专利名称：铸造机的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用温度传感器以直接检测熔化金属温度的铸造机。
背景技术：
传统上，用于摩托车引擎的气缸盖例如由低压铸造方法制造。JP-B-3201930公开了此种类型的低压铸造机。此专利文献中公开的铸造机具有包括下模和上模的模具；和布置在模具之下的坩锅。并且，其被设计成加压储存在坩锅中的熔化金属，以强迫其穿过升液管供应至下模的浇口。
为了提高生产率，铸造机的从开始供应熔化金属至打开模具的操作过程是自动的。更具体而言，在操作者旋开启动开关后，铸造机基于模具和熔化金属温度计算供应熔化金属的时间(以下称作加压时间)，以在此加压时间内加压熔化金属并随后将其供应至模具。嵌入模具中的温度传感器检测模具温度，而设置在坩锅中的另一个温度传感器检测熔化金属温度。预设的加压时间是这样的长度其使得在加压时间开始之后熔化金属填充模具并且熔化金属的凝固区域从模具的上部扩展到下部以到达浇口内部。
换言之，在加压时间过去之后完成熔化金属的加压允许未凝固的金属从浇口通过升液管下流回至坩锅。仅凝固的熔化金属留在浇口内部。在这种情况下，模具中凝固的铸件不具有流动性，但是其仍然足够软以在取出模具时容易地变形。这相当大地降低了模具形状和尺寸精确度。因此，该铸造机被设计成在备用时间之后打开模具，在完成熔化金属的加压之后铸件在该备用时间内变得足够硬以不会变形。从完成熔化金属加压的时间点到打开模具的时间点的时间周期(以下称作凝固时间)是基于熔化金属供应停止时的模具温度通过计算来得到的。
发明内容
本发明要解决的问题对于如上构造的传统铸造机而言，需要以更高的精度检测加压时间及凝固时间。这是因为如果上述时间不准确，则会导致铸件具有缺陷。但是，在传统类型的铸造机中，加压及凝固时间均基于模具温度、及由坩锅内的温度传感器所检测的熔化金属温度来计算获得，这导致对精确确定那些时间的限制。
此外，在传统铸造机中，用于完成加压熔化金属的时间以及用于打开模具的时间会不必要的迟滞。这导致较长的周期时间及因此而降低生产率的问题。这些迟滞的时间源于加压及凝固时间，它们被设置得足够长以确保完全完成对熔化金属的加压及凝固。
用于此类铸造机的模具有时会由于不必要的长时间吹动高压空气(用于在模具打开后从毁坏的型芯移除沙粒，或用于为下一个铸造周期安装型芯)而过度冷却。这使得难以在铸造过程开始时保持模具温度恒定。因为在铸造过程开始时模具温度相对较低，则用于熔化金属的凝固时间较短。相较而言，因为在铸造过程开始时模具温度相对较高，则用于熔化金属的凝固时间较长。换言之，尽管如上所述模具的温度会有所变化，但在传统的铸造机中，加压及凝固时间被预定得足够长以制造无缺陷铸造产品。
考虑前述问题而完成了本发明。本发明的目的是提供一种铸造机，其具有提高的生产率，这通过最大限度地减少铸造过程的周期时间至铸件成为无缺陷产品所需期间而达成。
解决问题的手段为了达成上述目的，本发明提供了一种铸造机，其包括用于检测温度的温度传感器，所述温度被用来控制操作时间，其中所述温度传感器位于这样的位置该位置处的凝固晚于模具的型腔处发生的凝固，所述温度传感器的温度检测部分直接接触熔化金属。
本发明的效果如上所述，在根据本发明的权利要求1至3的铸造机中，温度传感器被用来直接检测晚于型腔处凝固的熔化金属的温度。这允许在铸件的温度达到用于停止熔化金属供应或打开模具的最佳温度时停止熔化金属供应或打开模具。由此，在根据这些发明的铸造机中，可以尽快地减少熔化金属的供应时间及凝固时间(从停止供应熔化金属至模具打开)至铸造无缺陷产品所需的期间。由此通过减少铸造周期时间，这进一步提高了生产率。
在权利要求4的发明中，可以检测熔化金属中的温度。此外，温度传感器的温度检测部分可以容易地在铸造过程后从铸件移除。
因此，在根据本发明的铸造机中，当模具打开或铸件从模具分离时，可以防止温度检测部分损坏，同时以高精度检测熔化金属的温度。
在权利要求5和6的发明中，接近下模中浇口与浇道之间的边界的区域位于铸件的产品部分的外侧，而填充该区域的熔化金属因此具有大体等于铸件的产品部分中的熔化金属的温度，并因此以与产品部分相同的方式凝固但略晚于在那里发生的凝固。因此，由温度传感器所检测的铸件的产品部分的外部的温度等于铸件的产品部分内的温度。因此，在根据这些发明的低压铸造机中，尽管温度传感器直接检测熔化金属的温度，但不会在产品部分上留下温度传感器的痕迹，因此可生产合格的铸件。
在权利要求7的发明中，低压铸造机直接检测熔化金属的温度，并基于此检测的温度确定完成对熔化金属加压的时间及打开模具的时间。这确保了根据铸造的条件以最及时的方式完成对熔化金属的加压并打开模具，即使在铸造过程开始时模具的温度产生变化。
因此，根据本发明，不需要不必要地延长或缩短用于熔化金属加压及凝固时间，或者可以将加压及凝固时间最小化到使铸件成为无缺陷产品所需的时间。这使得可提供具有进一步提高了生产率的低压铸造机。
在权利要求8及9的发明中，重力铸造机直接检测熔化金属的温度，并基于此检测的温度确定打开模具的时间。这确保了根据铸造的条件以最及时的方式打开模具，即使在铸造过程开始时模具的温度产生变化。
因此，根据本发明，不需要不必要地延长或缩短用于熔化金属的凝固时间，或者可以将凝固时间最小化到使铸件成为无缺陷产品所需的时间。这使得可提供具有进一步提高了生产率的重力铸造机。
图1是前视图，示出了低压铸造机的构造。
图2A是模具的放大竖剖视图。
图2B是模具的放大横剖视图。
图3是重要部件的放大横剖视图。
图4是温度传感器的剖视图。
图5是用于说明铸造机操作的流程图。
图6是坐标图，示出浇道中的熔化金属温度如何变化。
图7是剖视图，示出了在低压铸造机的浇口处安装温度传感器的另一图8A是用于重力铸造机的模具的横剖视图。
图8B是用于重力铸造机的模具的竖剖视图。
图9A是用于重力铸造机的模具的横剖视图。
图9B是用于重力铸造机的模具的竖剖视图。
图10是用于说明铸造操作的流程图。
图11是坐标图，示出熔化金属温度如何变化。
具体实施例方式
(第一实施例)现在，参考附图描述本发明的实施例。
在图1至图6中，参考标号1表示第一实施例的低压铸造机。铸造机1被设计用于在低压铸造工艺中铸造摩托车引擎的气缸盖(未示出)。如所公知的，铸造机1包括熔炉2、布置在熔炉2上方的模具3、以及以下将描述的控制器4，控制器4用于控制模具3及熔化金属5的温度，并操作以打开并关闭模具3，并供应/停止供应熔化金属5等。用于通过铸造机1铸造的金属是铝合金。
熔炉2包括形成为盒状并具有向上开口的主单元6；用于覆盖该主单元6的向上开口的盖体7；用于储存熔化金属5的坩锅8；以及附装至盖体7使得其下端浸入熔化金属5中的升液管9等。熔炉2的主单元6具有内置加热器(未示出)，用于加热坩锅8中的熔化金属5达到预定温度，并连接至加压装置10。设计为通过将惰性气体供应至主单元6中以加压熔化金属5的上表面使其进入升液管9的加压装置10通过气管(未示出)被连接至形成在主单元6中的连接端口6a。将在以下描述的控制器4控制来自加压装置10的加压压力以及加热器的温度。
在铸造机1的铸造过程中，与传统铸造机相同，在模具3被夹紧的情况下，加压装置10将熔炉2的主单元6的内部加压。在铸造过程中，加压主单元6的内部迫使熔化金属5从坩锅8向上进入升液管9然后进入位于升液管9上方的模具3。
如图2A及2B所示，模具3包括上模11及下模12，并由驱动单元13支撑(见图1)。上模11具有形成有向下开口的型腔14，并被附装至驱动单元13的台板15。型腔14指用于形成铸件的制造部分的凹入。台板15被支撑在驱动单元13的基体16上以通过系杆17向上/向下移动，由此可通过向上/向下运动发动机15a向上/向下移动。通过将在以下描述的控制器4来控制向上/向下运动发动机15a的旋转。
下模12具有形成有向上开口的型腔18，并通过支撑构件19被固定在基体16上。下模12和上模11设置有加热器(未示出)，用于将它们预热至准备铸造的温度；和水冷装置(未示出)，用于在铸造过程中保持模具温度。控制器4控制加热器温度并打开/关闭水冷装置。
如图2A、2B和3所示，在下模12的内部底部处形成从型腔18的一侧延伸至另一侧的浇道21，以及从浇道21的底部向下延伸的浇口22。
如图2B所示，浇口22形成在下模12的底部处，使得从上面观察时具有椭圆形状，通过钻孔来建立拔模角度使得浇口22的开口直径朝向顶部逐渐变大，如图3所示。用于防止杂质进入模具3内部的金属网过滤器23安装到浇口22上端处的开口。浇口22的底端连接至设置在支撑构件19中的浇口杯24的顶端。
浇口杯24在竖直方向上穿过支撑构件19。从升液管9(见图1)的顶端供应熔化金属5，升液管9的顶端与支撑构件19的底面接触。更具体地，在铸造过程中，熔化金属5从升液管9通过浇口杯24流入浇口22中，从该浇口22，熔化金属5通过过滤器23进入浇道21以供应进入型腔14、18。以此方式填充模具3的熔化金属5开始在型腔14、18中凝固{产品部分25(见图3)}。随着时间流逝，熔化金属5的凝固区域从浇道21扩展到浇口22中。
如图3所示，用于检测熔化金属5的温度的温度传感器26安装到下模12。如图4所示，温度传感器26包括保护性金属装置28，保护性金属装置28包括在竖直方向上延伸的保护部分26a；在保护部分26a的基端处与保护部分26a一起形成为一个体的支撑部分26b；和轴向穿过保护性金属装置28的通孔27。温度传感器26还包括插入通孔27中的热电偶。温度传感器26配合到在下模12中钻的安装孔30中。
如图3所示，安装孔30由在浇道21中具有开口的小直径部分30a和具有朝向模具外部导向的开口的大直径部分30b组成，保护部分26a安装在小直径部分30a中，支撑部分26b安装在大直径部分30b中。此外，安装孔30被钻成使其在模具打开方向上(图3中的竖直方向)延伸穿过下模12，并靠近下模12中的浇口22一侧。换言之，作为将温度传感器26插入安装孔30的结果，温度传感器26位于熔化金属5凝固晚于型腔14、18处的位置。
如图4所示，安装在大直径部分30b中的支撑部分26b不允许安装到下模12的保护性金属装置28的移动，由此其不能从图中所示的位置进一步往模具11内部插入。保护性金属装置28和下模12由相同材料制成。在第一实施例中，对热模使用合金工具钢(SKD)。
保护性金属装置28的与支撑部分26b一起安装在安装孔30中的长度被设计成使温度检测部分28a或保护性金属装置28的顶端突出到浇道21中。温度检测部分28a如图4所示形成为具有朝向顶端逐渐变小的外径。换言之，温度检测部分28a形成拔模角度或锥度。
在第一实施例中，温度检测部分28a具有向上凸起的穹顶形状尖端部分28b，热电偶29的两种类型导体29a、29b的各自的顶端焊接到尖端部分28b。更具体地，穿过通孔27的导体29a、29b的各自的顶端面向尖端部分28b的开口，以利用共用材料(用于热模的合金工具钢(SKD))制成的焊接电极将它们一起焊接来堵塞开口。焊接的开口然后被打磨成穹顶形状。
使用公知的常用镍铝-镍铬合金热电偶29。其包括两种类型的导体29a、29b，它们通过焊接至尖端部分28b互相导通。以此方式设置热电偶29允许温度传感器26检测与保护性金属装置28(保护部分26a)的尖端部分28b(热电偶29焊接在这里)相接触的熔化金属5的温度。
穿过保护部分26a至支撑部分26b的两个导体29a、29b被引到下模12的外部。它们通过焊接至支撑部分26b的不锈钢管道31的内部连接至控制器4。在第一实施例的温度传感器26中，耐火绝热粉末32围绕导体29a、29b填充在通孔27中。对于耐火绝热粉末32，例如可以是用于柴油发动机的电热塞的氧化镁(MgO)。
如图1所示，控制器4包括熔化金属温度控制器33、模具温度控制器34、加压压力控制器35和铸造条件调节器36。
熔化金属温度控制器33控制熔炉2的加热器的温度以将坩锅8中的熔化金属5加热至预定温度。稍后描述的铸造条件调节器36对使用的每个模具确定熔化金属5的温度。
模具温度控制器34控制模具3中的加热器和冷却装置的温度，以将模具3加热至预定温度。铸造条件调节器36确定使用的每个模具3的温度。
加压压力控制器35打开/关闭加压装置10，同时控制从加压装置10供应的气体量，使得从坩锅8供给到模具3中的熔化金属5的供给速率等于预定速率。铸造条件调节器36对使用的每个模具确定预定的供给速率。
通过铸造条件调节器36，根据用于铸造过程的每个模具，与铸造条件相关的数据，例如模具和熔化金属温度、加压和凝固时间以及熔化金属5的供给速率等都被发送到熔化金属温度控制器33、模具温度控制器34和加压压力控制器35。铸造条件调节器36输出用于加压压力控制器35的启动/停止信号，从而以各个预定时间启动/停止加压熔化金属5。铸造条件调节器36还输出用于驱动单元13的模具打开/夹紧信号，从而以预定时间分别向上/向下移动上模11。
在这些启动/停止信号和模具夹紧/打开信号当中，当用温度传感器26检测的温度达到预定温度T1、T2时分别发送停止和模具打开信号(见图6)。温度T1是用于完成加压熔化金属5的最佳温度，其被预定为由于在产品部分、浇道部分和浇口的上部中的凝固，它们中的熔化金属5没有流动性，同时从浇口的上部在升液管9一侧上的熔化金属5仍然有流动性。
换言之，温度T1被预定成这样的最大值即使加压装置10停止加压，仅在升液管9的位于浇口的上部之下的一侧上的熔化金属5朝向坩锅8一侧向下流动。如图3所示，在第一实施例中，温度T1被预定为过滤器23的上部可以保留在铸件中。低于温度T1的温度T2是用于打开模具的最佳温度，并且其被预定成这样的最大值，即打开模具时该最大值处熔化金属5被充分凝固成不能改变的铸件形状和尺寸。
第一实施例的铸造条件调节器36被设计成即使在由于一些故障而导致温度传感器26不能检测温度T1、T2的条件下，也能生产无缺陷的产品。换言之，铸造条件调节器36被设计成在温度传感器26失效的情况下，基于时间(加压和凝固时间)而不是由温度传感器26检测的温度来确定完成加压熔化金属5的时间，并确定打开模具的时间。
更具体而言，铸造条件调节器36被设计成在温度传感器26是缺陷产品或者有故障的情况下，当从熔化金属5的加压开始已经经过预定加压时间时完成熔化金属5的加压。铸造条件调节器36还被设计成当从熔化金属5的加压完成开始已经经过预定凝固时间时打开模具。
加压时间指从开始供应熔化金属5的时间点到熔化金属5的凝固区域扩展到浇口22的时间点的周期。该加压时间是根据使用的模具3的类型，基于开始供应熔化金属5时模具3的温度和坩锅8中的熔化金属5的温度通过计算来获得的。凝固时间指用于使模具3内部的铸件充分凝固而不会在完成熔化金属5的加压之后容易变形所需的周期。该凝固时间是根据模具3的类型，基于在完成熔化金属5的加压时模具3的温度通过计算来获得。这些加压和凝固时间可以预先储存在存储器(未示出)中作为表，并根据需要从存储器中读取。
接下来参考图5和6，结合控制器4的进一步详细构造来详细描述铸造机1的前述操作。此处，仅描述了重复进行的铸造工作中的一个周期(一次)。因此假设用于每个模具3的铸造条件已经输入铸造条件调节器36，并且模具3和熔化金属5的温度已经达到目标铸造温度。铸造条件的输入是通过将给定的预定值输入到用于每个模具3的执行程序来完成的。
例如通过旋开启动开关(未示出)来启动其中模具3被夹紧的铸造机1的铸造工作。当启动开关被旋开时，铸造条件调节器首先确定模具3和熔化金属5的当前温度是否在用于生产无缺陷产品的范围内，如图5中的步骤S1所示。用于生产无缺陷产品的范围指铸件能够成为无缺陷产品的温度范围，其对于每个模具是预定的。如果是否，或者前述温度落在用于生产无缺陷产品的范围之外，则过程进行至步骤S2，并进行报警过程，其中铸造条件调节器36给操作者温度异常的提示。这导致停止铸造操作。
如果是在该范围之内，则铸造条件调节器36计算熔化金属5的加压时间(步骤S3)，这对于在温度传感器26不能工作的情况下执行铸造过程是非常重要的。然后在步骤S4中，铸造条件调节器36将启动信号与用于熔化金属5的供给速率的数据一起发送到加压压力控制器35。以此方式发送至加压压力控制器35的启动信号引起加压装置10将惰性气体供应到熔炉2中，且加压的熔化金属5从升液管9通过浇口杯24、浇口22和过滤器供应到模具3中。熔化金属5的填充型腔14、18的部分首先在型腔14、18中的产品部分25中凝固。经过一定时间，熔化金属5的凝固区域从浇道21向下扩展至浇口22。此外，当如上所述加压装置10开始加压时，计时器(未示出)也同时启动。
此后，在步骤S5中，铸造条件调节器使用下模12中的温度传感器26来检测浇道21中的熔化金属5的温度。如图6所示，用温度传感器26检测的温度在铸造开始之后(在开始供应熔化金属5之后)突然增大，然后在一定时间内保持不变(随着熔化金属5在浇道21中流动)，之后逐渐减小。在步骤S6中，铸造条件调节器36将温度传感器26检测的最大温度与预定的温度范围进行比较。如果最大温度落在预定温度范围内，则铸造条件调节器36确定温度传感器26正常工作。相反，如果最大温度落在预定温度范围之外，则其确定温度传感器26没有正常工作(处于异常状态)。
在步骤S6中确定温度传感器26处于异常状态的情况下，当计时器指示的经过的时间达到步骤S3中获取的加压时间时，铸造条件调节器36发送停止信号至加压压力控制器35。然后加压压力控制器35接收到停止信号，其引起加压装置10停止供应惰性气体，由此完成熔化金属5的加压(步骤S7)。大致与停止供应熔化金属5的时间相同，铸造条件调节器36基于模具3的当前温度计算凝固时间(步骤S8)。
在步骤S7中停止供应熔化金属5之后，模具中的未凝固金属5从浇口22通过浇口杯24和升液管9流回至坩锅8。保留在模具3中的熔化金属5(没有流动性)在没有热供应的情况下进一步凝固，并且其硬度增加(步骤S9)。当完成熔化金属5的加压时，启动计时器(未示出)。
然后，在由计时器指示的时间达到凝固时间之后，铸造条件调节器36发送模具打开信号至驱动单元13。然后，驱动单元13接受到模具打开信号，其引起上模11向上移动以打开模具(步骤S10至S11)。
如果在步骤S6中为是或者确定温度传感器26正常工作，则在步骤S12中，铸造条件调节器36使用温度传感器26来检测浇道21中的熔化金属5的温度。用温度传感器26检测的温度如图6所示变化。在达到最大温度之后，随着熔化金属5进一步凝固其逐渐减小。当用温度传感器26检测的温度下降至预定温度T1时(步骤S13)，铸造条件调节器36发送停止信号至加压压力控制器35。然后加压压力控制器35接收到停止信号，其引起加压装置10停止惰性气体供应，由此完成熔化金属5的加压(步骤S14)。
当完成熔化金属5的加压时，未凝固的金属5降回到坩锅8中，而没有流动性的熔化金属5保留在模具3中。该保留的熔化金属5进一步凝固，因为没有热供应，其温度进一步降低。铸造条件调节器36使用温度传感器26来持续检测浇道部分中的熔化金属5的温度，如步骤S15、S16所示。当用温度传感器26检测的熔化金属5的温度下降至预定温度T2时，铸造条件调节器36确定完成凝固并发送模具打开信号至驱动单元13。
驱动单元13以此方式接收模具打开信号，其引起上模11向上移动以打开模具(步骤S11)。铸造工作的一个周期结束。在模具打开时，在铸件与上模11一起向上移动或者铸件保留在下模12中的任意情况下，当铸件从下模12分离时，温度传感器26的温度检测部分28a可以容易地从铸件移除。这是因为温度传感器26的温度检测部分28a形成拔模角度或锥度。如上所述，包括温度检测部分28a的保护性金属装置28和热电偶焊接部分由与模具相同的材料制成，由此提供了优异的耐磨性能。因此这防止这些部件被铸件磨损。
如上构造的低压铸造机1使用温度传感器26直接检测熔化金属5接近浇口22与浇道21之间的边界处的温度(熔化金属5的温度，在此处熔化金属5凝固晚于型腔14、18处的熔化金属5)。由此，低压铸造机1可在铸件的温度达到最佳温度时完成对熔化金属5的加压或将模具打开。由此可最小化用于熔化金属5的加压时间及凝固时间(从加压完成至模具打开)至铸件为无缺陷产品所需的时间。因此减小了铸造周期时间，从而进一步改善了生产率。
用在第一实施例的铸造机1中的温度传感器26的温度检测部分28a形成有拔模角度或锥度，并从下模12的内壁表面在模具打开方向上突伸进入模具3。因此，温度传感器26可检测位于产品部分25附近的浇道21中的熔化金属5的温度，并允许在铸造过程后容易地从铸件移除温度检测部分28a。因此，在模具打开或铸件从模具分离时，温度传感器26避免了温度检测部分28a损坏，同时可以高精度检测熔化金属5的温度。
在第一实施例的铸造机1中，接近下模12中浇口22与浇道21之间的边界处的区域位于铸件25的产品部分的外侧。填充该区域的熔化金属5因此具有与产品部分25中的熔化金属的温度大致相等的温度，且因此以与产品部分25大体相同的方式但略晚于产品部分25处凝固。第一实施例的铸造机1使用温度传感器26以检测位于接近浇口22与浇道21之间的边界处的区域中的熔化金属5的温度。这意味着由温度传感器26检测的温度等于铸件25的产品部分的温度。因此，可以以高精度确定完成对熔化金属5加压的时间及打开模具的时间。换言之，不同于传统情况，在铸造机1中，无需延长供应及凝固时间以调整温度检测部分与产品部分25之间的温差。因此，可以减少周期时间。此外，在铸造机1中，不会在产品部分25上留下温度传感器26的痕迹，因此可生产合格铸件。
第一实施例的铸造机1直接检测熔化金属5的温度，并基于所检测的温度确定完成对熔化金属5加压的时间和打开模具的时间。即使在开始铸造过程时模具3的温度产生变化，这也确保了根据铸造条件以最及时的方式完成对熔化金属5的加压并打开模具。因此，无需铸造机1不必要地延长或缩短对熔化金属5的加压及凝固时间，或者供应及凝固时间可以最小化至铸造无缺陷产品所需的时间。这进一步改善了生产率。
(第二实施例)如图7所示，温度传感器可位于浇口。该图为剖视图，示出了将温度传感器安装在低压铸造机的浇口处的另一示例。在该图中，与参考图1至图6所描述的组件相同或等同的组件以其各自共用的参考标号来表示，且在合适的情况下不会重复对其的详细描述。
图7所示的温度传感器26被安装至下模12且温度检测部分28a从其一侧突伸出浇口22。为了避免向上流入浇口22中的熔化金属5压迫温度检测部分28a，在下模12中的浇口22处形成了突起41。
突起41形成为使得浇口22的外周壁的一部分向内伸出。在第二实施例中，为了尽快地减小当熔化金属5向上流入浇口22时引起的阻力，在突起41的伸出侧上的端缘倾斜，由此朝向上侧逐渐接近浇口22的中心。突起41与温度检测部分28a之间的接触部分具有如下结构，其中具有圆形截面的温度检测部分28a的下半部分装配在形成在突起41的上表面上的凹入41a中，由此仅暴露了温度检测部分28a的上半部分。
温度传感器26的温度检测部分28a面对浇口22的内部，这允许温度传感器26直接检测浇口22中熔化金属5的温度。因此，第二实施例也可达到与第一实施例所获得的相同的效果。
(第三实施例)
参考图8A、8B至11详细描述本发明的应用到重力铸造机的实施例。
图8A和8B以及9A和9B图示了用于重力铸造机的模具，其中图8A和9A是横剖平面图，而图8B和9B是竖剖平面图。图10是用于说明铸造操作的流程图。图11是坐标图，说明熔化金属温度如何改变。
如图8A和8B以及9A和9B所示，重力铸造模具51包括形成为在水平方向上打开的第一模具52和第二模具53，以及型腔54、55和位于型腔之上的冒口56、57。第一模具52和第二模具53安装至模具驱动单元(未示出)，模具通过模具驱动单元来夹紧和打开。
在图8A和8B所示的模具51中，熔化金属5从冒口56、57供应至型腔54、55中。图9A和9B中所示的模具51具有浇口58，浇口58在冒口56、57一侧上形成有向上的开口。使用了其中熔化金属5从浇口58通过浇道59供应至型腔54、55底部的结构。这些模具51中的每个都具有设置在冒口56、57中的温度传感器26。
温度传感器26与用在第一实施例中的等同，并安装至第一模具52，其中温度检测部分28a在模具打开方向上从冒口56的内侧壁表面突伸。换言之，还在此示例中，温度传感器26位于熔化金属5比型腔54、55处晚凝固的位置。如同图9A和9B的模具51的情况，其中浇口58和浇道59用于供应熔化金属5至型腔54、55的底部，浇口58可以设置有温度传感器26，如图9B中的虚线所示。
具有如上所述构造的模具51的重力铸造机通过控制器(未示出)以图10所示的方式控制。更具体地，在图10的流程图中的步骤P1中，控制器确定模具51和熔化金属5的当前温度是否落在用于生产无缺陷产品的范围内。用于生产无缺陷产品的范围指铸件能够成为无缺陷产品的温度范围，其对每个模具是预定的。如果确定为否或者前述温度落在用于生产无缺陷产品的范围之外，过程进行到步骤P2并进行报警过程，其中控制器向操作者提供温度异常的提示。这导致铸造操作的停止。
如果在温度范围内，则重力铸造机使用熔化金属供应装置(未示出)等来供应熔化金属5(浇铸)以填充模具41(步骤P3)。在浇铸处，控制器计算熔化金属5的凝固时间，这对于在温度传感器26不能正常工作的情况下用于执行使用的铸造程序来说是必需的。同时，启动计时器。
如上所述，在将熔化金属5供应到模具51中之后，控制器使用温度传感器26来检测冒口56、57或浇口58中的熔化金属5的温度，如步骤P4中所示。用温度传感器26检测的温度在铸造过程开始(浇铸开始)之后突然增大，然后在一定时间内保持不变，并且之后逐渐减小，如图11所示。之后，在步骤P5中，如果用温度传感器26检测的最大温度落在预定温度范围内，则控制器4确定温度传感器26正常工作。相反，如果最大温度落在预定温度范围之外，则确定温度传感器26没有正常工作(在异常状态)。
如果在步骤P5中确定温度传感器26处于异常状态，则控制器处于备用状态直到由计时器指示的经过的时间达到步骤P3中获取的凝固时间(步骤P6)，并且之后发送模具打开信号至模具驱动单元。然后模具驱动单元以此方式接收模具打开信号，其引起模具打开(步骤P7)。
如果在步骤P5中是肯定的或者温度传感器26工作正常，则在步骤P8中，控制器使用温度传感器26来检测熔化金属5的温度。
用温度传感器26检测的温度变化如图11所示。在达到最大温度之后，随着熔化金属5进一步凝固其逐渐减小。当用温度传感器26检测的温度下降至预定温度T3时(步骤P9)，控制器使用模具驱动单元来打开模具(步骤P7)。温度T3被预定成这样的最大值，在该最大值处熔化金属5充分凝固以在模具打开时不会改变铸件形状和尺寸。以此方式，模具被打开，其导致完成一个周期的铸造工作。在铸造过程结束之后当温度传感器26的温度检测部分28a从第一模具分离时，温度传感器26的温度检测部分28a可以容易地从铸件移除，因为温度检测部分28a形成有拔模角度或锥度。
由此，带有第二实施例的模具51的重力铸造机使用温度传感器26来直接检测熔化金属5的温度，并基于此检测的温度确定打开模具的时间。这确保了模具51根据铸造的条件以最及时的方式被打开，即使在铸造过程开始时模具51的温度产生变化。
因此，在此重力铸造机中，不需要不必要地延长或缩短用于熔化金属5的凝固时间，或者可以将凝固时间最小化到使铸件成为无缺陷产品所需的时间。这进一步提高了生产率。
工业应用性本发明可以应用到用于铸造诸如车辆引擎、船用引擎或其他通用引擎的气缸盖之类的铸造部件的铸造机。
权利要求
1.一种铸造机，包括用于检测温度的温度传感器，所述温度被用来控制操作时间，其中所述温度传感器位于模具中这样的位置该位置处的熔化金属凝固的时间晚于所述模具的型腔处发生凝固的时间，所述温度传感器的温度检测部分直接接触熔化金属。
2.根据权利要求1所述的铸造机，其中所述操作时间是熔化金属供应停止的时间。
3.根据权利要求1所述的铸造机，其中所述操作时间是所述模具打开的时间。
4.根据权利要求1所述的铸造机，其中所述温度传感器的温度检测部分具有构成拔模角度的锥度，并在模具打开方向上从模具内壁表面突伸进入所述模具。
5.根据权利要求4所述的铸造机，其中所述铸造机是低压铸造机，而所述温度传感器的所述温度检测部分位于接近下模中浇口与浇道之间的边界的位置处。
6.根据权利要求1所述的铸造机，其中所述铸造机是低压铸造机，而所述温度传感器的所述温度检测部分位于接近下模中浇口与浇道之间的边界的位置处。
7.根据权利要求6所述的铸造机，其中设置有控制器，用于在由所述温度传感器所检测的所述熔化金属的温度达到预定温度时，完成对所述熔化金属加压，并用于在由所述温度传感器所检测的所述熔化金属的温度达到预定温度时，打开所述模具。
8.根据权利要求1所述的铸造机，其中所述铸造机是重力铸造机，而所述温度传感器的所述温度检测部分被设置在所述模具的冒口中，且其中设置控制器，用于在由所述温度传感器所检测的所述熔化金属的温度达到预定温度时，打开所述模具。
9.根据权利要求1所述的铸造机，其中所述铸造机是重力铸造机，而所述温度传感器的所述温度检测部分被设置在所述模具的浇口处，且其中设置控制器，用于在由所述温度传感器所检测的所述熔化金属的温度达到预定温度时，打开所述模具。
全文摘要
本发明公开了一种铸造机，其中温度传感器(26)位于下模(12)中这样的位置(浇道(21))该位置处熔化金属(5)的凝固晚于型腔(14、18)中熔化金属的凝固。温度传感器(26)的温度检测部分(28a)与熔化金属(5)进行直接接触。
文档编号G01K1/14GK1910000SQ200580002990
公开日2007年2月7日 申请日期2005年1月20日 优先权日2004年1月21日
发明者吉井大, 小田隆司 申请人:雅马哈发动机株式会社