以及对于环境来说安全的设备。
17.通过一种用于低压铸造金属产品的设备来实现以上目标、及以上目的与将在下文中变得更显而易见的其他目的，该设备包括至少一个成形模具，该成形模具设置有适于接
收熔融金属物料的腔体，该成形模具包括至少两个部件，该至少两个部件可在开放构型与闭合构型之间移动，在开放构型中，两个部件相互间隔开，在闭合构型中，两个部件一起限定腔体，成形模具由具有多个自由度的操纵器支撑及移动，该设备的特征为该操纵器包括多个可移动部件，多个可移动部件由被控制单元驱动的电动机装置致动。
附图说明
18.通过对根据本发明的设备的优选但不排他的实施例的说明，本发明的其他的特性及优点将变得更显而易见，在附图中通过非限制性实例示出该设备，在附图中：
19.图1是熔炼炉以及根据本发明的设备的侧视图；
20.图2是图1的设备的部件的立体图；
21.图3和图4是图1的设备的另一部件的立体图；
22.图5和图6是图3和图4的部件的细节的立体图；
23.图7是图1的设备的俯视图；
24.图8是沿着图7的线viii-viii截取的截面图；
25.图9a至图9d是根据本发明的设备的部件在四种不同的操作构型下的立体图。
具体实施方式
26.参照附图，用于低压铸造金属产品的设备总体上由参考标号1表示。
27.设备1包括由两个部件4a、4b(也被称为“半模具”)构成的成形模具2，这些部件可在开放构型与闭合构型之间移动，在开放构型中，两个部件相互间隔开，在闭合构型中，两个部件相互接触。
28.更具体地，在闭合构型中，两个部件4a、4b一起限定适于接收熔融金属物料的腔体3。
29.例如，金属物料可通过熔炼炉6被加热并变成液体或半固体状态，该熔炼炉是传统的熔炼炉且并不会详细描述。
30.成形模具2的两个部件4a、4b由具有多个自由度的操纵器10支撑及移动。
31.根据本发明，操纵器10的可移动部件的所有移动都是通过传动装置获得的，该传动装置由被合适的控制单元驱动的电动型的马达装置致动。
32.更精确地，操纵器10的旋转运动是通过由无刷电机致动的高扭矩减速齿轮获得，而线性移动是使用线性螺旋致动器获得的，该线性螺旋致动器也由另外的无刷电机致动。
33.优选地，在操纵器10中，使用防护等级至少为ip65的电动机，使用由可承受高温的护套保护的电缆供电。
34.在所示的实例中，操纵器10具有固定基座5以及安装在该固定基座上的支柱11，使得该支柱可围绕竖直定向的第一轴线100旋转。
35.有利地，在未示出的实施例的变型中，基座5可悬挂在天花板上且支柱11可从天花板向下延伸。
36.支柱11与固定基座5通过第一接头21相互连接，该第一接头与第一电动机31通过介于之间的第一减速齿轮41而相关联。
37.第一铰接元件12安装在支柱11上并且可围绕横向于第一轴线100且水平定向的第
二轴线200摆动。
38.第一铰接元件12通过第二接头22连接到支柱11，并且该第一铰接元件由第二电动机32通过第二减速齿轮42移动。
39.臂状件13从第一铰接元件12延伸，并且该臂状件适于支撑且移动成形模具2的两个部件4a、4b。
40.在附图中未示出的其他实施例中，设备1可包括多个臂状件13，这些臂状件全部连接到单个支柱11。
41.更详细地，臂状件13包括肘形部15，这些肘形部通过第三接头23连接到第一铰接元件12，使得臂状件13能够围绕横向于第二轴线200的第三轴线300旋转。
42.此种旋转由联接到第三减速齿轮43的第三电动机33控制。
43.有利的是，臂状件13由第一部段14a及第二部段14b组成，该第一部段沿着与第三轴线300基本上平行的第四轴线400固定，该第二部段14b可沿着第四轴线400移动。
44.部段14a与部段14b通过滑动装置24相互联接，例如由滑动及导向系统构成的常规滑动装置，且不再进行详细描述。
45.在此种情形中，第二部段14b伸缩地安装在第一部段14a上，并且该第二部段可沿着第四轴线400滑动。
46.优选地，第二部段14b通过由第四电动机34致动的线性致动器44沿着第四轴线400移动。
47.第二铰接元件16a、16b安装在相应的部段14a、14b上，并且这些第二铰接元件可围绕横向于第四轴线400布置的第五轴线500a、500b摆动。
48.第二铰接元件16a、16b与部段14a、14b之间的连接通过第五接头25a、25b获得，这些第五接头通过与第五电动机35a、35b相关联的第五减速齿轮45a、45b而移动。
49.第二铰接元件16a、16b分别具有第一头部17a及第二头部17b，其中每一个可分别围绕第六轴线600a和600b摆动。
50.头部17a、17b摆动所围绕的第六轴线600a、600b横向于第五轴线500a、500b布置，并且这些第六轴线由第六接头26a、26b限定，这些第六接头将这些头部17a、17b连接到第二铰接元件16a、16b。
51.方便的是，第六电动机36a、36b安装在第二铰接元件16a、16b上，并且这些第六电动机适于通过第六减速齿轮46a、46b致动第六接头26a、26b。
52.头部17a、17b分别支撑第一凸缘18a及第二凸缘18b，第一凸缘及第二凸缘被安装成使得它们可围绕横向于第六轴线600a、600b的第七轴线700a、700b旋转。
53.成形模具2的部件4a、4b可通过连接到第七精密减速齿轮47a、47b的第七无刷电机37a、37b以围绕其第七轴线700a、700b彼此独立地旋转，从而确保部件4a、4b之间的联接。
54.凸缘18a、18b通过第七接头27a、27b连接到头部17a、17b，这些第七接头与第七电动机37a、37b通过介于之间的第七减速齿轮47a、47b而相关联。
55.凸缘18a、18b中的每一个适于支撑成形模具2的两个部件4a、4b中的一个，因此可使用根据本发明的操纵器10以有效且精确的方式移动该成形模具。
56.方便的是，上述电机31-37b(即，相应的接头21-23及25a-27b或滑动装置24)与换能器(例如编码器)相关联，以用于控制操纵器10的可移动部件11-18b的位置。
57.操纵器10的移动及成形模具2的操作(例如两个部件4a和4b从开放位置到闭合位置的转换，反之亦然)由操作者控制的控制单元管理。
58.方便地是，此种控制单元具有连接到设备1的电气/电子部件的微处理器系统，并且该控制单元配置成以各种不同的操作模式(例如自动模式及手动模式)控制操纵器10。
59.参照图6，头部17a还包括由电动机构成的脱模器38，电动机使头部17a能够沿着其第七轴线700a移动。
60.在附图中未示出的其他实施例中，脱模器38由液压致动器构成。
61.根据本发明的设备的操作如下。
62.在铸造工艺的初始步骤中，成形模具2的两个部件4a和4b处于开放构型(即，两个部件4a和4b彼此间隔开)，以允许操作者实施在准备腔体3时任何必要的操作。
63.同时，在熔炼炉6中金属物料被加热直到金属物料达到液体或半固体状态。
64.随后，操纵器10的两个头部17a、17b相互靠近地移动在一起，使成形模具2的两个部件4a和4b到闭合构型，在闭合构型中两个部件一起限定腔体3。
65.然后，成形模具2通过操纵器10被定位在熔炼炉6处，以允许熔融金属物料被引入到腔体3中。
66.一旦金属物料完全固化，便可使成形模具2的两个部件4a和4b打开并且脱模所期望的铸件。
67.在实践中已发现，本发明实现了设定的目标及目的，已提供一种用于低压铸造金属产品的设备，该设备使得可以精确、快速及高度可重复的方式移动组成成形模具2的部件4a和部件4b。
68.事实上，由于操纵器10的可移动部件11-18由电动机31-37致动，因此所有的移动均以高精度及可重复性进行且非常快速。
69.应注意，由于设备1可通过相同的电机和/或致动器且经由相同的运动实施各种不同的操作和/或功能，因此设备1是相当多功能的。
70.实际上可以通过电机32-37b的旋转来使模具2的部件4a和部件4b旋转成如图9a至图9d中所示的不同构型。
71.使用电动机，而不是液压致动器，使部件4a、4b旋转甚至可能旋转360
°
，因此限定这些部件的四个位置。
72.例如，对于石墨化操作，可将部件4a和部件4b旋转90
°
，以将部件4a和部件4b从彼此面对的位置(图9a)带到这些部件被降低的位置(图9b)，并且通过继续运动，可将部件4a和部件4b旋转180
°
(这是使用液压致动器的常规设备所不容许的操作)，以将部件4a和部件4b带到另一位置(图9d)以进行自动清洁。
73.通过将部件4a、4b从石墨化位置(图9b)围绕不同的轴线旋转90
°
，可将这些部件带到第四位置(图9c)以进行手动清洁。
74.因此，成形模具2可被带到不同的位置并且非常容易地定位，因此简化安装设备1的工厂的布局并且简化对该设备的任何修改。
75.另外，应注意，通过使用电动机31-37b会节省相当多的能量。
76.从实验测试中看出，根据本发明的设备实现约3kw量级的功耗，而使用液压致动器的类似的常规设备的功耗为约10kw量级。
77.最后同样重要的是，已发现根据本发明的设备1对于用户及在工厂附近工作的人员以及对于环境来说是安全的。
78.根据本发明的用于低压铸造金属产品的设备可具有诸多修改及变化，所有修改及变化均处于随附权利要求书的范围内；此外，所有细节可由技术上等效的元件替代。
79.自然地，所采用的材料以及尺寸及形状可为根据要求及现有技术的状态使用。
80.本技术要求意大利专利申请第102019000007824号的优先权，其公开内容通过引证结合于此。
81.在任何权利要求中提到的技术特征后面跟随有参考标号和/或符号的情况下，包括这些参考标号和/或符号的唯一目的是增加权利要求书的可理解性，因此这些参考标号和/或符号对以实例方式对由这些参考标号和/或符号标识的每一元件的解释不具有任何限制作用。