CN102085564B - 冷芯盒模具制芯固化气体吹气装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了冷芯盒模具制芯固化气体吹气装置，用于模具型腔内的砂芯固化，包括安装于模具上的吹气板，吹气板下部中央、吹气板与模具之间设空腔；吹气板边缘处设固化气体入口；吹气板上部设上顶芯装置，上顶芯装置包括上顶芯杆，上顶芯杆贯穿于吹气板的相应通孔内，吹气板通孔与模具射砂孔的位置和直径相适配；固化气体入口、空腔、模具射砂孔以及模具型腔构成完整的固化气体气流通道。本发明还公开了一种应用上述吹气装置的吹气方法。本发明的吹气装置结构紧凑，固化气体利用率高，减少环境污染；该吹气方法使得固化效果更佳。

Description

冷芯盒模具制芯固化气体吹气装置及方法

技术领域

本发明涉及砂型铸造领域，特别涉及一种冷芯盒模具制芯固化气体吹气装置及方法。

背景技术

冷芯盒模具(以下简称模具)属于铸造模具，用于制备铸造砂芯，模具的工作原理是：模具安装在射芯机上与射芯机协调工作，模具内部有型腔，型腔通过射砂孔与模具上面外部相通，模具上配备的射砂嘴通过射砂孔在压缩空气的作用下将混有固化剂的松散的铸造型砂射入模具型腔，射砂后，上顶芯杆将射砂孔遗留的不规则砂堆压平(使型砂与型腔内尺寸相适配)，然后，再通过射砂孔吹入一种固化气体，固化气体渗透穿过型砂，与混合在型砂里面的固化剂发生化学反应将松散的型砂固化定型成为一个硬化的整体砂芯，砂芯固化后，模具打开，砂芯被取出，制芯完成。

在制芯过程中，固化气体的吹入是一个重要的环节(最常用的固化气体就是三乙胺，这种气体有一定的毒性，排放到大气中会造成环境污染)，砂芯的固化时间长短直接决定制芯机的工作循环周期，固化时间越短，制芯机的工作循环时间越短，制芯机的工作效率就越高；为了减少环境污染和降低成本，吹气时，吹气装置与模具是密封的，这样可防止固化气体泄漏，固化气体是通过化学反应即时生成的，吹气后反应剩余的气体无法回收，这部分固化气体在模具打开取芯时作为尾气处理了。

吹气过程通常是通过一套吹气装置完成的，这套装置安装在射芯机上，现有的吹气装置结构如图1所示。整个装置的外观就像一个底面敞口的方箱，在方箱的顶部开设有固化气体入口，箱体内部顶面安装有模具的上顶芯板连接机构及连接油缸，箱体底面敞口的一周装有密封条。吹气时，箱体底面压在芯盒模具的上表面，与模具形成密封空腔，同时将芯盒模具上面安装的上顶芯板罩在箱体内，箱体内部顶面的连接机构及油缸与上顶芯板连接，吹气硬化前，上顶芯板上的上顶芯杆先压平射砂孔内的砂堆。吹气的方法是，带有一定气压的固化气体通过箱体顶部入口进入箱体，充满箱体空间，箱体内的固化气再通过芯盒上表面的射砂孔与上顶芯杆之间的间隙进入芯盒型腔对砂芯进行固化处理。

上述现有技术的吹气装置虽然能满足工作需要，但存在一定的缺点，主要表现在：1.吹气箱的箱体体积较大，箱体内固化气体气压升压慢，固化气体流动速度慢，导致固化气体进入型腔速度相应变慢，固化时间长，制芯周期长，单位时间内砂芯产出量低；2.上顶芯板安装在吹气箱体内，吹气箱体结构复杂；3.过大的吹气箱体容积也造成了剩余固化气体量大，增加了的固化气体生成和尾气处理成本，造成一定程度上环境污染。

发明内容

本发明是为了克服上述现有技术中缺陷，通过吹气板的特殊结构设计及相应的吹气方法，取消了现有技术的吹气箱体，提高了砂芯的固化效率，节省了成本同时降低了环境污染。

本发明提供的冷芯盒模具制芯固化气体吹气装置，用于模具型腔内的砂芯固化，包括安装于模具上的吹气板，吹气板下部中央、吹气板与模具之间设空腔；吹气板边缘处设固化气体入口；吹气板上部设上顶芯装置，上顶芯装置包括上顶芯杆，上顶芯杆贯穿于吹气板的相应通孔内，吹气板通孔与模具射砂孔的位置和直径相适配；固化气体入口、空腔、模具射砂孔以及模具型腔构成完整的固化气体气流通道。

优选地，吹气板下表面与模具的上表面之间的边缘处设密封条。

其中，上顶芯装置还包括上顶芯板，上顶芯板与上顶芯杆一体成型；上顶芯板与油压装置驱动连接，用于为上顶芯杆提供驱动力。

其中，吹气板与上顶芯板之间的端角处设导向杆和复位弹簧，复位弹簧套接于导向杆外部，用于顶芯杆下压后的复位。

优选地，吹气板厚度为45mm；所述空腔高度为10mm；吹气板的通孔内、上顶芯杆的相应位置处安装环形密封圈和防尘圈。

本发明还提供了一种应用上述装置的吹气方法，具体包括：在向模具型腔内射砂结束后，上顶芯板通过油压装置的驱动作用下压上顶芯杆，压平射砂孔处的未固化型砂；在固化气体入口处通入固化气体，固化气体依次进入空腔、上顶芯杆和射砂孔的间隙，最后进入模具型腔，从而固化型腔内、射砂孔处的型砂；关闭油压驱动装置，上顶芯杆在复位弹簧的作用下上提并退出射砂孔；再次向固化气体入口内通入固化气体，固化气体依次进入空腔、射砂孔，最后进入模具型腔，从而完成模具型腔内全部型砂的固化。

与现有技术相比，本发明的吹气装置和吹气方法具有如下有益效果：

1、体积小巧，重量轻，设计紧凑；

2、空腔的设计使得固化气体流动通道容积小，固化气体升压快，气体流速快，对砂芯的的固化效率高，可有效提高生产率；

3、顶芯板弹簧复位结构使得制芯机与上顶芯板的连接简单可靠，连接精度高；

4、吹气板与型腔模具之间、上顶芯杆与吹气板之间的密封结构设计可有效减少固化气体泄漏，避免环境污染；

5、上提上顶芯杆之前，将少量固化气体通入上顶芯杆与射砂孔之间的间隙，进而进入型腔内将射砂孔处的型砂初步固化，可有效防止大量固化气体直接进入型腔造成未固化型砂被吹散的问题。

附图说明

图1是现有技术中冷芯盒模具制芯固化气体吹气装置的剖视图(图中箭头方向为固化气体流动方向)；

图2是本发明冷芯盒模具制芯固化气体吹气装置的剖视图(图中箭头方向为固化气体流动方向)。

结合附图在其上标记以下附图标记：

1-吹气板，2-上芯盒模具，3-空腔，4-固化气体入口，5-上顶芯杆，6-吹气板通孔，7-射砂孔，8-模具型腔，9-上顶芯板，10-导向杆，11-复位弹簧，12-制芯机推板，13-油压装置，14-上顶芯杆环形密封圈和防尘圈，21-吹气箱体(现有技术)。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

如图2所示，本发明的冷芯盒模具制芯固化气体吹气装置，用于模具型腔内的砂芯固化，包括安装于模具上的吹气装置，取消了现有技术中的吹气箱体，该吹气装置为一块吹气板1，吹气板1下部中央设凹槽，这样在吹气板安装到上芯盒模具2之后，在两者之间形成一个空腔3。如果吹气板1的厚度设计为45mm，该空腔的高度优选为10mm。吹气板1下表面与上芯盒模具2的上表面之间的边缘处设密封条，防止进入该空腔3的固化气体泄漏造成环境污染。在吹气板1的边缘位置处设固化气体入口4，可通入固化气体三乙胺。如图2箭头所示，固化气体入口4、空腔3、模具射砂孔7以及模具型腔8构成完整的固化气体气流通道。

在吹气板1上部设上顶芯装置，上顶芯装置包括上顶芯杆5、上顶芯板9、制芯机推板12以及油压装置13，上顶芯板9与上顶芯杆5一体成型；上顶芯板与油压装置驱动连接(即制芯机推板12位于上顶芯板9之上，油压装置13位于制芯机推板12之上，通过油压装置的驱动可下压上顶芯杆5)。上顶芯杆5贯穿于吹气板通孔6内，吹气板通孔6与模具射砂孔的位置和直径相适配，上顶芯杆5下压后，上顶芯杆穿入射砂孔7内，这时上顶芯杆5与射砂孔7之间存在一个间隙(该间隙的作用是在上顶芯杆5上提之前，一小部分固化气体可沿该间隙进入模具型腔8，从而在大范围固化型砂之前先将射砂孔处的型砂固化，避免具备一定压力的固化气体吹散射砂孔处未固化的型砂)。

上顶芯杆5下压的作用是保证射砂结束、取出射砂嘴后，上顶芯杆可将射砂孔处遗留的不规则砂堆压平。为了实现上顶芯杆下压后的复位(即上提)，在吹气板1与上顶芯板9之间的端角处设导向杆10和复位弹簧11，复位弹簧套接于导向杆外部，用于上顶芯杆5下压后的复位。为了保证固化气体不泄露，吹气板通孔6内、上顶芯杆5的相应位置处安装环形密封圈和防尘圈14。

本发明的吹气装置取消了现有技术中使用的吹气箱体，体积小巧，重量轻，设计紧凑；空腔的设计使得固化气体流动通道容积小，该容积只占吹气装置的6％左右，因此固化气体升压快，气体流速快，对砂芯的的固化效率高，可有效提高生产率；顶芯板弹簧复位结构使得制芯机与上顶芯板的连接简单可靠，连接精度高。

使用本发明的固化气体吹气装置进行吹气固化型砂具体可包括如下步骤：

步骤1、在向模具型腔8内射砂结束后，上顶芯板9通过油压装置13的驱动作用下压上顶芯杆5，压平射砂孔7处的未固化型砂；

步骤2、在固化气体入口4处通入固化气体，固化气体依次进入空腔3、上顶芯杆5和射砂孔7的间隙，最后进入模具型腔8，从而固化型腔内、射砂孔处的型砂；

步骤3、关闭油压驱动装置13，上顶芯杆5在复位弹簧11的作用下上提并退出射砂孔7；

步骤4、此时再向固化气体入口4内通入固化气体，固化气体依次进入空腔3、射砂孔7，最后进入模具型腔8，使得固化气体充分进入型腔内，从而完成模具型腔内全部型砂的固化。

本发明的吹气方法在使用相应装置的前提下，固化气体用量少，尾气含量小，节省成本且降低环境污染；在上提上顶芯杆之前，将少量固化气体通入上顶芯杆与射砂孔之间的间隙，进而进入型腔内将射砂孔处的型砂初步固化，可有效防止具备一定压力的大量固化气体直接进入型腔造成未固化型砂被吹散的问题。

以上公开的仅为本发明的一个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种冷芯盒模具制芯固化气体吹气装置，用于模具型腔内的砂芯固化，其特征在于，包括安装于模具上的吹气板，吹气板下部中央、吹气板与模具之间设有厚度均匀的空腔；吹气板边缘处设固化气体入口；所述吹气板上部设上顶芯装置，上顶芯装置包括上顶芯杆，上顶芯杆贯穿于吹气板的相应通孔内，所述吹气板通孔与模具射砂孔的位置和直径相适配；所述固化气体入口、空腔、模具射砂孔以及模具型腔构成完整的固化气体气流通道。

2.根据权利要求1所述的吹气装置，其特征在于，所述吹气板下表面与模具的上表面之间的边缘处设密封条。

3.根据权利要求1或2所述的吹气装置，其特征在于，所述上顶芯装置还包括上顶芯板，上顶芯板与上顶芯杆一体成型；上顶芯板与油压装置驱动连接，用于为所述上顶芯杆提供驱动力。

4.根据权利要求3所述的吹气装置，其特征在于，所述吹气板与上顶芯板之间的端角处设导向杆和复位弹簧，所述复位弹簧套接于导向杆外部，用于所述顶芯杆下压后的复位。

5.根据权利要求1或2所述的吹气装置，其特征在于，所述吹气板厚度为45mm；所述空腔高度为10mm。

6.根据权利要求1或2所述的吹气装置，其特征在于，所述吹气板的通孔内、上顶芯杆的相应位置处安装环形密封圈和防尘圈。

7.一种应用如权利要求1至6中任意一项所述吹气装置的冷芯盒模具制芯固化气体吹气方法，其特征在于，包括：

在向模具型腔内射砂结束后，上顶芯板通过油压装置的驱动作用下压上顶芯杆，压平射砂孔处的未固化型砂；

在固化气体入口处通入固化气体，固化气体依次进入厚度均匀的空腔、上顶芯杆和射砂孔的间隙，最后进入模具型腔，从而固化型腔内、射砂孔处的型砂；

关闭油压驱动装置，上顶芯杆在复位弹簧的作用下上提并退出射砂孔；

再次向固化气体入口内通入固化气体，固化气体依次进入空腔、射砂孔，最后进入模具型腔，从而完成模具型腔内全部型砂的固化。

Images