CN105478684B - 全自动射芯机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种全自动射芯机，其包括模具和向模具中射入芯砂射芯装置，所述模具分为上模中模和下模，所述模具相对的两侧面均设置有控制中模和下模开合的锁扣机构。所述全自动射芯机还包括：固化装置，其包括固化机架、吹气机构和分模机构；脱模装置，其包括脱模机架、提升模具的提升机构、将提升后的模具翻转的翻转机构和使模具中的型芯脱模的顶出机构；移动装置，其由伺服电机驱动，使模具分别在射芯装置、固化装置、脱模装置的工位精确定位或水平往返移动；接料装置，其用于自动输送从所述脱模装置中得到的型芯；PLC控制系统，其控制所述射芯装置、固化装置、脱模装置、移动装置、接料装置中的各个驱动电机和气缸以实现自动运行。

Description

全自动射芯机

技术领域

本发明涉及铸造造型用的造型设备领域，具体涉及用冷芯盒制造型芯的全自动射芯机。

背景技术

射芯机广泛应用于铸造行业中，适用于热芯盒和冷芯盒两种。射芯机工作原理是将以液态或固态热固性树脂为粘结剂的芯砂混合料射到芯盒模具内，芯砂在模具内硬化后将之取出，得到型芯。在室温下，通过吹气使砂芯在芯盒内快速硬化成型的制芯方法叫冷芯盒法。冷芯盒是一种高效制造砂芯的工艺，具有高效、节能、劳动条件好等优点，现已广泛用于铸造生产中。

目前现有的的射芯机多为一体式设计，射芯、固化、脱模等工艺很难实现完全的自动化；模具的结构设计使得型芯脱模后模具的合模精度差，影响型芯质量；传统的脱模工艺无法使用与形状结构较复杂的型芯，型芯脱模时往往会有损坏无法使用；接收型芯也为手动方式，故自动化程度低，人力操作需求量大，生产成本高。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种用冷芯盒制造型芯的全自动射芯机，其模具拆合方便、有良好的合模精度，进而固化、脱模后能得到高质量的型芯并且整机的自动化程度高特别是能自动接料，节约人力劳动、能降低生产成本，有较高的生产效率。

本发明的技术方案如下：

一种全自动射芯机，包括模具和向模具中射入芯砂射芯装置，所述模具分为上模中模和下模，所述模具相对的两侧面均设置有控制中模和下模开合的锁扣机构；所述全自动射芯机还包括：

固化装置，其包括固化机架、吹气机构和分模机构，所述吹气机构使模具中的芯砂固化成型，所述分模机构通过提升或降下上模使上模与中模分开或合紧；

脱模装置，其包括脱模机架、提升模具的提升机构、将提升后的模具翻转的翻转机构和使模具中的型芯脱模的顶出机构；

移动装置，其由伺服电机驱动，使模具分别在射芯装置、固化装置、脱模装置的工位精确定位或水平往返移动；

接料装置，其用于自动输送从所述脱模装置中得到的型芯；

PLC控制系统，其控制所述射芯装置、固化装置、脱模装置、移动装置、接料装置中的各个驱动电机和气缸以实现自动运行。

上述全自动射芯机，所述锁扣机构包括设置在下模底部可竖直滑动的压块、可由压块压住的锁钩和设置在中模上与锁钩对应的锁块；所述锁钩和锁块可根据压块的位置而互相钩住或脱离；所述锁钩由旋转销转动连接在下模上，并于下模上设置有限制锁钩旋转位置的挡块和弹簧；所述弹簧的一端固定在下模，另一端与锁钩连接。

上述全自动射芯机，所述分模机构包括竖直固定在固化机架顶部的气缸Ⅰ、水平设置并由气缸Ⅰ控制升降的吹气压板和固定在吹气压板上并均匀分布的至少两个夹紧气缸Ⅰ；所述吹气机构的出气管口嵌在吹气压板中。

上述全自动射芯机，所述提升机构包括竖直向上固定在脱模机架顶部的气缸Ⅱ、与气缸Ⅱ顶端连接的水平横梁、分别连接在横梁两个端部穿过脱模机架顶部用于提升模具的两个竖直的连接轴；所述连接轴与脱模机架之间通过直线轴承配合，连接轴的下端设置有吊装模具的吊钩；

所述翻转机构包括设置在脱模机架一侧的的气动执行器、由气动执行器驱动的旋转连接头、设置在中模两侧用于翻转模具的转轴和设置在转轴上并与旋转连接头配合的旋转块；所述转轴可卡在吊钩中；

所述顶出机构包括竖直向下固定在脱模机架顶部的气缸Ⅲ、水平设置并由气缸Ⅲ控制升降的顶出板、设置在顶出板上并均匀分布的至少两个夹紧气缸Ⅱ。

上述全自动射芯机，所述气缸Ⅱ为SCT气缸，所述气缸Ⅲ为TCM气缸。SCT气缸（多位置复动型的气缸），能完成较大行程从而使模具提升和翻转更加稳定；TCM气缸（三轴气缸），在脱模装置的顶出动作时可有多次顶出动作，保证型芯完全从模具中脱出。

上述全自动射芯机，所述移动装置还包括移动机架、水平设置的滚珠丝杠副和用于放置模具的水平工作台，所述工作台与滚珠丝杠副连接；所述滚珠丝杠副的两侧分别设置有与工作台相配合的导轨Ⅰ。

上述全自动射芯机，所述接料装置包括接料机架、水平设置在接料机架上的支撑板、水平设置在支撑板上的接料板、带动接料板水平移动的气缸Ⅳ、设置在接料板上的平移带、驱动平移带转动的平移电机和与平移带配合使用的传送带；所述接料板两侧设置有与其滑动配合的导轨Ⅱ，所述导轨Ⅱ固定在支撑板上。

上述全自动射芯机，所述接料装置还包括带动支撑板竖直运动的气缸Ⅴ和设置在支撑板与接料机架之间且匀匀分布的若干个竖直导向杆；所述导向杆的上端与支撑板固定连接，下端与接料机架滑动连接；所述传送带设置为上下两层。

上述全自动射芯机，所述固化装置、脱模装置、移动装置和接料装置均设置有两组。

上述全自动射芯机，所述固化装置或脱模装置中设置有向模具内喷脱模剂的脱模剂器。

本发明的有益效果为：

1.整机由PLC控制系统控制运行，安全可靠、自动化程度高，节约人力劳动；模具为上中下三层，易于模具排气和型芯脱模；从而得到高质量的型芯并且三层结构更容易实现整机的自动化；

2.固化装置、脱模装置、移动装置和接料装置设置两组，PLC控制系统可充分利用各个工位之间的时间差分别控制各个装置的启停，提高生产效率；

3.由于型芯造型多样，不易脱模，故本发明在脱模装置中设置了提升模具的提升机构和提升后使模具翻转的翻转机构，模具翻转后气缸Ⅲ做顶出动作，使型芯更易从模具中脱离，保证型芯的质量；同时为了保证翻转时中模与下模不会分离，在模具上设置锁扣机构；

4.移动装置通过PLC控制系统控制滚珠丝杠副传动，提高了模具在各个工位的精确定位和平稳性，增强了相应装置后续作业的可靠性，特别是保证了在固化装置和脱模装置时模具的合模精度，进一步提高型芯的质量；

5.接料装置实现了型芯脱模后的自动接料和输送，进一步减轻了人力劳动并提高了生产效率。

附图说明

图1 为全本发明实施例的立体结构示意图；

图2为本发明实施例中模具的机械锁示意图；

图3为本发明实施例中固化装置的主视示意图；

图4为本发明实施例中脱模装置的主视示意图；

图5为本发明实施例中脱模装置的右视示意图；

图6为本发明实施例中接料装置的主视示意图；

图7为本发明实施例中接料装置的俯视示意图；

图中：1为料斗，2为射芯装置，301为上模，302为中模，303为下模，304为转轴，305为压块，306为挡块，307为旋转销，308为锁钩，309为锁块，310为弹簧，401为固化机架，402为夹紧气缸Ⅰ，403为气缸Ⅰ，404为吹气机构，405为吹气压板，406为脱模剂器，501为与脱模机架，502为夹紧气缸Ⅱ，503为连接轴，504为吊钩，505为旋转块，506为气动执行器，507为旋转连接头，508为导向条，509为气缸Ⅲ，510为横梁，511为气缸Ⅱ，512为顶出板，601为接料机架，602为支撑板，603为导轨Ⅱ，604为气缸Ⅳ，605为接料板，606为平移带，607为平移电机，608为导向杆，609为气缸Ⅴ，610为接料盘，701为移动机架，702为伺服电机，703为滚珠丝杠副，704为导轨Ⅰ，705为工作台，8为传送带，9为型芯。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步的解释和说明。

本实施例的全自动射芯机，通过PLC（可编程逻辑控制器）控制系统，对各个装置的驱动电机和气压系统的气压阀自动控制完成整机运行。

如图1至图7所示本实施例的全自动射芯机，包括有料斗11、模具和向模具中射入芯砂射芯装置2，所述模具分为上模301中模302和下模303，所述模具相对的两侧面均设置有控制中模302和下模303开合的锁扣机构；所述全自动射芯机还包括：

固化装置，其包括固化机架401、吹气机构404和分模机构，所述吹气机构404使模具中的芯砂固化成型，所述分模机构通过提升或降下上模301使上模301与中模302分开或合紧；

脱模装置，其包括脱模机架501、提升模具的提升机构、将提升后的模具翻转的翻转机构和使模具中的型芯9脱模的顶出机构；

移动装置，其由伺服电机702驱动，使模具分别在射芯装置2、固化装置、脱模装置的工位精确定位或水平往返移动；

接料装置，其用于自动输送从所述脱模装置中得到的型芯9；

PLC控制系统，其控制所述射芯装置2、固化装置、脱模装置、移动装置、接料装置中的各个驱动电机和气缸以实现自动运行。

上述全自动射芯机，如图2所示，所述锁扣机构包括设置在下模303底部可竖直滑动的压块305、可由压块305压住的锁钩308和设置在中模302上与锁钩308对应的锁块309；所述锁钩308和锁块309可根据压块305的位置而互相钩住或脱离；所述锁钩308由旋转销307转动连接在下模303上，并于下模303上设置有限制锁钩308旋转位置的挡块306和弹簧310；所述弹簧310的一端固定在下模303，另一端与锁钩308连接。压块305未压住锁钩308时，弹簧310拉紧锁钩308使锁钩308一端被挡块306挡住且另一端将锁块309钩住；所述压块305压紧锁钩308时，锁钩308沿旋转销307转动使锁钩308脱离锁块309。

上述全自动射芯机，如图3所示，所述分模机构包括竖直固定在固化机架401顶部的气缸Ⅰ403、水平设置并由气缸Ⅰ403控制升降的吹气压板405和固定在吹气压板405上并均匀分布的至少两个夹紧气缸Ⅰ402；所述吹气机构404的出气管口嵌在吹气压板405中。

上述全自动射芯机，如图4和图5所示，所述提升机构包括竖直向上固定在脱模机架501顶部的气缸Ⅱ511、与气缸Ⅱ511顶端连接的水平横梁510、分别连接在横梁510两个端部穿过脱模机架501顶部用于提升模具的两个竖直的连接轴503；所述连接轴503与脱模机架501之间通过直线轴承配合，连接轴503的下端设置有吊装模具的吊钩504；为了提升时保证模具的稳定不影响型芯9的质量，本实施例在脱模机架501上相应位置还设置了导向条508；

所述翻转机构包括设置在脱模机架501一侧的的气动执行器506、由气动执行器506驱动的旋转连接头507、设置在中模302两侧用于翻转模具的转轴304和设置在转轴304上并与旋转连接头507配合的旋转块505；所述转轴304可卡在吊钩504中；

所述顶出机构包括竖直向下固定在脱模机架501顶部的气缸Ⅲ509、水平设置并由气缸Ⅲ509控制升降的顶出板512、设置在顶出板512上并均匀分布的至少两个夹紧气缸Ⅱ502。

上述全自动射芯机，所述气缸Ⅱ511为SCT气缸，所述气缸Ⅲ509为TCM气缸。SCT气缸（多位置复动型的气缸），能完成较大行程从而使模具提升和翻转更加稳定；TCM气缸（三轴气缸），在脱模装置的顶出动作时可有多次顶出动作，保证型芯9完全从模具中脱出。

上述全自动射芯机，如图1中所示，所述移动装置还包括移动机架701、水平设置的滚珠丝杠副703和用于放置模具的水平工作台705，所述工作台705与滚珠丝杠副703连接；所述滚珠丝杠副703的两侧分别设置有与工作台705相配合的导轨Ⅰ704。

上述全自动射芯机，如图6和图7所示，所述接料装置包括接料机架601、水平设置在接料机架601上的支撑板602、水平设置在支撑板602上的接料板605、带动接料板605水平移动的气缸Ⅳ604、设置在接料板605上的平移带606、驱动平移带606转动的平移电机607和与平移带606配合使用的传送带8；所述接料板605两侧设置有与其滑动配合的导轨Ⅱ603，所述导轨Ⅱ603固定在支撑板602上。接料装置运行前先把接料盘610放置于平移带606上，接完料后平移带606将接料盘610输送到传送带8上，自动化程度高。

上述全自动射芯机，如图6和图7所示，所述接料装置还包括带动支撑板602竖直运动的气缸Ⅴ609和设置在支撑板602与接料机架601之间且匀匀分布的若干个竖直导向杆608；所述导向杆608的上端与支撑板602固定连接，下端与接料机架601滑动连接；所述传送带8设置为上下两层。如此设计，可高效利用空间，并且进一步节省人力劳动。

上述全自动射芯机，所述固化装置、脱模装置、移动装置和接料装置均设置有两组。如此设计可提高该全自动射芯机的生产效率。

上述全自动射芯机，所述固化装置或脱模装置中设置有向模具内喷脱模剂的脱模剂器406。

本实施例的具体工作过程如下：

1）将料斗11内装入适量芯砂，把模具放入工作台705上的初始工位，将接料盘610放在平移带606上，启动本发明的全自动射芯机；控制系统运行，使伺服电机702驱动滚珠丝杠副703旋转，进而带动工作台705沿导轨Ⅰ704将模具水平移动到固化装置的工位。

2）固化装置的传感系统感应到模具到位后，伺服电机702停止运行，PLC控制系统控制脱模剂器406运行向模具内喷入脱模剂，完成后移动装置运行将模具移送到射砂装置的工位。

3）射砂装置的传感系统感应到模具到位后，伺服电机702停止运行，同时射芯装置2向下压紧模具并将料斗11内的芯砂射入模具；射砂完成后PLC控制系统再次启动伺服电机702，移动装置运行将模具送到固化装置的工位。

4）固化机装置的传感系统感应到模具到位后，气缸Ⅰ403伸长将吹气压板405与模具压紧，之后吹气机构404吹入固化气体；到达设定的吹气时间，模具中的芯砂固化成型芯9后，夹紧气缸Ⅰ402将模具的上模301夹紧，之后气缸Ⅰ403缩回将上模301提升，完成脱上模301板的动作；伺服电机702再次启动，移动装置运行将模具送到脱模装置的工位且中模302上的旋转轴304恰好卡到吊钩504上，此时模具只剩下中模302和下模303，型芯9在中模302中的位置如图1所示。

5）脱模装置的传感系统感应到模具到位后，气缸Ⅱ511即SCT气缸伸长，进而通过连接轴503在导向条508的辅助引导作用下将模具提至翻转位置，此时旋转连接头507恰好将设置于转轴304上旋转块505卡住，气动执行器506动作使模具完成180°翻转，此时中模302位置如图1中虚线所示。

6）接料装置运行，气缸Ⅴ609伸出抬升支撑板602使接料板605基本与上层的传送带8平齐，之后气缸Ⅳ604带动接料板605沿导轨Ⅱ603进入到脱模装置中，接料盘610恰好正对中模302时接料装置停止运行。

7）气缸Ⅲ509即TCM气缸伸长带动顶出板512竖直向下压紧到下模303后停止，此时顶出板512通过两侧的压块305各自压紧锁钩308，使得锁钩308绕旋转销307转动，锁钩308和锁块309脱离，从而使得中模302和上模301可以分开，同时夹紧气缸Ⅱ502运行将下模303夹紧，之后气缸Ⅲ509即TCM气缸带动下模303连续上下运行对中模302作顶出动作使型芯9脱出中模302落入到接料盘610中；顶出动作完成后气缸Ⅲ509即TCM气缸缩回将下模303提升，气缸Ⅱ511即SCT气缸缩回将中模302提升；本实施例在此工位设置了一个气枪自动吹出型腔中残留的芯砂，保证下个工艺循环时型芯9的成型质量。

8）气缸Ⅴ609缩回接料盘610移出脱模装置，平移带606电机运行带动平移带606横向水平转动继而将接料盘610移送到传送带8上；同时气缸Ⅱ511即SCT气缸将中模302降下复位到翻转位置，气缸Ⅲ509即TCM气缸将下模303降下复位到翻转位置，之后完成中模302、下模303的合模动作，气动执行器506运行将模具翻转180°恢复到初入脱模装置时的状态。

9）伺服电机702运行，移动装置将模具运送至固化装置的工位，吹气压板405下移将上模301与中模302压紧完成合模，同时喷脱模剂；之后移动装置再将模具运送至射砂装置；整个生产过程完成。

本发明两组设备的生产过程完全相同，利用两组设备工位之间的时间差能良好有序地生产工作。通过设置PLC控制系统的程序，可以使得射芯装置2左侧或右侧的装置具有优先级，即便是两组装置同时启动，也不会在射芯装置2发生工位干涉。

本发明的这种用冷芯盒制造型芯9的全自动射芯机，其模具拆合方便、有良好的合模精度进而保证高质量的型芯9并且整机的自动化程度高、节约人力劳动、能降低生产成本，有较高的生产效率。本发明也适用于制造冒口，技术人员只需更换相应模具并调整控制参数即可。

Claims (8)

1.一种全自动射芯机，包括模具和向模具中射入芯砂射芯装置（2），所述模具分为上模（301）、中模（302）和下模（303），其特征在于，所述模具相对的两侧面均设置有控制中模（302）和下模（303）开合的锁扣机构；所述全自动射芯机还包括：

固化装置，其包括固化机架（401）、吹气机构（404）和分模机构，所述吹气机构（404）使模具中的芯砂固化成型，所述分模机构通过提升或降下上模（301）使上模（301）与中模（302）分开或合紧；

脱模装置，其包括脱模机架（501）、提升模具的提升机构、将提升后的模具翻转的翻转机构和使模具中的型芯脱模的顶出机构；

移动装置，其由伺服电机（702）驱动，使模具分别在射芯装置（2）、固化装置、脱模装置的工位精确定位或水平往返移动；

接料装置，其用于自动输送从所述脱模装置中得到的型芯（9）；

PLC控制系统，其控制所述射芯装置（2）、固化装置、脱模装置、移动装置、接料装置中的各个驱动电机和气缸以实现自动运行；

所述锁扣机构包括设置在下模（303）底部可竖直滑动的压块（305）、可由压块（305）压住的锁钩（308）和设置在中模（302）上与锁钩（308）对应的锁块（309）；所述锁钩（308）和锁块（309）可根据压块（305）的位置而互相钩住或脱离；所述锁钩（308）由旋转销（307）转动连接在下模（303）上，并于下模（303）上设置有限制锁钩（308）旋转位置的挡块（306）和弹簧（310）；所述弹簧（310）的一端固定在下模（303），另一端与锁钩（308）连接；

所述分模机构包括竖直固定在固化机架（401）顶部的气缸Ⅰ（403）、水平设置并由气缸Ⅰ（403）控制升降的吹气压板（405）和固定在吹气压板（405）上并均匀分布的至少两个夹紧气缸Ⅰ（402）；所述吹气机构（404）的出气管口嵌在吹气压板（405）中。

2.根据权利要求1所述的全自动射芯机，其特征在于：

所述提升机构包括竖直向上固定在脱模机架（501）顶部的气缸Ⅱ（511）、与气缸Ⅱ（511）顶端连接的水平横梁（510）、分别连接在横梁（510）两个端部并穿过脱模机架（501）顶部用于提升模具的两个竖直的连接轴（503）；所述连接轴（503）与脱模机架（501）之间通过直线轴承配合，连接轴（503）的下端设置有吊装模具的吊钩（504）；

所述翻转机构包括设置在脱模机架（501）一侧的气动执行器（506）、由气动执行器（506）驱动的旋转连接头（507）、设置在中模（302）两侧用于翻转模具的转轴（304）和设置在转轴（304）上并与旋转连接头（507）配合的旋转块（505）；所述转轴（304）可卡在吊钩（504）中；

所述顶出机构包括竖直向下固定在脱模机架（501）顶部的气缸Ⅲ（509）、水平设置并由气缸Ⅲ（509）控制升降的顶出板（512）、设置在顶出板（512）上并均匀分布的至少两个夹紧气缸Ⅱ（502）。

3.根据权利要求2所述的全自动射芯机，其特征在于：所述气缸Ⅱ（511）为SCT气缸，所述气缸Ⅲ（509）为TCM气缸。

4.根据权利要求1所述的全自动射芯机，其特征在于：所述移动装置还包括移动机架（701）、水平设置的滚珠丝杠副（703）和用于放置模具的水平工作台（705），所述工作台（705）与滚珠丝杠副（703）连接；所述滚珠丝杠副（703）的两侧分别设置有与工作台（705）相配合的导轨Ⅰ（704）。

5.根据权利要求1所述的全自动射芯机，其特征在于：所述接料装置包括接料机架（601）、水平设置在接料机架（601）上的支撑板（602）、水平设置在支撑板（602）上的接料板（605）、带动接料板（605）水平移动的气缸Ⅳ（604）、设置在接料板（605）上的平移带（606）、驱动平移带（606）转动的平移电机（607）和与平移带（606）配合使用的传送带（8）；所述接料板（605）两侧设置有与其滑动配合的导轨Ⅱ（603），所述导轨Ⅱ（603）固定在支撑板（602）上。

6.根据权利要求5所述的全自动射芯机，其特征在于：所述接料装置还包括带动支撑板（602）竖直运动的气缸Ⅴ（609）和设置在支撑板（602）与接料机架（601）之间且均匀分布的若干个竖直导向杆（608）；所述导向杆（608）的上端与支撑板（602）固定连接，下端与接料机架（601）滑动连接；所述传送带（8）设置为上下两层。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的全自动射芯机，其特征在于：所述固化装置、脱模装置、移动装置和接料装置均设置有两组。

8.根据权利要求7所述的全自动射芯机，其特征在于：所述固化装置或脱模装置中分别设置有向模具内喷脱模剂的脱模剂器（406）。