CN103567394B - 一种制芯机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制芯机，包括机架、工作台、工作台举升机构、下顶芯机构、下芯盒移动机构、上芯盒提升机构、射砂单元、移动吹气罩机构，其特征在于：所述下顶芯机构位于工作台前方，下顶芯机构与机架固定连接；所述工作台举升机构为四导杆结构，工作台两侧分别设置举升液压缸；所述下芯盒移动机构包括设置在工作台上的驱动液压缸、芯合小车和导轨，所述导轨包括位于工作台上的第一导轨和位于下顶芯机构上的第二导轨，第一导轨和第二导轨对准设置。本发明日常维护方便，下顶芯机构固定在设备前侧，不随工作台升降，芯盒吊装及取芯更方便。

Description

一种制芯机

技术领域

本发明涉及一种金属铸造设备，具体涉及一种冷芯盒制芯机。

背景技术

冷芯盒制芯机是铸造行业中芯砂成型的重要设备之一，其工作原理是：制芯机驱动芯盒的各个部件开合，通过压缩空气将已经混好的芯砂射入芯盒内；随后，催化气体导入芯盒，芯砂在短时间内硬化，达到工艺和生产要求，并从芯盒中被顶出取走。

现有技术中，制芯机主要结构包括：下部中间套筒式工作台举升机构，驱动工作台与下顶芯机构同时升降；安装于工作台上的下芯盒移动机构，驱动芯盒前后移动；布置在工作台左右两侧的套筒式侧夹紧机构，满足四开模芯盒动作需求；上部中间为固定式射头及射砂机构，射腔内部安装射砂筒；上部左右两侧布置移动吹气板及上顶板，吹气板及顶芯板分步动作；上部中间固定上芯盒提升机构，采用上部同步框结构；机器框架采用四立柱连接方式。与上述结构配合，配套设置电控系统、液压站、安全围屏、气体发生器等。

采用上述结构的制芯机，在日常使用和维护中主要有以下几点缺点：

1.工作台举升机构采用单套液压缸驱动升降，导向结构采用套筒式导向方式，整套机构安装在设备底部中间。套筒式结构导向易磨损，特别对于负载重的芯盒，导向性能不足。日常更换维护时，需要将工作台顶起后，人工将整套机构拉出后更换，维护操作不便，工作量大。

2.下顶芯机构固定在工作台前侧，随工作台同时升降。从安全防护考虑，此套机构布置在安全围屏内，造成吊装芯盒及取砂芯困难。

3.射砂机构内部布置射砂筒，射砂筒结构采用圆周密封，每班需人工安装及拆卸维护。并且射砂筒变形后需整套更换。

4.设备左侧为吹气板、右侧为顶芯板，设备动作为吹气板移入设备，完成吹气后移出。而后上顶板移入设备，完成顶芯后移出。设备运动动作较多，时间节拍长。

5.上芯盒提升机构采用两侧气缸驱动、上部同步框连接。升降同步性差。

6.模具安装方式采用真空吸附配套保险销结构，真空管路及密封部分易损坏，使安装固定失效。

7.安装模具时射板、吹气板、上顶板时需要人工将每块板逐块吊装至芯盒上后安装固定，安装麻烦。

因此，需要对制芯机的结构作进一步改进，以解决以上几点问题。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种制芯机，以解决现有技术中制芯机存在的上述问题。

为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种制芯机，包括机架、工作台、工作台举升机构、下顶芯机构、下芯盒移动机构、上芯盒提升机构、射砂单元、移动吹气罩机构，所述下顶芯机构位于工作台前方，下顶芯机构与机架固定连接；所述工作台举升机构为四导杆结构，工作台两侧分别设置举升液压缸；所述下芯盒移动机构包括设置在工作台上的驱动液压缸、芯合小车和导轨，所述导轨包括位于工作台上的第一导轨和位于下顶芯机构上的第二导轨，第一导轨和第二导轨对准设置。

上述技术方案中，所述上芯盒提升机构主要由驱动液压缸、导杆导套、同步连杆结构、芯盒连接板及液压驱动上芯盒快锁装置组成，驱动液压缸固定在顶部框架，通过固定在芯盒连接板上的上芯盒快锁装置将上芯盒固定在芯盒连接板下表面，液压缸驱动芯盒连接板带动导杆升降直线运动，导杆上部与同步连杆机构固定。

上述技术方案中，机架采用四立柱连接方式，中间为工作台举升机构，前部固定设置下顶芯机构，设有前后移动下芯盒移动机构，左右两侧夹紧机构，上部中间固定式射头及射砂机构，前后移动吹气罩机构，上芯盒提升机构。配套设置电控系统、液压站、安全围屏、气体发生器等。模具安装采用一次叠加装模，全自动安装方式。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1、本发明工作台举升机构采用左右两侧设置驱动液压缸、四导向杆结构，液压缸及导向杆、导向套均布置在工作台外侧，日常更换维护方便。更换导杆及导套时只需单侧一组同时更换，无需拆卸设备四立柱或者工作台，维护工作量少。

2、下顶芯机构固定在设备前侧，不随工作台升降，芯盒吊装及取芯更方便。

3、上芯盒提升结构，采用同步连杆机构，提升同步性能。

4、模具一次叠加自动安装，简化安装步骤，减少人工操作量，提升效率。

附图说明

图1是本发明实施例一的结构示意图；

图2是图1的左视图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例一：参见图1至图2所示，本发明提供一种冷芯盒制芯机主要适用于人工取芯生产方式，通过可视化人机互动界面，可进行手动/自动动作运行，非常具有灵活性和通用性；适用于2～6分盒的芯盒模具，同时可配套多组气动或液压活块，满足生产各种复杂砂芯的需求。模具装载主要采用设备前侧人工吊装，并采用一次叠加步进式装模方式，步进操作完成装卸过程。

该冷芯盒制芯机标准机型射砂量可以有20L至150L不同系列产品可供选择，射砂面积前后最大可达1800mm，左右最大可达1200mm，最大配载芯盒重量可达7000Kg。

冷芯盒制芯机采用坚固的四立柱设备框架结构，中间上部为固定式射砂单元及上芯盒提升机构，中间下部为工作台举升合模机构，固定与工作台上的下芯盒移动机构，下芯盒移动机构上固定活块接口。顶部后侧为移动吹气罩机构，下部前侧为下顶芯机构。芯盒装载在下芯盒移动机构上。（射砂单元25L及以下设备采用射砂筒快换装置，40升及以上设备采用取消射砂筒装置。）

1.设备框架单元（机架）

设备框架单元主要由1-底部框架、2-中间四立柱、3-顶部框架等组成，通过装配式连接满足设备各动作的结构刚性需求。底部框架与工厂厂房基础固定。

2.上芯盒提升机构

上芯盒提升机构主要由4-驱动液压缸、5-导杆导套、6-同步连杆结构、7-芯盒连接板及8-液压驱动上芯盒快锁装置等组成。整套机构固定在顶部框架上。

驱动液压缸固定在顶部框架，通过固定在芯盒连接板上的快锁装置将上芯盒固定在芯盒连接板下表面，液压缸驱动芯盒连接板带动导杆升降直线运动，导杆上部与同步连杆机构固定，同步连杆结构包括9-连接板、10-小连杆、11-长连杆、12-回转轴、13-轴座等组成。连接板下部固定导杆，上部采用转动轴承及轴与小连杆连接，小连杆与长连杆采用转动轴连接，长连杆与回转轴焊接固定，回转轴与轴座采用轴承连接，轴座固定在顶部框架上。上芯盒升降直线运动时，小连杆及长连杆同步摆动，实现两侧驱动液压缸动作同步。

采用同步连杆结构保证两侧驱动油缸升降的同步性及平稳性，实现上芯盒升降动作。满足芯盒合模射砂、吹气，开模取芯动作需求。

3A.射砂单元(25L及以下设备)

射砂单元主要由射砂筒快换装置、射砂阀、气控比例阀、加砂蝶阀、锥形储砂斗、气包、射头及液压驱动射板快锁装置等组成。整套机构固定在顶部框架上。

射头固定在顶部框架下方，顶部框架内部为密封射腔，加砂蝶阀固定在顶部框架上方，锥形储砂斗固定在加砂蝶阀上方。顶部框架后侧固定气包，气包进气口安装气动比例阀，气包吹气口安装射砂阀，气包吹气管路接至射腔，射腔内部安装射砂筒，通过射砂筒快换装置，实现射砂筒的快速装卸。射板快锁装置固定在射头上，将芯盒射板固定在射头下表面。

3B.射砂单元(40L及以上设备)

射砂单元主要由14-取消射砂筒机构、15-射砂阀、16-气控比例阀、17-气包、18-射头及19-液压驱动射板快锁装置等组成。整套机构固定在顶部框架上。

射头固定在顶部框架下方，顶部框架内部为密封射腔，顶部框架后侧固定气包，气包进气口安装气动比例阀，气包吹气口安装射砂阀，气包吹气管路接至射腔。射板快锁装置固定在射头上，将芯盒射板固定在射头下表面。

取消射砂筒机构主要由20-进气阀盖、21-排气网板、22-液压驱动压紧装置、23-砂料位控制开关、24-加砂蝶阀、25-锥形储砂斗及26-气缸驱动移动机构等组成。该机构固定在射腔上部。

采用取消射砂筒机构可实现无需射砂筒射砂，具有相同的射砂功能。同时取消人工装卸射砂筒及清理射砂筒的操作工作量，减少射砂筒使用维护备件成本。另外可取消加砂蝶阀的通气密封结构，避免射砂时喷砂问题。

4.下芯盒移动机构

下芯盒移动机构主要由27-驱动液压缸、28-芯盒小车、29-气垫导轨及30-液压驱动下芯盒快锁装置等组成。整套机构固定在升降工作台上，随工作台同步升降。

驱动液压缸固定在工作台后侧，芯盒小车下部固定气垫导轨、并与液压缸采用铰接连接头连接，下芯盒快锁装置固定在芯盒小车上、将下芯盒固定于芯盒小车上表面。

采用气垫导轨结构可增长导轨使用寿命，在射砂、吹气动作时，液压缸缩回，芯盒小车在设备中间位置。在顶芯及取芯动作时，液压缸伸出，芯盒小车在设备前侧，下顶芯机构上部。

5.移动吹气罩机构

移动吹气罩机构主要由31-减速电机、32-曲柄连杆、33-回转轴、34-滚轮、35-滑轨、36-吹气小车体、37-吹气罩、38-V型轮、39-V型导轮及40-液压驱动吹气顶芯板快锁装置等组成。

该机构布置在顶部框架后侧，减速电机固定在顶部框架。曲柄连杆一端固定回转轴，回转轴与减速电机采用平键连接，曲柄连杆另一端采用轴固定滚轮，滚轮在固定在吹气小车体后侧的滑轨内滚动。吹气小车体上安装V型轮，V型轮在固定在顶部框架上的V型导轨上部滚动，吹气罩通过定位销、套连接在吹气小车下部，吹气顶芯板快锁装置固定在吹气罩两侧，将吹气顶芯板固定在吹气罩下表面。

射砂动作时，吹气罩在设备后侧；吹气及顶芯动作时，吹气罩移进至中间吹气工位、射头下部。前后直线移动依靠减速电机驱动曲柄连杆摆动180度，依靠滚轮及滑轨滚动约束实现，移动导向依靠V型轮及V型轨外形约束导向。吹气时，升降工作台升起，上下芯盒带动吹气顶芯板、吹气罩压紧射头实现吹气密封，吹气结束后，升降工作台下降，上芯盒提升机构保持位置，模具自带顶芯机构（如弹簧顶芯）将砂芯顶离上芯盒，落入下芯盒。升降工作台下降继续下降，吹气顶芯板及吹气罩落在吹气小车上。完成顶芯。

6.工作台举升合模机构

工作台举升合模机构主要由41-驱动液压缸、42-导杆导套、43-工作台、44-导轨等组成。左右两侧布置驱动液压缸，驱动液压缸下部固定在底部框架上，上部与工作台固定，实现工作台升降运动。导杆固定在设备中间四立柱上，导套固定在工作台上，工作台上固定导轨，导轨上部为下芯盒移动机构。

射砂及吹气动作时，工作台升起压紧芯盒；下芯盒移动机构动作时，工作台降至底位。依靠四侧导杆导套导向，驱动液压缸布置在外部，日常更换维护方便。更换导杆及导套时只需单侧一组同时更换，无需拆卸设备四立柱或者工作台，维护工作量少。

7.下顶芯机构

下顶芯机构主要由45-驱动液压缸、46-导杆导套、47-下顶芯板、48-下顶杆及49-顶芯框架等组成。该机构固定在围屏外部，设备前侧。

顶芯框架与设备底部框架固定，驱动液压缸固定在顶芯框架下部，上部连接下顶芯板，下顶杆固定在顶芯板上，导杆一端固定在顶芯板下部，导套固定在顶芯框架上。

芯盒小车移出至顶芯工位，下顶芯机构升起顶芯；人工/取芯机构取芯后，下顶芯机构降至底位。

8.活块接口

活块接口主要包括控制阀、管路、活块接头等。

活块接口标配包括两组气动接口和一个用于清理或配振动器的气源接口，均配载快换接头。其中小车活块动作随小车同步运行，振动活块动作受活块程序控制。

9.左右夹紧机构(水平两开模机型无此项)

左右夹紧机构主要由50-驱动液压缸、51-固定导向座、52-侧夹紧板、53-导杆、54-定距块及55-液压驱动侧芯盒快锁装置等组成。该机构固定在升降工作台左右两侧，侧芯盒快锁装置固定在侧夹紧板上，通过液压缸驱动侧夹紧板、侧芯盒压紧中间芯盒实现四开模造型需求。左夹紧机构带多组定距块，满足不同侧模宽度及动作需求。

在芯盒被快速装夹在制芯机上后，制芯机运行时的工作原理如下：

混制好的芯砂由加砂装置加入砂斗，由砂斗进入射腔内，由探砂开关控制芯砂的加入量→下芯盒由下顶芯工位移至射砂工位→工作台升降油缸作用，带动工作台及芯盒小车上升，上下芯盒合模并压紧射砂板→射砂机构作用，芯砂由射头进过射板及射嘴射入芯盒，射砂完成后排气→工作台及芯盒小车下降，上芯盒提升机构同步下降，降至吹气罩移入工位→吹气罩摆臂驱动电机作用，带动吹气上顶板移入至射砂工位→作台及芯盒小车上升，上芯盒提升机构同步上升，芯盒压紧吹气上顶板，气体发生器进行吹气，完成砂芯固化→工作台及芯盒小车下降，上芯盒提升机构保持位置，模具上顶芯作用，砂芯顶离上芯盒，保留于下芯盒，并随工作台降至底位→下芯盒由射砂工位移至下顶芯工位→下顶芯升起，将砂芯顶离下芯盒→砂芯由人工或者机器人取走→进入下一个循环。

Claims (2)

1.一种制芯机，包括机架、工作台、工作台举升机构、下顶芯机构、下芯盒移动机构、上芯盒提升机构、射砂单元、移动吹气罩机构，其特征在于：所述下顶芯机构位于工作台前方，下顶芯机构与机架固定连接；所述工作台举升机构为四导杆结构，工作台两侧分别设置举升液压缸；所述下芯盒移动机构包括设置在工作台上的驱动液压缸、芯合小车和导轨，所述导轨包括位于工作台上的第一导轨和位于下顶芯机构上的第二导轨，第一导轨和第二导轨对准设置。

2.根据权利要求1所述的制芯机，其特征在于：所述上芯盒提升机构主要由驱动液压缸、导杆导套、同步连杆结构、芯盒连接板及液压驱动上芯盒快锁装置组成，驱动液压缸固定在顶部框架，通过固定在芯盒连接板上的上芯盒快锁装置将上芯盒固定在芯盒连接板下表面，液压缸驱动芯盒连接板带动导杆升降直线运动，导杆上部与同步连杆机构固定。