CN1082859C - 带有双层浇注和冷却线的线型铸模输送系统 - Google Patents

Abstract

一个铸模输送系统，具有一个可调节生产率和可改变冷却周期性能的线型流动通道。本发明提供两层浇注和冷却输送装置。该浇注输送装置的上平面接收砂模并将空的砂模输送到一个浇注段，在该浇注段砂模被浇注熔融材料以形成铸件。浇注前每个砂模都设有一个支承压铁和套箱。当铸件被浇注后，砂模被输送到该浇注输送装置的下平面以便于冷却，接着返回到上平面以去除压铁和套箱。然后砂模被输送至该冷却输送装置的上平面并放入设在冷却输送装置上的托架中。每个托架适于接收多个砂模以便砂模可从顺次移动变为平行移动。设置一个可换位的推进臂以将每个砂模准确地放入各个托架中，从而保持合适的间隙便于均匀冷却。在每个托架于冷却输送装置的上、下面被转换后，砂模从托架去除并且砂被分离以露出所得到的铸件。通过调整设置在冷却输送装置上的托架的数量可以方便地调整容量和冷却时间。

Description

带有双层浇注和冷却线的线型铸模输送系统

本发明一般涉及铸模输送系统，特别地涉及砂模输送系统。

模铸金属铸件在铸造厂里通常通过模板造型技术来生产，该工艺使用由制备好的型砂和附加物构成的湿型砂铸模，上述型砂和附加物环绕固定在一块模板相对两侧上的上模型和下模型而被压实。因而，该砂模形成两个上下可匹配的部分，即上模和下模。上模形成在一个装满制备好的砂的独立的上箱中，并且该上模被压实在模板上。接着，将模板去除，在上模中留下一个与所希望得到的铸件上部形状相同的压痕。同时，下模形成在一个独立的下箱内。通常模板是在其一侧上带有上模的模型和在其另一侧上带有下模的模型的一个平面构件。当下模和上模形成以后，它们被放在一起以形成一个具有所希望形状之内腔的单个铸模。接着，通过一个设置在上模中的浇口或“铸口”，该内腔被充填熔融金属以产生希望得到的铸件。这样一个系统已在Hunter的美国专利No5,022,212中被披露。

与一些对产量敏感的生产一样，生产者要求该生产过程自动化以保持竞争。从事于通过使用生产铸模来生产铸件的铸造厂不可避免这一现实。生产砂模的设备连着将熔融金属充填到砂模中的设备，接着，该充填金属的设备又与用于将熔融金属冷却成为固体铸件的设备相连，接着，该冷却设备又与用于去除砂模以及清理出获得的铸件的设备相连，这样情况在今天的市场中是普通的。在Hunter的美国专利No4,589,467中就披露了这样一个系统。

在上面所述及的′467专利中，砂模被生产并且沿一个线型输送装置传递到一个圆形的，旋转的，或者“圆盘”输送装置上。在该圆盘输送装置上的一个位置将熔融金属引入到铸模中并且然后铸模随着圆盘旋转使得砂模内的熔融金属冷却。该圆盘设有一条外径轨道和一条内径轨道，这两条轨道是为附加的金属冷却而设的和增加设备的生产能力。

虽然这样一个圆盘系统已经受到欢迎，并且继续下去，可认为取得了商业性的成功，但该系统并不是没有缺陷的。特别是，如果一个生产者希望增加圆盘型铸模设备的生产量，那么必须花费大量的附加费用来使用不同直径的圆盘。此外，每当需要一个新的圆盘时，该设备就基本停机一次，不能生产铸件，并且实施该设备需要大量的劳动力。

同样，如果通过该设备生产的金属的冷却时间要改变，那么冷却周期的长度因而将受到影响。对于一个圆盘型输送装置，冷却周期时间可通过使圆盘变慢或者通过加上一个直径更大的圆盘来增加。反之，如果需要缩短冷却时间，那么可以增加圆盘转动速度，或者加入一个直径更小的圆盘。可是，这两种方式都不是所希望得到的。如果，圆盘转速变慢，该设备的生产量会适当地下降，并且如果加入一个新的圆盘，那么由于增加停机时间和额外的附加设备而带来额外的开支。

本发明的主要目的在于提供一种可提高冷却或停留时间的调整性和生产率的砂模输送系统。

本发明的一个目的在于提供一种可改进容量或者输出的生产率的砂模输送系统。

本发明的另一个目的在于提供一种可使冷却更加均匀的砂模输送系统以便提供实际上更加可靠和可预测的铸件。

关于这些方面，本发明的一个特点是提供了一种具有一个分开的浇注输送装置和一个分开的冷却输送装置的砂模输送装置。

本发明的另一特点是提供一种砂模输送系统，在该系统中，浇注输送装置和冷却输送装置都装有上下两层以增加该系统的冷却周期和输出的生产率。

本发明的另一特点是提供一种在其上设有多个延长的托架的两层冷却输送装置，在该冷却输送装置上的每个托架可接收多于一个的砂模。因此，砂模以一种连续的方式通过两层浇注输送装置移动，并且砂模被分批地送到该冷却输送装置托架上，因而可实现从连续移动到平行移动的转换。这样必然导致一个更长的冷却周期而且增加输出的生产率。

本发明的另一特点是提供一种单元冷却输送装置，其体积容量可通过增加或减少设置于其上的操作组件或托架的数量进行简单调整。

本发明的另一特点是提供一种上述的具有托架的冷却输送装置，在该装置中，在每个托架上的每个砂模的各自位置可被精确地和一致地控制，因而提供了在砂模之间的均匀的气孔以及一个更加均匀的冷却过程。

这些和其它的本发明的目的和特点通过下面结合附图的详细描述会变得更加明显。

图1是本发明的一个透视图。

图2是该浇注输送装置的一个侧视图。

图3A是砂模转换到浇注输送装置上的示意图。

图3B是表示被插入的和从浇注输送装置去除的砂模的一个示意图。

图3C是安装到一个砂模和从另一个砂模上去除的压铁和套箱的一个侧视图。

图3D是由浇注输送装置分开输送以安装到另一个砂模上的一套压铁和套箱的侧视图。

图3E是一套从一个砂模去除的压铁和套箱以及一套收回的用于插入到另一砂模(未示出)的没有使用的压铁和套箱的侧视图。

图4是冷却输送装置的侧视图。

图5是浇注和冷却输送装置的端视图，用于表示上下输送装置以及用于表示在冷却托架上放置砂模的推动臂的多个可转换的位置。

尽管本发明可以有各种修改和改变的结构，但是在附图中仅表示特定的实施例，而且下面将对其进行详细地描述。应该理解的是，本发明并不限于这些特定形式，所有在本发明的权利要求所限定范围内的变型、改变和等同变换都属于本发明的内容。

现参照图1描述本发明的砂模输送系统20，该系统包括砂模成形段22，压铁和套箱安装段24，浇注段26，浇注输送装置28，压铁和套箱去除段30，冷却输送装置32以及排出段34。如图1中所示的定向箭头所描绘的，砂模36从开始到结束的移动确定了一条线型的流动路径，关于该线型的流动路径的重要性将进一步详细地讨论。

虽然本发明的目的在于铸模输送系统，但是考虑到使功能完整和清楚，因此图1所示的设备也显示了用于制造砂模36的砂模成形段22。应当理解的是，该砂模成形段22属于一种常规的模板成形装置，在该模板成形装置中，砂38在一个环绕模板的砂箱内被压实。该砂模一般是由两部分形成的(未示出)，即一个上模和一个下模，上模和下模结合形成了一个砂模36，该砂模包括被压实的砂和具有一个所希望得到的铸件形状的内腔。本领域普通技术人员应该理解的是，芯子可被插入该型腔内以便在得到的铸件内形成内部孔。这样的芯一般也是由紧实的砂形成。这样的一种方法已在前面所述及的Hun-ter美国专利No.5,022,512中被描述，作为参考，这里清楚地引入了上述文件所披露的技术内容。

如图1所示，砂模36沿箭头40所示方向从砂模成形段22出来，砂模36离开段22到输送平台42上，并设置用于引入熔融金属46的浇口或铸口44。设有第一输送机构48，它将砂模36从砂模成形段22输送到压铁和套箱安装段24。设置有第二输送机构50以便在将砂模36移动到压铁和套箱安装段24之后使输送平台42沿箭头52所示方向回到砂模成形段22。

当砂模36达列第一输送机构48的端部时，砂模36沿箭头54所示方向从第一输送机构48移动到压铁和套箱安装段24。压铁和套箱安装段24沿浇注输送装置28的上轨86定位。如图3A所示，这样的移动是通过使用在图3A中的位置58和图3A中阴影部分所示的位置60之间可以转换位置的推进杆56完成的。推进杆56是由属于一种简单而又常规设计的气缸或液压缸62来驱动的。推进杆56包括与砂模36接合的基本上矩形的挡板63。

砂模36从平台42移动到在压铁和套箱安装段24处的基板68。如图2中清楚表示的，基板68设有便于砂模移动的小轮70，并且带有突起的角棱以支撑砂模36的角棱，此外，如在本申请中将进一步详细描述的，基板68使套箱74成一条直线。在将套箱74放在基板68上以后，围绕着砂模36的中央部分安装套箱74，并将压铁76放在砂模砂模36的顶部。在最佳实施例中，压铁76包括垫片77以将压铁76与套箱74分开。砂模36的侧面是倾斜的，以使这样的安装容易。

套箱74和压铁76的安装在图3C中描绘得最好，在图3C中在将套箱74和压铁76放在砂模36上的情况下，套箱74和压铁76的移动由箭头78描绘。设置夹持臂80以通过摩擦、电磁或者其它方法来夹紧和松开套箱74和压铁76。如图2最佳所示，夹持臂80适于沿主轴82和辅助杆83上下移动。在最佳实施例中，夹持臂80设有卡子，该卡子与设置在套箱74上的凸缘75(图3C-3E)相接合。

装有套箱74和压铁76的砂模36从压铁和套箱安装段24沿浇注输送装置28的上轨86被运送到浇注段26。如图1所示，当该砂模在浇注段26时，熔融金属46通过铸口44被引入砂模36中。虽然在该操作中可使用其它机构，但是在如图1所示的实施例中，熔融金属46是从桶84被引入到砂模36中的。在最佳实施例中，桶84安装在可使桶84从熔融金属的来源处人工地运送到浇注段26的一个架空的轨道(未示出)上。应该理解的是，虽然所示的浇注段26是在一个特定的位置，但是浇注段26也可移动到沿浇注输送装置28的多个位置。

现参照图2详细地描述浇注输送装置28。浇注输送装置28是在一个连续的环路中将来自压铁和套箱安装段24的砂模36运送到浇注段26并且最终运送到压铁和套箱去除段30的输送装置。浇注输送装置28包括上轨86和下轨88，其中上轨86和下轨88之间的传递是由升降装置90来完成的以及下轨88和上轨86之间的传递是由升降装置92来完成的。重要的是注意，浇注输送装置28不是通常感觉上的一个“输送装置”，即它不包括任何内部驱动机构，而是包括多个轨道，分别设置在升降装置90和92上的顶杆98和104沿轨道推动具有小轮70的基板68。

如图2所示，从头到尾每个基板68都和其它的基板是接合的。升降装置90和92不仅提供了上轨86和下轨88之间的移动，反之亦然，还通过顶杆98的使用来提供沿上轨86和下轨88的移动。如图2所示，当升降装置90将砂模36从上轨86移动到与下轨88相邻近的一个位置之后(虚线所示)，顶杆98将砂模36从托板100推到下轨88。这种移动的力将砂模30导向下轨88，并且通过与下轨88上的其它砂模36接合，推动其它砂模36，并且最终将一个砂模36推到第二升降装置92的托板102上。接着升降装置92将砂模36向着上轨86提升，并且通过顶杆104的作用将砂模36推到上轨86上。因此，可以看出，浇铸输送装置28包括一些多个而且独立的位置，并且砂模36被一个位置到下一个位置顺序地换位。如在图2中由升降装置92清楚所示的，本发明的升降装置适于向后翻转以便在每一次提升过程中使该升降装置得到充分地清理。上枢轴101和下枢轴103相互配合，以使托板102翻转，以便于托板102的前端提升到一个可充分清理上轨86和下轨88的高度。这种设置基本上消除了基板68没有提升到一个足够高度并且因而与每个导轨的端部接合以及阻碍基板从托板和向上下导轨移动的可能性。

应该理解的是，当熔融金属46在浇注段26被引入到砂模36中时，熔融金属46立刻开始冷却。当砂模36经过浇注输送装置时，熔融金属46凝固到半固体状态。因此，当砂模36到达压铁和套箱去除段30时，如果熔融金属46不影响砂模36的完整性，压铁76和套箱74如图3C所示可被去除。被去除的套箱74和压铁76接着被放回到基板68上并且沿箭头106所示方向转位到压铁和套箱安装段24。如前面引证的，使用基板68的抬高的角棱72以便基板68顶部的套箱74成一直线。在压铁和套箱安装段24，夹持臂80再次夹紧套箱74和压铁76并且如图3E中最佳所示沿箭头108所示方向将它们沿轴82向上提升。在压铁和套箱安装段24上的套箱和压铁76被提升到图3E中所示的位置以后，一个新成形的砂模36如前面所论述的和如图3A中所示的在推进杆56的作用下被推到上轨86上。

如图3C中所示，当砂模36在压铁和套箱去除段30时，夹持臂80沿箭头79所示方向向下移动以夹持压铁和套箱并且接着向上移动以提升压铁和套箱使它们离开砂模36。接着，砂模36沿图3B中所示的箭头109方向移动到冷却输送装置32，并且刚才被去除的压铁和套箱沿如图3D中所示的箭头81的方向被放回到基板68上。

现借助图4和图5详细地描述冷却输送装置32。当将套箱74和压铁76从砂模36去除以后，推进杆110推动砂模36进入托架112。推进杆110与推进杆56相似，推进杆110也是由一液压缸驱动的，在这里为缸114，并且它包括用于与砂模36相接合的挡板113。

如图5中最佳所示，虽然托架可容纳较少或较多的砂模36，但在该最佳实施例中，托架112适于接收3个砂模36。因此推进臂110可在图5中所示的3个位置A，B或C中任何一个位置进行换位，并且该换位是由近程开关111控制的。当臂110到达近程开关111时，给缸114发送一个信号以使臂110停止运动。这使砂模36适当地定位并使臂110缩回以能够移动另外的砂模36。通过对砂模36的定位进行精确地控制，使得砂模36周围的通气孔65得到精密地控制，因此使得熔融金属46的冷却更加均匀，并使得所得到的铸件136在机械性能方面更加完好。此外，通过对放置在每一个托架102上的砂模36的数量调整，也可以改变所处理的铸模的容量。

当某一给定的托架112被装到最大限度以后，每个托架112在前面换位，并且提供一个与推进臂110相一致的新托架112以接收来自浇注输送装置28的更多的砂模36。虽然可使用不同形状的托架112，但在本发明的最佳实施例中，托架112包括底部109，两个相对的侧面113和113’以及两个开口端115。侧面113包括成角度的顶部边缘117，而侧面113’包括成角度的顶部边缘117’，以阻止从砂模36掉出的砂进入第二冷却段32的工作元件中。侧面113’设置比侧面113更大的高度以便有角度的边缘117’在侧面113和边缘117之间的连接处与侧面113相接合。因此，当托架112与另一个托架接合以沿冷却输送装置换位时，侧面113和113’所起的作用和挡板的作用一样，并且边缘117和117’搭接以防止砂向下落去。

与浇注输送装置28的结构相似，冷却输送装置32设有上轨116、下轨118、用于连通从上轨116到下轨118的托架112的升降装置120以及用于连通从下轨118返回到上轨116的托架的升降装置122。同样与第一冷却段22类似，使托架112沿上轨116和下轨118移动的动力源是由将来自托板126的托架112推到导轨116和118上的缸124提供的。

如图4中所清楚表示的，每个托架112设置在带有适于沿轨道132(图5)滚动的小轮130的车128上。同样在图5中所示，每个托架112的上表面设置在与每个基板68的平面相等的平面上。因此，当砂模36从浇注输送装置28移动到冷却输送装置32时，砂模36不必抬升或下降，但是可在推进臂110的作用下简单地水平横向移动。

对本领域普通技术人员来说，冷却输送装置32对砂模36内的熔融金属46的冷却提供了充分的停留时间，这是显然的。当砂模36经过在上轨116和下轨118上移动以及提升回到上轨116这段时间以后，熔融金属46已经固化成为铸件136。因此，残留砂138可在排出段34(图1)从铸件136中去除。在最佳实施例中，这一操作是通过使用推进臂140连同倾斜装置142和破碎料斗144一起来完成的。破碎料斗144装有一个振动输送装置以便于残留砂138与铸件136分离。

如图1中最佳所示的，推进臂140适于沿滑杆146通过缸145进行液压动作以将砂模36从托架112上去除。当砂模36达到倾斜装置142时，如箭头148所示，砂模36在重力的作用下落到破碎料斗144中。这种下落运动的力使得砂模36与砂碎料斗144的侧臂150接触，而侧壁150又使残留砂138与铸件136分开。设置振动去除输送装置152以便于残留砂138的去除，并设置用于回收残留砂138和用于移走所得到的铸件136的分离机构。

在操作中，本发明提供一个铸模输送系统，在该系统中，各个砂模36的移动基本上是线型的以使得输出容积的调整更容易以及使相对于圆盘输送装置的冷却循环的变化更多，而在圆盘输送装置中，可能输出的容积受到圆盘输送装置的限制，并且输出容积只能通过用另一套直径不同的圆盘输送装置的替换来调整。相反，本发明的输出容积只通过向外移动升降装置120、延长冷却输送装置32的长度和增加附加的托架112就可被容易地调整。在最佳实施例中，虽然可使用更大的系统，但如图1中所示，本发明使用了8个托架112。

本发明的另一个显著的优点是不仅使压铁76和套箱74的输送得到简化，还可使整个系统实际需要的压铁和套箱的数量得到很好地控制。如图1中最佳所示的，在砂模36被运送到冷却输送装置32之前，将压铁76和套箱74从砂模36去除。因此，压铁和套箱只用于浇注输送装置28，因而限制了整个系统所需用的压铁和套箱的数量。这样必然减少了该铸模输送系统的费用。

此外，由于本发明在数量上通过控制装置64来控制，并且可通过操作者输入组件66来进行动态改进，所以每个砂模36内的金属停留时间或冷却时间也是可调整的。从砂模成形段22产生出的砂模36所具有的速率是可调整的，而该速率即是第一冷却段28和第二冷却段32的速率。由于这些功能(即推进杆56，110和140的移动)中的每一个都可集中控制，因此整个系统20的参数可被均匀地增大和减小。

根据以上所述，应该理解的是，本发明为该技术领域带来一种新的和改进的铸模输送系统，在该系统中，所处理的铸模的容量以及砂模的冷却时间是可调整的。如果需要增加该铸模容量和冷却时间，那么可增加冷却输送装置的长度和将附加的托架简单地加到第二冷却输送装置中。同样地，如果需要减少铸模容量和冷却时间，则减少托架的数量或减少放在每个托架上的砂模的数量。利用控制托架的长度以及在每个托架内对进入适当位置的砂模进行精确地换位，使得铸件的冷却更加均匀，并且因此总系统的成品将更加可靠。

Claims (6)

1.一种用在砂模铸造设备中的铸模输送系统，其具有一个用于生产多个砂模的机构，一个用于将熔融金属浇注到所述砂模中以形成铸件的机构，以及一个用于将砂从冷却的铸件上去除的机构，该铸模输送系统包括：

一个具有上轨和下轨的双层浇注输送装置，砂模在上轨上被输送到浇注机构，所述浇注输送装置具有一个将铸模从所述上轨移动到所述下轨的第一升降装置和一个将所述铸模从所述下轨移动到所述上轨的第二升降装置；以及

一个具有上轨和下轨的双层冷却输送装置，在所述的双层冷却输送装置上设有多个托架，每个托架适于接收多个并列来自所述的浇注输送装置的砂模，所述冷却输送装置具有一个将所述托架从所述上轨移到所述下轨的第三升降装置和一个将所述托架从所述下轨移动到所述上轨的第四升降装置。

2.如权利要求1所述的铸模输送系统，其特征在于，所述第一和第二升降装置包括适于将运动传递到所述砂模以使砂模沿所述浇注输送装置递增地移动的缸，以及所述第三和第四升降装置包括适于将运动传递到所述托架以使托架沿所述冷却输送装置递增地移动的缸。

3.如权利要求1所述的铸模输送系统，其特征在于，所述每一个冷却托架包括一个延长的基部、一个前部、一个后部、一个敞开的顶部以及第一和第二敞开的侧部，所述的前部和后部包括成角度的边缘，所述成角度的边缘使从所述砂模掉下的砂向内倾斜，从而将这些砂保留在每个各自的托架内。

4.如权利要求1所述的铸模输送系统，其特征在于，在一个推进臂的作用下所述砂模被从所述的浇注输送装置传送到所述的冷却输送装置，所述的推进臂适于在一个预定行程的长度内移动，每个行程的长度由近程开关决定，在任何一个托架上的所述砂模之间的空隙是可调整的以便通过调整所述近程开关的位置而使所述砂模的冷却合适和均匀。

5.如权利要求4所述的铸模输送系统，其特征在于，所述推进臂的移动是由一个计算机数据控制装置进行调节的，所述近程开关将信号输送到所述的数据控制装置。

6.如权利要求1所述的铸模输送系统，其特征在于，所述冷却输送装置的容量是通过增加或减少一个或多个托架来进行调整的。

Images