CN102909316A - 芯盒 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种芯盒，包括芯盒体底板和芯盒框，芯盒体底板设置在芯盒框的中部，用于将芯盒框分成上部和下部，芯盒框上部和芯盒体底板围设的空间用于形成砂芯，其中芯盒还包括起芯装置；芯盒体底板上开设有通孔；起芯装置的一端从芯盒体底板未形成砂芯的一侧伸入通孔，且伸入端与芯盒体底板的内表面平齐，伸入端的形状与通孔的形状匹配，起芯装置的另一端用于与动力装置连接，以在竖直方向动力的作用下通过伸入端抵顶抬升芯盒框内的砂芯。本发明提供的芯盒，起芯工艺简单，有效提高了生产效率高。

Description

芯盒

技术领域

本发明涉及机械结构技术，尤其涉及一种芯盒。

背景技术

大型制芯生产线用于制造铸造类工件的型芯，比如制造铁路货车摇枕、转向架侧架等工件的型芯。型芯的制造流程为：在芯盒内装入芯砂；对芯砂进行硬化处理，以得到砂芯；起芯，即将砂芯从芯盒内取出。芯砂的硬化处理可以采取自硬化或其他方式的硬化处理。芯盒包括芯盒框和芯盒体底板，两者拆卸式固定连接。

起芯方法包括翻转起模起芯方法，以及芯盒框上脱落起芯方法。图1A为现有技术中使用翻转起模起芯方法翻转前芯盒和芯板的示意图，图1B为现有技术中使用翻转工具夹持芯盒和芯板的示意图，图1C为现有技术中翻转完成后砂芯落在芯板上的示意图。翻转起模起芯方法是指：将硬化后的砂芯41连同芯盒移至翻转起模工位；在芯盒框1上方放上芯板2并夹紧；使用翻转工具3将芯盒框1、芯盒体底板和芯板2一同翻转360°，使芯盒框1和芯盒体底板位于芯板2的上方；垂直吊起芯盒框1，使砂芯41脱落到芯板2上，以完成起芯。在图1A至图1C中，是以铁路货车转向的侧架的砂芯为例。

图2A为现有技术中使用芯盒框上脱落起芯方法起芯过程中芯盒框未脱落前的示意图，图2B为现有技术中吊起芯盒框后的示意图，图2C为现有技术中移除外侧活块后的示意图，图2D为现有技术中移除内侧活块后的砂芯示意图。芯盒框上脱落起芯方法是指：砂芯硬化后，将芯盒框1吊起，并移除砂芯周边的活块5，以将砂芯42漏出，采用专用吊具将砂芯42吊起，以完成起芯。参见图2B至图2D，可以看出活块底板6的位置。

现有技术中至少存在如下问题：使用翻转起模起芯方法，操作步骤多，生产效率低，且芯砂与上芯板紧贴，不利于砂芯的运输；使用芯盒框上脱落起芯方法，人工辅助操作多，操作过程复杂，生产效率低。

发明内容

本发明提供一种芯盒，用以简化起芯操作，提高生产效率。

本发明提供一种芯盒，包括芯盒体底板和芯盒框，所述芯盒体底板设置在所述芯盒框的中部，用于将所述芯盒框分成上部和下部，所述芯盒框上部和芯盒体底板围设的空间用于形成砂芯，其中

所述芯盒还包括起芯装置；

所述芯盒体底板上开设有通孔；

所述起芯装置的一端从所述芯盒体底板未形成砂芯的一侧伸入所述通孔，且伸入端与所述芯盒体底板的内表面平齐，所述伸入端的形状与所述通孔的形状匹配，所述起芯装置的另一端用于与动力装置连接，以在竖直方向动力的作用下通过所述伸入端抵顶抬升所述芯盒框内的砂芯。

如上所述的芯盒，优选的是：

所述起芯装置包括顶芯杆和同步板；

所述顶芯杆的一端伸入所述通孔中，伸入端与所述芯盒体底板的内表面平齐，且顶芯杆伸入端的形状与所述通孔的形状匹配；所述顶芯杆的另一端与所述同步板固定连接，所述同步板用于与动力装置连接；

所述芯盒框下部固定设置有支撑件，所述同步板放置在所述支撑件上。

如上所述的芯盒，优选的是：

所述顶芯杆的伸入端固定设有顶芯板，所述顶芯板容置在所述通孔中，与所述芯盒体底板的内表面平齐，且顶芯板的形状与所述通孔的形状匹配。

如上所述的芯盒，优选的是：

所述通孔为阶梯孔，所述阶梯孔包括第一子孔和第二子孔，所述第一子孔用于容置所述顶芯板，所述第二子孔用于容置所述顶芯杆且直径小于所述第一子孔，所述第一子孔的孔壁下边缘四周开设有集砂槽。

如上所述的芯盒，优选的是：

所述起芯装置还包括导向杆；

所述芯盒体底板上开设有第一圆孔；

所述导向杆的一端与所述同步板固定；所述导向杆的另一端容置在所述第一圆孔内，以导引所述同步板沿着所述第一圆孔滑移。

如上所述的芯盒，优选的是：

起芯装置还包括耐磨套；所述耐磨套固定在所述第一圆孔的内壁上，且所述耐磨套的内径与所述导向杆的外径相等。

如上所述的芯盒，优选的是：

还包括动力装置；

所述动力装置的固定端与所述芯盒框固定连接，所述动力装置的动力臂与所述起芯装置抵顶连接，以向所述起芯装置提供竖直方向的动力。

如上所述的芯盒，优选的是：

所述起芯装置还包括限位杆和限位螺栓；

所述同步板上开设有第二圆孔；

所述限位杆的一端与所述芯盒体底板固定连接，所述限位杆的另一端穿过所述第二圆孔，且与所述限位螺栓固定连接。

如上所述的芯盒，优选的是：

所述动力装置为气缸，所述气缸的固定端与所述芯盒框固定连接，所述气缸的动力臂抵顶在所述同步板的下方。

如上所述的芯盒，优选的是：

所述气缸的数量至少为两个，对称设置在所述同步板的下方。

本发明提供的芯盒，具有起芯装置，无需对芯盒进行翻转操作，也无需吊起芯盒框，且操作步骤少，起芯工艺简单，有效提高了生产效率高。起芯完成的砂芯，便于运输，也便于进行后续操作。设置起芯装置后，芯盒内无需再设置用于辅助起芯的活块，也避免了砂芯的表面出现活块接痕，提高了砂芯的质量。

附图说明

图1A为现有技术中使用翻转起模起芯方法翻转前芯盒和芯板的示意图。

图1B为现有技术中使用翻转工具加持芯盒和芯板的示意图。

图1C为现有技术中翻转完成后砂芯落在芯板上的示意图。

图2A为现有技术中使用芯盒框上脱落起芯方法起芯过程中芯盒框未脱落前的示意图。

图2B为现有技术中吊起芯盒框后的示意图。

图2C为现有技术中移除外侧活块后的示意图。

图2D为现有技术中移除内侧活块后的砂芯示意图。

图3A为本发明实施例一提供的芯盒示意图。

图3B为图3A的俯视示意图。

图3C为3A的左视示意图。

图3D为图3B的A-A剖视示意图。

图4A为本发明实施例二提供的芯盒示意图。

图4B为图4A的俯视示意图。

图4C为图4A的A-A向剖视示意图。

图4D为图4B的B-B向剖视示意图。

附图标记：

1-芯盒框；           2-芯板；    3-翻转工具；

41、42、43-砂芯；    5-活块；    7-芯盒体底板；

8-芯盒框；            9-顶芯杆；      10-同步板；

11-支撑件；           12-顶芯板；     13-导向杆；

14-耐磨套；           15-油缸；       16-集砂槽；

17-限位杆；           18-限位螺栓；   19-气缸；

6-活块底板；          71-通孔；       711-第一子孔；

712-第二子孔；        102第一圆孔；   103-第二圆孔；

21-倒L型板；          22-固定板；     23-T型板；

121-弯钩顶芯板；      122-导框顶芯板；24-凹槽；

123-斜弦顶芯板；      124-三角孔顶芯板；

125-大模头顶芯板；    25-工位平面。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种芯盒，包括芯盒体底板和芯盒框，芯盒体底板设置在芯盒框的中部，用于将芯盒框分成上部和下部，芯盒框上部和芯盒体底板围设的空间用于形成砂芯，其中芯盒还包括起芯装置；芯盒体底板上开设有通孔；起芯装置的一端从芯盒体底板未形成砂芯的一侧伸入通孔，且伸入端与芯盒体底板的内表面平齐，伸入端的形状与通孔的形状匹配，起芯装置的另一端用于与动力装置连接，以在竖直方向动力的作用下通过伸入端抵顶抬升芯盒框内的砂芯。

伸入端的形状与通孔的形状匹配是指，伸入端的形状与通孔的形状一致，以使伸入端与芯盒体底板共同形成砂芯的成型面。本发明实施例提供的芯盒，包括起芯装置，起芯装置的一端容置在通孔中，且与芯盒体底板平面平齐，以保证形成的砂芯合格，起芯装置的另一端位于芯盒体底板下方，用于与动力装置连接，以在竖直方向动力的作用下抬升待起芯的砂芯。起芯的具体过程为，从芯盒芯盒体底板的下方为起芯装置提供动力，起芯装置在动力的作用下，整体向上移动，以抬升待起芯的砂芯。起芯装置的数量和位置根据待起芯的砂芯形状来确定，形状越复杂的砂芯，起芯装置应越多，以保证在起芯过程中的砂芯受力均匀，避免对砂芯造成损坏。可以理解的是，从芯盒芯盒体底板的下方为起芯装置提供动力的实现方式有多种，比如，在起芯工位下方预留足够的空间以设置动力设备；或者将芯盒设置于较高处以使动力设备能提供竖直方向的动力。

本发明实施例提供的芯盒，具有起芯装置，无需对芯盒进行翻转操作，也无需吊起芯盒框，且操作步骤少，起芯工艺简单，有效提高了生产效率高。起芯完成的砂芯，便于运输，也便于进行后续操作。设置起芯装置后，芯盒内无需再设置用于辅助起芯的活块，也避免了砂芯的表面出现活块接痕，提高了砂芯的质量。

实施例一

图3A为本发明实施例一提供的芯盒示意图，图3B为图3A的俯视示意图，图3C为3A的左视示意图，图3D为图3B的A-A剖视示意图。本发明实施例一提供一种芯盒，包括芯盒体底板7和芯盒框8，芯盒体底板7设置在芯盒框8的中部，用于将芯盒框分成上部和下部，芯盒框8上部和芯盒体底板7围设的空间用于形成砂芯，其中芯盒还包括起芯装置；芯盒体底板7上开设有通孔71；起芯装置的一端从芯盒体底板7未形成砂芯43的一侧伸入通孔71，且伸入端与芯盒体底板7的内表面平齐，伸入端的形状与通孔71的形状匹配，起芯装置的另一端用于与动力装置连接，以在竖直方向动力的作用下通过伸入端抵顶抬升芯盒框8内的砂芯43。

起芯装置的优选实现方式为：起芯装置包括顶芯杆9和同步板10；顶芯杆9的一端伸入通孔71中，伸入端与芯盒体底板7的内表面平齐，且顶芯杆9伸入端的形状与通孔71的形状匹配；顶芯杆9的另一端与同步板10固定连接，同步板10用于与动力装置连接；芯盒框8下部固定设置有支撑件11，同步板10放置在支撑件11上。

如图3A所示，支撑件为立柱，在不进行起芯操作时，同步板放置在立柱上，立柱起到支撑同步板的作用，并使起芯装置与芯盒体底板或芯盒框始终保持连接关系。顶芯杆的数量与通孔的数量相同，数个顶芯杆可以与同一块同位板固定连接。顶芯杆的数量越多，对砂芯的支撑作用越好，一个顶芯杆的受力也越小，对砂芯的破坏也越小。但顶芯杆的数量会增加安装的难度。可以理解的是，在起芯过程中，芯盒框应该保持固定，可以在起芯工位上设置固定装置，如图3C所示，本实施例通过在工位上固定倒L型板21，在芯盒框8的最底端固定一块固定板22，并在固定板22上对应固定T型板23，将T型板23卡在倒L型板21与工位平面25之间的凹槽24内来实现的。在芯盒框的最底端固定一块固定板后，为了保证其他部件的顺利安装，固定板要开设足够的通槽。这只是实现芯盒固定的一种方式，实际应用中，芯盒的固定有很多方式。在图3A中，两个油缸15的结构相同，其中一个示意为动力臂伸出的状态，另一个示意为未伸出动力臂的状态，可以理解的是，这只是为了显示油缸的两个工作状态，实际起芯过程中，各个油缸是同时动作的，且油缸与地面固定。

进一步地，顶芯杆9的伸入端固定设有顶芯板12，顶芯板12容置在通孔71中，与芯盒体底板7的内表面平齐，且顶芯板12的形状与通孔71的形状匹配。

在本实施例中，伸入端都是以顶芯板为例进行的描述，在不设置顶芯板时，伸入端为顶芯杆的顶端。顶芯杆与砂芯的接触面积小，在相同大小的力的作用下，接触面积越小，压强越大，增加顶芯板，可以增加与砂芯的接触面积，以避免对砂芯造成破坏。

更进一步地，通孔71为阶梯孔，阶梯孔包括第一子孔711和第二子孔712，第一子孔711用于容置顶芯板12，第二子孔712用于容置顶芯杆9且直径小于第一子孔711，第一子孔711的孔壁下边缘四周开设有集砂槽16。

集砂槽的示意图如图3D所示，在起芯完毕后，芯盒内的浮砂要吹走，但实际应用中，浮砂往往难以全部吹走，设置集砂槽可以容置未被吹走的浮砂，从而保证起芯完成后，顶芯板能回落到位。

可选的是，起芯装置还包括导向杆13；芯盒体底板7上开设有第一圆孔102；导向杆13的一端与同步板10固定；导向杆13的另一端容置在第一圆孔102内，以导引同步板10沿着第一圆孔102滑移。

在起芯过程中，若对砂芯施加的作用力的方向不完全竖直向上，有可能对砂芯造成破坏，设置导向杆可以更好地保证施加的作用力的方向。第一圆孔和第二圆孔的位置，在不同形状砂芯的起芯过程中是不一样的，实际应用中，第一圆孔和第二圆孔设置的位置只要不影响砂芯的形状即可。导向杆的数量没有限制，以本实施例而言，是以设置了三个导向杆为例进行的示意。

更进一步地，芯装置还包括耐磨套14；耐磨套14固定在第一圆孔102的内壁上，且耐磨套14的内径与导向杆13的外径相等。

实际应用中，耐磨套的内径可以稍大于导向杆的外径，以避免在抬升砂芯的过程中阻力过大；在本实施例中耐磨套的内径与导向杆的外径相等，可以满足导向和不增加阻力的要求。

采用本发明实施例一提供的芯盒的起芯过程为：向同步板提供动力，同步板带动顶芯杆竖直向上运动，顶芯板与顶芯杆同步动作，以抬起砂芯。在同步板动作的过程中，同步板沿着导向杆向上运动，从而更好地保证了同步板施加给顶芯杆的力的方向，避免砂芯收到侧向力的作用而损坏。

本发明实施例一提供的芯盒，具有起芯装置，起芯时，只要向起芯装置提供竖直方向的动力，起芯装置即可抵顶砂芯脱离芯盒框和芯盒体底板，以完成起芯。本发明实施例一提供的芯盒，无需再使用专用起芯夹具，降低了设备成本，简化了工艺流程；另外，在起芯过程中，只有砂芯底部受力，有效避免了砂芯的损坏。

实施例二

图4A为本发明实施例二提供的芯盒示意图，图4B为图4A的俯视示意图，图4C为图4A的A-A向剖视示意图，图4D为图4B的B-B向剖视示意图。考虑到砂芯和芯盒的对称性，图4A和4B都为半视图。本发明实施例二与实施例一的不同之处在于，本发明实施例二提供的芯盒还包括动力装置；动力装置的固定端与芯盒框8固定连接，动力装置的动力臂与起芯装置抵顶连接，以向起芯装置提供竖直方向的动力。

在芯盒上设置动力装置后，起芯工位设备无需再设置动力设备。

动力装置可以为气缸19，气缸19的固定端与芯盒框8固定连接，气缸19的动力臂抵顶在同步板10的下方。

在图4A至图4D中，气缸的固定端与芯盒框的固定连接是通过将气缸的固定端与芯盒框的侧壁固定连接来实现的，实际应用中，还可以在芯盒框底部固定一块固定板，将气缸的动力端固定在固定板上来实现气缸的固定。

动力装置也可以为液压油缸或液压千斤顶。在选择动力设备时，应考虑设备的体积和行程。如图4A所示，气缸的缸体部分设置在芯盒芯盒体底板的下方，控制部件位于芯盒的外部，通过控制气缸的控制阀，即可实现气缸动力臂的升出、静止和回缩。

实际应用中，气缸19的数量至少为两个，对称设置在同步板10的下方。气缸的数量越多，提供的动力越充足，设置多个气缸时，应保证同步板的受力均匀，从而使砂芯在抬升过程中，受力均匀。本实施例以设置8个气缸为例进行的说明，由于图4A和图4B都是半视图，只示出了四个气缸的位置。

可选地，起芯装置还包括限位杆17和限位螺栓18；同步板10上开设有第二圆孔103；限位杆17的一端与芯盒体底板7固定连接，限位杆17的另一端穿设第二圆孔103，且与限位螺栓18固定连接。

限位杆可以和支撑件同时使用，也可以根据需要择一选用。本实施例以单独设置支撑件为例进行说明。限位杆的作用是使起芯装置始终与芯盒体底板保持连接关系。限位杆的一端与芯盒体底板固定连接，另一端穿设同步板上的第二圆孔，且与限位螺栓固定连接，这种连接方式限制了同步板的位置。设置限位杆后，同步板介于限位螺栓和芯盒体底板之间，且只能沿着限位杆的方向移动。如图4A所示，限位杆与芯盒体底板固定连接的位置，选择为芯盒体底板较厚的部位，在此部位设置限位杆不会影响砂芯的成型和性能。

图4A至图4D中的砂芯以铁路货车转向架侧架的砂芯为例，侧架的砂芯结构可以参见图1C，为了保证起芯过程中，顶芯板不对砂芯的结构造成破坏，本实施例具体设置了弯钩顶芯板121、导框顶芯板122、斜弦顶芯杆123、三角孔顶芯板124，以及大模头顶芯板125，这些顶芯板共同作用顶起砂芯，实现起芯。一般而言，在结构出现弯折的部位、直板结构的中间部位，以及特殊结构部位，比如三角孔部位，都可以设置顶芯板，以保证起芯后砂芯的质量和性能。图4D和图3D类似，都可以说明顶芯板的结构，以及集砂槽的位置和结构。在本实施例中，耐磨套选用钢质耐磨套，钢制耐磨套使用寿命长，成本低。与现有技术相比，采用本实施例二提供的芯盒，起芯的工作效率可以提高两倍以上。

本发明实施例二提供的芯盒，具有动力装置，能方便实现砂芯的起芯操作，且实现了自动起芯，可以实现芯盒内的无活块设计，砂芯表面光滑度大大提高，更有利于后续铸造过程中产品质量的提高，以及起芯操作的工作效率的提高。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种芯盒，包括芯盒体底板和芯盒框，所述芯盒体底板设置在所述芯盒框的中部，用于将所述芯盒框分成上部和下部，所述芯盒框上部和芯盒体底板围设的空间用于形成砂芯，其特征在于：

所述芯盒还包括起芯装置；

所述芯盒体底板上开设有通孔；

所述起芯装置的一端从所述芯盒体底板未形成砂芯的一侧伸入所述通孔，且伸入端与所述芯盒体底板的内表面平齐，所述伸入端的形状与所述通孔的形状匹配，所述起芯装置的另一端用于与动力装置连接，以在竖直方向动力的作用下通过所述伸入端抵顶抬升所述芯盒框内的砂芯。

2.根据权利要求1所述的芯盒，其特征在于：

所述起芯装置包括顶芯杆和同步板；

所述顶芯杆的一端伸入所述通孔中，伸入端与所述芯盒体底板的内表面平齐，且顶芯杆伸入端的形状与所述通孔的形状匹配；所述顶芯杆的另一端与所述同步板固定连接，所述同步板用于与动力装置连接；

所述芯盒框下部固定设置有支撑件，所述同步板放置在所述支撑件上。

3.根据权利要求2所述的芯盒，其特征在于：

所述顶芯杆的伸入端固定设有顶芯板，所述顶芯板容置在所述通孔中，与所述芯盒体底板的内表面平齐，且顶芯板的形状与所述通孔的形状匹配。

4.根据权利要求3所述的芯盒，其特征在于：

所述通孔为阶梯孔，所述阶梯孔包括第一子孔和第二子孔，所述第一子孔用于容置所述顶芯板，所述第二子孔用于容置所述顶芯杆且直径小于所述第一子孔，所述第一子孔的孔壁下边缘四周开设有集砂槽。

5.根据权利要求3所述的芯盒，其特征在于：

所述起芯装置还包括导向杆；

所述芯盒体底板上开设有第一圆孔；

所述导向杆的一端与所述同步板固定；所述导向杆的另一端容置在所述第一圆孔内，以导引所述同步板沿着所述第一圆孔滑移。

6.根据权利要求5所述的芯盒，其特征在于：

起芯装置还包括耐磨套；所述耐磨套固定在所述第一圆孔的内壁上，且所述耐磨套的内径与所述导向杆的外径相等。

7.根据权利要求2-6任一所述的芯盒，其特征在于：

还包括动力装置；

所述动力装置的固定端与所述芯盒框固定连接，所述动力装置的动力臂与所述起芯装置抵顶连接，以向所述起芯装置提供竖直方向的动力。

8.根据权利要求7所述的芯盒，其特征在于：

所述起芯装置还包括限位杆和限位螺栓；

所述同步板上开设有第二圆孔；

所述限位杆的一端与所述芯盒体底板固定连接，所述限位杆的另一端穿过所述第二圆孔，且与所述限位螺栓固定连接。

9.根据权利要求7所述的芯盒，其特征在于：

所述动力装置为气缸，所述气缸的固定端与所述芯盒框固定连接，所述气缸的动力臂抵顶在所述同步板的下方。

10.根据权利要求9所述的芯盒，其特征在于：

所述气缸的数量至少为两个，对称设置在所述同步板的下方。

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