CN111360202B - 一种砂型铸造高强度覆膜砂型芯、制作机械及制作工艺 - Google Patents

一种砂型铸造高强度覆膜砂型芯、制作机械及制作工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种砂型铸造高强度覆膜砂型芯、制作机械及制作工艺，型芯包括型芯本体、芯骨主体、加强件、连接头与连接螺栓，对上述型芯进行制作时需要使用专用的制作机械，制作机械包括进料机构、破碎机构与壳体，壳体内安装有进料机构与破碎机构，使用上述制作机械制作上述型芯的方法包括以下步骤：覆膜砂制造、芯盒造芯、型芯修整与型芯检验。本发明提供的一种砂型铸造高强度覆膜砂型芯，芯骨各部分之间为可拆卸连接方式，对芯骨进行拆解后便可将芯骨从狭小的空间内拿出，不会破坏芯骨的结构完整性，因而可以实现芯骨的多次利用。

Description

一种砂型铸造高强度覆膜砂型芯、制作机械及制作工艺
技术领域
本发明涉及铸造领域，具体的说是一种砂型铸造高强度覆膜砂型芯、制作机械及制作工艺。
背景技术
覆膜砂主要采用优质精选天然石英砂为原砂，热塑性酚醛树脂，乌洛托品及增强剂为原料，根据用户的不同技术需求可适当调整配比，是汽车、拖拉机、液压件等最佳造型材料之一，也常常用于制作砂型铸造型芯。
型芯俗称“泥芯”、“芯子”，铸造时用以形成铸件内部结构，常由原砂和粘结剂配成的芯砂，在芯盒中手工或机器制成，为了增强型芯的刚度与强度，常常会在型芯内设置芯骨。芯骨俗称“泥芯骨”、“芯铁”，是一种金属制骨架，多为一体成型结构。由于模具内空间狭小，因此在铸件成型后进行清理时，需要将芯骨割断、分解后才能将其取出，操作不便，耗费时间长，且无法对芯骨进行多次利用，造成了材料的浪费。
此外，制造覆膜砂时需要经过搅拌混合、冷却、破碎与筛选等步骤，其中在对覆膜砂进行破碎的过程中，为了操作方便，常常选择一次性将混合物料倒入破碎设备内，导致破碎设备的工作负担大，设备在高强度的运转状态下，使用寿命缩短，且无法对物料进行充分破碎，降低了工作效率。
为了解决上述问题，本发明提供了一种砂型铸造高强度覆膜砂型芯、制作机械及制作工艺。
发明内容
为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案来实现：
一种砂型铸造高强度覆膜砂型芯，包括型芯本体、芯骨主体、加强件、连接头与连接螺栓，所述型芯本体内设置有芯骨主体，芯骨主体为上下开口的圆柱结构，芯骨主体左右两侧对称设置有加强件，加强件上端通过螺纹配合方式与连接头内壁相连接，加强件下端伸入芯骨主体内并与连接螺栓下端之间通过螺纹配合方式相连接；
对上述型芯进行制作时需要使用专用的制作机械，制作机械包括进料机构、 破碎机构与壳体，壳体内安装有进料机构与破碎机构，且壳体上端左右对称开设有进料口，壳体下端中部开设有出料口，壳体下端为漏斗型结构；
所述进料机构包括储料斗、导料头、撒料盘与辅助弹簧，储料斗安装在壳体内壁上端，储料斗中部开设有下料口，下料口下端安装有导料头，导料头为上下开口的空心圆柱型结构，导料头内开设有滑动槽，滑动槽内壁通过滑动配合方式与撒料盘侧壁相连接，撒料盘与滑动槽内壁之间安装有辅助弹簧；
所述破碎机构包括旋转电机、旋转轴、一级破碎碾盘、一级筛网、二级破碎碾盘与二级筛网，旋转电机通过电机座安装在壳体上端，旋转电机输出轴下端通过联轴器与旋转轴上端相连接，旋转轴中部安装有一级破碎碾盘，旋转轴下端安装有二级破碎碾盘，一级破碎碾盘与二级破碎碾盘上均从内往外均匀开设有落料口，落料口宽度呈从上往下逐渐减小的趋势，一级破碎碾盘下端与一级筛网上端相紧贴，二级破碎碾盘下端与二级筛网上端相紧贴，一级筛网与二级筛网均安装在壳体内壁上，且一级筛网、二级筛网与旋转轴之间均通过轴承相连接；通过旋转电机带动旋转轴进行往复转动，使得一级破碎碾盘与二级破碎碾盘能够对物料进行破碎，物料依次经过一级筛网与二级筛网的筛选后从出料口落出。
所述旋转轴包括轴身、挡板、平移块、复位弹簧与升降块，轴身通过联轴器与旋转电机输出轴下端相连接，轴身上端开设有环形凹槽，环形凹槽左右两侧均通过滑动配合方式安装有挡板，挡板为矩形结构，挡板下端安装有平移块，平移块内壁通过复位弹簧与轴身相连接，平移块外壁通过滑动配合方式安装有升降块，升降块下端通过转动方式与撒料盘上端相连接；随着撒料盘上物料重量的增加，撒料盘高度逐渐减小，同时带动升降块向下移动，因此升降块对平移块施加的向内的拉力减小，在复位弹簧的弹力作用下，平移块能够带动挡板向外运动，使得挡板能够逐渐对下料口进行遮挡，避免储料斗内的物料大量落下，无需使用自动化设备即可实现间歇性少量多次下料的功能，减小了破碎机构工作负担，保证了物料破碎的彻底性。
优选的，所述撒料盘包括承托板、工作板与连接环，承托板为环形结构，且承托板厚度从内向外逐渐减小，承托板上端沿其周向方向均匀安装有工作板，工作板之间通过连接环相连接，连接环侧壁通过滑动配合方式与滑动槽内壁相连接。
优选的，所述滑动槽下端面为从外向内高度逐渐减小的斜面结构，避免物料堆积在滑动槽内。
优选的，所述一级破碎碾盘与二级破碎碾盘上开设的落料口上端开口大小均呈从内向外逐渐增大的趋势，使得落在一级破碎碾盘与二级破碎碾盘上的物料能够从内向外均匀分布，避免大部分物料从内侧落料口落出造成堆积进而影响破碎效果的情况发生。
优选的，所述壳体下端与壳体上端为分离式结构，且壳体下端左右等分为两部分，壳体下端与壳体上端以及壳体下端左右两部分之间通过螺栓相连接，拆卸难度小，以便对壳体内部结构进行维护。
优选的，所述储料斗下端从内向外均匀设置有匀料杆，匀料杆下端为梳齿状结构，且匀料杆下端与匀料杆上端之间通过螺纹相连接，在一级破碎碾块转动过程中能够对落在其上端的物料进行搅动，避免物料堆积在一处。
优选的，使用上述制作机械制作上述型芯的方法包括以下步骤：
S1覆膜砂制造：将原砂加热至一定温度后，与树脂、乌洛托品溶液以及硬脂酸钙进行混合搅拌，使用上述制作机械对冷却后的混合物料进行破碎、筛分，制得覆膜砂；
S2芯盒造芯：将芯骨主体、加强件、连接头与连接螺栓装配后放置在芯盒内，并向芯盒内注入覆膜砂，以制造型芯；
S3型芯修整：使用刮刀或砂轮对烘干后的型芯表面进行清理和修整；
S4型芯检验：检查型芯是否烘干、是否开裂损坏、通气孔是否堵塞，并检查其尺寸是否合格。
本发明的有益效果是：
1. 本发明提供的一种砂型铸造高强度覆膜砂型芯，芯骨各部分之间为可拆卸连接方式，对芯骨进行拆解后便可将芯骨从狭小的空间内拿出，不会破坏芯骨的结构完整性，因而可以实现芯骨的多次利用。
2. 本发明使用的一种制作机械，通过少量多次的方式向破碎机构内传送物料，能够减轻破碎机构地工作负担，避免因物料过多导致破碎不彻底的情况发生，且再少量多次地加料过程中，无需使用专用的自动化加料设备，降低了厂家的生产成本。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明中砂型铸造高强度覆膜砂型芯的正向剖视图；
图2是本发明中制作机械的正向剖视图；
图3是本发明中储料斗与旋转轴之间的X-X向剖视图；
图4是本发明中撒料盘、轴身与升降块之间的俯视结构示意图；
图5是本发明中撒料盘的正视图；
图6是本发明中图2的A向局部放大示意图；
图7是本发明制作工艺的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
如图1到图7所示，一种砂型铸造高强度覆膜砂型芯，包括型芯本体1、芯骨主体2、加强件3、连接头4与连接螺栓5，所述型芯本体1内设置有芯骨主体2，芯骨主体2为上下开口的筒体结构，芯骨主体2左右两侧对称设置有加强件3，加强件3上端通过螺纹配合方式与连接头4内壁相连接，连接头4为上下开口的筒体结构，加强件3下端伸入芯骨主体2内并与连接螺栓5下端之间通过螺纹配合方式相连接；
对上述型芯进行制作时需要使用专用的制作机械，制作机械包括进料机构6、 破碎机构7与壳体8，壳体8内安装有进料机构6与破碎机构7，且壳体8上端左右对称开设有进料口，壳体8下端中部开设有出料口，壳体8下端为漏斗型结构；
所述进料机构6包括储料斗61、导料头、撒料盘63与辅助弹簧64，储料斗61安装在壳体8内壁上端，储料斗61中部开设有下料口，下料口下端安装有导料头，导料头为上下开口的空心圆柱型结构，导料头内开设有滑动槽，滑动槽下端面为从外向内高度逐渐减小的斜面结构，避免物料堆积在滑动槽内，滑动槽内壁通过滑动配合方式与撒料盘63侧壁相连接，撒料盘63与滑动槽内壁之间安装有辅助弹簧64；将物料倒入储料斗61后，物料逐渐落在撒料盘63上，并通过撒料盘63抛撒在破碎机构7上，以便之后对物料进行破碎。
所述储料斗61下端从内向外均匀设置有匀料杆61b，匀料杆61b下端为梳齿状结构，且匀料杆61b下端与匀料杆61b上端之间通过螺纹相连接，在一级破碎碾块转动过程中能够对落在其上端的物料进行搅动，避免物料堆积在一处。
所述撒料盘63包括承托板631、工作板632与连接环633，承托板631为环形结构，且承托板631厚度从内向外逐渐减小，承托板631上端沿其周向方向均匀安装有工作板632，工作板632之间通过连接环633相连接，连接环633侧壁通过滑动配合方式与滑动槽内壁相连接，且承托板631与连接环633左右等分为两部分，左右两部分之间通过可拆卸方式相连接。
所述破碎机构7包括旋转电机71、旋转轴72、一级破碎碾盘73、一级筛网74、二级破碎碾盘75与二级筛网76，旋转电机71通过电机座安装在壳体8上端，旋转电机71输出轴下端通过联轴器与旋转轴72上端相连接，旋转轴72中部安装有一级破碎碾盘73，旋转轴72下端安装有二级破碎碾盘75，一级破碎碾盘73与二级破碎碾盘75上均从内往外均匀开设有落料口7a，落料口7a宽度呈从上往下逐渐减小的趋势，一级破碎碾盘73下端与一级筛网74上端相紧贴，二级破碎碾盘75下端与二级筛网76上端相紧贴，一级筛网74与二级筛网76均安装在壳体8内壁上，且一级筛网74、二级筛网76与旋转轴72之间均通过轴承相连接；通过旋转电机71带动旋转轴72进行往复转动，使得一级破碎碾盘73与二级破碎碾盘75能够对物料进行破碎，物料依次经过一级筛网74与二级筛网76的筛选后从出料口落出。
所述旋转轴72包括轴身721、挡板722、平移块723、复位弹簧724与升降块725，轴身721通过联轴器与旋转电机71输出轴下端相连接，轴身721上端开设有环形凹槽，环形凹槽左右两侧均通过滑动配合方式安装有挡板722，挡板722为矩形结构，挡板722下端安装有平移块723，平移块723内壁通过复位弹簧724与轴身721相连接，平移块723外壁通过滑动配合方式安装有升降块725，平移块723外壁与升降块725内壁为倾斜方向相反的斜面结构，升降块725下端通过转动方式与撒料盘63上端相连接；随着撒料盘63上物料重量的增加，撒料盘63高度逐渐减小，同时带动升降块725向下移动，因此升降块725对平移块723施加的向内的拉力减小，在复位弹簧724的弹力作用下，平移块724能够带动挡板722向外运动，使得挡板722能够逐渐对下料口进行遮挡，避免储料斗61内的物料大量落下，无需使用自动化设备即可实现间歇性少量多次下料的功能，减小了破碎机构7工作负担，保证了物料破碎的彻底性。
所述一级破碎碾盘73与二级破碎碾盘75上开设的落料口7a上端开口大小均呈从内向外逐渐增大的趋势，使得落在一级破碎碾盘73与二级破碎碾盘75上的物料能够从内向外均匀分布，避免大部分物料从内侧落料口7a落出造成堆积进而影响破碎效果的情况发生。
所述壳体8下端与壳体8上端为分离式结构，且壳体8下端左右等分为两部分，壳体8下端与壳体8上端以及壳体8下端左右两部分之间通过螺栓相连接，拆卸难度小，以便对壳体8内部结构进行维护。
使用上述制作机械制作上述型芯的方法包括以下步骤：
S1覆膜砂制造：将原砂加热至一定温度后，与树脂、乌洛托品溶液以及硬脂酸钙进行混合搅拌，使用上述制作机械对冷却后的混合物料进行破碎、筛分，制得覆膜砂；
S2芯盒造芯：将芯骨主体2、加强件3、连接头4与连接螺栓5装配后放置在芯盒内，并向芯盒内注入覆膜砂，以制造型芯；
S3型芯修整：使用刮刀或砂轮对烘干后的型芯表面进行清理和修整；
S4型芯检验：检查型芯是否烘干、是否开裂损坏、通气孔是否堵塞，并检查其尺寸是否合格。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种砂型铸造高强度覆膜砂型芯，包括型芯本体(1)、芯骨主体(2)、加强件(3)、连接头(4)与连接螺栓(5)，其特征在于：所述型芯本体(1)内设置有芯骨主体(2)，芯骨主体(2)为上下开口的筒体结构，芯骨主体(2)左右两侧对称设置有加强件(3)，加强件(3)上端通过螺纹配合方式与连接头(4)内壁相连接，连接头(4)为上下开口的筒体结构，加强件(3)下端伸入芯骨主体(2)内并与连接螺栓(5)下端之间通过螺纹配合方式相连接；
对上述型芯进行制作时需要使用专用的制作机械，制作机械包括进料机构(6)、 破碎机构(7)与壳体(8)，壳体(8)内安装有进料机构(6)与破碎机构(7)，且壳体(8)上端左右对称开设有进料口，壳体(8)下端中部开设有出料口，壳体(8)下端为漏斗型结构；
所述进料机构(6)包括储料斗(61)、导料头、撒料盘(63)与辅助弹簧(64)，储料斗(61)安装在壳体(8)内壁上端，储料斗(61)中部开设有下料口，下料口下端安装有导料头，导料头为上下开口的空心圆柱型结构，导料头内开设有滑动槽，滑动槽内壁通过滑动配合方式与撒料盘(63)侧壁相连接，撒料盘(63)与滑动槽内壁之间安装有辅助弹簧(64)；
所述破碎机构(7)包括旋转电机(71)、旋转轴(72)、一级破碎碾盘(73)、一级筛网(74)、二级破碎碾盘(75)与二级筛网(76)，旋转电机(71)通过电机座安装在壳体(8)上端，旋转电机(71)输出轴下端通过联轴器与旋转轴(72)上端相连接，旋转轴(72)中部安装有一级破碎碾盘(73)，旋转轴(72)下端安装有二级破碎碾盘(75)，一级破碎碾盘(73)与二级破碎碾盘(75)上均从内往外均匀开设有落料口(7a)，落料口(7a)宽度呈从上往下逐渐减小的趋势，一级破碎碾盘(73)下端与一级筛网(74)上端相紧贴，二级破碎碾盘(75)下端与二级筛网(76)上端相紧贴，一级筛网(74)与二级筛网(76)均安装在壳体(8)内壁上，且一级筛网(74)、二级筛网(76)与旋转轴(72)之间均通过轴承相连接；
所述旋转轴(72)包括轴身(721)、挡板(722)、平移块(723)、复位弹簧(724)与升降块(725)，轴身(721)通过联轴器与旋转电机(71)输出轴下端相连接，轴身(721)上端开设有环形凹槽，环形凹槽左右两侧均通过滑动配合方式安装有挡板(722)，挡板(722)为矩形结构，挡板(722)下端安装有平移块(723)，平移块(723)内壁通过复位弹簧(724)与轴身(721)相连接，平移块(723)外壁通过滑动配合方式安装有升降块(725)，升降块(725)下端通过转动方式与撒料盘(63)上端相连接。
2.根据权利要求1所述的一种砂型铸造高强度覆膜砂型芯，其特征在于：所述撒料盘(63)包括承托板(631)、工作板(632)与连接环(633)，承托板(631)为环形结构，且承托板(631)厚度从内向外逐渐减小，承托板(631)上端沿其周向方向均匀安装有工作板(632)，工作板(632)之间通过连接环(633)相连接，连接环(633)侧壁通过滑动配合方式与滑动槽内壁相连接，且承托板(631)与连接环(633)左右等分为两部分，左右两部分之间通过可拆卸方式相连接。
3.根据权利要求1所述的一种砂型铸造高强度覆膜砂型芯，其特征在于：所述滑动槽下端面为从外向内高度逐渐减小的斜面结构，避免物料堆积在滑动槽内。
4.根据权利要求1所述的一种砂型铸造高强度覆膜砂型芯，其特征在于：所述一级破碎碾盘(73)与二级破碎碾盘(75)上开设的落料口(7a)上端开口大小均呈从内向外逐渐增大的趋势，使得落在一级破碎碾盘(73)与二级破碎碾盘(75)上的物料能够从内向外均匀分布。
5.根据权利要求1所述的一种砂型铸造高强度覆膜砂型芯，其特征在于：所述壳体(8)下端与壳体(8)上端为分离式结构，且壳体(8)下端左右等分为两部分，壳体(8)下端与壳体(8)上端以及壳体(8)下端左右两部分之间通过螺栓相连接。
6.根据权利要求1所述的一种砂型铸造高强度覆膜砂型芯，其特征在于：所述储料斗(61)下端从内向外均匀设置有匀料杆(61b)，匀料杆(61b)下端为梳齿状结构，且匀料杆(61b)下端与匀料杆(61b)上端之间通过螺纹相连接。
7.根据权利要求1所述的一种砂型铸造高强度覆膜砂型芯，其特征在于：使用上述制作机械制作上述型芯的方法包括以下步骤：
S1覆膜砂制造：将原砂加热至一定温度后，与树脂、乌洛托品溶液以及硬脂酸钙进行混合搅拌，使用上述制作机械对冷却后的混合物料进行破碎、筛分，制得覆膜砂；
S2芯盒造芯：将芯骨主体(2)、加强件(3)、连接头(4)与连接螺栓(5)装配后放置在芯盒内，并向芯盒内注入覆膜砂，制得型芯；
S3型芯修整：使用刮刀或砂轮对烘干后的型芯表面进行清理和修整；
S4型芯检验：检查型芯是否烘干、是否开裂损坏、通气孔是否堵塞，并检查其尺寸是否合格。
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