CN104959552A - 一种铸件铸造中的定位结构及定位方法 - Google Patents

Abstract

一种铸件铸造中的定位结构及定位方法，属于铸造领域，所述砂箱包括上砂箱和下砂箱，砂箱上设置有箱耳，箱耳上设置有销套或定位销，所述模具包括上模和下模，上模和下模分别设置在底板上，模具的底板上设置有定位销或销套，砂箱上的销套或定位销和模具定位销或销套匹配，砂箱上还配备有长行程插销，模具上设置有定位凸胎或定位凹台，本发明可避免上砂箱和下砂箱合箱时的碰撞，落砂、多肉出现废次品，避免撞砂后出现偏箱造成铸件错型，消除砂块造成的垫箱影响合箱，避免浇铸发生跑火引起的铸造失效现象，降低了人工费用，提高了成品率。

Description

一种铸件铸造中的定位结构及定位方法

技术领域

本发明涉及一种定位结构和定位方法，特别涉及一种铸件铸造中的定位结构及定位方法，属于铸造领域。

背景技术

铸件形成是首先是利用金属模具和木料等形成与铸件外观相同的模样和砂芯，然后在砂箱中利用型砂、模样结合浇口、冒口系统形成铸型，铸型一般为利用型砂做成的砂型，砂型外周是砂箱，上箱包括上砂箱和下砂箱，其中分别形成上砂型和下砂型，经过上砂箱和下砂箱以及砂芯的合箱，上砂箱和下砂箱之间形成铸件的空腔，空腔中注入铸件熔液，冷却后形成铸件。

其中，型砂型砂一般由铸造用原砂、型砂粘结剂和辅加物等造型材料按一定的比例混合而成，型砂有粘土砂、水玻璃砂以及树脂自硬砂。树脂自硬砂由硅砂、树脂和硬化剂等混合配制而成，树脂自硬砂造型铸造工艺适用于产品中小批量、结构复杂、尺寸和外观质量要求高的作业生产，目前该工艺仍以人工造型作业居多，对于许多薄壁结构、或凸凹结构、或曲面分型、或有镶筋结构的铸件产品，形成铸件形状的空腔对上下铸型配合要求严格，铸造过程中如何才能保证砂箱与模样或模具之间的位置匹配、上砂箱和下砂箱之间的匹配，上砂型与下砂型之间的精确匹配，是保证铸件形成理想的外形和内部结构的关键之一，对位准确，铸件的内面和外面才能呈光滑状态，因此，定位是铸件中重要的一环。

传统铸造过程中，一种方法是利用上砂型或下砂型箱体边框上的砂箱销套，进行预定位的，另外在砂芯之间的定位是利用上砂型和下砂型上形成的定位凸台或定位凹台进行定位，保证上砂箱和下砂箱之间的位置，

在手工树脂砂造合箱型时，设计采用定位插销定位进行合箱时的定位；采用插销定位合箱方法存在着如下问题：

（1）砂箱销套配合精度高，铸造装备加工成本高；

（2）砂箱销套配合精度高，销套间的间隙小，对于人工操作起箱合箱的通直性和稳性要求高，需要熟练工人操作才能自如；同时作业效率偏低；

（3）即使销套采用一端圆销一端扁销定位，也避免不了圆销套沿单侧无间隙配合，无法从根本上偏箱的可能。

在上述手工树脂砂造合箱型时，也是采用铸型自带定位凸台和定位凹台实现定位的。但是，这种定位方式容易出现如下缺陷：

（1）凸凹或曲面分型的上下铸型在合箱时容易碰撞，造成铸件落砂、多肉而出现废次品；

（2）合箱时若铸型自带定位凸台或定位凹台撞砂还会出现偏箱造成铸件错型；

（3）合箱时若铸型自带定位凸台或定位凹台撞砂，有时因为撞落的砂块还会由于垫箱影响合箱结合，浇铸发生跑火而引起整个铸造失效；

（4）由于合型只靠铸型自带定位凸台或定位凹台，且须在定位凸台或定位凹台有效高度内才能起到定位作用，合箱一般需多人同时操作，合箱也自上而下小心翼翼，既浪费人力又作业效率低下。

发明内容

鉴于砂箱销套配合精度高，铸造装备加工成本高、作业效率偏低，要求工人的熟练程度高、难以消除偏箱；铸造合箱时，凸凹或曲面分型的上下铸型在合箱时容易碰撞，造成铸件落砂、多肉而出现废次品、出现偏箱造成铸件错型、浇铸发生跑火而引起整个铸造失效、铸造效率低下等问题，本发明提供一种铸件铸造中的定位结构及定位方法，其目的是提高铸造速度，减少铸件缺陷，提高操作的便利性。

本发明的技术方案是：一种铸件铸造中的定位结构，包括铸造用砂型模具和砂箱，砂箱包括上砂箱和下砂箱，模具包括上模和下模，上砂箱与上模匹配、下砂箱与下模匹配，砂箱两端设置有两个箱耳，模具设置在模具底板上，砂箱箱耳与模具底板间设置有一套自定位装置，上砂箱箱耳和下砂箱箱耳间设置有长行程插销或一套自定位装置，自定位装置包括销套和定位销以及定位销外周的定位滑套，箱耳上设置有销套或定位销、模具底板上设置有定位销或销套，定位销与销套相对设置、相互匹配，与定位销相对的销套口为形状不同的锥度开口，定位销外周滑动设置有与套口匹配的锥形结构定位滑套，模具上设置有定位凸台或定位凹台，所述形状不同的锥度开口销套至少有一个为圆销套一个为扁销套，所述定位销为圆形，定位销外周除定位滑套外，定位销与箱耳或模具连接部附近外周还设置有滑套预紧回位弹簧，所述模具的上模板和下模板上分别设置有定位凸台或定位凹台，定位凸台和定位凹台相互匹配，所述定位销外周上设置的定位滑套为圆形锥度结构，每个定位销上的锥形结构的圆形定位滑套分别与销套开口处为锥度开口的圆销套以及扁销套相互匹配。

一种铸件铸造中的定位方法，包括铸造用砂型模具和砂箱，砂箱包括上砂箱和下砂箱，模具包括上模和下模，上砂箱与上模匹配、下砂箱与下模匹配，砂箱两端设置有两个箱耳，模具设置在模具底板上，砂箱箱耳与模具底板间设置有一套自定位装置，上砂箱箱耳和下砂箱箱耳间设置有长行程插销或一套自定位装置，自定位装置包括销套和定位销以及定位销外周的定位滑套，箱耳上设置有销套或定位销、模具底板上设置有定位销或销套，定位销与销套相对设置、相互匹配，与定位销相对的销套口为形状不同的锥度开口，定位销外周滑动设置有与套口匹配的锥形结构定位滑套，模具上设置有定位凸台或定位凹台，所述铸件铸造过程中的定位方法包括下列步骤：

1）形成砂型时的自定位：模具上设置的定位销或销套与砂箱箱耳上设置的销套或定位销之间相互匹配，利用模具在砂箱中形成砂型时，首先将定位销插入到销套内，接着，在位于定位销外周的锥形结构定位滑套与锥度开口的销套之间的沿锥度自定中心，定位滑套和销套接触后，定位销和销套的中心线吻合，达到砂箱与模具之间的自定位，然后压制成型砂型；

2）合箱初期的一次定位：上砂箱和下砂箱内形成砂型后，对形成砂型的上砂箱和下砂箱进行合箱时，如果砂箱的上砂箱或下砂箱箱耳上都是销套，利用长行程插销分别间隙配合插入其中的上砂箱或下砂箱的两个销套中，其中上砂箱下降时，长行程插销首先插入下砂箱上销套中进行一次定位；如果上砂箱或下砂箱中一方是定位销，另外一方是销套时，首先使定位销插入销套中，然后利用各个定位销外周的圆形定位滑套分别与圆销套和扁销套进行一次定位；

3）正式合箱时的精确定位：经一次定位后的上砂箱和下砂箱正式合箱时，利用上砂型或下砂型中形成的定位凹台或定位凸台对上砂箱和下砂箱进行精确定位。

进一步，所述步骤1）形成砂型时的定位中，砂箱位于上方，模具位于下方，由砂箱自上而下移动，模具或砂箱上定位销插入砂箱或模具销套中。

本发明具有的积极效果为： 通过在模具和砂箱或上砂箱和下砂箱之间设置自定位装置、并在定位销外周上设置定位滑套和滑套预紧回位弹簧，圆形定位滑套的锥度部位同销套锥度开口相互匹配，可在模具和砂箱压制成型砂型过程中，通过一侧的圆形定位滑套和定位销的高精度配合、圆形定位滑套锥形结构与销套开口处的锥度开口相互匹配，圆形定位滑套与圆销套之间的配合，另一侧的圆形定位滑套的锥度结构的扁销套锥度处开口相互匹配，实现两销孔中心线方向的对中配合，可防止过定位，避免偏箱错型问题的出现；如果上砂箱和下砂箱都为销套时，通过上砂箱或下砂箱上配套的与销套匹配的长行程插销作为合箱定位插销，可避免上砂箱和下砂箱在合箱时发生碰撞现象；同时通过放大长行程插销同销套之间的配合间隙，可降低对熟练工的依赖，降低操作的困难程度，提高作业效率；如果上砂箱和下砂箱的箱耳一方设置定位销，相对的另一方设置为销套时，可直接利用定位销和销套之间进行定位；通过在砂型中设置定位凸台或定位凹台，在上砂箱或下砂箱完全接触的时，不会出现铸型自带定位凸台或定位凹台精确定位带来的过定位，可避免合箱不到位，或勉强到位造成的偏箱错型的情况，通过采用本发明中的定位结构和定位方法，能够彻底避免上下铸型在合箱时的碰撞、因铸件落砂、多肉而出现的废次品，避免撞砂后因偏箱造成铸件错型等问题，消除了因撞砂撞落的砂块造成的垫箱影响合箱结合问题，浇铸发生跑火而引起的整个铸造失效现象，通过使用本发明，减少了操作用工人数，降低了人工费用，减少了废品，提高了成品率。

附图说明

图1  下砂箱正面结构示意图。

图2   下模的正面结构示意图。

图3   上砂箱正面结构示意图。

图4  上模的正面结构示意图。

图5  下模的侧面剖面示意图。

图6  上模的侧面剖面示意图。

图7  下砂箱和下模的配合示意图。

图8  上砂箱和上模的配合示意图。

图9   定位销的结构示意图。

图10  销套的剖面结构示意图。

图11  圆形销套的端面结构示意图。

图12  偏销套的的端面结构示意图。

图13  上砂箱和下砂箱的配合剖面结构示意图。

标号说明：1a：上砂箱、1b：下砂箱、2：箱柄、3：箱耳、4a：圆销套、4b：扁销套、5a：上模底板、5b：下模底板、6a：定位凸台、6b：定位凹台、7：定位销、8a：圆形定位滑套、9：回位弹簧、10a：上模、10b：下模、11a：上砂型、11b：下砂型、12a：长程插销。

 具体实施方式

以下结合图1-图13就本发明的具体实施方式进行详细说明。

在本发明的实施过程中，首先需要制造模具的上模和下模，然后利用上模在上砂箱中形成上砂型，利用下模在下砂箱中形成下砂型，接着利用上砂箱和下砂箱合箱，合箱后从砂型浇口向砂型形成的空隙内浇注熔化的液体，经过冷却，砂型空间就会形成铸件。在上述模具中的凸凹形状与砂箱中的凹凸形状一致，方向相反，如：为了使上砂型和下砂型之间的位置向稳合，模具中的定位凸台（凹台），在砂箱中会形成定位凹台（凸台），在合箱后砂箱中的定位凹台和定位凸台是相互匹配的，在以下的说明中，模具中的定位凸台或定位凹台与砂型中的定位凸台或定位凹台使用同一标号。

本发明的技术方案是一种铸件铸造中的定位结构，包括铸造用砂型模具和砂箱，所述模具包括上模10a和下模10b，砂箱箱耳与模具底板间设置有一套自定位装置，上砂箱箱耳和下砂箱箱耳间利用长行程插销12a或一套自定位装置定位，所述自定位装置包括销套和定位销7以及定位销外周设置的圆形定位滑套8a、预紧回位弹簧9，所述砂箱包括上砂箱1a和下砂箱1b，上砂箱1a与上模10a匹配、下砂箱1b与下模10b匹配，图1 是下砂箱正面结构示意图，图2是下模的正面结构示意图，图3 是上砂箱正面结构示意图，图4是上模的正面结构示意图，图5 是下模的侧面剖面示意图，图6  上模的侧面剖面示意图。模具和砂箱之间设置有自定位装置，上砂箱和下砂箱之间利用长行程插销12a或自定位装置定位，自定位装置包括定位销7和销套，砂箱上至少设置有两个箱柄2和箱耳3，每个箱耳3上设置有销套或定位销，上模10a和下模10b分别设置在底板上，底板有上模底板5a和下模底板5b上，上模10a或下模10b的底板上至少设置有两个定位销7或两个销套，砂箱上的销套或定位销和模具定位销或销套匹配，上砂箱箱耳上的定位销7或销套和下砂箱箱耳上的销套或定位销匹配，所述销套分为圆销套4a和扁销套4b，砂箱两端箱耳3中或模板的上模底板5a和下模底板5b的两端中，至少一端设置为圆销套4a，另外一端则为扁销套4b，定位销外周滑动设置有与套口匹配的锥形结构圆形定位滑套8a以及预紧回位弹簧9，砂箱上还配备有与销套匹配的长行程插销12a，砂箱上的销套或定位销7和模具定位销7或销套相互匹配，模具上设置有定位凸台6a或定位凹台6b，砂箱上还配备有与销套匹配的长行程插销12a。

在本实施例中，上箱和下箱中左右两端分别设置有一个箱耳，一端设置有圆销套，另一边设置有扁销套，上模和下模的底板上，左右两端设置有与圆销套中心距离相等的定位销，定位销为圆形的，图9 是定位销的结构示意图，图10 是销套的剖面结构示意图，图11是 圆形销套的端面结构示意图，图12  偏销套的的端面结构示意图，自定位装置包括定位销和销套，销套与定位销7相对开口处为锥度开口，模具或砂箱的两端中，两端的定位滑套均为锥度结构圆形定位滑套8a，锥形结构的圆形定位滑套8a分别与销套开口处为锥度开口的圆销套相互匹配，所述定位销7为圆形，定位销7外周设置有圆形定位滑套8a，定位销7与箱耳3或模具连接部附近设置有滑套预紧回位弹簧9。

图13 是上砂箱和下砂箱的配合剖面结构示意图，所述模具的上模板和下模板上分别设置有定位凸台6a或定位凹台6b，定位凸台6a和定位凹台6b相互匹配，经过砂型压制后，定位凸台6a和定位凹台6b压制到砂型内的结构相反，即在砂型上压制成型的是定位凹台6b和定位凸台6a，相互匹配精度高于定位销7与销套之间的精度，定位销7与销套之间的精度为一次定位，砂型中的定位凹台6b和定位凸台6a则为二次定位，相比之下，二次定位的精度大于一次定位的精度。

 一种铸件铸造中的定位方法，包括铸造用砂型模具和砂箱，所述砂箱包括上砂箱1a和下砂箱1b，所述模具包括上模10a和下模10b，砂箱上设置有箱耳3，箱耳3上设置有销套或定位销7，上模10a和下模10b分别设置在上模底板5a和下模地板5b上，模具的底板上设置有定位销7或销套，砂箱上的销套或定位销7和模具定位销7或销套匹配，砂箱上还配备有长行程插销12a模具上设置有定位凸台6a或定位凹台6b，所述铸件铸造过程中的定位方法由下列几个步骤：

1）形成砂型时的自定位：模具上设置的定位销7或销套与砂箱箱耳3上设置的销套或定位销7之间相互匹配，利用模具在砂箱中形成砂型时，首先将定位销7插入到销套内，接着，位于定位销7外周的锥形结构圆形定位滑套8a与锥度开口的销套之间的沿锥度自定中心，圆形定位滑套8a和销套接触后，定位销和销套的中心线吻合，达到砂箱与模具之间的自定位，然后压制成型砂型；

图7 是下砂箱和下模的配合示意图，在本实施例中，模具下模底板5b上设置的定位销7，下砂箱外设置有箱耳3，箱耳3的一端设置有圆销套4a，另外一端的箱耳3上设置有扁销套4b，压制成型下砂箱砂型11b时，填充有型砂的下砂箱1b向下，从上至下压制，首次利用模具下模底板5b上两边设置的定位销7插入砂箱外两端设置有圆销套4a和扁销套4b中，分别进行下模10b和下砂箱1b之间的定位；在形成砂型时的定位中，砂箱位于上方，模具位于下方，由砂箱自上而下移动，模具上定位销7插入砂箱箱耳的销套中，引导模具和砂箱成型砂型，

在本实施例中，成型时，上面设置有下砂箱1b，下面设置有下模10b，下砂箱1b下降时，使下模10b上设置的定位销10插入下砂箱1b上设置的销套4b中进行自定位，引导模具和砂箱成型砂型；

图8  是上砂箱和上模的配合示意图，在本实施例中，按照下砂箱1b和下模10b的定位方法，进行上砂箱1a和上模10a之间的定位；同理，在本实施例中，上砂箱1a上设置有销套，包括圆销套4a和扁销套4b，上模10a上设置有定位销7，上砂箱1a自上而下，上模10a定位销朝上，上砂箱1a上的销套，进入定位销7中，进行砂箱与模具之间的自定位，引导模具和砂箱成型砂型；

2）合箱初期的一次定位：上砂箱1a和下砂箱1b内形成下砂型11b和上砂型11a后，对形成砂型的上砂箱1a和下砂箱1b进行合箱，合箱时，当砂箱的上砂箱1a或下砂箱1b箱耳上都是销套时，利用长行程插销12a分别间隙配合插入的其中的上砂箱1a或下砂箱1b中位于上面的砂箱的两个销套中，其中上面砂箱下降时，长行程插销12a首先插入下面砂箱上销套中进行一次定位；如果上砂箱1a或下砂箱1b中一方是定位销7，另外一方是销套时，首先使定位销7插入销套中的进行一次自定位，

图13  是上砂箱和下砂箱的配合剖面结构示意图，在本实施例中，砂箱的上砂箱1a或下砂箱1b箱耳上都设置有销套，利用长行程插销12a分别间隙配合插入的上砂箱1a两边的两个销套中，其中上面砂箱下降时，长行程插销12a首先插入下砂箱上设置的销套中进行一次定位；引导上砂箱1a和下砂箱1b合箱；

3）正式合箱定位：一次定位后的上砂箱1a和下砂箱1b正式合箱时，利用上砂型11a或下砂型11b中形成的定位凹台6b或定位凸台6a对上砂箱1a和下砂箱1b进行精确定位，

同样参考图13  有关上砂箱和下砂箱的配合剖面结构示意图，在本实施例中一次定位后的上砂箱1a和下砂箱1b正式合箱时，利用上砂型11a和下砂型11b中分别形成的定位凹台6b和定位凸台6a对上砂箱1a和下砂箱1b进行精确定位的。

本发明通过在模具和砂箱或上砂箱和下砂箱之间设置自定位装置、并在定位销7上设置定位滑套和滑套预紧回位弹簧9，定位滑套的锥度结构同销套锥度开口处相互匹配，在模具和砂箱压制成型砂型过程中两端的圆形定位滑套8a的锥形结构与圆销套4a锥度开口处相互匹配，其中，一侧的圆形定位滑套8a与圆销套4a对中配合，另一侧的圆形定位滑套8a与锥度结构同扁销套4b的锥度开口处相互匹配，实现两销孔中心线方向的对中配合，可避免过定位，能彻底避免偏箱错型问题的出现；如果上砂箱1a和下砂箱1b都为销套时，通过上砂箱或下砂箱上配备的与销套匹配上的长行程插销12a作为合箱定位插销，可避免了上下铸型在合箱时发生碰撞现象；同时长行程插销12a同销套之间的配合间隙可以放大，可降低对熟练工的依赖，降低操作的困难程度，提高作业效率；如果上砂箱1a和下砂箱1b一方为定位销7，定位销7相对一方为销套时，可直接利用定位销7和销套之间进行定位；通过利用模具在上砂型或下砂型中分别形成定位凸台6a或定位凹台6b，在上砂型面和下砂型面完全接触时，不会出现砂型自带定位凸台6a和定位凹台6b精确定位带来的过定位，可避免合箱不到位，或者勉强到位却造成偏箱错型的情况，通过采用发明中的定位机构和定位方法，能够彻底避免上砂箱1a和下砂箱1b在合箱时的碰撞、因铸件落砂、多肉而出的现废次品，避免撞砂后因偏箱造成铸件错型等问题，消除了撞砂撞落的砂块造成垫箱影响合箱结合，浇铸发生跑火而引起的整个铸造失效现象，通过使用本发明，减少了操作用工人数，降低了人工费用，减少了废品，提高了成品率。

Claims (7)

1.一种铸件铸造中的定位结构，包括铸造用砂型模具和砂箱，砂箱包括上砂箱和下砂箱，模具包括上模和下模，上砂箱与上模匹配、下砂箱与下模匹配，其特征在于：砂箱两端设置有两个箱耳，模具设置在模具底板上，砂箱箱耳与模具底板间设置有一套自定位装置，上砂箱箱耳和下砂箱箱耳间设置有长行程插销或一套自定位装置，自定位装置包括销套和定位销以及定位销外周的定位滑套，箱耳上设置有销套或定位销、模具底板上设置有定位销或销套，定位销与销套相对设置、相互匹配，与定位销相对的销套口为形状不同的锥度开口，定位销外周滑动设置有与套口匹配的锥形结构定位滑套，模具上设置有定位凸台或定位凹台。

2.根据权利要求1所述的一种铸件铸造中的定位结构，其特征在于：所述形状不同的锥度开口销套至少有一个为圆销套一个为扁销套。

3.根据权利要求1所述的一种铸件铸造中的定位结构，其特征在于：所述定位销为圆形，定位销外周除定位滑套外，定位销与箱耳或模具连接部附近外周还设置有滑套预紧回位弹簧。

4.根据权利要求1所述的一种铸件铸造中的定位结构，其特征在于：所述模具的上模板和下模板上分别设置有定位凸台或定位凹台，定位凸台和定位凹台相互匹配。

5.根据权利要求1所述的一种铸件铸造中的定位结构，其特征在于：所述定位销外周上设置的定位滑套为圆形锥度结构，每个定位销上的锥形结构的圆形定位滑套分别与销套开口处为锥度开口的圆销套以及扁销套相互匹配。

6.一种铸件铸造中的定位方法，包括铸造用砂型模具和砂箱，砂箱包括上砂箱和下砂箱，模具包括上模和下模，上砂箱与上模匹配、下砂箱与下模匹配，砂箱两端设置有两个箱耳，模具设置在模具底板上，砂箱箱耳与模具底板间设置有一套自定位装置，上砂箱箱耳和下砂箱箱耳间设置有长行程插销或一套自定位装置，自定位装置包括销套和定位销以及定位销外周的定位滑套，箱耳上设置有销套或定位销、模具底板上设置有定位销或销套，定位销与销套相对设置、相互匹配，与定位销相对的销套口为形状不同的锥度开口，定位销外周滑动设置有与套口匹配的锥形结构定位滑套，模具上设置有定位凸台或定位凹台，其特征在于：所述铸件铸造过程中的定位方法包括下列步骤：

1）形成砂型时的自定位：模具上设置的定位销或销套与砂箱箱耳上设置的销套或定位销之间相互匹配，利用模具在砂箱中形成砂型时，首先将定位销插入到销套内，接着，在位于定位销外周的锥形结构定位滑套与锥度开口的销套之间的沿锥度自定中心，定位滑套和销套接触后，定位销和销套的中心线吻合，达到砂箱与模具之间的自定位，然后压制成型砂型；

2）合箱初期的一次定位：上砂箱和下砂箱内形成砂型后，对形成砂型的上砂箱和下砂箱进行合箱时，如果砂箱的上砂箱或下砂箱箱耳上都是销套，利用长行程插销分别间隙配合插入其中的上砂箱或下砂箱的两个销套中，其中上砂箱下降时，长行程插销首先插入下砂箱上销套中进行一次定位；如果上砂箱或下砂箱中一方是定位销，另外一方是销套时，首先使定位销插入销套中，然后利用各个定位销外周的圆形定位滑套分别与圆销套和扁销套进行一次定位；

3）正式合箱时的精确定位：经一次定位后的上砂箱和下砂箱正式合箱时，利用上砂型或下砂型中形成的定位凹台或定位凸台对上砂箱和下砂箱进行精确定位。

7.根据权利要求6所述的一种铸件铸造中的定位方法，其特征在于：所述步骤1）形成砂型时的定位中，砂箱位于上方，模具位于下方，由砂箱自上而下移动，模具或砂箱上定位销插入砂箱或模具销套中。