CN102398017A - 轮类铸件铁型覆砂铸造生产中铁型与铸件分离的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轮类铸件铁型覆砂铸造生产中铁型与铸件分离的装置，其顶出气缸设在机架的上盖板，顶出气缸与顶杆板连接，顶杆板上设有多个顶杆，顶杆的数量及在顶杆板上的分布位置与铁型的射砂孔数量及位置一一对应，机架的底座上固定有铸件接件装置，机架的一侧设有震动装置，震动装置工作时与铸件接触，铁型输送辊道设在顶杆板的下方并固定在顶杆板的背面，铁型输送辊道与顶杆板同步动作，铁型承接座固定在机架的底部且位于铁型输送辊道的下方，铁型定位装置固定在铁型输送辊道工作位置的中间，铁型定位装置与铁型输送辊道同步动作。本发明采用上述装置通过顶压力和震动力使得铸件完全与铁型分离，同时清理铁型行腔内残砂，满足大批量生产要求。

Description

轮类铸件铁型覆砂铸造生产中铁型与铸件分离的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种轮类铸件铁型覆砂铸造生产中铁型与铸件分离的装置和方法。

背景技术

汽车的轮类铸件包括：制动鼓、轮毂、轮边减速器壳等，材质分别为灰铸铁和球墨铸铁，外形为圆筒类铸件，形状相对简单，属于汽车铸件中大批量生产的铸件类型之一。这类材质以及外观形状的铸件比较适宜采用铁型覆砂铸造生产，其经济性、产品质量、内在机械性能均优于普通砂型铸造。

对于汽车轮类铸件铁型覆砂铸造大批量生产来说，铸件内腔的成型可以采用下坭芯的方式来实现，在生产中需要专门配备制芯机来制备坭芯，同时为了保证铁型覆砂铸造的凝固冷却条件，坭芯也必须是铁型覆砂坭芯，需要准备专用的铁芯，在生产过程中合箱前，需要设置下芯工部下芯，生产过程相对比较烦琐，同时因为工序增加，对生产过程的质量控制增加了难度和不确定因素。为了提高生产效率，简化生产工序，铸件内腔的成型也可以采用铁型覆砂自来坭芯的方式，即将形成铸件内腔形状直接做在铁型上芯铁与铁型直接连在一起。这样在生产过程中，当铸件浇注完成，铸件凝固冷却后，铸件受冷收缩，铸件就完全紧紧地包裹的铁型的自来芯上。此时，如何将铸件与铁型分离就成了一个难题。常规的铁型覆砂铸造翻箱出铸件的方式，铸件与铁型的分离完全是靠铸件的自重跌落来实现，对于汽车轮类铸件紧紧包裹在铁型上的这种情况，根本无法将铸件与铁型分离。

专利号为201110086622.7，名称为“铸件脱模装置”的中国专利中公开了一种轮毂铸件脱模装置，该装置主要由拉杆和底模组件通过刚性连接或刚性接触构成。以滑动机构为传动核心，实现了顶模起模和底模顶杆顶出的同步动作。但是在铁型覆砂铸造汽车轮类铸件生产时，当铸件浇注完成，铸件凝固冷却后，铸件受冷收缩，铸件就完全紧紧地包裹的下铁型的自来芯上，包紧力很大，此时要将铸件与铁型脱离开来是非常困难的。常规的脱模方法和原理正如上述专利中所述的那样：首先将用气缸将顶杆插入下铁型的射砂孔，通过气缸产生顶力将压力传递到铸件上，从而在铸件与下铁型之间产生了一个较大的分离力。由于铸件凝固冷却包裹铁型产生的包紧力非常大，如果仅仅依靠气缸产生的顶力将铸件完全顶离下铁型，需要很大的顶力。申请人曾经用千斤顶做过试验，15吨的千斤顶还无法将铸件顶离铁型，由此可见此时的包紧力非常大。如果此时采取更大的顶力去顶铸件的话，很可能会导致铸件因受力过大产生变形，严重的甚至会出现将铸件顶破的情况，这在铸造生产中是绝对不允许发生的。基于上述原理，目前汽车轮类铸件的铁型覆砂铸造大批量生产还无法实现。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中的不足而提供一种在铁型覆砂铸造汽车轮类铸件生产过程中便于铸件与铁型的分离，同时有助于清理铁型行腔内残砂，从而满足大批量生产要求的轮类铸件铁型覆砂铸造生产中铁型与铸件分离的装置和方法。

本发明解决上述技术问题采用的技术手段是：轮类铸件铁型覆砂铸造生产中铁型与铸件分离的装置，包括机架，其特征在于：所述顶出气缸固定在机架的上盖板上，顶出气缸的活塞杆与顶杆板连接，顶杆板上设置有多个顶杆，顶杆的数量及在顶杆板上的分布位置与铁型的射砂孔数量及位置一一对应，机架的底座上固定安装有铸件接件装置，机架的一侧设置有震动装置，震动装置工作时与铸件接触，铁型输送辊道设置在顶杆板的下方并固定在顶杆板的背面，铁型输送辊道与顶杆板同步动作，铁型承接座固定在机架的底部且位于铁型输送辊道的下方，铁型定位装置固定安装在铁型输送辊道工作位置的中间，铁型定位装置随着铁型输送辊道的上下动作而动作。本发明根据铁型覆砂铸造轮类铸件生产过程中铸件凝固冷却的特点，以及分析铸件凝固冷却后包裹在铁型上受力状况，采用对铸件施以一定的顶压力顶压铸件，与此同时在铸件侧面施以一定的震动力对铸件进行震动，这样，在顶压力和震动力的作用下，铸件与铁型之间经浇注后高温铁水烘焙已经完全溃散的覆膜砂层的砂粒之间会逐渐产生一定的位移、流动，大大降低了铸件对下铁型的包紧力，在顶力和震动力的双重作用下，铸件与下铁型逐步脱离开来，从而使铸件与铁型的彻底脱离，最终完成铸件与铁型的分离。轮类铸件铁型覆砂铸造生产中铁型与铸件分离装置工作时，顶杆直接顶入铁型的射砂孔，将铸件顶出时，同时将铁型和射砂孔直接顶穿，将铁型射砂孔中的残砂清理出铁型；在整个铸件与铁型分离过程中，铸件侧面的震动器的震动，也可将铁型型腔中的残余覆砂层震碎、脱落。因此该轮类铸件铁型覆砂铸造生产中铁型与铸件分离装置能很好地起到清理铁型的作用。

本发明所述的机架包括：底座、上盖板、以及立柱，为框架结构件，能承受一定的顶压力和震动力、铁型、铸件的重量、以及安装在它上面的各个部件的重量。顶出气缸、顶杆板、顶杆、铸件接件装置、震动装置、铁型输送辊道、铁型承接座、铁型定位装置等均安装在其中。机架的作用主要是承载轮类铸件铁型与铸件分离装置中的各个部件的一个结构体。

本发明所述的顶杆用压板安装在顶杆板上，顶杆与压板及顶杆板之间有间隙。这样当铁型的射砂孔与顶杆位置有小的偏差时，顶杆可在间隙范围内自动调整自身的位置，与铁型的相应射砂孔位置保持一致。铸件顶出装置的作用和好处是在轮类铸件铁型覆砂铸造铁型与铸件分离的装置工作过程中，顶压铸件，最终将铸件脱离铁型，实现铸件与铁型的分离，同时将铁型射砂孔中的残砂清理干净。

本发明所述的铸件接件装置包括一块倾斜的滑板以及固定它的四根支架，支架固定在机架的底座上，支架上固定有倾斜的滑板。铸件接件装置的作用是当铸件与铁型脱离跌落时，由于铸件接件装置的存在，减轻了对铸件的冲击作用，铸件通过此装置可直接滑落到铸件接料斗或者铸件鳞板输送机等铸件接收设备上。

本发明所述的震动装置包括一个震动锤、一个移动气缸以及一个固定支架，固定支架单独安装在机架一侧的地面上，移动气缸固定在固定支架上，震动锤安装在移动气缸的活塞杆上，震动锤与移动气缸活塞同步移动，震动锤工作时与铸件接触。震动装置的好处是在压缩空气的作用下，移动气缸将震动锤推进到铸件侧面与铸件侧面相接触，在压缩空气的作用下，震动锤头震动所产生一定的震动力作用于铸件和铁型上，铸件可方便地实现与铁型的分离，同时方便地实现铁型中残余覆膜砂与铁型的脱离，完成铁型的清理功能。

本发明所述的铁型输送辊道包括多个边辊轮以及辊道支架，边辊轮转动设置在辊道支架上，辊道支架安装在顶杆板的背面。铁型输送辊道的作用和好处是铁型的跑边放置在边辊轮上时，对铁型施以一定的作用力，铁型就可实现在辊道上移动，便于将铁型进出工作位置。

本发明所述的铁型承接座包括八根立柱，立柱固定在机架的底座上。当铁型输送辊道下降到工作位置时，铁型与铁型输送辊道脱离，铁型放置在铁型承接座上，铁型承接座承受顶杆的压力、以及震动力，直至铸件与铁型完全分离。铁型承接座的作用和好处是在铸件与铁型分离工作时，承受全部的顶压力与震动力以及铁型和铸件的重量。

本发明所述的铁型定位装置包括一对可伸缩的定位碰珠，定位碰珠固定安装在铁型输送辊道工作位置的中间，与铁型输送辊道同步上下动作。铁型跑边长度方向的中间有一个缺口，当铁型被移动到工作位置时，铁型定位装置的定位碰珠正好在铁型跑边的缺口位置，定位碰珠伸出，卡在缺口之中，铁型不再移动，从而完成对铁型的定位。铁型定位装置的作用和好处是对铁型的定位，使铁型上的射砂孔与装置中的顶杆一一对应，从而使顶杆准确地顶进射砂孔。

本发明还提供一种轮类铸件铁型覆砂铸造生产中铁型与铸件分离的方法，其特征在于：首先将浇注冷却完成开箱后的包裹着铸件的铁型通过铁型输送辊道放置于工作位置，铁型定位装置将铁型射砂孔的位置与顶杆板上顶杆位置对准，铁型不再移动，顶出气缸开始下降，铁型脱离铁型输送辊道后继续下降，直至铁型下降落到铁型承接座上，铁型静止不再下降，顶出气缸及顶杆板及顶杆继续下降直至顶杆碰压到铁型的射砂孔上，震动装置的移动气缸将震动锤头移至铸件的侧表面并与之相接触，随后开始震动，铸件在受到顶出气缸的顶压力和震动装置的震动力双重作用下，顶杆逐步顶入铁型的射砂孔，铸件逐步与铁型脱离，最终铸件完全与铁型分离，落入铸件接件装置。

本发明与现有技术相比具有以下优点：1、采用本发明的装置和方法能很方便地将浇汪冷却凝固后的铸件与铁型完全分离，满足大批量铁型覆砂铸造汽车轮类铸件生产的要求。2、采用本发明的装置和方法用于铁型覆砂铸造生产线，可很方便地实现自动控制，从而提高铁型覆砂铸造生产线的机械化自动化水平。3、采用本发明的装置和方法同时可将铁型射砂孔中以及铁型内腔的残砂顶出清理干净，简化了铁型砂铸造生产中铁型清理工序，缩短了铁型覆砂铸造汽车轮类铸件的生产流程，有利于提高铁型覆砂铸造生产的生产效率和劳动生产率，从而进一步提高铁型覆砂铸造生产的经济效率。

附图说明

图1为本发明装置结构主视图。

图2为本发明装置结构侧视图。

图3为本发明铸件、铁型示意图。

图4-1为本发明铁型与铸件分离装置工作过程示意图。

图4-2为本发明铁型与铸件分离装置工作过程示意图。

图4-3为本发明铁型与铸件分离装置工作过程示意图。

图4-4为本发明铁型与铸件分离装置工作过程示意图。

具体实施方式

参见图1-图3，本发明包括顶出气缸1、顶杆板2-1、顶杆2-2、铸件接件装置3、机架4、震动装置5、铁型输送辊道6、铁型承接座7、铁型定位装置8。参见图3，浇注冷却完成开箱后的包裹着铸件的铁型包括铁型9、覆砂层10和铸件11，铁型9上设置有射砂孔12。

机架4包括底座4-1、上盖板4-2和立柱4-3。顶出气缸1固定在机架4的上盖板4-2上，顶出气缸1的活塞杆与顶杆板2-1连接，顶杆板2-1上设置有多个顶杆2-2，顶杆2-2的数量及在顶杆板2-1上的分布位置与铁型9的射砂孔12数量及位置一一对应。顶杆2-2在顶板2-1上有一定的浮动功能，即顶杆2-2用压板2-3安装在顶杆板2-1，顶杆2-2与压板2-3及顶杆板2-1之间有一定的间隙，工作时顶杆2-2的位置可在间隙范围内自动调整。

机架4的底座4-1上固定安装有铸件接件装置3，铸件接件装置3包括一块倾斜的滑板3-1以及固定它的四根支架3-2，支架3-2固定在机架4的底座4-1上，支架3-2上固定有倾斜的滑板3-1。

机架4的一侧设置有震动装置5，震动装置5包括一个震动锤5-1、一个移动气缸5-2以及一个固定支架5-3，固定支架5-3单独安装在机架4一侧的地面上，移动气缸5-2固定在固定支架5-3上，震动锤5-1安装在移动气缸5-2的活塞杆上，震动锤5-1与移动气缸5-2活塞同步移动，震动锤5-1与铸件11接触。

铁型输送辊道6包括多个边辊轮6-1以及辊道支架6-2，边辊轮6-1转动设置在辊道支架6-2上，辊道支架6-2安装在顶杆板2-1的背面。整个铁型输送辊道6设置在顶杆板2-1的下方，且与顶杆板2-1同步动作。铁型承接座7包括八根立柱7-1，立柱7-1固定在机架4的底座4-1上。铁型承接座7位于铁型输送辊道6的下方。

铁型定位装置8包括一对可伸缩的定位碰珠8-1，定位碰珠固定安装在铁型输送辊道6工作位置A的中间，随着顶出气缸1、顶杆板2-1、顶杆2-2、铁型输送辊道6的上下动作而动作。

顶出气缸1的活塞杆与顶杆板2-1、顶杆2-2、铁型输送辊道6是连接在一起的。随着顶出气缸1活塞的上下动作，顶杆板2-1和顶杆2-2、铁型输送辊道6一起动作。

轮类铸件铁型覆砂铸造生产中铁型与铸件分离装置的工作步骤是这样的：首先将浇注冷却完成开箱后的包裹着铸件11的铁型9推入铁型输送辊道6直至工作位置A，铁型定位装置8将铁型射砂孔12的位置与顶杆板2-1上顶杆2-2位置对准。顶出气缸1开始下降，铁型9脱离铁型输送辊道6后继续下降，直至铁型9下降落到铁型承接座7上。然后铁型9在铁型承接座7上不动，而顶出气缸1及顶杆板2-1及顶杆2-2继续下降直至顶杆2-2碰压到铁型9的射砂孔12上。将震动装置5打开，在顶压力和震动力的双重作用下，顶杆2-2逐步顶入铁型9的射砂板，铸件11逐步与铁型9脱离，最终铸件11完全与铁型9分离，落入铸件接件装置3。铸件11与铁型9的分离过程见图4-1至图4-4。随后可以根据需要，将铸件11落到铸件装料斗或鳞板输送机等铸件接收设备上，最终将铸件11转运走。本发明中顶杆板2-1上的顶杆2-2数量及位置与铁型9的射砂孔12数量及位置一一对应，这样在完成将铸件11与铁型9的分离过程中，同时可将铁型射砂孔12中残砂全部顶出清理干净，与此同时作用在铸件11侧面的震动锤5-1的震动也可将铁型9型腔内的残砂震动清理干净。

虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。 

Claims (8)

1.一种轮类铸件铁型覆砂铸造生产中铁型与铸件分离的装置，包括机架，其特征在于：所述顶出气缸固定在机架的上盖板上，顶出气缸的活塞杆与顶杆板连接，顶杆板上设置有多个顶杆，顶杆的数量及在顶杆板上的分布位置与铁型的射砂孔数量及位置一一对应，机架的底座上固定安装有铸件接件装置，机架的一侧设置有震动装置，震动装置工作时与铸件接触，铁型输送辊道设置在顶杆板的下方并固定在顶杆板的背面，铁型输送辊道与顶杆板同步动作，铁型承接座固定在机架的底部且位于铁型输送辊道的下方，铁型定位装置固定安装在铁型输送辊道工作位置的中间，铁型定位装置随着铁型输送辊道的上下动作而动作。

2.根据权利要求1所述的轮类铸件铁型覆砂铸造生产中铁型与铸件分离的装置，其特征在于：所述的顶杆用压板安装在顶杆板上，顶杆与压板及顶杆板之间有间隙。

3.根据权利要求1所述的轮类铸件铁型覆砂铸造生产中铁型与铸件分离的装置，其特征在于：所述的铸件接件装置包括一块倾斜的滑板以及固定它的四根支架，支架固定在机架的底座上，支架上固定有倾斜的滑板。

4.根据权利要求1所述的轮类铸件铁型覆砂铸造生产中铁型与铸件分离的装置，其特征在于：所述的震动装置包括一个震动锤、一个移动气缸以及一个固定支架，固定支架单独安装在机架一侧的地面上，移动气缸固定在固定支架上，震动锤安装在移动气缸的活塞杆上，震动锤与移动气缸活塞同步移动，震动锤工作时与铸件接触。

5.根据权利要求1所述的轮类铸件铁型覆砂铸造生产中铁型与铸件分离的装置，其特征在于：所述的铁型输送辊道包括多个边辊轮以及辊道支架，边辊轮转动设置在辊道支架上，辊道支架安装在顶杆板的背面。

6.根据权利要求1所述的轮类铸件铁型覆砂铸造生产中铁型与铸件分离的装置，其特征在于：所述的铁型承接座包括八根立柱，立柱固定在机架的底座上。

7.根据权利要求1所述的轮类铸件铁型覆砂铸造生产中铁型与铸件分离的装置，其特征在于：所述的铁型定位装置包括一对可伸缩的定位碰珠，定位碰珠固定安装在铁型输送辊道工作位置的中间，与铁型输送辊道同步上下动作。

8.一种轮类铸件铁型覆砂铸造生产中铁型与铸件分离的方法，采用如权利要求1所述的装置，其特征在于：首先将浇注冷却完成开箱后的包裹着铸件的铁型通过铁型输送辊道放置在工作位置，铁型定位装置将铁型射砂孔的位置与顶杆板上顶杆位置对准，铁型不再移动，顶出气缸开始下降，铁型脱离铁型输送辊道后继续下降，直至铁型下降落到铁型承接座上，铁型静止不再下降，顶出气缸及顶杆板及顶杆继续下降直至顶杆碰压到铁型的射砂孔上，震动装置开始工作，铸件在受到顶出气缸的顶压力和震动装置的震动力双重作用下，顶杆逐步顶入铁型的射砂孔，铸件逐步与铁型脱离，最终铸件完全与铁型分离，落入铸件接件装置。

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