CN101687249B - 无砂箱造型设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种造型设备，该设备在上下砂箱(12、13)以及被夹设于其间的双面模板(11)从水平位置旋转至垂直位置的过程中形成上下造型空间，并且在该设备中能够可靠地向该下砂箱的下铸型中放入一型芯。一上挤压部件(14)可以被插入该上砂箱(12)，其加压面与该双面模板(11)的上表面相对。该加压面与该双面模板(11)的上表面和该上砂箱(12)一起限定了一上造型空间。一回转框(23)支撑该上下砂箱(12、13)，以及被夹持于它们之间的该双面模板(11)，以及该上挤压部件(14)，使得它们一同在一水平位置与一垂直位置之间旋转，处于该水平位置时，该上挤压部件(14)的加压面垂直向下取向，处于该垂直位置时，该上挤压部件(14)的加压面水平取向。当该砂箱(12、13)以及被它们夹持的双面模板(11)处于垂直位置时，一垂直固定的充填框与该下砂箱(13)邻接。一下挤压部件(16)设有一水平取向的加压面，其可被插入该充填框中并与该下砂箱(13)邻接。该下挤压部件(16)的加压面与该双面模板(11)的下表面、下砂箱(13)和充填框(15)一同限定出一下造型空间。该下砂箱(13)从位于该上砂箱(12)正下方的位置被侧向移动，从而提供一敞开的工作空间以便将型芯放入该下砂箱的下铸型中。

Description

无砂箱造型设备
技术领域
本发明涉及一种造型设备，特别涉及一种同时制造无砂箱的上下铸型的造型设备。
背景技术
在无砂箱造型方法中，采用公知的无砂箱造型设备来提高工作效率。例如，日本早期公开的专利No.04(代表年份1992)-66245公开了一结合有一双面模板替换装置的公知的无砂箱造型设备。新的双面模板被机械地并且自动地替换，无需人工替换。
然而，其公开文本中描述道“该造型设备的本体10采用的是已经公知地被使用在一种被称为无砂箱造型方法中的设计。”显然，在该公开文本中被使用的无砂箱造型设备是一种在传统无砂箱造型方法中公知的装置，其中双面模板通过人工替换。因此，该公开文本的无砂箱造型设备中的一对造型空间的形成过程与传统无砂箱造型方法中的相同，其中该双面模板通过人工替换。也就是说，在造型设备的侧面，两个表面均设有图样的双面模板被水平夹设于一对砂箱之间。然后它们一起旋转到一型砂充填机构下方的位置，从而处于垂直状态。随后一对相对的压头水平插入该对在其间夹设有双面面板的垂直砂箱中，从而形成一对造型空间。因此，在传统的无砂箱造型设备中，只有当夹持该双面模板的该上下砂箱处于垂直位置后才能够开始限定造型空间的步骤。因此传统无砂箱造型设备的造型周期较长，生产效率较低。
由该无砂箱造型设备生产出的最终铸型为叠置的上铸型和下铸型。在将他们叠置之前，常由操作人员人工将一型芯放入位于下砂箱中的铸型内。然而，在传统无砂箱造型设备中，当操作人员试图将型芯放入下砂箱中的下铸型内时，位于下砂箱正上方的上砂箱会干扰这一过程的进行。因为该传统的无砂箱造型设备没有为向下砂箱中的下铸型内放置型芯的操作人员提供预留的通道，所以这也是该无砂箱造型设备生产铸型的效率不良的因素之一。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种能够缩短制造无砂箱铸型所需的时间，以及能够提高生产效率的无砂箱造型设备。
本发明并不对适用于该造型设备的造型方法是否必须含有将型芯放入下砂箱中的下铸型内的过程进行限定。然而，如果该过程是必要的，使该造型设备适应于向上述位置内放置型芯也是本发明的目标之一。
本发明提供一种用于制造一对无砂箱铸型的造型设备，该造型设备包括：一组合砂箱，该组合砂箱包括一上砂箱、一下砂箱以及一上下表面形成有图样的可替换的双面模板；用于将该组合砂箱的该双面模板相对于该上下砂箱移动的装置，由此该上下砂箱可以在其间夹持或者松开该双面模板；一具有一加压面的上挤压部件，该上挤压部件可以插入该组合砂箱的上砂箱中，且该加压面与该双面模板的上表面相对，由此由该加压面、该双面模板的上表面以及该上砂箱限定出一个上造型空间；用于支撑该组合砂箱和该上挤压部件，以及用于在一水平位置与一垂直位置之间将该组合砂箱和该上挤压部件一同旋转的支撑装置，其中在该水平位置处，该上挤压部件的该加压面垂直向下，而在该垂直位置处，该加压面被水平定向；一充填框，当该组合砂箱位于该垂直位置时，该充填框与该下砂箱垂直邻接；一下挤压部件，其具有一水平定向的加压面，该下挤压部件可以插入该充填框内，当该组合砂箱处于该垂直位置时，该下挤压部件可以通过该充填框插入该下砂箱中，且该下挤压部件的加压面与该双面模板的下表面相对，由此由该加压面、该双面模板的下表面、该充填框以及该下砂箱限定出一个下造型空间；一上执行机构，用于将该上挤压部件推向该双面模板的上表面，从而位于该上造型空间内的型砂被该上挤压部件的该加压面挤压；一下执行机构，用于将该下挤压部件推向该双面模板的下表面，从而位于该下造型空间内的型砂被该下挤压部件的该加压面挤压；用于在处于该水平位置的该上砂箱和该下砂箱之间插入及移出该双面模板的搬送机构；以及当该双面模板从该上砂箱和该下砂箱之间被移除后，用于将该下砂箱相对于该上砂箱向该造型设备的侧面移动的装置。
较佳地，在该上下砂箱、该双面模板以及该上挤压部件由该水平位置向该垂直位置旋转的过程中，该上挤压部件的加压面、该双面模板的上表面以及该上砂箱限定出该上造型空间。
在这种情况下，在从该水平位置向该垂直位置的转动过程中，在该下挤压部件开始插入该充填框的同时，该充填框邻接该下砂箱，由此该下挤压部件通过该充填框插入该下砂箱内，从而由该下挤压部件的加压面、该双面模板的下表面以及该下砂箱限定出该下造型空间。
每个上执行机构或下执行机构均可以为一液压缸、一电动汽缸或者一伺服汽缸。
该上下砂箱的侧壁均具有用于充填型砂的型砂导入口。较佳地，该造型设备还可以包括利用空气并通过该型砂导入口向该上下造型空间导入型砂的装置。
该用于导入型砂的装置包括一用于通过压缩空气流化型砂的流化机构。
该造型设备还可以包括一用于将一对铸型从该上下砂箱中起出的装置。
较佳地，该用于起出一对铸型的装置包括用于将该铸型从该上砂箱和下砂箱中推出的装置，其中该上砂箱和下砂箱相互叠置并且内含该对铸型。
以下将参考附图对本发明的上述以及其他特征，以及本发明的目的做进一步说明。
附图说明
图1为本发明的一实施例中的造型设备的正视图。
图2为图1中的造型设备在部分位置剖切后的正视图。
图3为图1中的造型设备的右视图。
图4为图1中的造型设备的俯视图，其包括由该造型设备和相关部件限定的一对造型空间。
图5为图1中的造型设备在部分位置剖切后的正视图，其包括由该造型设备和相关部件限定的一对造型空间。
图6(A)和(B)为图1中的造型设备限定一对造型空间的连续步骤的示意图。
图7(A)和(B)为采用图1中的造型设备向该造型空间注入型砂并挤压型砂的连续步骤的示意图。
图8(A)和(B)为采用图1中造型设备将一双面模板从该对砂箱移除的连续步骤的示意图。
图9(A)和(B)为采用图1中造型设备，将双面模板从该造型设备移除，以及在下砂箱的下铸型中放置型芯的连续步骤的示意图。
具体实施方式
图1至4为本发明的无砂箱造型设备一实施例的示意图。该无砂箱造型设备主要包括一设置于该设备的机台20上的本体1，以及一用于移入或移出位于本体1的一上砂箱12和一下砂箱13之间的一可替换的双面模板11(图2所示)的搬送机构2(图3所示)。每个砂箱12或砂箱13的侧壁均设有型砂导入口。该双面模板11的两个表面均设有图样。该上砂箱12、该下砂箱13和被夹持于它们之间的双面模板11组成一组合砂箱。
本实施例中的造型设备还包括用于从该上砂箱12和该下砂箱13中起出于本体1中制得的上下铸型的起模机构3。
1、造型设备本体
本发明的造型设备中，首先对本体1进行说明。特别地如图2所示，该本体1包括该组合砂箱(其包括该上砂箱12、该下砂箱13以及被夹持于它们之间的可替换的双面模板11)。该本体1还包括：一个上挤压部件14，该上挤压部件14可被插入该组合砂箱的上砂箱中并与该双面模板11的上表面相对；一充填框15，该充填框15垂直固定于机台20上；以及一下挤压部件16。该下挤压部件16的加压面被水平定向设置，这样其可被插入该充填框15中。
图2为该本体1的初始状态示意图。在此状态下，该双面模板11、该上砂箱12、该下砂箱13以及该上挤压部件14均处于水平位置，该上挤压部件14的加压面垂直向下设置。该双面模板11、该上砂箱12、该下砂箱13以及该上挤压部件14可以一同被旋转到垂直位置，这将在下文中做进一步说明。
相反地，该充填框15以及该下挤压部件16均不能够旋转，它们被水平定向并固定。当该上砂箱12、该下砂箱13以及被夹持于上述两者之间的双面模板11旋转到垂直位置时，该充填框15被固定于邻接该下砂箱13的位置处。该下挤压部件16可以通过该充填框15插入处于垂直状态的该下砂箱13中。
一设置于该本体1的上部中央的型砂充填机构17，用于向在该型砂充填机构17下方形成的一对造型空间内注入型砂。(在图1和2所示的状态下，该造型空间尚未形成。)
特别地如图4和5所示，在该型砂充填机构17的下方近旁相对地设置有一对横向的上执行机构18以及一横向的下执行机构19，他们分别用于操作相应的上挤压部件14和下挤压部件16。虽然在本实施例中该上执行机构18和下执行机构19为液压缸，但每个汽缸均可以采用电动汽缸或者伺服汽缸替代。
如图1和2所示，在机台20的右上方设有一个回转轴21，该回转轴21沿着本体1的前后方向延伸(垂直于图1和图2的纸面方向)。在图1和2中只显示出了该回转轴21的前端面。该回转轴21由一对轴承22支持且能够自由旋转(图1中只显示了前轴承22)，该两个轴承22设置于该机台20上并在前后方向上相互间隔一预设间距。在回转轴21的长度方向的约中间位置处设有一回转框23，该回转框23实质上沿垂直方向延伸。
特别地如图2所示，在该回转框23的右侧下端设有一对向右延伸的支撑部件24。如图3所示，在该支撑部件24上设置有一对横向的第一汽缸(移动装置)25，该两个第一汽缸25在前后方向上相互间隔一预设间距。该下砂箱13架设于该对第一汽缸25之间，这样该下砂箱13可以通过该第一汽缸25的伸缩动作在水平方向上往复运动。
在回转框23的右侧设置有一对导杆26，该对导杆26实质上沿垂直方向延伸并且在长度方向上相互间隔一预设间距。如图2所示，位于下砂箱13上方的用于载置双面模板11的承板27，可以通过一对导向座28沿垂直的导杆26自由滑动。在该承板27的上方，该上砂箱12也可以通过一对导向座29沿垂直的导杆26自由滑动。
该承板27可以在沿该造型设备的前后方向延伸的一导轨31上自由移动。该导轨31能够通过设置在回转框23上的一第二汽缸30的伸缩动作而上下运动。该上砂箱12通过一支撑部件(图中未示)设置于一朝下的第三汽缸32上。该第三汽缸32的活塞杆的末端设置于该回转框23上，如此该上砂箱12能够通过第三汽缸32的伸缩动作，相对于该承板27前进或后退。
特别地如图1所示，一对横向的第四汽缸33设置于该上砂箱的前后两侧面(图1中显示的为其前侧面)的中心位置。该上挤压部件14架设于该对第四汽缸33的活塞杆的末端之间，这样该上挤压部件14能够通过该对第四汽缸33的伸缩动作，相对于该上砂箱12前进或后退。因此该第四汽缸33可与该上砂箱12和该上挤压部件14一同实现旋转。在该上砂箱12的前后两侧面的两端设有两对朝下的第五汽缸34，该对第五汽缸34用于将该上砂箱12推离该双面模板11。在下砂箱13(图2)的前后两外侧面设有四个朝上的第六汽缸35，该第六汽缸35用于将该下砂箱13推离该双面模板11。
如图1所示，在本体1中，在机台20的上面的前后两侧设有一对朝右的第七汽缸36。该回转框23的上部通过一联接机构37联接于该对第七汽缸36的活塞杆的末端之间，这样该回转框23便可以通过该第七汽缸36的伸缩动作绕该回转轴21上下转动。
如图1所示，该本体1的型砂充填机构17设置于该机台20上面的一对第七汽缸36之间。如图2所示，在型砂充填机构17的砂罐38的下部设有一用于提供压缩空气以流化型砂的喷射机构39。
图5(平面图)和图6(正视图)所示为该双面模板11、该上砂箱12、该下砂箱13、该上挤压部件14、该下挤压部件16以及充填框15由图1和图2所示的状态开始按照上述方式形成上下造型空间。因此，该造型空间和与其相关的部件被立即旋转至该型砂充填机构17的正下方。在图5和6中，横截面为近似“C”形的一支撑机架40被设于机台20(图1和2所示)上并位于该型砂充填机构17(图6)的下方。
特别地如图5所示，处于垂直位置的该充填框15设于该支撑机架40的左侧框架的内侧，这样当限定该下造型空间时，该充填框15与该下砂箱13邻接。上述单独的下执行机构19，设置于该支撑机架40的左侧框架的中心部分，使得该下执行机构19朝向右侧设置。该下执行机构19的活塞杆的末端固设于处于垂直位置的下挤压部件16上。每个上述的上执行机构18设置于该支撑机架40的一对开口端，由此每个上执行机构18朝左设置。
2、双面模板的搬送机构
接下来对本发明中的造型设备的搬送机构2进行说明。该搬送机构2设于如图1和2所示的该本体1的后方。
如图3所示(该造型设备的右视图)，该搬送机构2包括一轨道41，该轨道41引导用于载置该双面模板11(图2)的该承板27进入该上砂箱12和该下砂箱13之间的空间。该搬送机构2还包括一对水平的系杆42。它们沿该设备的前后方向(相对应于图4中的左右方向)设置。该两个系杆42设置在本体1的机台2上并位于轨道41的下方，它们在垂直方向上相互间隔一预设间距。该搬送机构2还包括一移动部件43，该移动部件43可自由往复滑动地设于系杆42上。该搬送机构2还包括一用于可拆卸地连接该移动部件43和该承板27的联接机构44。该搬送机构2还包括一驱动机构45，以使该移动部件43沿该系杆42做往复移动。该驱动机构45包括一个设有一可前后转动的转轴46的驱动器47。该转轴46的末端通过联接机构48与该移动部件43联接。通过驱动器47的驱动，转轴46的往复运动和转动使得承板27可以通过移动部件43前后往复运动。
3、起模机构
接下来对本发明的造型设备中用于起模的起模机构3进行说明。该起模机构3位于图1和2的右下方。
如图3所示，该起模机构3包括一对朝下的第八汽缸50，该第八汽缸50通过一支撑部件49设于该机台20上。该第八汽缸50的活塞杆设于一上下运动的升降框51上。
在该起模机构3的可上下运动的该升降框51的上方，设有一用于接收从叠置的该上砂箱12和该下砂箱13中起出来的叠置的上下铸型的接收部件52。该起模机构3还包括一个用于将该叠置的上下铸型推出至该接收部件52的推出机构53。
采用该造型设备铸造上铸型和下铸型的方法
参考图6-9，对采用本发明的如图1-6所示的造型设备，制造如图1和2所示的叠置状态的无砂箱上下铸型的方法进行说明。
首先，本体1的朝下的第三汽缸32收缩，使得下砂箱13、双面模板11以及上砂箱12于水平状态下依次叠置。从而，该双面模板11被夹持于该上砂箱12和该下砂箱13之间(如图6(A)所示)。
当该本体1的该对第七汽缸36伸展以驱动该回转框23沿顺时针方向绕回转轴21转动时，该本体1的上执行机构18收缩。从而，该上砂箱12和该下砂箱13、夹持在它们之间的双面模板11以及该上挤压部件14被传送到上执行机构18和充填框15之间，并处于垂直状态。与此回转同时，该下执行机构19伸展一预设长度，该对第四汽缸33收缩，由此开始形成如图4所示的上下造型空间。更特别的是，当该上砂箱12和该下砂箱13在其间夹持着该双面模板11时，该上挤压部件14插入该上砂箱12中并与该双面模板11相对，从而限定出该上造型空间。在其间夹持着该双面模板11的该上砂箱12和该下砂箱13、该上挤压部件14以及用于驱动该上挤压部件14的第四汽缸33能够一同旋转，因此该上造型空间可以在旋转过程中形成。在这个旋转发生的同时，该下执行机构19伸展，从而该下挤压部件16穿过充填框15并插入逐渐接近的下砂箱13中。该下砂箱13的逐渐接近是由其在实质垂直的状态下的回转运动导致的。当旋转运动完成后，该下砂箱13邻接该充填框15(图6(B))，从而限定出该下造型空间。这意味着相较传统造型设备而言，用于形成造型空间的时间，以及用于造型的时间大大缩短了。
来自压缩空气源(图中未示)的压缩空气被提供到砂罐38的喷射机构39，该喷射机构39喷射空气以将型砂流化，从而通过该压缩空气将型砂填入该上下造型空间(图7(A))。较佳地，但并不用于限定本发明地，为了缩短型砂填满造型空间的时间，在填入型砂的同时将压缩空气引入该砂罐38。
接着，该上执行机构18以及该下执行机构19伸展，将该上挤压部件14和该下挤压部件16推向该双面模板11，以挤压位于该上下造型空间内的型砂(图7(B))。该挤压过程在该上下造型空间内形成上下铸型。
接着，该第七汽缸36收缩使得该回转框23逆时针旋转，将包含相应的上铸型的该上砂箱12和包含相应的下铸型的该下砂箱13旋转至该起模机构3(图8(A))。
接着，当该第五汽缸34收缩以使得该双面模板11与该上砂箱12分离后，该第三汽缸32伸展以抬起该上砂箱12。同时，该第六汽缸35伸展，以使得该双面模板11与该下砂箱13分离(图8(B))。
在此步骤中，较佳地，由该第三汽缸32的伸展所引起的该上砂箱12的提升速度约为由该第六汽缸35的伸展所引起的该双面模板11与该下砂箱13的分离速度的两倍。这导致该双面模板11与上砂箱12的分离速度和该双面模板11与该下砂箱13的分离速度相同。
接着，该驱动机构45的驱动器47操作转轴46正逆旋转，使得该移动部件43和该承板27在前后方向往复运动，从而将该双面模板11从该上砂箱12和该下砂箱13直接移除(图9(A))。
相应地，如果需要，可以由操作人员手动地向下砂箱13的铸型中放置型芯(图9(B))。为了达到此目的，该第一汽缸25伸展，以使该下砂箱13相对该上砂箱12移动到该本体1的侧面(操作人员一侧)。由于在此状态下该下砂箱13的上方存在一开放的空间，因此当操作人员向该下砂箱13的下铸型中放置型芯时，该上砂箱12不会影响他或她的操作。因此，能够容易地向下砂箱13的下铸型中放置型芯。当型芯已被放置于该下砂箱13的下铸型中之后，该第一汽缸25收缩，将该下砂箱13移回至该上砂箱12正下方的位置。如果不需要放置型芯，图9(B)所示的步骤可以省略。
接着，该第三汽缸32收缩以降低该上砂箱12，使得其叠置于该下砂箱13上。然后该起模机构3的该第八汽缸50收缩，通过该升降框51抬起该接收部件52，使该接收部件52靠近该下铸型的底部。该第四汽缸33收缩，通过该上挤压部件14将该上砂箱12中的上铸型向下推动。同时地，该第八汽缸50伸展，通过该升降框51降低该接收部件52，以将该上铸型和该下铸型从该上砂箱12和该下砂箱13中拉出。然后该第四汽缸33伸展以抬起该上挤压部件14。
然后操作该推出机构53，将该上下铸型推出至该接收部件52上。从而获得无砂箱的叠置的上铸型和下铸型。
虽然在上述具体实施例的基础上对本发明做了说明，但本发明并不受此限制。本领域的技术人员应当意识到在本发明的权利要求所限定的精神和范围内做出的多种变化和修改都是允许的。

Claims (8)

1.一种用于制造一对无砂箱铸型的造型设备，该造型设备包括：
一组合砂箱，该组合砂箱包括一上砂箱、一下砂箱以及一上下表面形成有图样的可替换的双面模板；
用于将该组合砂箱的该双面模板相对于该上下砂箱移动的装置，由此该上下砂箱可以在其间夹持或者松开该双面模板；
一具有一加压面的上挤压部件，该上挤压部件可以插入该组合砂箱的上砂箱中，且该加压面与该双面模板的上表面相对，由此由该加压面、该双面模板的上表面以及该上砂箱限定出一个上造型空间；
用于支撑该组合砂箱和该上挤压部件，以及用于在一水平位置与一垂直位置之间将该组合砂箱和该上挤压部件一同旋转的支撑装置，其中在该水平位置处，该上挤压部件的该加压面垂直向下，而在该垂直位置处，该加压面被水平定向；
一充填框，当该组合砂箱位于该垂直位置时，该充填框与该下砂箱垂直邻接；
一下挤压部件，其具有一水平定向的加压面，该下挤压部件可以插入该充填框内，当该组合砂箱处于该垂直位置时，该下挤压部件可以通过该充填框插入该下砂箱中，且该下挤压部件的加压面与该双面模板的下表面相对，由此由该加压面、该双面模板的下表面、该充填框以及该下砂箱限定出一个下造型空间；
一上执行机构，用于将该上挤压部件推向该双面模板的上表面，从而位于该上造型空间内的型砂被该上挤压部件的该加压面挤压；
一下执行机构，用于将该下挤压部件推向该双面模板的下表面，从而位于该下造型空间内的型砂被该下挤压部件的该加压面挤压；
用于在处于该水平位置的该上砂箱和该下砂箱之间插入及移出该双面模板的搬送机构；以及
当该双面模板从该上砂箱和该下砂箱之间被移除后，用于将该下砂箱相对于该上砂箱向该造型设备的侧面移动的装置。
2.如权利要求1所述的造型设备，其中，在该上下砂箱、该双面模板以及该上挤压部件由该水平位置向该垂直位置旋转的过程中，该上挤压部件的加压面、该双面模板的上表面以及该上砂箱限定出该上造型空间。
3.如权利要求1或2所述的造型设备，其中，在从该水平位置向该垂直位置的转动过程中，在该下挤压部件开始插入该充填框的同时，该充填框邻接该下砂箱，由此该下挤压部件通过该充填框插入该下砂箱内，从而由该下挤压部件的加压面、该双面模板的下表面以及该下砂箱限定出该下造型空间。
4.如权利要求1或2所述的造型设备，其中，该上下执行机构包括一液压缸、一电动汽缸或者一伺服汽缸。
5.如权利要求1或2所述的造型设备，其中，该上下砂箱的侧壁均具有用于充填型砂的型砂导入口，并且其中该造型设备还包括利用空气并通过该型砂导入口向该上下造型空间导入型砂的装置。
6.如权利要求5所述的造型设备，其中，该用于导入型砂的装置包括一用于通过压缩空气流化型砂的流化机构。
7.如权利要求1或2所述的造型设备，其中，该造型设备还包括一用于将一对无砂箱铸型从该上下砂箱中起出的装置。
8.如权利要求7所述的造型设备，其中，该用于起出一对无砂箱铸型的装置包括用于将该铸型从该上砂箱和下砂箱中推出的装置，其中该上砂箱和下砂箱相互叠置并且内含该对铸型。
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