CN106530933A - 消失模铸造教学训练系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种消失模铸造教学训练系统，包括用于对砂箱进行输送的砂箱自动输送线以及位于砂箱自动输送线上的加砂造型工位、浇注工位与落砂工位；加砂造型工位上设有位于砂箱自动输送线上方并对砂箱进行加砂的雨淋加砂器，以及位于砂箱自动输送线下方用于对型砂振动紧实的振动台；浇注工位上设有对砂箱进行抽真空的负压装置；落砂工位设有对型砂进行筛选回收的筛选装置；雨淋加砂器连接有对筛选装置筛选后的型砂进行上料的真空送料器本系统可以模拟消失模铸造的整个工艺流程，技术先进，自动化程度高，展示性好，系统性强，环境整洁，安全可靠，操作性和参与性高，是学校和研究机构进行教学训练和科研开发的理想选择。

Description

消失模铸造教学训练系统

技术领域

本发明涉及一种教学设备，更具体地说，它涉及一种消失模铸造教学训练系统。

背景技术

消失模铸造（又称负压干砂实型铸造）是泡沫塑料模采用无黏结剂型砂结合抽真空技术的实型铸造，是将与铸件尺寸形状相似的泡沫模型粘结组合成模型簇，刷涂耐火涂料并烘干后，埋在干石英砂中振动造型，在负压下浇注，使模型气化，液体金属占据模型位置，凝固冷却后形成铸件的新型铸造方法。

与传统铸造技术相比，消失模铸造有下列特点：

1，铸件质量好，成本低；

2，材质不限，大小皆宜；

3，尺寸精度高，表面光洁，减少清理，节省机加；

4，内部缺陷大大减少，组织致密；

5，可实现大规模、大批量生产；

6，自动化流水线，更环保；

7，可以大大改善作业环境、降低劳动强度、减少能源消耗。

随着技术的不断成熟，消失模铸造开始被广大的铸造企业所接受，并成为传统铸造企业转型的方向，然而消失模铸造技术领域人才较为匮乏，各高校都缺乏一套高效培训高等人才的硬件，这成为了消失模铸造技术推广的一个障碍。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种消失模铸造教学训练系统，用于对消失模铸造技术对教学与训练。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种消失模铸造教学训练系统，其特征是：包括用于对砂箱进行输送的砂箱自动输送线以及位于砂箱自动输送线上的加砂造型工位、浇注工位与落砂工位；所述的加砂造型工位上设有位于自动输送线上方并对砂箱进行加砂的雨淋加砂器以及位于自动输送线下方用于对砂箱振动紧实的振动台；所述浇注工位上设有对砂箱进行抽真空的负压装置；落砂工位设有对型砂进行筛选回收的筛选装置；所述的雨淋加砂器连接有对筛选装置筛选后的型砂进行上料的真空送料器。

通过采用上述技术方案，采用消失模铸造教学训练系统包括下列步骤：

（1）白模制作，对白模胚料进行数控切割或者手工切割，使白模的形状与欲成型的铸件形状相同；

（2）涂刷耐高温材料，在成型的白模表面涂覆上一层防火耐高温材料；

（3）烘干，对白模表面的涂料进行烘干；

（4）雨淋加砂，自动输送线将空的砂箱运送到雨淋加砂器的正下方，在模型簇放到砂箱内之前，先通过雨淋加砂器在砂箱铺上一定厚度的型砂，再将模型簇放入到砂箱内；自动输送线下方的振动台与砂箱进行固定，打开雨淋加砂器对砂箱均匀加砂，在加砂的同时开启振动，通过微振造型实现型砂的紧实与填充，实现造型；

（5）浇注，砂箱沿着自动输送线离开加砂造型工位，移动到浇注工位上，通过浇注工位上的负压装置对砂箱进行抽真空，同时向砂箱内浇注金属液；白模接触金属液气化，所产生的气体被与砂箱自动对接的真空管道吸走，金属液替换白模，完成浇注的工序；

（6）落砂，待砂箱内的工件冷却到适当的温度之后，运动至落砂工位，将砂箱内定型的铸件通过机器人取出，卸下的型砂落到筛选装置上；

（7）型砂回收，被卸出的型砂通过筛选装置进行筛选，先采用振动筛，将多余的杂质去除，再将合格的型砂真空送料器将型砂上到雨淋加砂器中进行使用。

经过上述步骤之后，可以展示消失模铸造的整个工艺流程；由于教学过程中讲究的快速的示范，因此雨淋加砂器通过真空送料器进行上料，其上料速度快，符合教学过程中少量上料的要求，同时占地面积较小，对教学场地的要求也比较低；本系统相比于企业用到的砂处理系统，本系统中的振动筛的占地面积更小，使用方便成本也更低，同时经过筛选的后的型砂也能符合教学时对型砂的要求。

本发明进一步设置为：所述的落砂工位位于加砂造型工位与浇注工位之间。

通过采用上述技术方案，将落砂工位设置于加砂造型工位与浇注工位之间，这样可以缩短筛选装置与雨淋加砂器的距离，真空送料器在上料的时候，其上料管的长度可以大大的缩短，进而增加真空送料器运行的稳定性。

本发明进一步设置为：所述的砂箱底部设置有可启闭的卸砂门机构，所述的筛选装置位于自动输送线的下方。

通过采用上述技术方案，砂箱的底部可启闭，通过打开卸砂门机构将砂箱内的型砂卸出，使型砂落到筛选装置的振动筛上，卸砂门机构的启闭可以采用人工启闭卸砂门机构，也可采用机械结构来控制卸砂门机构的启闭，在卸出型砂的过程中不需要用到行车或其他工具，对操作者的专业技能要求也比较的低，增加教学训练过程中的安全性。

本发明进一步设置为：所述的落砂工位上设有驱动卸砂门机构开启或关闭的开关门机构。

通过采用上述技术方案，砂箱的卸砂门机构设置成可抽插的结构，砂箱运动到落砂工位上的时候，通过开关门机构将卸砂门机构打开，使砂箱内的型砂铸件卸出，开关门机构控制卸砂门机构的启闭，无需人工来控制卸砂门机构的启闭，减少使用过程中对人工的依赖。

本发明进一步设置为：所述的浇注工位设有对砂箱进行浇注的机器人。

通过采用上述技术方案，采用机器人将熔融状态下的金属液倒入到砂箱内，减少人工操作的危险性，并提高浇注的准确性和质量。

本发明进一步设置为：所述的加砂造型工位、浇注工位以及落砂工位上均设置有吸尘罩，所述的吸尘罩通过除尘管道与除尘器相连，除尘器连通有对除尘过后的空气进一步处理的尾气处理装置。

通过采用上述技术方案，由于在加砂、浇注、落砂的过程中都会有灰尘产生，通过吸尘罩与除尘器的设置，吸走消失模铸造教学训练系统在运作过程中所产生的灰尘，有利于保持教学场地的环境质量，灰尘经过除尘器处理之后，在通过尾气处理装置对废气进一步处理，去除掉白模气化之后所产生的有害气体，经过处理后的空气再排放到大气中，符合绿色排放的要求。

本发明进一步设置为：所述的自动输送线包括两条平行的输送轨道所述的砂箱底部设有滚轮；砂箱与输送轨道之间设有相互啮合的齿轮齿条，所述的砂箱上还设有驱动齿轮转动的行走电机。

通过采用上述技术方案，砂箱上的电机结合齿轮与齿条，通过对电机转动圈数进行控制，可以使砂箱运动到自动输送线上的任意一个准确的位置，方便培训过程中对砂箱进行准确的单独的控制。

本发明进一步设置为：所述的振动台上表面的卡紧机构，所述振动台的下方设置有倾斜设置的激振器以及驱动激振器工作的电机。

通过采用上述技术方案，砂箱被放置到振动台台面上，激振器在电机的带动下高速旋转使振动台振动，型砂在砂箱内产生圆周运动，减小了型砂线性位移对铸件模型的破坏性冲击，使型砂填充更加的紧实，填充效果好，提高了铸件铸造的质量。

本发明进一步设置为：还包括给整个系统提供负压的真空机组。

通过采用上述技术方案，消失模铸造教学训练系统中的所有负压真空均由真空机组提供并自动控制，增加系统的集成性，便于对系统进行整体的协调。

与现有技术相比，本发明提供了一种消失模铸造教学训练系统，用于消失模铸造工艺的教学，整个系统根据教学培训的特点在完成一整套浇注工艺的前提下进行了优化；雨淋加砂器通过真空送料器进行加砂，加砂的迅速；在加砂造型工位的下方采用垂直圆周振动台，使砂箱内的型砂得到充分的紧实，进而增加铸件铸造的质量；砂箱的运动过程是从加砂造型工位进入到浇注工位，再回到两个工位之间的落砂工位，完成一个整个铸造过程，完成之后由落砂工位返回到加砂造型工位进行下一次的铸造，如此往复循环，砂箱自身带有动力，不需要人力的介入，操作轻松，增加安全性；整个系统有产生灰尘的地方均设置了吸尘罩，吸收的灰尘经过除尘器进行除尘，除尘完成后，通过尾气处理装置处理完之后，进行排放，保持教学场地的卫生。

附图说明

图1为安装有消失模铸造教学训练系统的车间的结构图；

图2为的消失模铸造教学训练系统的俯视图；

图3为中消失模铸造教学培训系统的侧视图；

图4为中振动台的结构示意图；

图5尾气处理装置的结构示意图。

附图标记：1、自动输送线；11、输送轨道； 2、加砂造型工位；21、雨淋加砂器；22、振动台；221、底座；222、立柱；223、气囊；224、振动电机；225、激振器；226、卡爪；23、真空送料器；231、上料管；3、落砂工位；31、振动筛； 32、开关门机构； 4、浇注工位；41、负压装置；42、负压分配器；5电阻炉；6、砂箱；7、真空机组；8、除尘器；81、除尘管道；82、吸尘罩；9、尾气处理装置；91、壳体；92、进气管；93、过滤网；94、过滤剂。

具体实施方式

如图1所示的，一种消失模铸造教学训练系统，包括自动输送线1，在自动输送线11上依次设置了加砂造型工位2、落砂工位3与浇注工位4。

自动输送线1包括两条平行设置的输送轨道11，砂箱6的底部设置有与输送轨道11相互配合的滚轮，用于使砂箱6在自动输送线1上平滑的移动；自动输送线1上具有沿输送轨道11长度方向上的齿条，砂箱6上设有行走电机，行走电机采用伺服电机或步进电机，由伺服电机或步进电机驱动砂箱6运动，这样可以通过控制系统让砂箱6可以准确的到达自动输送线1的任意位置，便于对砂箱6的行走进行控制；砂箱6与行走齿轮之间可以增设减速箱，通过减速箱的设置，使齿轮获得更加大的扭矩。

加砂造型工位2，包括位于自动输送线1上方的雨淋加砂器2，当砂箱6运动到雨淋加砂器2的正下方的时候，可以通过雨淋加砂器2对砂箱6内进行添加型砂；雨淋加砂器2的作用在于其加砂速度快，加砂较为均匀充满模型的各个部位，可以充分覆盖放置于砂箱6内的白模，对白模的冲击小，减小加砂过程中产生的模型变形，便于型砂与白模之间的充分贴合，减少空隙的产生，最终达到提高铸造的质量的目的；在自动输送线1的底部设有振动台22，振动台22上表面的卡紧机构，雨淋加砂器2对砂箱6进行加砂的过程中，振动台22会有一定的抬升，使砂箱6脱离自动输送线1，通过振动台22下方设置的振动电机224与激振器225的工作，使振动台22带动砂箱6进行振动，砂箱6振动与雨淋加砂器2同时进行，在雨淋加砂器2加砂的过程中，通过振动力的作用下，使型砂在砂箱6中实现动态流动，型砂与型砂之间的间隙以及型砂与白模之间的间隙会被逐渐的消除，实现型砂与白模之间的相互紧实，减少铸造缺陷。

振动台22包括底座221，底座221上设置有立柱222，立柱222的端部设置了气囊223，在振动台22台面的上方设置了卡机机构，卡机机构为气动控制的卡爪226，当砂箱6移动到加砂造型工位2上的时候，气囊223充气，将砂箱6进行抬升，使砂箱6与输送轨道11脱离，卡爪226在气压的驱动下将砂箱6进行夹紧；在底座221上设置有振动电机224，在振动台22的台面上固定有激振器225，通过激振器225的作用，带动砂箱6振动。

浇注工位4，在砂箱6上设置了抽气口，在浇注工位4上具有负压装置41，用于对砂箱6进行抽真空， 实现对砂箱6内经过振动紧实的型砂进行二次紧实，增加型砂之间的静摩擦力，；砂箱6运动至浇注工位4上的时候，装有熔融金属液的电阻炉5在行车的作用之下运动到浇注工位4上，对砂箱6进行浇注，在浇注的过程中，白模在高温金属液的作用下气化，而气化的白模所产生的气体会被负压装置41所吸走，最终完成金属液与白模之间的相互置换，完成铸件的成型；在负压装置41设置了负压分配器42进行真空调频自动调压。

落砂工位3位于浇注工位4与加砂造型工位2之间，这样设置之后，浇注工位4位于自动输送线1的末端，这样电阻炉5的即可以安装于自动输送线1的侧面，也可以位于自动输送线1的末端，其设置的位置可以有更多的选择，本实施例优选的将电阻炉5设置在自动输送线1末端前方的位置，这样可以使电阻炉5远离消失模教学培训系统，也就远离了参与学习的学生与教师，增加教学过程中的安全性。由于落砂工位3更加靠近加砂造型工位2，这样可以减少真空送料器23上料管231的长度，从而增加真空送料器23上料的稳定性；当砂箱6在落砂工位3上完成落砂之后，可以更快的回到加砂造型工位2进行下一次的铸造工艺，增加教学过程中的效率。

落砂工位3，砂箱6在加砂造型工位2完成加砂造型后，会经过落砂工位3进入到浇注工位4进行浇注，此时砂箱6在经过落砂工位3的时候，仅仅是通过，砂箱6并不会在落砂工位3停止；而砂箱6在浇注工位4完浇注之后，移动到落砂工位3进行卸料，，将砂箱6底部的开口打开，将砂箱6内的型砂以及铸件排出；由于采用底部落砂的方式，可以有效的减少灰尘的产生，同时采用开关门机构32来启闭卸砂门机构，减少了使用过程中对人工的依赖，上述的开关门机构32的结构简单，生产制造的成本也相对较低。

落砂工位3处的自动输送线1下端设置了振动筛31，砂箱6底部卸出的型砂与铸件或落入到振动筛31的上方，振动筛31通过振动，将颗粒大小符符合要求的型砂进行筛选，合格的型砂通过振动筛31落入到振动筛31下方的传送带，通过传送带送到真空送料器23上，无法重新利用的型砂会被留在振动筛31上方；真空送料器23与雨淋加砂器2相连，用于对雨淋加砂器2进行上料，由于本发明主要用于教学，因此对型砂的要求并不是特别的高，相比于企业里用的砂处理系统，本发明中的砂过滤系统，结构更为简单，对型砂处理的效率快，设备成本更低，符合教学的使用。

在上述能产生灰尘的部位均设置了吸尘罩83，减少灰尘散发到空气之中影响教学环境，影响学生教师的健康。若干个吸尘罩83同时连接在同一个除尘管道81上，吸尘罩83吸入的灰尘通过除尘管道81进入到除尘器8上将灰尘进行去除，作为优选的，除尘器8采用脉冲反吹除尘布袋进行除尘，由于该除尘方式为本领域较为常规的技术，此处不予赘述。在除尘器8增设了尾气处理装置9，尾气处理装置9与除尘器8的尾气出口相连，尾气处理装置9包括壳体91，壳体91设有与除尘器8尾气出口接通的进气管92，进气管92插入至壳体91内部，进气管92位于壳体91的一段设置有一个倾斜的切口，在壳体91的上方固定了过滤网93，在过滤网93上安装了过滤剂94，进气管92端部的朝下设置，这样设置用于使尾气先经过壳体91下方的腔室，使某些颗粒较大的灰尘在下面的腔室沉淀，减少对过滤剂94的依赖；从除尘器8出来的尾气通过进气管92进入到壳体91内，通过过滤网93与过滤剂94两种过滤介质进行过滤，除去尾气内掺杂的少量灰尘以及其他有害气体进行再吸收，从而使尾气的排放符合环保的要求，减少尾气对空气的污染。

其中负压装置41、除尘装置、真空送料器23的负压均通过真空机组7提供，有单个真空机组7给整个系统提供负压，便于控制系统对负压进行控制，可有效的增加能源的利用率，同时单个的真空机组7更容易进行维护。

利用消失模教学培训系统进行铸造的工艺过程如下：

通过采用上述技术方案，采用消失模铸造教学训练系统包括下列步骤：

（1）白模制作，对白模胚料进行数控切割或者人工手动切割，制作出白模的形状与欲成型的铸件形状相同；

（2）涂刷耐高温材料，在成型的白模表面涂覆上一层防火耐高温材料；

（3）烘干，对白模表面的涂料进行烘干；

（4）雨淋加砂，自动输送线1将空的砂箱6运送到雨淋加砂器2的正下方，在白模放到砂箱66内之前，先通过雨淋加砂器2在砂箱6铺上一定厚度的型砂，再将白模放入到砂箱6内；自动输送线1下方的振动台22与砂箱6进行固定，打开雨淋加砂器2对砂箱6均匀加砂，在加砂的同时开启振动，消除砂箱6内型砂与白模之间的间隙；

（5）浇注，砂箱6沿着自动输送线1离开加砂造型工位2，移动到浇注工位4上，通过浇注工位4上的负压装置41对砂箱6进行抽真空，同时向砂箱6内浇注金属液；白模接触金属液气化，所产生的气体被插置与砂箱6上的真空管吸走，金属液替换白模，形成与白模形状一模一样的铸件，完成浇注的工序；

（6）落砂，待砂箱6内的工件冷却到适当的温度之后，砂箱6向加砂造型一侧移动，运动至落砂工位3，将砂箱6内的型砂通过一同卸出，卸出的型砂落到筛选装置上；

（7）型砂回收，被卸出的型砂通过筛选装置进行筛选，优选采用振动筛31，将多余的杂质去除，将合格的型砂聚集到一个容器上，通过真空送料器23将型砂上到雨淋加砂器221中进行使用。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种消失模铸造教学训练系统，其特征是：包括用于对砂箱进行输送的砂箱自动输送线以及位于砂箱自动输送线上的加砂造型工位、浇注工位与落砂工位；所述的加砂造型工位上设有位于自动输送线上方并对砂箱进行加砂的雨淋加砂器以及位于自动输送线下方用于对砂箱振动紧实的振动台；所述浇注工位上设有对砂箱进行抽真空的负压装置；落砂工位设有对型砂进行筛选回收的筛选装置；所述的雨淋加砂器连接有对筛选装置筛选后的型砂进行上料的真空送料器。

2.根据权利要求1所述的消失模铸造教学训练系统，其特征是：所述的落砂工位位于加砂造型工位与浇注工位之间。

3.根据权利要求1所述的消失模铸造教学训练系统，其特征是：所述的砂箱底部设置有可启闭的卸砂门机构，所述的筛选装置位于自动输送线的下方。

4.根据权利要求3所述的消失模铸造教学训练系统，其特征是：所述的落砂工位上设有驱动卸砂门机构开启或关闭的开关门机构。

5.根据权利要求1所述的消失模铸造教学训练系统，其特征是：所述的浇注工位设有进行浇注的机器人。

6.根据权利要求1所述的消失模铸造教学训练系统，其特征是：所述的加砂造型工位、浇注工位以及落砂工位上均设置有吸尘罩，所述的吸尘罩通过除尘管道与除尘器相连，除尘器连通有对除尘过后的气体进一步处理的尾气处理装置。

7.根据权利要求1所述的消失模铸造教学训练系统，其特征是：所述的自动输送线包括两条平行的输送轨道所述的砂箱底部设有滚轮；砂箱与输送轨道之间设有相互啮合的齿轮齿条，所述的砂箱上还设有驱动齿轮转动的行走电机。

8.根据权利要求1所述的消失模铸造教学训练系统，其特征是：所述的振动台上表面的卡紧机构，所述振动台的下方设置有倾斜设置的激振器。

9.根据权利要求1所述的消失模铸造教学训练系统，其特征是：还包括给整个系统提供负压的真空机组。

10.根据权利要求1所述的消失模铸造教学训练系统，其特征是：还包括控制整个系统运行的集中控制柜，PLC控制，触摸屏操作。