阅读说明：本技术 落砂方法以及落砂装置 (Shakeout method and shakeout device ) 是由 后和大辅 境茂和 于 2020-01-16 设计创作，主要内容包括：一种落砂方法以及落砂装置,将附着在形成于工件的孔的弯曲部的铸造砂去除而不对工件造成损伤。所述落砂方法的特征在于,将喷嘴(12)插入孔(16),将所述喷嘴(12)的前端(2N)相对于所述铸造砂(S)隔开间隙(K)地定位,开始从所述喷嘴(12)喷射喷射材料(17),在开始所述喷射后经过第一时间之后,开始从所述孔(16)拔出所述喷嘴(12),然后,花费第二时间将所述喷嘴(12)从所述孔(16)拔出。(A shakeout method and a shakeout apparatus remove casting sand adhering to a curved portion of a hole formed in a workpiece without damaging the workpiece. The shakeout method is characterized in that a nozzle (12) is inserted into a hole (16), a tip (2N) of the nozzle (12) is positioned with a gap (K) with respect to the casting sand (S), ejection of a shot material (17) from the nozzle (12) is started, after a first time has elapsed after the start of the ejection, the nozzle (12) is started to be pulled out from the hole (16), and then it takes a second time to pull out the nozzle (12) from the hole (16).)

落砂方法以及落砂装置

技术领域

本发明涉及一种落砂方法以及落砂装置。

背景技术

目前，作为在向模具进行浇注并冷却后使模具与铸件及铸造砂分离以取出铸件产品的方法，存在一种将模具投入圆筒内并通过旋转、振动进行分离的方法以及一种将在铸造生产线上搬运的模具载置于振动机上并通过振动进行分箱、分离的方法。然而，对于包括具有孔的结构的产品而言，通过上述方法难以将孔内的砂完全去除。

在专利文献1中公开了一种工件的落砂方法，作为具有包括孔的结构的工件，在一个方向上延伸的孔的内表面处沿该孔的轴线方向隔开间隔并且在向与该孔的轴线正交的方向凹陷的扩径方向上设置有多个槽。使上述工件以孔的轴线为中心轴旋转，将喷嘴插入该孔，从喷嘴前端的周向喷射喷射材料，从而将各槽内的芯砂去除。

在专利文献2中公开了一种方法，对于与上述结构相同的工件，将形成有突出部的棒状构件插入孔的远端，使喷嘴位于该孔的相反侧，从该喷嘴向该孔内喷射喷射材料，使喷射材料与所述棒状构件的前端的倾斜面碰撞，使得与倾斜面碰撞后的喷射材料反射至位于侧方的槽，并使该棒状构件进退，从而将各孔的多个槽内的芯砂去除。

在专利文献3中公开了一种方法，与设置于工件的多个孔内对应地设置具有多个喷射喷嘴的鼓风装置，一边以使喷射喷嘴的前端相对于各工件的多个孔保持一定的角度的方式使喷射喷嘴旋转，一边向工件的各孔内喷射喷射材料。

在专利文献4中，通过机器人手臂对与专利文献1中记载的工件相同的工件进行抓握，另一方面，将喷射喷射材料的喷嘴保持在规定位置，将喷嘴插入相对该喷嘴抓握于所述机器人手臂的工件的孔内，使该喷嘴旋转，并且改变工件在喷嘴方向上的位置，从而将扩径内的芯砂去除。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开平9-314469号公报

专利文献2：日本专利特开平10-166137号公报

发明文献3：日本专利特开2004-106092号公报

发明文献4：日本专利特开2014-42976号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

在上述专利文献1至4记载的方法中，形成于工件的孔均为朝一个方向直线延伸的孔，在上述孔内，使喷嘴的位置在孔的延伸方向上相对地移动，并向分别附着于多个各扩径部的槽的砂等喷射喷射材料等，从而进行抛丸处理。

因此，在各文献所记载的方法中并不具有在形成于工件的孔在中途弯曲的情况下将附着于弯曲部的铸造砂去除的结构。本发明提供一种落砂方法以及落砂装置，将附着在形成于工件的孔的弯曲部的铸造砂去除而不对工件造成损伤。另外，在本发明中，“对工件造成损伤”包括“工件的孔的内表面变薄，不符合设计尺寸规格”这些情况。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明为了解决上述技术问题而采用以下的手段。

即，本发明的落砂方法是使具有弯曲部的孔内的铸造砂脱落的方法，其特征在于，将喷嘴插入孔，将所述喷嘴的前端相对于所述铸造砂隔开间隙地定位，开始从所述喷嘴喷射喷射材料，开始所述喷射后经过第一时间之后，开始从所述孔拔出所述喷嘴，然后，花费第二时间将所述喷嘴从所述孔拔出。

通过上述结构，能够高效地去除残留在弯曲部的铸造砂。

本发明一形态的特征在于，根据所述孔的直径和所述喷嘴的直径控制所述喷射材料的喷射量。

通过上述结构，能够设定合适的喷射量。

本发明一形态的特征在于，所述第一时间和所述第二时间根据所述孔的直径、所述喷嘴的直径以及所述弯曲部的形状设定。

通过上述结构，能够设定合适的时间。

本发明一形态的特征在于，所述喷嘴是直线型喷嘴。

通过上述结构，能够合适地实施本发明。

本发明的落砂装置以包括具有弯曲部的孔的工件为对象，使存在于所述孔内的铸造砂脱落，其特征在于，所述落砂装置包括：支承台，所述支承台以使所述孔位于规定的位置的方式支承所述工件；机器人手臂，所述机器人手臂包括喷射喷射材料的喷嘴；喷射机构，所述喷射机构包括所述喷嘴，并且使喷射材料从该喷嘴喷射；以及控制部，所述控制部控制所述机器人手臂以及所述喷射机构，所述控制部控制所述喷嘴朝向所述孔内插入的插入动作、所述喷射机构的喷射动作以及所述喷嘴的拔出动作。

通过上述结构，能够高效地去除残留在弯曲部的铸造砂。

发明效果

根据本发明，能够提供一种落砂方法以及落砂装置，将附着于弯曲部的铸造砂去除而不对工件造成损伤。

附图说明

图1是表示本实施方式的落砂装置的示意结构的示意图。

图2是表示通过上述落砂装置使铸造砂脱落的步骤的示意图。

图3是表示通过上述落砂装置使铸造砂脱落的步骤的示意图。

图4是表示通过上述落砂装置使铸造砂脱落的步骤的示意图。

图5是表示通过上述落砂装置使铸造砂脱落的步骤的示意图。

图6是表示通过上述落砂装置使铸造砂脱落的步骤的示意图。

图7是用于说明通过上述落砂装置使铸造砂脱落时的时间控制的示意图。

图8是用于说明通过上述落砂装置使铸造砂脱落时的时间控制的示意图。

图9是用于说明通过上述落砂装置使铸造砂脱落时的喷射材料控制的示意图。

图10是用于说明通过上述落砂装置使铸造砂脱落时的喷射材料控制的示意图。

图11是用于说明通过上述落砂装置使铸造砂脱落时的喷射材料控制的示意图。

符号说明

1落砂装置；

11支承台；

12喷嘴；

13机器人手臂；

14喷射机构；

15控制部；

16孔；

17喷射材料；

2N喷嘴的前端；

S铸造砂；

K间隙；

W工件。

具体实施方式

以下，根据附图对本发明的落砂方法以及落砂装置进行说明。

图1是表示本实施方式的落砂装置的示意结构的图。图2至图6是对本实施方式的落砂方法的步骤进行说明的示意图，并且示出了工件W的剖视图以及喷嘴12。

如图1所示，本实施方式的落砂装置1包括：支承台11，该支承台11对工件W进行支承，该工件W包括具有弯曲部的孔；机器人手臂13，该机器人手臂13包括喷嘴12；喷射机构14，该喷射机构14包括喷嘴12；以及控制部15。

工件W以使工件的孔16位于规定的位置的方式被固定夹具(未图示)固定并支承于支承台11上。经由通信路径(未图示)与控制部15进行通信，从而执行将工件W固定在支承台上以及确认该工件W是否被可靠地固定等的控制。

喷射机构14包括喷嘴12、与喷嘴12连结而将喷射材料17压送至喷嘴12的软管18、喷射材料的容器19。喷嘴12构成为被机器人手臂13支承并相对于工件W自由定位。控制部15通过通信路径1T与机器人手臂13和喷射机构14进行通信，并控制喷嘴12朝向孔16内插入的插入动作、喷射机构14的喷射动作以及喷嘴12的拔出动作。支承台11、机器人手臂13以及喷射机构14的相互动作通过控制部15并按照预先确定的程序被综合地控制成一系列的动作。

工件W是铸件产品，该工件W从铸造设备的模具中取出，通过震动落砂机的振动或者抛丸机投射丸料，使该工件W的表面的砂剧烈地脱落，然后，该工件W被搬运至支承台11。

参照图2，工件W是具有一定大小的块状体，具有在面2a、面2b之间连通的孔16。孔16是截面为圆形的孔，具有直线部21，该直线部21从面2a朝向面2b而与面2a大致垂直地延伸尺寸L。直线部21在延伸了尺寸L的位置处以与直行的直线成角度θ的方式和图中的向下方弯曲的弯曲部22连接。弯曲部22在延伸了尺寸M的位置处与直线部23连接，该直线部23在与所述第一直线部21相同的方向上延伸至面2b。

另一方面，形成有从面2b起向2a的方向延伸的直线部24。在直线部24的中途形成有在图中朝向下方的直线部25。直线部25在其中途与直线部23汇合。

虽然上述工件W如前文所述那样是在铸造后经历了将外部的铸造砂去除的工序的工件，但由于孔16具有弯曲部22，因此，在弯曲部22和直线部23中存在无法通过振动或来自外部的丸料的投射去除的铸造砂S(例如，芯砂)。

接着，对利用如上所述那样构成的装置去除孔16内的铸造砂S的方法进行说明。

参照图2，如前文所述的那样，在工件W中，弯曲部22和直线部23中存在有在对铸件产品的表面进行落砂的前道工序中无法去除的铸造砂S。当确认工件W固定在支承台11上时，控制部15指示机器人手臂13进行喷嘴12的定位动作。当接收到指令时，机器人手臂13将所保持的喷嘴12插入到工件的孔16内。

机器人手臂13使喷嘴12的前端2N以与铸造砂S的表面2S隔开间隙K的方式位于孔16的直线部21内。对于上述定位而言，可以根据预先从多个样本的测定中所积累的铸造砂S的表面2S的位置数据而每次将喷嘴12定位到相同的位置。此外，也可以利用机器人手臂13的压力传感器(未图示)对插入喷嘴12时喷嘴12的前端2N与铸造砂S的表面2S抵接这一情况进行检测，并且使喷嘴从上述位置向与铸造砂S相反的方向后退与间隙K相应的距离，从而进行定位。

参照图3，当喷嘴12如前文所述那样定位时，控制部15指示喷射机构14喷射喷射材料17。喷射机构14利用流体压力、例如压缩空气等的压力将喷射材料17从容器19经由软管18压送至喷嘴12，并且从喷嘴12向铸造砂S喷射喷射材料17。控制部15随后维持上述状态直到经过第一时间为止。

参照图4，在经过第一时间后，控制部15指示机器人手臂13开始从孔16拔出喷嘴12。机器人手臂13根据上述指示开始拔出喷嘴12。接着，参照图5、图6，控制部15控制机器人手臂13花费第二时间将喷嘴12从孔16拔出。机器人手臂13花费第二时间将喷嘴12从孔16拔出。然后，控制部15使喷射机构14停止喷射喷射材料17，使机器人手臂13移动至用于更换工件W的位置(未图示)，将支承台的工件固定机构解除，并且将工件W移送至下道工序，从而完成一系列的动作。工件的更换既可以手动进行，也可以通过专用的搬运机器人进行。

如上所述，在本实施方式中，为了去除工件W的孔16内的弯曲部22的铸造砂S，将喷嘴12插入到工件W的孔16内，与铸造砂S的表面2S隔开间隙K地喷射喷射材料17，因此，能够将喷射材料直接喷射至表面硬化的铸造砂S的表面2S，从而能够有效地去除弯曲部22的铸造砂S。

此外，从开始喷射到经过第一时间为止，在喷嘴12保持间隙K的状态下将喷射材料17喷射至铸造砂S，因此，确保充足的时间以将表面硬化的铸造砂S去除。在经过将弯曲部22的铸造砂S去除的第一时间后，花费第二时间在保持喷射材料17的喷射的状态下拔出喷嘴12，因此，对于比较容易削除的直线部23的铸造砂S而言，如图4至图6所示，能够随着喷嘴12的后退将铸造砂S逐渐去除，并且能够高效地去除铸造砂S而不对工件造成损伤。

在本实施方式中，第一时间和第二时间根据工件W的孔16和喷嘴12的直径尺寸以及弯曲部的形状设定。在未设定合适的时间的情况下，例如，在第一时间较短的情况下(图7)，这意味着包括第一时间为零这一情况的短时间，由于从喷射材料的喷射不稳定的状态起立即开始拔出，因此，无法削除表面硬化后的铸造砂，从而无法去除铸造砂。此外，在第一时间过长的情况下(图8)，由于在去除了弯曲部22的铸造砂S后喷射材料仍继续从近端喷射至工件的弯曲部22的侧壁，因此，将会对工件W造成损伤81。第二时间未适当设定的情况也会成为铸造砂未完全去除的原因。因此，在本实施方式中，由于能够着眼于上述重要的参数来设定合适的值，因此，能够高效地去除弯曲部的铸造砂而不对工件造成损伤。

在本实施方式中，喷射材料的喷射量根据工件W的孔16和喷嘴12的直径尺寸设定。能够根据向孔16内喷射的喷射材料16的量与在孔16的内部反射而从孔16排出的喷射材料的量的定常系统来考察向孔16内喷射喷射材料17时的孔16内的状态。

也就是说，在喷射材料17的喷射量过多的情况下(图9)，由于喷射至孔16的内部的喷射材料17的量大于从孔16排出的喷射材料17的量，因此，喷射材料17将会填满孔16，从而无法获得将铸造砂S削除的效果。

在喷射材料17的喷射量较少的情况下(图10)，由于没有向铸造砂S喷射足够的喷射材料17，因此，无法削除铸造砂S，或者削除速度变慢。

在喷射材料17的喷射量恰当设定的情况下(图11)，将形成喷射至孔16的内部的喷射材料17-1的量与从孔16排出的喷射材料17-2的量基本相同的定常状态，从而能够高效地去除铸造砂S。

在本实施方式中，如各图所示的那样，使用直线型喷嘴进行铸造砂S的去除。由于经由直线部21连结至孔16的弯曲部22，因此，通过使用直线型喷嘴，能够高效地压送喷射材料17，此外，能够使距离弯曲部22的间隙K的设定变得容易。

在本实施方式中，关于各对象的尺寸，例如，工件的孔径为Φ8～Φ20mm，喷嘴直径为Φ3～10mm，喷射压力为0.1～0.6MPa，作为喷射材料，可以将Φ0.125～Φ1.4mm的钢丸设为对象。间隙K例如可设定为5mm左右，第一时间可设定为1秒～2秒，第二时间可设定为3秒～5秒。不过，不限定于此，例如，在作为对象的孔径不处于上述范围的情况下，也可以使用分别具有适当改变后的值的对象。

(变形例)

除了上述实施方式以外，本发明还以具有各种弯曲部的工件为对象。例如，本发明还包括弯曲部形成为平缓的曲面的情况以及内径逐渐变化的情况。根据上述形状合适地设定喷射材料的喷射量、第一时间和第二时间。此外，喷嘴可以是刚性喷嘴，也可以是挠性喷嘴，能够根据作为铸造砂去除对象的工件的孔内的弯曲部的环境来合适选择。