CN103611889B - 一种用于多种铁型覆砂造型的射砂装置和射砂方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及了一种用于多种铁型覆砂造型的射砂装置，它属于铁型覆砂领域。本发明包括射砂头、通用射砂板和专用射砂板，通用射砂板安装在射砂头上，专用射砂板和通用射砂板上均开有射砂孔，专用射砂板中的射砂孔的数量、位置与铁型中的铁型射砂孔的数量、位置相对应，通用射砂板包括射砂框架、射砂盖板、射砂嘴和水冷通道，射砂盖板和射砂嘴均固定在射砂框架上，射砂盖板上开有通砂孔，水冷通道设置在射砂框架内，射砂盖板的下平面与通用射砂板中射砂孔的口部平面之间有间隙。本发明简化了不同铁型覆砂造型时机上射砂板的更换、拆卸和安装工序，实现了铁型覆砂铸造多品种小批量铸件的生产。

Description

一种用于多种铁型覆砂造型的射砂装置和射砂方法

技术领域

本发明涉及一种装置和方法，尤其是涉及一种用于多种铁型覆砂造型的射砂装置和射砂方法，它属于铁型覆砂领域。

背景技术

铁型覆砂铸造属于特种铸造之一，其铸型是在金属型内腔上覆上一薄层覆膜砂形成铸型，该金属型被称之为铁型；铁型上的覆砂层是射砂造型机上射砂装置通过铁型的射砂孔将覆膜砂覆到铁型的内腔上，射砂装置中射砂板上的射砂孔位置与铁型中射砂孔的位置基本是一致的，造型机中的覆砂才能比较顺畅地射入到铁型中，形成完好的覆砂层。

由于铸件的结构和铸造工艺布置的原因，为了保证铁型内腔能完整地覆上覆膜砂，除了相近产品的铁型上的射砂孔可以设计成一致之外，大部分产品的铁型的射砂孔位置都是不同的，在铁型覆砂铸造生产过程中，每生产一种产品，在造型机上就要换上与铁型射砂孔位置基本一致的射砂板，才能保证对铁型覆砂造型。

由于射砂板安装在覆砂造型机的射砂头上，采用多颗螺栓固定，每更换一次射砂板，除了射砂板的更换、拆卸和安装之外，整个射砂头中的覆膜砂都会倾斜而出，射砂板的更换十分烦琐，更换一次射砂板需要几个小时，在实际生产的一个工作班中，每台造型机是不可能花很多时间去更换射砂板的，使得在一个工作班甚至是多个工作班中，每台造型机往往就生产一个品种的铸件，因此铁型覆砂大部分用于大批量铸件的生产的原因之一。

公开日为2010年11月17日，公开号为CN201632597U的中国专利中，公开了一种名称为“用于砂型铸造热芯盒的射砂装置” 的实用新型专利。该专利包括射砂板、射嘴机构，射嘴机构包括射嘴空心轴、射嘴口、进砂口，射嘴机构安装在射砂板上，射嘴机构还包括射嘴管身，射嘴管身连接在射嘴空心轴外侧。虽然该专利带有冷却结构，能够实现砂型铸造热芯盒的射砂装置，但是生产另一产品，在造型机上就要换上与铁型射砂孔位置基本一致的射砂板，更换射砂板，安装和拆卸麻烦，故其还是存在上述缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的缺陷，而提供一种结构设计合理，解决铁型覆砂铸造生产过程中，当生产不同品种铸件更换铁型时，覆砂造型机上中射砂装置的通用射砂板不用拆卸更换，满足一个工作班多次更换铁型的需求，实现覆砂铸造多品种小批量铸件生产中的射砂装置和方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种用于多种铁型覆砂造型的射砂装置，包括通用射砂板和射砂头，所述的通用射砂板安装在射砂头上，其特征在于：还包括用于完成不同铁型的覆砂造型的专用射砂板，所述的专用射砂板和通用射砂板上均开有射砂孔，该专用射砂板中的射砂孔的数量、位置与铁型中的铁型射砂孔的数量、位置相对应，所述专用射砂板位于通用射砂板的下方，所述通用射砂板包括射砂框架、射砂盖板、射砂嘴和水冷通道，所述射砂盖板和射砂嘴均固定在射砂框架上，所述射砂盖板上开有通砂孔，所述水冷通道设置在射砂框架内，所述射砂盖板的下平面与通用射砂板中射砂孔的口部平面之间有间隙，所述专用射砂板位于通用射砂板和铁型之间。

以上结构的效果：当生产不同品种铸件更换铁型时，不用更换通用射砂板，只需更换不同的专用射砂板，就能完成对不同铁型的覆砂造型，从而大大简化了不同铁型覆砂造型时覆砂造型机上射砂板的更换、拆卸和安装工序，实现了铁型覆砂铸造在多品种小批量铸件中的生产，满足人们使用需求，专用射砂板中只有与铁型射砂孔位置数量一致的射砂孔才能与铁型射砂孔相通，通用射砂板中其余的射砂孔都被专用射砂板平面所隔挡，这样在进行覆砂造型时，覆砂造型机的射砂筒和射砂头中的覆膜砂通过通用射砂板和专用射砂板中的射砂孔，再进入铁型射砂孔吹射充填到铁型与模型的间隙中，形成覆砂层，完成铁型的覆砂造型。

作为优选，本发明所述通用射砂板与射砂头通过螺栓固定，所述射砂盖板和射砂嘴均通过螺钉与射砂框架固定；使得相互之间的连接更加牢固，便于安装和拆卸，满足射砂装置的使用。

作为优选，本发明所述射砂孔的直径为10-13mm，所述两个射砂孔之间的距离为30-50mm；两个射砂孔之间距离太大，会造成铁型射砂孔位置与通用射砂板中的射砂孔位置相差太大，使铁型射砂孔位置与通用射砂板中的射砂孔位置完全对不上，而不能完成对铁型该射砂孔位置部分铁型内腔的覆砂；距离再小的话，射砂盖板上的通砂孔与射砂孔之间形成的夹角A就大于覆膜砂的堆积角，在不进行射砂的情况下，依靠覆膜砂自身的重力，覆膜砂就会自动从射砂孔中流出，不能将射砂头中覆膜砂封住，此情况在覆砂造型过程中是不允许的。

作为优选，本发明所述射砂孔的直径小于或者等于铁型射砂孔的直径；保证在造型机覆砂造型时，覆膜砂通过射砂孔的通道至铁型射砂孔，射入到铁型内腔完成覆砂造型。

作为优选，本发明所述射砂盖板的下平面与通用射砂板中射砂孔的口部平面之间的间隙为7-10mm；间隙过大，射砂盖板上的通砂孔与射砂孔之间形成的夹角A过大，超过覆膜砂的堆积角，覆膜砂就会自动从射砂孔中流出，不能将射砂头中覆膜砂封住，射砂盖板与射砂孔之间的间隙太小，会造成射砂不畅的现象，影响覆砂造型的质量。

作为优选，本发明所述的专用射砂板上开长腰形射砂孔；使得专用射砂板中的射砂孔的位置与通用射砂板中的射砂孔的位置不对应时，覆膜砂能够流畅的进入通道。

作为优选，本发明所述的专用射砂板采用耐热橡胶或聚氨酯材质；专用射砂板采用耐热橡胶，有两方面的作用：一、耐热橡胶有很好的隔热性能，将专用射砂板放置于通用射砂板与铁型之间，在覆砂造型时能起到很好的隔热效果，防止把铁型的热量传递到通用射砂板上，避免通用射砂板过热导致覆膜砂受热固化，避免射砂通道堵塞，造成覆砂造型失败；二、耐热橡胶有一定的弹性，当铁型上表面有铁豆或脏东西造成铁型上表面有些许不平整时，在合型时，专用射砂板下平面与铁型上平面接触贴合时，在合型压力的作用下铁型上平面能与专用射砂板下平面完全地贴合在一起而没有间隙，在射砂时，在压缩空气的作用下，覆膜砂不会从专用射砂板下平面与铁型上平面之间喷射泄漏出来，从而保证覆砂造型的质量和节约用量。

本发明还提供了一种用于多种铁型覆砂造型的射砂装置的方法，其特征在于：将模型和铁型移至造型工作位置，通过手工将专用射砂板放置在铁型的上平面，当专用射砂板的射砂孔位置与铁型相应的射砂孔位置对准，然后进行合模，铁型与模型完全合模后继续上升，专用射砂板的上平面与通用射砂板的下平面完全接触至贴合，通用射砂板中的射砂孔与专用射砂板中的相应射砂孔以及铁型相对应的铁型射砂孔对准，三孔相互连通，形成射砂覆砂造型的通道，通用射砂板中的其它射砂孔被专用射砂板所隔挡，然后进行覆砂造型，覆膜砂通过三孔相连的通道被吹射到铁型与模型合型后形成的间隙中，当覆砂层固化后起模，就完成了一次覆砂造型。

本发明与现有技术相比具有以下优点和效果：1、结构设计合理，采用本发明的装置和方法能很方便地实现多种铁型的覆砂造型，使一个工作班上进行更换铁型，实现覆砂铸造多品种小批量铸件生产；2、采用本发明的装置和方法用于铁型覆砂铸造生产，覆砂造型机在覆砂造型过程中，射砂装置的射砂板上的覆膜砂不易受热固化，减少了生产过程的故障点；3、采用本发明的装置和方法用于铁型覆砂铸造生产，利用专用射砂耐热橡胶板弹性，很容易将射砂板与铁型之间紧密贴合，防止在射砂覆砂造型中跑砂现象发生；4、采用本发明的装置和方法经适当改进，就可用于铁型覆砂铸造机械化生产线；5、专用射砂板采用耐热橡胶材质，由于耐热橡胶有很好的隔热性能，防止铁型的热量传递到通用射砂板上，避免通用射砂板过热导致覆膜砂受热固化，将射砂通道堵塞的现象发生，造成覆砂造型失败，耐热橡胶有一定的弹性，在合型压力的作用下铁型上平面能与专用耐射砂板下平面完全地贴合在一起而没有间隙，覆膜砂不会从专用射砂板下平面与铁型上平面之间喷射泄漏出来，从而保证覆砂造型的质量和节约用量。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图2为本发明中通用射砂板的结构示意图。

图3为本发明中通用射砂板的局部放大结构示意图。

图4为本发明中通用射砂板中射砂孔的分布结构示意图。

图5为本发明中专用射砂板采用长腰形射砂孔的合模结构示意图。

图6为本发明中通用射砂板、专用射砂板和铁型的合模结构分解图。

图7为本发明中通用射砂板、专用射砂板和铁型的合模结构示意图。

图中：通用射砂板1，专用射砂板2，射砂头3，铁型4，模型5，覆膜砂6，螺栓7，射砂框架11，射砂盖板12，射砂嘴13，水冷通道14，射砂孔15，长腰形射砂孔21，铁型射砂孔41，通砂孔121，射砂孔的直径D，两个射砂孔的距离L，间隙H，夹角A。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

参见图1-图7，本实施例主要包括通用射砂板1、专用射砂板2、射砂头3、铁型4、模型5、覆膜砂6、螺栓7、射砂框架11、射砂盖板12、射砂嘴13、水冷通道14、射砂孔15、长腰形射砂孔21、铁型射砂孔41、通砂孔121、射砂孔的直径D、两个射砂孔的距离L、间隙H和夹角A。

本实施例中的通用射砂板1与覆砂造型机的射砂头3用螺栓7固定，专用射砂板2位于通用射砂板1的下方，专用射砂板2与铁型4连接，铁型4下方连接有模型5，铁型4上开有铁型射砂孔41，专用射砂板2位于通用射砂板1和铁型4之间，通用射砂板1上开有多个射砂孔15，专用射砂板2上也开有多个射砂孔15。

本实施例中的通用射砂板1包括射砂框架11、射砂盖板12、射砂嘴13和水冷通道14，射砂嘴13、射砂盖板12分别用螺钉固定安装在射砂框架11上，射砂框架11中有水冷通道14，射砂盖板12的下平面与射砂孔15的上平面之间有间隙H，射砂盖板12上开有通砂孔121，射砂嘴13中的孔形成射砂孔15，射砂框架11中的水冷通道14，可以通入冷却水，对整个通用射砂板1进行冷却，以防止在覆砂造型过程中因通用射砂板1温度过高，造成射砂头3中覆膜砂6产生固化现象。

本实施例中射砂孔的直径D大于或者等于铁型射砂孔41的直径，专用射砂板2中的射砂孔15的数量、位置与铁型4中的铁型射砂孔41的数量、位置相对应。

参见图3-图4，为通用射砂板1上排布着点阵分布的射砂孔15，本实施例中射砂孔15的直径D采用12mm，两个射砂孔的距离L为40mm，两个射砂孔的距离L太大，会造成铁型射砂孔41位置与通用射砂板1中射砂孔15位置相差太大，最终使有的铁型射砂孔41位置与通用射砂板1中射砂孔15位置完全对不上，而不能完成对铁型射砂孔41位置部分铁型4内腔的覆砂，两个射砂孔的距离L太小，射砂盖板12上的通砂孔121与射砂孔15之间形成的夹角A就大于覆膜砂6的堆积角，在不进行射砂的情况下，依靠覆膜砂6自身的重力，覆膜砂6就会自动从射砂孔15中流出，不能将射砂头3中覆膜砂6封住，这种情况在覆砂造型过程中是不允许的。

本实施例中通用射砂板1的射砂盖板12的下平面与通用射砂板1中射砂孔15口部所在的平面之间的间隙H为8mm，间隙H过大，射砂盖板12上的通砂孔121与射砂孔15之间形成的夹角A过大，超过覆膜砂6的堆积角，也会造成上述现象的发生，射砂盖板12与射砂孔15之间的间隙H太小，也会造成射砂不畅的现象，影响覆砂造型的质量，本实施例中“射砂孔的口部平面”指的是：通用射砂板1中开有射砂孔15所在的板的上平面。

通用射砂板1中的覆膜砂6在没有压缩空气作用的情况下，是不会自动从通用射砂板1的射砂孔15中流出，当射砂头3中充入压缩空气，则在压缩空气的作用下，射砂头3中的覆膜砂6就会克服覆膜砂堆积角的阻碍力，被压缩空气吹射通过通用射砂板1中的射砂盖板12与射砂嘴13之间的通道，从射砂孔15中吹射出来进入铁型射砂孔41。

专用射砂板2上的射砂孔15数量、位置与相应铁型4中的铁型射砂孔41数量、位置对应，射砂孔的直径D比铁型射砂孔41的直径略小，当此射砂孔15的位置与通用射砂板1的相应射砂孔15位置完全一致时，此射砂孔15为圆孔形式，当此射砂孔15与通用射砂板1的相应射砂孔15位置有一定偏差时，此孔采用长腰形射砂孔21，与通用射砂板1相近的射砂孔15相边形成一条通道，此时专用射砂板2的厚度必须大于在12-15mm，以保证在造型机覆砂造型时，覆膜砂6通过这条通道，射入到铁型4内腔上来完成覆砂造型。

参见图5，为长腰形射砂孔21的合模结构示意图，专用射砂板2中的射砂孔15在数量上和位置上总能与通用射砂板1上的射砂孔15相对应，当通用射砂板1上的射砂孔15与专用射砂板2上的射砂孔15之间有偏差时，可以采用在专用射砂板2上开设长腰形射砂孔21，使两孔之间保证有覆砂造型时覆膜砂6流畅的通道。

铁型4覆砂铸造生产时，铁型4的内腔覆上一层薄砂，形成铸型，这层薄砂一般选用流动性很好的酚醛树脂覆膜砂6，铁型4覆砂造型的原理是用压缩空气将覆膜砂6吹射通过铁型4中的铁型射砂孔41至铁型4与模型5的间隙之间，将此间隙填满，然后固化、起模，最终形成了铁型4上覆了一层薄覆砂层的铸型。

在覆砂造型过程中，覆砂造型机射砂装置上的通用射砂板1的射砂孔15位置必须与铁型射砂孔41位置一一对应，在射砂覆砂造型时才能顺利地将覆膜砂6通畅地紧实射满铁型4与模型5的间距，由于铸件形状、大小的不同，铸件在铁型4中布置数量不同，以及浇注工艺的不同，每种品种的铁型4的型腔是不一样的，每种铸件品种的铁型射砂孔41的位置和数量也就各不相同，需要采用不同的射砂板来完成铁型4的射砂覆砂造型。

当通用射砂板1与专用射砂板2重叠在一起时，通用射砂板1中只有与铁型射砂孔41位置数量一致的射砂孔15才能与铁型射砂孔41相通，通用射砂板1中其余点阵排列的射砂孔15都被专用射砂板2平面所隔挡，这样在进行覆砂造型时，覆砂造型机的射砂筒和射砂头3中的覆膜砂6通过通用射砂板1和专用射砂板2中，与所需造型的铁型4中的铁型射砂孔41位置和数量一致的射砂孔15吹射充填到铁型4与模型5的间隙中，形成覆砂层，完成铁型4的覆砂造型。

参见图6，用于多种铁型4覆砂造型的射砂装置工作过程：将模型5和铁型4移至造型工作位置，通过手工将专用射砂板2放置在铁型4的上平面，当专用射砂板2的射砂孔15位置与铁型射砂孔41位置对准时，然后进行合模，铁型4与模型5完全合模后继续上升，专用射砂板2的上平面与通用射砂板1的下平面完全接触至贴合，通用射砂板1中的射砂孔15与专用射砂板2中的相应射砂孔15以及铁型4相对应的铁型射砂孔41对准，三孔相互连通，形成射砂覆砂造型的通道，通用射砂板1中的其它射砂孔15被专用射砂板2所隔挡，然后进行覆砂造型，覆膜砂6通过三孔相连的通道被吹射到铁型4与模型5合型后形成的间隙中，当覆砂层固化后起模，就完成了一次覆砂造型。

在铁型4覆砂造型过程中，不同的铁型4进行覆砂造型，通用射砂板1固定安装在覆砂造型机的射砂头3上，始终不用更换，只需更换专用射砂板2即可。

本实施例采用一块通用型射砂板固定安装在覆砂造型机的射砂头3上，此通用射砂板1上布置着点阵排列的许多射砂孔15，覆盖所有铁型4中的铁型射砂孔41，在铁型4覆砂铸造生产过程中，对于不同品种铸件铁型射砂孔41位置不一致的状况，射砂装置采用一块通用射砂板1、数块对应上述不同铁型射砂孔41的专用射砂板2，当通用射砂板1和一块专用射砂板2组合时，就对应于一种铁型4，这样不同的组合，就能很方便地对应不同的铁型4。

本实施例中的专用射砂板2采用耐热橡胶材质，起到通用射砂板1与铁型4之间的隔热，保证在合型压力的作用下铁型4上平面能与专用射砂板2下平面完全地贴合在一起而没有间隙，保证覆砂造型的质量和节约用量。

此外，需要说明的是，本实施例中射砂孔15的数量和大小，两个射砂孔的距离L，间隙H等可以根据实际情况进行选择。

本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于多种铁型覆砂造型的射砂装置，包括通用射砂板和射砂头，所述的通用射砂板安装在射砂头上，其特征在于：还包括用于完成不同铁型的覆砂造型的专用射砂板，所述的专用射砂板和通用射砂板上均开有射砂孔，该专用射砂板中的射砂孔的数量、位置与铁型中的铁型射砂孔的数量、位置相对应，所述专用射砂板位于通用射砂板的下方，所述通用射砂板包括射砂框架、射砂盖板、射砂嘴和水冷通道，所述射砂盖板和射砂嘴均固定在射砂框架上，所述射砂盖板上开有通砂孔，所述水冷通道设置在射砂框架内，所述射砂盖板的下平面与通用射砂板中射砂孔的口部平面之间有间隙，所述专用射砂板位于通用射砂板和铁型之间。

2.根据权利要求1所述的用于多种铁型覆砂造型的射砂装置，其特征在于：所述通用射砂板与射砂头通过螺栓固定，所述射砂盖板和射砂嘴均通过螺钉与射砂框架固定。

3.根据权利要求1或2所述的用于多种铁型覆砂造型的射砂装置，其特征在于：所述射砂孔的直径为10-13mm，所述两个射砂孔之间的距离为30-50mm。

4.根据权利要求3所述的用于多种铁型覆砂造型的射砂装置，其特征在于：所述射砂孔的直径小于或者等于铁型射砂孔的直径。

5.根据权利要求1或2所述的用于多种铁型覆砂造型的射砂装置，其特征在于：所述射砂盖板的下平面与通用射砂板中射砂孔的口部平面之间的间隙为7-10mm。

6.根据权利要求1所述的用于多种铁型覆砂造型的射砂装置，其特征在于：所述专用射砂板上开长腰形射砂孔。

7.根据权利要求1所述的用于多种铁型覆砂造型的射砂装置，其特征在于：所述的专用射砂板采用耐热橡胶或聚氨酯材质。

8.一种用于多种铁型覆砂造型的射砂装置的射砂方法，采用权利要求1-7任一权利要求中的用于多种铁型覆砂造型的射砂装置，其特征在于：将模型和铁型移至造型工作位置，通过手工将专用射砂板放置在铁型的上平面，当专用射砂板的射砂孔位置与铁型相应的射砂孔位置对准时，然后进行合模，铁型与模型完全合模后继续上升，专用射砂板的上平面与通用射砂板的下平面完全接触至贴合，通用射砂板中的射砂孔与专用射砂板中的相应射砂孔以及铁型相对应的铁型射砂孔对准，三孔相互连通，形成射砂覆砂造型的通道，通用射砂板中的其它射砂孔被专用射砂板所隔挡，然后进行覆砂造型，覆膜砂通过三孔相连的通道被吹射到铁型与模型合型后形成的间隙中，当覆砂层固化后起模，就完成了一次覆砂造型。