CN109773139B - 一种恒温式双工位热芯盒射芯机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了射芯机技术领域的一种恒温式双工位热芯盒射芯机，包括支撑架和安装于支撑架顶端的储砂箱，还包括换位机构、下芯盒组件、顶芯机构、射砂机构、上芯盒组件、连接管道和PLC控制箱，换位机构安装于支撑架的左右两侧内壁之间，所述下芯盒组件设有两组，顶芯机构固定安装于下芯盒组件的下方，射砂机构包括两组，射砂机构位于下芯盒组件的上方，储砂箱的底部固定安装有上芯盒组件，PLC控制箱安装于支撑架的一侧壁上，实现使整个工作流程无需停滞即可完成更换芯盒和铸砂工作，提高了生产效率，使用更加灵活，射砂组件中的覆膜砂处于一个温度恒定的环境中，从而保证型芯产品的质量，制造成本低、维护方便。

Description

一种恒温式双工位热芯盒射芯机

技术领域

本发明涉及射芯机技术领域，具体为一种恒温式双工位热芯盒射芯机。

背景技术

砂模铸造是应用广泛的铸造形式，就是用砂子制造铸模，砂模铸造需要在砂子中放入成品零件模型内，然后在模型周填满砂子，从而形成铸模。目前，射芯机的出现代替了手工堆砂的方式，提高了工作效率，使得出模后的产品质量得到保障，

随着市场对铸件要求的严格，产品的外观也和产品的材质一样重要了，利用射芯机做出的覆膜砂芯子或外壳，在光洁度和强度上面有不可比拟的提高，还有覆膜砂的退沙性，覆膜砂在经过高温的烧结后，把表面的化合物都烧损，自动成为流动的沙子，因为覆膜砂有这样的特性，所以铸造出来的铸件清沙就变的非常容易了，不会形成死沙而影响产品的美观。因为覆膜砂是经过高温形成的，所以不会在浇注铸件的时候不会再像粘土砂一样产生潮湿的气体，无形中也对铸件的材质有了一定的帮助，让配料的技术员有了更准确的数据，不再担心因为粘土砂的湿气不确定而犯愁。

现有的射芯机适用于热芯盒和冷芯盒两种，射芯机的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入加热后的芯盒内，砂芯在芯盒内遇热很快硬化，当固化达到一定程度（完全固化层厚度大于2mm) 将之取出，形成表面光滑、尺寸精确的优质砂芯成品。

但是垂直加工型和水平加工型均为单工位结构，射芯机依次只能完成一次芯盒注射。当需要进行下一次注射时，需要人工进行拆卸。浪费人力资源，自动化程度不高，且影响加工效率，并且结构复杂，维护较为不易。

而且使用热芯盒制造型芯时，热芯盒的温度在140℃～300℃，制芯时，射芯机位于热芯盒的上方，所以射砂斗底部很容易升温，通常热芯盒树脂覆膜砂具有较高的熔点对射砂斗底部受到的热辐射和热传导带来的覆膜砂性能影响不敏感，因此通常的射芯机构完全能满足使用。但对于熔点较低的覆膜砂和已水基无机粘结剂制备而成的湿态砂，因射砂斗底部受到的热辐射或热传导会较为显著的引起砂的使用性能，造成制芯射砂嘴堵塞、射砂不实、射砂不满等等诸多问题。

基于此，本发明设计了一种恒温式双工位热芯盒射芯机，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种实现使整个工作流程无需停滞即可完成更换芯盒和铸砂工作，射砂组件中的覆膜砂处于一个温度恒定的环境，维护方便的恒温式双工位热芯盒射芯机，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种恒温式双工位热芯盒射芯机，包括支撑架和安装于支撑架顶端的储砂箱，

还包括换位机构、下芯盒组件、顶芯机构、射砂机构、上芯盒组件、连接管道和PLC控制箱，所述换位机构安装于支撑架的左右两侧内壁之间，所述下芯盒组件设有两组，且两组下芯盒组件均滑动连接于换位机构上，所述顶芯机构固定安装于下芯盒组件的下方，所述射砂机构包括两组，且分别安装于支撑架左右两侧外壁上，所述射砂机构位于下芯盒组件的上方，所述储砂箱的底部固定安装有上芯盒组件，且上芯盒组件位于下芯盒组件的正上方，所述PLC控制箱安装于支撑架的一侧壁上；

所述射砂机构包括固定安装在支撑架外壁上射砂基座，所述射砂基座的外侧壁安装有射砂气缸，所述射砂基座的内侧设有射砂筒，所述射砂基座的活塞杆与射砂筒的外壁固定连接，所述射砂筒的外壁上还设有冷却组件、气体发生器和射砂组件，所述连接管道通过气体发生器与射砂筒连接，所述冷却组件与射砂组件连接。

优选的，所述换位机构包括分别安装于支撑架内壁两侧的横移支架一和横移支架二，所述横移支架一和横移支架二的顶部均设有横移滑座，所述横移支架一顶部的横移滑座内部插接有丝杆，所述横移支架二顶部的横移滑座内部插接有光轴，所述横移支架一的一端固定有横移电机，所述横移电机的输出端与丝杆的一端对接。

优选的，所述下芯盒组件包括下芯盒和下芯盒安装座，所述下芯盒安装于下芯盒安装座的顶部，所述下芯盒安装座的底部两侧分别设有套接在丝杆和光轴外部的两组滑块。

优选的，一组所述滑块的外壁上开有与丝杆相适配的螺孔，另一组所述滑块的外壁上开有与光轴相适配的通孔。

优选的，所述顶芯机构包括安装架、顶芯气缸、顶芯组件，所述安装架呈U型框架，所述安装架固定于下芯盒的底部，所述安装架的底部安装有顶芯气缸，所述顶芯气缸的活塞杆与顶芯组件固定连接，所述顶芯组件位于下芯盒的底部。

优选的，所述冷却组件包括安装于射砂基座底部的水箱，所述水箱的出水口通过进水管与射砂组件的底部一侧连接，所述水箱的进水口通过出水管与射砂组件的底部另一侧连接。

优选的，所述进水管的外壁上安装有流量电磁阀，所述射砂组件的内部安装有温度传感器。

优选的，所述射砂组件包括射砂板，所述射砂板的内部均匀设有与射砂筒相连通的射砂嘴，所述射砂嘴的外壁和射砂板的内壁上均设有扰流板。

优选的，所述上芯盒组件包括上芯盒和升降气缸，所述升降气缸固定安装于储砂箱的底部中间位置，所述升降气缸的活塞杆固定连接有上芯盒安装座，所述上芯盒固定安装于上芯盒安装座的底部，所述储砂箱的底部均匀设有四组导向柱，四组所述导向柱的底端分别贯穿上芯盒安装座的四角处。

优选的，所述横移电机、顶芯气缸、射砂气缸、温度传感器、流量电磁阀、气体发生器和升降气缸均通过PLC控制箱与外部电源电性连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明结构设计新颖，满足生产需求，通过在换位机构上设置两组下芯盒组件，实现双工位热芯盒的更换和铸砂，实现使整个工作流程无需停滞即可完成更换芯盒和铸砂工作，提高了生产效率，使用更加灵活；通过射砂气缸、射向筒、气体发生器和射砂组件，完成射砂和吹气固化工作，操控方便，不影响下芯盒的定位；通过在射砂组件上安装冷却组件，使射砂组件中的温度保持恒定，射砂组件中的覆膜砂处于一个温度恒定的环境中，从而保证型芯产品的质量，制造成本低、维护方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明顶芯机构结构示意图；

图3为本发明A部放大图；

图4为本发明射砂板结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-支撑架，2-储砂箱，3-换位机构，31-横移支架一，32-横移支架二，33-横移滑座，34-丝杆，35-光轴，36-横移电机，4-下芯盒组件，41-下芯盒，42-下芯盒安装座，43-滑块，5-顶芯机构，51-安装架，52-顶芯气缸，53-顶芯组件，6-射砂机构，61-射砂基座，62-射砂气缸，63-射砂筒，64-冷却组件，641-水箱，642-进水管，643-出水管，644-温度传感器，645-流量电磁阀，65-气体发生器，66-射砂组件，661-射砂板，662-射砂嘴，663-扰流板，7-上芯盒组件，71-上芯盒，72-上芯盒安装座，73-升降气缸，74-导向柱，8-连接管道，9-PLC控制箱。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种恒温式双工位热芯盒射芯机，包括支撑架1和安装于支撑架1顶端的储砂箱2，

还包括换位机构3、下芯盒组件4、顶芯机构5、射砂机构6、上芯盒组件7、连接管道8和PLC控制箱9，所述换位机构3安装于支撑架1的左右两侧内壁之间，所述下芯盒组件4设有两组，且两组下芯盒组件4均滑动连接于换位机构3上，所述顶芯机构5固定安装于下芯盒组件4的下方，所述射砂机构6包括两组，且分别安装于支撑架1左右两侧外壁上，所述射砂机构6位于下芯盒组件4的上方，所述储砂箱2的底部固定安装有上芯盒组件7，且上芯盒组件7位于下芯盒组件4的正上方，所述PLC控制箱9安装于支撑架1的一侧壁上；

所述射砂机构6包括固定安装在支撑架1外壁上射砂基座61，所述射砂基座61的外侧壁安装有射砂气缸62，所述射砂基座61的内侧设有射砂筒63，所述射砂基座61的活塞杆与射砂筒63的外壁固定连接，所述射砂筒63的外壁上还设有冷却组件64、气体发生器65和射砂组件66，所述连接管道8通过气体发生器65与射砂筒63连接，所述冷却组件64与射砂组件66连接。

其中，所述换位机构3包括分别安装于支撑架1内壁两侧的横移支架一31和横移支架二32，所述横移支架一31和横移支架二32的顶部均设有横移滑座33，所述横移支架一31顶部的横移滑座33内部插接有丝杆34，所述横移支架二32顶部的横移滑座33内部插接有光轴35，所述横移支架一31的一端固定有横移电机36，所述横移电机36的输出端与丝杆34的一端对接，通过控制横移电机36进行，横移电机36通过丝杆34和光轴35带动位于横移支架一31和横移支架32之间的两组下芯盒组件4，进行横移，当一组下芯盒41铸砂时，另一组位于横移支架一31和横移支架二32的一端进行更换芯盒，以便于将下芯盒组件4进行芯盒的上位、铸砂和下位，实现使整个工作流程无需停滞即可完成更换芯盒和铸砂工作，提高了生产效率。

其中，所述下芯盒组件4包括下芯盒41和下芯盒安装座42，所述下芯盒41安装于下芯盒安装座42的顶部，所述下芯盒安装座42的底部两侧分别设有套接在丝杆34和光轴35外部的两组滑块43。

其中，一组所述滑块43的外壁上开有与丝杆34相适配的螺孔，另一组所述滑块43的外壁上开有与光轴35相适配的通孔，横移电机36带动丝杆34在横移滑座33内进行旋转，使得螺接于丝杆34的滑块43带动下芯盒安装座42在横移支架一31和横移支架32上进行移动，运动稳定。

其中，所述顶芯机构5包括安装架51、顶芯气缸52、顶芯组件53，所述安装架51呈U型框架，所述安装架51固定于下芯盒41的底部，所述安装架51的底部安装有顶芯气缸52，所述顶芯气缸52的活塞杆与顶芯组件53固定连接，所述顶芯组件53位于下芯盒41的底部，当铸砂完成后，顶芯机构5随着下芯盒组件4一起移动到一侧，启动顶芯气缸52，顶芯气缸52带动活塞杆上端的顶芯组件53对位于下芯盒41的砂芯进行顶出，省时省力，顶出的砂芯以由机器人将其取出并与下道工序连接，实现对下芯盒41的砂芯自动更换，提高了生产效率。

其中，所述冷却组件64包括安装于射砂基座61底部的水箱641，所述水箱641的出水口通过进水管642与射砂组件66的底部一侧连接，所述水箱641的进水口通过出水管643与射砂组件66的底部另一侧连接，提高将位于水箱641内的冷却水从进水管642流入射砂组件66内对覆膜砂进行冷却，保证型芯产品的质量，冷却后的水源再通过出水管643排出，实现对射砂组件66进行循环冷却。

其中，所述进水管642的外壁上安装有流量电磁阀645，所述射砂组件66的内部安装有温度传感器644，通过控制流量电磁阀645可控制冷却水的进入流量，从而调节对射砂组件66的冷却程度，而温度传感器644可监测位于射砂组件66内部冷却水的温度，并在PLC控制箱9的处理下，对比温度传感器644传回的温度值和控制面板设定的预设温度，两者不一致时，PLC控制箱9发出信号，控制流量电磁阀645的进水量程度，从而调节冷却水的流量，使射砂组件66中的温度保持恒定，射砂组件66中的覆膜砂处于一个温度恒定的环境中，从而保证型芯产品的质量。

其中，所述射砂组件66包括射砂板661，所述射砂板661的内部均匀设有与射砂筒63相连通的射砂嘴662，所述射砂嘴662的外壁和射砂板661的内壁上均设有扰流板663，扰流板663延长冷却水行程，冷却水在射板内的行程越长，冷却水的利用率越高 。

其中，所述上芯盒组件7包括上芯盒71和升降气缸73，所述升降气缸73固定安装于储砂箱2的底部中间位置，所述升降气缸73的活塞杆固定连接有上芯盒安装座72，所述上芯盒71固定安装于上芯盒安装座72的底部，所述储砂箱2的底部均匀设有四组导向柱74，四组所述导向柱74的底端分别贯穿上芯盒安装座72的四角处，通过升降气缸73可带动位于上芯盒安装座72上的上芯盒71进行升降，从而实现与下芯盒41之间的合模和开模，导向柱74能够有效防止上芯盒71在升降过程中发生位置偏移。

其中，所述横移电机36、顶芯气缸52、射砂气缸62、温度传感器644、流量电磁阀645、气体发生器65和升降气缸73均通过PLC控制箱9与外部电源电性连接，通过PLC控制箱9可分别对横移电机36、顶芯气缸52、射气缸62、温度传感器644、流量电磁阀645、气体发生器65和升降气缸73的工作下发指令，自动化程度高，节约了劳动强度。

本实施例的一个具体应用为：工作时，将横移电机36接通电源，带动位于横移支架一31和横移支架32之间的两组下芯盒组件4，进行横移，将其中一组下芯盒41移动至上芯盒71的正下方，启动升降气缸73，升降气缸73带动上芯盒71进行稳定的下移，实现与下芯盒41的合模，然后控制射砂气缸62，射砂气缸62带动射砂组件66移动至芯盒的对应进料孔处，位于储砂箱2内的砂料从连接管道8进入到射向筒63内，通过气体发生器65，控制外部压缩空气源进入射向筒63中将砂料压入模具中，同时启动流量电磁阀645，通过温度传感器644监测位于射砂组件66内部冷却水的温度，并在PLC控制箱9的处理下，对比温度传感器644传回的温度值和控制面板设定的预设温度，两者不一致时，PLC控制箱9发出信号，控制流量电磁阀645的进水量程度，从而调节冷却水的流量，使射砂组件66中的温度保持恒定，射砂组件66中的覆膜砂处于一个温度恒定的环境中，从而保证型芯产品的质量；

通过下芯盒41和上芯盒71中的加热管加热对模具内的砂料进行加热成型，成型完成后，再次控制升降气缸73，带动上芯盒71上升，实现对模具的分离，分离后，成型后的下芯盒41在换位机构3的作用下，移动至一侧，通过顶芯机构5进行取芯工作，启动顶芯气缸52，顶芯气缸52带动活塞杆上端的顶芯组件53对位于下芯盒41的砂芯进行顶出，省时省力，顶出的砂芯以由机器人将其取出并与下道工序连接，实现对下芯盒41的砂芯自动更换，提高了生产效率，与此同时另一组位于横移支架一31和横移支架二32的一端更换芯盒完成，将更换芯盒后的下芯盒41移动至上芯盒71的下方，进行下一热芯盒的铸砂，实现使整个工作流程无需停滞即可完成更换芯盒和铸砂工作，提高了生产效率。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (3)

1.一种恒温式双工位热芯盒射芯机，包括支撑架(1)和安装于支撑架(1)顶端的储砂箱(2)，其特征在于：

还包括换位机构(3)、下芯盒组件(4)、顶芯机构(5)、射砂机构(6)、上芯盒组件(7)、连接管道(8)和PLC控制箱(9)，所述换位机构(3)安装于支撑架(1)的左右两侧内壁之间，所述下芯盒组件(4)设有两组，且两组下芯盒组件(4)均滑动连接于换位机构(3)上，所述顶芯机构(5)固定安装于下芯盒组件(4)的下方，所述射砂机构(6)包括两组，且分别安装于支撑架(1)左右两侧外壁上，所述射砂机构(6)位于下芯盒组件(4)的上方，所述储砂箱(2)的底部固定安装有上芯盒组件(7)，且上芯盒组件(7)位于下芯盒组件(4)的正上方，所述PLC控制箱(9)安装于支撑架(1)的一侧壁上；

所述射砂机构(6)包括固定安装在支撑架(1)外壁上射砂基座(61)，所述射砂基座(61)的外侧壁安装有射砂气缸(62)，所述射砂基座(61)的内侧设有射砂筒(63)，所述射砂基座(61)的活塞杆与射砂筒(63)的外壁固定连接，所述射砂筒(63)的外壁上还设有冷却组件(64)、气体发生器(65)和射砂组件(66)，所述连接管道(8)通过气体发生器(65)与射砂筒(63)连接，所述冷却组件(64)与射砂组件(66)连接，

所述换位机构(3)包括分别安装于支撑架(1)内壁两侧的横移支架一(31)和横移支架二(32)，所述横移支架一(31)和横移支架二(32)的顶部均设有横移滑座(33)，所述横移支架一(31)顶部的横移滑座(33)内部插接有丝杆(34)，所述横移支架二(32)顶部的横移滑座(33)内部插接有光轴(35)，所述横移支架一(31)的一端固定有横移电机(36)，所述横移电机(36)的输出端与丝杆(34)的一端对接，

所述下芯盒组件(4)包括下芯盒(41)和下芯盒安装座(42)，所述下芯盒(41)安装于下芯盒安装座(42)的顶部，所述下芯盒安装座(42)的底部两侧分别设有套接在丝杆(34)和光轴(35)外部的两组滑块(43)，一组所述滑块(43)的外壁上开有与丝杆(34)相适配的螺孔，另一组所述滑块(43)的外壁上开有与光轴(35)相适配的通孔，所述顶芯机构(5)包括安装架(51)、顶芯气缸(52)、顶芯组件(53)，所述安装架(51)呈U型框架，所述安装架(51)固定于下芯盒(41)的底部，所述安装架(51)的底部安装有顶芯气缸(52)，所述顶芯气缸(52)的活塞杆与顶芯组件(53)固定连接，所述顶芯组件(53)位于下芯盒(41)的底部，

所述冷却组件(64)包括安装于射砂基座(61)底部的水箱(641)，所述水箱(641)的出水口通过进水管(642)与射砂组件(66)的底部一侧连接，所述水箱(641)的进水口通过出水管(643)与射砂组件(66)的底部另一侧连接，所述进水管(642)的外壁上安装有流量电磁阀(645)，所述射砂组件(66)的内部安装有温度传感器(644)，

所述射砂组件(66)包括射砂板(661)，所述射砂板(661)的内部均匀设有与射砂筒(63)相连通的射砂嘴(662)，所述射砂嘴(662)的外壁和射砂板(661)的内壁上均设有扰流板(663)。

2.根据权利要求1所述的一种恒温式双工位热芯盒射芯机，其特征在于：所述上芯盒组件(7)包括上芯盒(71)和升降气缸(73)，所述升降气缸(73)固定安装于储砂箱(2)的底部中间位置，所述升降气缸(73)的活塞杆固定连接有上芯盒安装座(72)，所述上芯盒(71)固定安装于上芯盒安装座(72)的底部，所述储砂箱(2)的底部均匀设有四组导向柱(74)，四组所述导向柱(74)的底端分别贯穿上芯盒安装座(72)的四角处。

3.根据权利要求1所述的一种恒温式双工位热芯盒射芯机，其特征在于：所述横移电机(36)、顶芯气缸(52)、射砂气缸(62)、温度传感器(644)、流量电磁阀(645)、气体发生器(65)和升降气缸(73)均通过PLC控制箱(9)与外部电源电性连接。

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