CN1044097C - 聚苯乙烯发泡型消失模铸造工艺及所用的砂箱 - Google Patents

Abstract

一种聚苯乙烯发泡型消失模铸造工艺及所用的砂箱，工艺步骤为向砂箱底部注干砂；放入消失模模型；注上干砂及振动；加盖盖板且放浇口杯；浇注铁水；浇注后15-20分钟后，就可打开砂箱底板卸除型砂及从砂箱上取出铸件。砂箱包括箱体，箱盖，箱底；箱底由一底框、两块或多块底板和底板的开闭机构所组成，可通过弹簧地脚安置于工场地基上，箱体下部两侧壁上设栅条；本发明具有工艺合理，生产周期短，辅助设备少，成本低并可大幅度提高生产率。

Description

聚苯乙烯发泡型消失模铸造工艺及所用的砂箱

本发明涉及铸造方法及设备，更具体地说，关系到一种改进的聚苯乙烯发泡型消失模铸造工艺及其在浇注中所用的砂箱。

通常，聚苯乙烯发泡型消失模铸造过程中，聚苯乙烯发泡型消失模安放在装有型砂的砂箱内，砂箱则成列地装载在循环运转的输送带上进行轮番作业。当装有上述消失模的一个砂箱移动到一定位置，铁水浇包从上部向砂箱中的消失模浇注熔融铁水，浇注完毕后砂箱随输送带向前运行，这样一个砂箱一个砂箱地对聚苯乙烯发泡型消失模进行浇注。在任一个砂箱经输送带运转到预定倒出铸件位置时，倾转砂箱将铸件倾卸到场地上。然后，可进行新一轮铸件的浇注和卸出的作业。在上述铸造工艺中，不仅需配备一条有一定规模的流水线和安装众多的控制仪表，而且从浇注起到开箱倾出铸件通常都需要40分钟左右，在这期间型砂受到刚浇注好的铸件较长时间的烘烤，吸收和积聚了大量热量。为此，如将这些型砂作常规的冷却处理，在处理后其温度还在70℃左右。由于型砂的温度居高不下，所以不能将这些型砂马上由输送带送回砂库而供继续使用，从而必然导致需增大砂库的容量及冷却设备。为使型砂的温度很快下降，以达到型砂可连续使用的目的，就需进行超常规的冷却处理或者增加冷却时间，这样，必需增大冷却设备的容量和冷却能力。由此可见，现有技术的铸造工艺需用的设备多，生产周期长，并且造成生产投资大，成本高和效率低。此外，现有技术工艺过程中，铸件从砂箱中倒出通常用机械化的砂箱推倒设备，需要较大的电功率。而且，这种倒出方式也易于造成铸件彼此相碰撞，而使部分铸件撞坏，影响铸件的质量和成品率。

本发明的目的是为了克服上述铸造工艺中的缺陷而提供一种将聚苯乙烯发泡型消失模放置在填满型砂的砂箱中，该砂箱则固定安装在生产场地上并以序排列。在用铁水浇包对上述消失模浇注铁水后，待较短时间即可打开砂箱，使型砂从箱底卸去，铸件从上面取出的铸造工艺方法及采用这种工艺方法所使用的砂箱。

为达到上述目的，本发明的聚苯乙烯发泡型消失模的铸造工艺包括：

(1)向具有可开闭底板的砂箱底部注干砂，保证型砂均匀地铺置在箱底上，其高度约为50-200mm，并盖过紧靠底板设置的栅条30至170毫米；

(2)将聚苯乙烯发泡型消失模放入砂箱内并位于底砂上，再由模板或泥芯定位；

(3)注上干砂及振动砂箱，将上述消失模除了部分直浇口外全部埋在型砂中，消失模上覆盖砂量为50-200mm；

(4)砂箱上加盖盖板并压紧且放上浇口杯等待浇注铁水；

(5)在对砂箱进行抽气的同时进行浇注铁水；

(6)在铸件温度达到700-800℃，或者在浇注铁水后15-20分钟，就可移去浇口杯和盖板，然后打开砂箱箱底上的底板卸除型砂；

(7)从砂箱上部将位于栅条上的铸件取出或吊出，放在预定的场地上；

(8)关闭砂箱的底板，为下一轮生产作准备。

本发明的砂箱为若干整齐排列在生产场地上固定的砂箱，它包括箱体、箱盖和箱底，震动器及抽气装置，所述砂箱的箱底是由一底框、二块或二块以上底板和底板的开闭机构组成，所述底框下设有弹簧地脚，所述砂箱通过弹簧地脚搁置在工场的地基上，所述底板的每一块在长度方向设有固定的支承轴且通过支承轴可被转动地安装在箱体下部两相对侧壁上，所述开闭机构位于箱体的后下侧，它包括一对分别位于箱体两侧的拉杆，若干对其一端与底板两端的支承轴刚性连接而其另一端通过销轴与拉杆活动连接的支杆，一固定安装在箱体后壁上的活塞气缸装置，两位于活塞气缸装置下箱体后壁上的固定杆，一其相对二竖杆的中部和下部分别与固定杆和拉杆的端部枢轴连接而其横杆在位于固定杆紧上部的中心部与活塞杆连接的工字型撑架，此外，还包括2根或2根以上架设在箱体下部紧靠底板的两相对侧壁上的栅条，这些栅条可作为浇注后所形成的铸件的搁架。

因而，本发明的聚苯乙烯发泡型消失模铸造工艺及所用的砂箱具有工艺合理，开箱时间短而生产周期缩短，尤其是型砂烘烤时间也相应缩短而其吸收热量减少，所以型砂仅需作常规处理即可返回砂库继续使用，同时，在浇注后，打开砂箱型砂和铸件能及时分离，铸件可直接从上取出不会相互撞碰而造成损坏，提高质量及成品率，而且，砂箱因是固定的，可扩大其容积，从而可对铸件生产采用底注法进行浇注，可大幅度提高生产率，此外，本发明结构简单，使用辅助设备少，所以生产的投资小，产品的成本可降低。

图1表示一本发明第一实施例的装有消失模的砂箱的局部截面正视图；

图2表示一图1的砂箱的俯视图；

图3表示一图1的砂箱移去箱盖后模板定位的视图；

图4表示一砂箱在浇注前消失模泥芯和浇口板的视图；

图5表示一砂箱在浇注后铸件和型砂的配置状况的局部截面正视图；

图6表示一砂箱在底板打开后的局部截面正视图；

图7表示一本发明第二实施例的装有消失模的砂箱的局部截面正视图；

图8表示一图7的俯视图；

图9表示一图7的砂箱由二块底板及其开闭机构组成的示意图。

请参阅图1至6，通常，本发明的聚苯乙烯发泡型消失模铸造工艺先注底砂，即将型砂注入一固定在生产现场的砂箱中，型砂的注入量，或在箱底上的砂层的厚度约高于靠近砂箱箱底所设栅条50-70毫米；放入已准备好的消失模模型；接着，用泥芯或模板将消失模定位；在消失模定位后可注上砂，即除了直浇口外型砂铺至将消失模埋入在内，同时边加型砂边由振动器振动以使型砂紧实，为保持砂箱上部的吃砂量，型砂一般盖过消失模50-200毫米，但这种情况也可根据被浇注零部件的尺寸或体积作适当调整；在上述基础上可加盖浇口板，固定上盖板等等待浇注。浇注时，对砂箱伴随进行抽气；浇注完毕根据铸件尺寸经15-20分钟的自然冷却即可把砂箱打开，一般先揭去盖板和浇口板再打开底板；型砂将从箱底流下落到热砂输送带上，铸件则搁靠在砂箱的栅条上，此时，铸件的温度在700°-800℃，由吊车之类的起重设备将它逐件取出，放置到指定安放场地上。型砂由输送带送到常规冷却处理装置内进行冷却，经冷却型砂温度可降低到45-55℃，随后可由输送带送入砂库，供继续使用。

参阅图1,2,5和6，在第一实施例中，作为本发明的聚苯乙烯发泡型消失模所用的砂箱包括箱体2，箱盖或盖板3和箱底4，其中，箱底4由框架(在图中未画出)，底板5和底板开闭机构组成，在框架下安装弹簧地脚，所述砂箱通过弹簧地脚固定安装在工场的地基上，所述底板的数量和尺寸可根据砂箱的容积大小来选定，在本实施例中底板为12块。每块底板的长度方向设有固定的支承轴6，底板5通过支承轴6可转动地装配在箱体2下部靠近下沿的两相对侧壁上。所述底板的开闭机构处于箱底下部和侧部位置，它包括一对位于箱体横向两侧的拉杆7，若干对其一端与底板5上支承轴6固定连接而其另一端可通过销轴8与拉杆7活动连接的支杆9，一安装在箱体后侧上的带活塞杆10的活塞汽缸装置11，两位于活塞汽缸装置下方箱体后侧上的固定座12，一工字型撑架13，该工字型撑架13的两竖杆14的中下部处分别与固定座12和拉杆7的端部枢轴滑动连接，该工字型撑架13的横杆15与活塞汽缸装置11的活塞杆10枢轴连接。这样，底板开闭机构可借助活塞汽缸装置的驱动使底板5打开或关闭。例如，活塞汽缸装置11促动活塞杆10向外推出时，工字型撑架13的横杆15也向外或向右推去，工字型撑架13的竖杆14的下部绕固定座12的连接轴作顺时针方向转动，同时，将拉杆7推向左边，从而使与拉杆7枢轴连接的各支杆9以及底板5也绕轴8作顺时针方向转动，也就是，使底板5一块一块在箱底上构成密闭的一列而把箱底关闭起来，如图1所示。相反，在活塞汽缸装置驱动下而将活塞杆10以与向外推动时相反的方向推动，使与拉杆枢轴连接的各支杆9以及底板以逆时针方向转动，可使底板与形成底板板面间相平行的排面将箱底打开，如图6所示。

此外，本装置还包括在箱底下部靠近箱底的两侧侧壁上设置的多根栅条16。在本实施例中为34条。栅条16一般距箱底底端距离为30-60mm，在一些较大的容积的砂箱中，这个距离可以增大。栅条16之间的间距可根据所铸造的零件大小来选定，至少大于10mm。

请参阅图3-4，从这些图中可看到本发明的砂箱在安放消失模模型29时用泥芯30，如图3所示或用模板32定位，如图4所示。图中还画出了对消失模模型进行浇注时所用的浇口板31和模板32的情况。特别应该指示，本发明的砂箱容积可做得比较大，可容纳较多的消失模模型或铸造较多的铸件，并且可采用设共用浇注道而将多个产品的浇注口任意连接，可进行底注，实现一箱多注和一箱多铸的目的，提高产品的生产率，减少废品率，以及因可无须将各个模型胶合成焊合做成树技状模簇，大大简化了模型的加工工艺。

请参阅图7-9，这为本发明的消失模铸造工艺所用的砂箱的第二个实施例。在这个实施例中，除了砂箱的箱体设有分隔成小室的隔板17以及箱底采用不同形式的底板18和底板的开闭机构外，其它的部件或部分的结构与第一实施例相同。如图8所示，为使在浇注时，特别是铸造又大又精密或者高精密零件时不使火焰窜动，可在箱体内设置一块或多块隔板17，例如，在图8中的砂箱设有5块隔板，也就可将砂箱分成六个均等或不均等的小室，可放置六个消失模模型。浇炷它们之中任一个时因火焰不互相窜动就不会造成消失模模型的损坏。在本实施例中所述底框为37，在底框37下装有弹簧地脚36，所述弹簧地脚36则直接固定于工场地基上。为此，砂箱只能在弹簧地脚上振动而不能搬动。所述底板18为二块，分别与箱体底部的两相对内外侧壁或其相对端面通绞接件28绞接。所述底板开闭机构包括一对安装在箱体两侧上的支架21，一转动地安装在支架21上的丝杆22，一齿轮减速箱19，一与减速箱主动轮输入轴连接的手轮20，一其二头分别与减速箱从动轮输出轴和丝杆22连接的万向节23，两个其一端分别与两底板的中部铰接而其另一端通过其上设有可滑动的对开螺母与所述丝杆22啮合的支撑杆24。所述减速齿轮箱的减速齿轮为一对伞齿轮。在一些大型的砂箱中，底板18可设4块或更多，相对应的底板18的开阀机构有2个或多个，在图8中有4块底板，二个底板的开阀机构。

从图7和图8中还可清楚地看到，本发明的砂箱所使用的抽气装置的吸管35以及振动器38的情况。所述的吸管35以常规方式安装在箱体壁上可通过箱体壁与箱体内部连通。所述振动器38可装在箱体的侧壁上，也可装在底板5,18上，起到震动压紧型砂作用，也可作清砂用。

Claims (6)

1．一种聚苯乙烯发泡型消失模铸造工艺；其特征在于铸造步骤为：

(1)向具有可开闭底板的砂箱底部注干砂，保证型砂均匀地铺置在箱底上，其高度为50-200mm，并盖过紧靠底板设置的栅条30至70毫米；

(2)将聚苯乙烯发泡型消失模放入砂箱内，再由模板或泥芯定位；

(3)注上干砂及振动砂箱，将上述消失模除了部分直浇口外全部埋在型砂中，消失模上覆盖砂量为50-200mm；

(4)砂箱上加盖盖板并压紧且放上浇口杯等等待浇注铁水；

(5)在对砂箱进行抽气的同时进行浇注铁水；

(6)在铸件温度达到700-800℃，或者在浇注铁水后15-20分钟内就可移去浇口杯和盖板，然后打开砂箱箱底上的底板卸除型砂；

(7)从砂箱上部将位于栅条上的铸件取出或吊出，放在预定的场地上；

(8)关闭砂箱的底板，为下一轮生产作准备。

2．一种聚苯乙烯发泡型消失模铸造所用的砂箱，包括箱体，箱盖和箱底震动器及抽气装置，其特征在于所述的箱底是由一底框，二块或二块以上底板和底板的开闭机构所组成的，所述底框下设有弹簧地脚，所述砂箱通过弹簧地脚安置在工场地基上，所述底板的每一块在长度方向设有固定的支承轴且通过支承轴可被转动地安装在箱体下部两相对侧壁上，所述开闭机构位于箱体的后下侧，它包括一对分别位于箱体两侧的拉杆，若干对其一端与底板两端的支承轴刚性连接而其另一端通过销轴与拉杆活动连接的支杆，一固定安装在箱体后壁上的活塞气缸装置，两位于活塞气缸装置下箱体后壁上的固定杆，一其相对两竖杆的中部和下部分别与固定杆和拉杆的端部枢轴连接而其横杆在位于固定杆紧上部的中心部与活塞杆连接的工字型撑架。

此外，还包括二根或二根以上架设在箱体下部紧靠底板的两相对侧壁上的栅条。

3．根据权利要求2所述的砂箱，其特征在于所述栅条距箱底底端距离为30-60mm，所述栅条之间距至少大于10mm。

4．根据权利要求2或3所述的砂箱，其特征在于所述底板分别与箱体底部的两相对内外侧壁或相对端面通过绞接件绞接，所述底板的开闭机构包括一对安装在箱体上的支架，一可转动搁置在支架上的丝杆，一齿轮减速箱，一与减速箱主动轮输入轴连接的手轮，一其两头分别与减速箱从动轮输出轴和丝杆连接的万向节23，两个其一头分别与两底板的中部绞接而其另一头通过对开螺母与丝杆螺接的支撑杆。

5．根据权利要求4所述的砂箱，其特征在于所述的减速箱的齿轮为一对伞齿轮。

6．根据权利要求5所述的砂箱，其特征在于所述箱体内设置一块或多块隔板，可将砂箱分成多个小室。

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