CN103273015A - 单立柱水玻璃砂造型机及其造型工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单立柱水玻璃砂造型机及其造型工艺，该造型机包括底座和机架，底座上设置有起模机构、举升机构和振击机构，机架上端设置有回转臂，振击机构上设置有工作台，工作台上表面向内凹陷形成腔体，安装在工作台上端面的模板与工作台构成真空室，真空室与一真空系统连接，回转臂上设置有CO2吹气装置。本发明的有益效果是：可以实现水玻璃砂造型的单机机械化，工艺操作简单，工作人员的劳动强度低，劳动生产率得以提高。
Description
技术领域
本发明涉及机械制造行业铸造领域，特别涉及一种单立柱水玻璃砂造型机及其造型工艺。
背景技术
水玻璃砂铸造工艺是最常用的三大砂型铸造工艺之一而获得广泛应用。CO2硬化水玻璃砂工艺是常用的水玻璃砂工艺之一，根据吹CO2的方式不同可分为普通CO2水玻璃砂工艺和真空吹CO2硬化水玻璃砂工艺。普通CO2水玻璃砂工艺通过向紧实后的铸型（芯）内插入管子或用吹气罩将紧实后的铸型（芯）罩起后吹CO2气体使水玻璃砂型硬化。该工艺水玻璃加入量大，硬化过程不稳定，易出现“过吹”现象，旧砂溃散性差。真空吹CO2硬化水玻璃砂工艺（VRH法）是将紧实后的水玻璃砂型连同模板一起送入一真空室内抽气，当达到一定的真空度后，向室内通入CO2气体，使铸型硬化的一种铸造工艺。该工艺CO2消耗量少，旧砂的溃散性好，但需要有专门设计的真空室，使投资增加，给生产的组织带来不便。
发明内容
为了满足水玻璃砂造型的要求，避免普通CO2硬化水玻璃砂工艺及真空吹CO2硬化水玻璃砂工艺存在的问题，本发明提供了一种应用于CO2水玻璃砂硬化工艺的单立柱水玻璃砂造型机及其造型工艺。
为了实现上述发明目的，本发明提供了一种单立柱水玻璃砂造型机，包括底座和机架，所述底座上设置有起模机构、举升机构和振击机构，所述机架上端设置有回转臂，所述振击机构上设置有工作台，所述工作台上表面向内凹陷形成腔体，安装于所述工作台上端面的模板与所述工作台构成真空室，所述真空室与一真空系统连接，所述回转臂上设置有CO2吹气装置。
所述回转臂的一端通过键与一轴联接，所述轴通过轴承支撑在所述机架上，所述回转臂的另一端设置有所述CO2吹气装置，所述CO2吹气装置包括与所述回转臂密封连接的吹气头，所述吹气头通过一吹气管与CO2气源连接。
所述吹气头内设置有阻流板，所述阻流板上均匀分布有通气孔。
所述吹气头的下端面设置有一密封圈。
所述吹气头上设置有手柄。
所述振击机构包括振击缸和振击活塞，所述振击活塞与所述工作台连接。
所述举升机构包括举升缸和举升活塞，所述举升活塞为所述振击缸的缸体。
所述起模机构包括两个位于所述举升缸两侧的起模缸，两个所述起模缸的活塞杆上分别设置有一起模架，所述起模架上设置有能够顶起砂箱的顶杆，两个所述起模架之间设置有刚性同步架。
本发明还提供了一种单立柱水玻璃砂造型机的造型工艺，所述工艺包括以下步骤：
（1）将吹气头旋出工作台上方位置，将模板固定在工作台上，砂箱放到模板上，并将辅助框放在砂箱上，向砂箱内加入混制好的水玻璃砂，开启振击机构1-5min后关闭，取下辅助框，刮平砂箱的上表面，去除多余的水玻璃砂；
（2）将吹气头旋转至工作台的正上方，开启举升机构，将砂箱举升至与吹气头接触，使吹气头的密封圈与砂箱的上端面紧密接触；
（3）打开真空系统的真空阀，使真空室内形成负压，然后打开与吹气头连接的CO2气源，保持0.5-5min，在负压的诱导下使CO2气体从砂型的上表面向模板均匀渗透，在此过程中，CO2和型砂充分接触，使砂型硬化；
（4）待型砂充分硬化后，关闭真空阀和CO2气源，同时将真空室和大气相通，举升机构复位；
（5）将吹气头旋出工作台的上方位置；
（6）启动起模机构，起模机构上的顶杆顶住砂箱向上运动实现起模；
（7）采用人工或运输机械将造好的铸型搬走，起模机构复位，本次造型过程结束。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明在砂箱的上方通入CO2气体，在砂箱下方形成负压，促使CO2能够均匀地渗透到水玻璃砂型内，促使水玻璃砂型均匀硬化；这样，将水玻璃砂造型过程中的型砂紧实、硬化、起模等工艺操作在一台造型机上完成，实现水玻璃砂造型的单机机械化，工艺操作简单，工作人员的劳动强度低，劳动生产率得以提高。
附图说明
图1为本发明实施例的主视图。
图2为本发明实施例的侧视图。
其中，1、底座；2、起模缸；3、起模架；4、顶杆；5、工作台；6、阻流板；7、吹气头；8、密封圈；9、手柄；10、CO2吹气管；11、回转臂；12、轴；13、键；14、轴承；15、机架；16、真空室接口；17、振击活塞；18、振击缸；19、振击缸排气孔；20、举升缸；21、举升缸进气孔；22、振击缸进气孔；23、真空室；24、排气塞；25、模型；26、水玻璃型砂；27、砂箱；28、模板；29、刚性同步架。
具体实施方式
针对传统CO2硬化水玻璃砂工艺存在的水玻璃加入量大、硬化过程不稳定、易出现“过吹”现象、旧砂溃散性差，以及VRH工艺需设专用硬化室，设备投资大的问题，本发明提供了一种适用于CO2硬化水玻璃砂工艺的单立柱水玻璃砂造型机，包括底座1、设置在底座1后侧的机架15、设置在底座1上的起模机构、举升机构和振击机构，机架15上端设置有回转臂11，振击机构上方设置有工作台5，工作台5上表面向内凹陷形成腔体，安装在工作台上端面的模板与工作台构成真空室23，真空室23上设置有一真空室接口16，真空室接口16通过一真空阀与真空系统连接，回转臂11上设置有CO2吹气装置。
回转臂11的一端通过键13与轴12联接，轴12通过轴承14支撑在机架15上，回转臂11和轴12能够在机架15上旋转，回转臂11的另一端设置有CO2吹气装置，CO2吹气装置包括与回转臂11连接的吹气头7，吹气头7通过一CO2吹气管10与CO2气源连接；吹气头7内设置有阻流板6，阻流板6上均匀分布有通气孔；吹气头7的下端面设置有一密封圈8；吹气头7上设置有手柄9。
模板28和模型25上均匀设置有若干个排气孔，排气孔内设置有排气塞24。
振击机构包括振击缸18和振击活塞17，振击活塞17与工作台5连接。
举升机构包括举升缸20，举升缸20的举升活塞即为振击缸18的缸体；工作时，举升缸20将砂箱27压紧在吹气头7上，吹气头7下端面设置的密封圈8起密封作用。
起模机构包括两个位于举升缸20两侧设置在所述底座1上的起模缸2，两个起模缸2的起模活塞杆分别连接有一起模架3，起模架3上设置有能够顶起砂箱27的四个顶杆4；两个起模架3通过一刚性同步架29连接，保证两个起模缸2同步运动。
其中，模板28、砂箱27、模型25由各用户根据生产铸件的要求自行配备。
本发明的工艺步骤如下：
（1）将吹气头7旋出工作台5上方位置，将模板28固定在工作台5上，再将砂箱27放到模板28上，并将辅助框放在砂箱27上，向砂箱27内加入混制好的水玻璃砂，开启振击缸18，气体由振动气缸进气孔22进入，振击活塞17向上运动至振动气缸排气孔19，气体排出，振击活塞17向下运动，如此产生振击运动，振击1-5min后关闭进气阀，取下辅助框，刮平砂箱27的上表面，去除多余的水玻璃砂；
（2）将吹气头7旋转至工作台5的正上方，开启举升缸20，气体由举升缸进气孔21进入，举升缸20的举升活塞向上运动，将砂箱27举升至与吹气头7接触，使吹气头7的密封圈8与砂箱27的上端面紧密接触；
（3）打开真空系统的真空阀，使真空室23内形成负压，然后打开与吹气头7连接的CO2气源，保持0.5-5min，在负压的诱导下使CO2气体从砂型的上表面向模板均匀渗透，在此过程中，CO2和型砂充分接触，使砂型硬化；
（4）待型砂充分硬化后，关闭真空阀和CO2气源，同时将真空室23和大气相通，举升缸20复位；
（5）将吹气头7旋出工作台5的上方位置；
（6）启动起模缸2，起模缸2上的顶杆4顶住砂箱27向上运动实现起模；
（7）采用人工或运输机械将造好的铸型搬走，起模缸2复位，本次造型过程结束。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.单立柱水玻璃砂造型机，其特征在于，包括底座和机架，所述底座上设置有起模机构、举升机构和振击机构，所述机架上端设置有回转臂，所述振击机构上设置有工作台，所述工作台上表面向内凹陷形成腔体，设置在所述工作台上端面的模板与所述工作台构成真空室，所述真空室与一真空系统连接，所述回转臂上设置有CO2吹气装置。
2.根据权利要求1所述的单立柱水玻璃砂造型机，其特征在于，所述回转臂的一端通过键与一轴联接，所述轴通过轴承支撑在所述机架上，所述回转臂的另一端设置有所述CO2吹气装置，所述CO2吹气装置包括与所述回转臂连接的吹气头，所述吹气头通过一吹气管与CO2气源连接。
3.根据权利要求2所述的单立柱水玻璃砂造型机，其特征在于，所述吹气头内设置有阻流板，所述阻流板上均匀分布有通气孔。
4.根据权利要求1-3任一项所述的单立柱水玻璃砂造型机，其特征在于，所述吹气头的下端面设置有一密封圈。
5.根据权利要求1-4任一项所述的单立柱水玻璃砂造型机，其特征在于，所述吹气头上设置有手柄。
6.根据权利要求1-5任一项所述的单立柱水玻璃砂造型机，其特征在于，所述振击机构包括振击缸和振击活塞，所述振击活塞与所述工作台连接。
7.根据权利要求1-6任一项所述的单立柱水玻璃砂造型机，其特征在于，所述举升机构包括举升缸和举升活塞，所述举升活塞为所述振击缸的缸体。
8.根据权利要求1-7任一项所述的单立柱水玻璃砂造型机，其特征在于，所述起模机构包括两个位于所述举升缸两侧的起模缸，两个所述起模缸的活塞杆上分别设置有一起模架，所述起模架上设置有能够顶起砂箱的顶杆，两个所述起模架之间设置有刚性同步架。
9.根据权利要求1-8任一项所述的单立柱水玻璃砂造型机的造型工艺，其特征在于，所述工艺包括以下步骤：
（1）将吹气头旋出工作台上方位置，将模板固定在工作台上，砂箱放到模板上，并将辅助框放在砂箱上，向砂箱内加入混制好的水玻璃砂，开启振击机构1-5min后关闭，取下辅助框，刮平砂箱的上表面，去除多余的水玻璃砂；
（2）将吹气头旋转至工作台的正上方，开启举升机构，将砂箱举升至与吹气头接触，使吹气头的密封圈与砂箱的上端面紧密接触；
（3）打开真空系统的真空阀，使真空室内形成负压，然后打开与吹气头连接的CO2气源，保持0.5-5min，在负压的诱导下使CO2气体从砂型的上表面向模板均匀渗透，在此过程中，CO2和型砂充分接触，使砂型硬化；
（4）待型砂充分硬化后，关闭真空阀和CO2气源，同时将真空室和大气相通，举升机构复位；
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