[發(fā)明專利]用于制造鏟斗的系統(tǒng)和方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711224001.4
• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN108160939A
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: K·穆圖薩米;G·坎尼艾潘;A·拉金德蘭
• 申請（專利權(quán)）人: 卡特彼勒公司
• 主分類號: B22C9/24
• 分類號: B22C9/24;B22C7/04;B22C9/02
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 雷明;吳鵬

一種通過鑄造來制造鏟斗的方法包括確定鏟斗的體積容量。通過基于鏟斗的體積容量從多個上模箱和下模箱中選擇上模箱和下模箱，對模塊化模具組件進行配置。此外，基于鏟斗的體積容量從多個第一型芯中選擇第一型芯。對上模箱、第一型芯、第二型芯和下模箱進行組裝，使得上模箱、第一型芯、第二型芯和下模箱一起限定出鏟斗形模腔。模腔的體積取決于上模箱、第一型芯和下模箱的選擇。將熔融材料倒入模腔中，并且在熔融材料凝固之后從模塊化模具組件上移除鑄造鏟斗。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及挖掘機鏟斗的制造。更具體地，本發(fā)明涉及一種用于通過鑄造工藝來制造挖掘機鏟斗的模塊化模具組件。

背景技術(shù)

鏟斗通常是用作與諸如挖掘機、輪式裝載機之類的運土機一起使用的機具，并且承受極大程度的負(fù)荷和磨損。除了能夠承受負(fù)荷及磨損環(huán)境之外，挖掘機鏟斗還必須足夠堅固，以便能承受數(shù)千次或者在某些情況下數(shù)百萬次的循環(huán)(一次循環(huán)是指滲入到材料中、挖起并進行傾倒的每一次重復(fù))。如果挖掘機鏟斗容易故障，那么，對挖掘機鏟斗進行更換可能就等同于巨大的部件和人工花費以及停機時間。能夠承受多次循環(huán)而不會發(fā)生斷裂的可靠鏟斗可以是運土機所有者的重要需求。

由于鏟斗的尺寸和重量以及其他因素，鏟斗可能價格昂貴，并且在制造上也有難度。鏟斗通常構(gòu)造成多塊鋼板的焊接件。操縱這些體積大且較重的鋼板彼此對齊并且隨后正確地執(zhí)行焊接可能是一項困難且高成本的任務(wù)。此外，近來已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是，通過將金屬件焊接在一起而制造出的鏟斗在達到預(yù)期使用壽命之前就逐漸故障了。由于焊接接頭在各種應(yīng)力和應(yīng)變下的結(jié)構(gòu)強度相對于鏟斗的其他部分來說相對較低，因此通常情況下，鏟斗的故障發(fā)生在該焊接接頭處。

另一種以不同于將金屬件焊接在一起的方式來制造鏟斗的方法可以是鑄造工藝。通過鑄造工藝將鏟斗制成單一部件，這樣便消除了任何主要接頭等。將熔融金屬倒入模具中的具有一定體積的鏟斗形空腔中，并且熔融金屬發(fā)生凝固并進行后處理以制成鏟斗。然而，由于鏟斗是按照它們將要使用的應(yīng)用領(lǐng)域而以各種體積容量進行制造，因此，要具備與所有體積容量相對應(yīng)的不同的模具設(shè)置可能是昂貴的。

例如，歐洲專利申請2,149,639(稱為'639申請)公開了一種通過鑄造而制造的耐磨耐沖擊挖掘機鏟斗。該挖掘機鏟斗是通過制成其形狀與鏟斗的形狀相同的木制或金屬鑄造模型而制造的。將該鑄造模型插入到型箱中，并使用型砂對其進行砂型鑄造，從而形成澆口。將模型從型箱中取出以形成模腔。對鑄塊進行加熱并將其倒入模腔中。所倒入的鑄塊發(fā)生凝固，并將上模部分和型箱與凝固后的鑄塊分離，制成砂鑄鏟斗。然而，'639申請中公開的挖掘機鏟斗的制造方法無法實現(xiàn)通過使用相同的一組工具來制造不同尺寸的挖掘機鏟斗。而為了制造出不同尺寸的挖掘機鏟斗，則將需要新的鑄造模型。若要在庫存里一直儲備有與挖掘機鏟斗的所有所需尺寸相對應(yīng)的鑄造模型，則可能使得成本效率變低。

因此，需要一種改進的鑄模來適應(yīng)具有不同體積容量的鏟斗的鑄造。

發(fā)明內(nèi)容

在本發(fā)明的一個方面，提供了一種通過鑄造來制造鏟斗的方法。該方法包括確定鏟斗的體積容量。該方法包括配置模塊化模具組件以制造鏟斗。模塊化模具組件的配置包括基于鏟斗的體積容量從多個上模箱中選擇上模箱。模塊化模具組件的配置包括基于鏟斗的體積容量從多個下模箱中選擇下模箱。模塊化模具組件的配置包括基于鏟斗的體積容量從多個第一型芯中選擇第一型芯。模塊化模具組件的配置進一步包括組裝上模箱、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鏟斗形模腔。模腔的體積取決于上模箱、第一型芯和下模箱的選擇。該方法還包括將熔融材料倒入模腔中，并且在熔融材料凝固之后從模塊化模具組件上移除鑄造鏟斗。

在本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于制備模塊化模具組件的模型組件。模塊化模具組件生產(chǎn)具有不同體積容量的鏟斗。模型組件包括具有中空形狀的箱。箱包括底座和聯(lián)接到底座的四個側(cè)壁。模型組件包括聯(lián)接到箱的底座的第一模型。模型組件還包括可移除地聯(lián)接到第一模型的第二模型。基于鏟斗的所需體積容量從多個第二模型中選擇第二模型。