CN111974950B - 沙模自动灌装成型装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及金属浇注技术领域，特别涉及一种沙模自动灌装成型装置，包括灌沙机构、压实机构以及模具位移机构，所述灌沙机构将定量的沙子灌入模具中，所述压实机构将所述模具中的沙子压紧夯实成型，并形成浇注通道和浇注口，所述模具位移机构将模具在所述灌沙机构与所述压实机构之间转移，最后将所述模具以及内部成型的沙模搬运至中转位置。本发明采用全机械化方式进行，全自动化方式控制，有效提高了沙模成型的效率和质量，降低了人工劳动强度以及生产成本。

Description

沙模自动灌装成型装置

技术领域

本发明涉及金属浇注技术领域，特别涉及一种沙模自动灌装成型装置。

背景技术

沙模即采用沙子制成的模具，是金属浇注行业必不可少的一种用具。沙模成型的一般方式为将沙料注入模具中，用棒槌等工具压紧夯实，作为金属浇注的型腔。现有技术中，通过沙模的各类成型设备，一定程度上实现了沙模的自动成型，摆脱了先前依靠人工作业装模、换模等带来的劳动强度大、作业环境差、生产效率低和产品质量不稳定的问题。然而，这些沙模的成型设备，仍具有结构相对复杂，使用成本偏高，需要人工辅助操作配合等缺陷，如何对现有沙模成型设备进行改进，使其结构更为简单、使用及维护成本更低、生产效率和质量更高是具有实际意义的。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种全自动化、小型化的沙模成型装置，以提高生产效率和质量，降低生产成本。

为了达到上述目的，本发明提供了一种沙模自动灌装成型装置，包括灌沙机构、压实机构以及模具位移机构，所述灌沙机构将定量的沙子灌入模具中，所述压实机构将所述模具中的沙子压紧夯实成型，并形成浇注通道和浇注口，所述模具位移机构将所述模具在所述灌沙机构与所述压实机构之间转移，最后将所述模具以及内部成型的沙模搬运至中转位置。

进一步地，所述模具位移机构包括一位移平台，所述位移平台上滑动设置有一工装板，所述模具放置在所述工装板上，所述位移平台的端部设置有一位移驱动部，所述位移驱动部驱动所述工装板沿所述位移平台滑动，所述位移驱动部为一位移驱动气缸，所述位移驱动气缸水平设置，活塞杆端部与所述工装板固定连接。

进一步地，所述模具为圆盘形，中部设置有一通孔，所述通孔连通所述模具的顶面和底面，所述模具的底端环绕所述通孔设置有至少一个型腔，所述型腔与所述通孔连通，所述型腔的底端为敞开式，所述工装板上设置有与所述模具的型腔对应的凸块，其尺寸小于所述型腔尺寸，当所述模具放置在所述工装板上时，所述型腔与所述凸块组合，两者之间为沙模成型的腔室。

进一步地，所述位移平台上还设置有两组滚轮，所述滚轮与所述位移平台自由转动连接，其中一组所述滚轮水平设置并与所述工装板的下表面接触，另一组所述滚轮竖直设置并与所述工装板的侧面接触。

进一步地，所述工装板的侧壁上还设置有V型槽，所述位移平台上设置有第一定位气缸和第二定位气缸，所述第一定位气缸和所述第二定位气缸的活塞杆端部均设置有一楔形定位块，当所述第一定位气缸的楔形定位块卡入所述V形槽时，所述通孔位于所述灌沙机构的正下方，当所述第二定位气缸的楔形定位块卡入所述V形槽时，所述通孔位于所述压实机构的正下方。

进一步地，所述灌沙机构包括一沙斗，所述沙斗的底端设置有一输送管道，当所述第一定位气缸的楔形定位块卡入所述V形槽时，所述输送管道正对所述通孔。

进一步地，所述输送管道上还设置有一挡板阀机构，所述挡板阀机构包括定量管、第一挡板、第二挡板和挡板驱动部，所述定量管为所述输送管道的一段，所述定量管上设置位于上层的第一开口和位于下层的第二开口，所述第一挡板可插入所述第一开口，所述第二挡板可插入所述第二开口，所述挡板驱动部包括第一挡板驱动气缸和第二挡板驱动气缸，分别驱动所述第一挡板和所述第二挡板。

进一步地，所述压实机构包括一支撑架、活动设置在所述支撑架上的安装板、固定设置在所述安装板底端的成型块以及活动设置在所述成型块底端的插沙筒，所述支撑架上设置有一压实驱动部，所述压实驱动部驱动所述安装板竖直位移，所述压实驱动部为一竖直设置的压实气缸，所述压实气缸的活塞杆端部与所述安装板固定连接，所述成型块为倒锥形，底端与所述模具的通孔相对应，所述插沙筒的外径小于所述通孔的孔径。

进一步地，所述安装板与所述支撑架通过直线轴承活动连接，所述成型块与所述安装板通过螺杆固定连接，所述成型块为中空结构，所述插沙筒活动设置在所述成型块内，所述插沙筒的顶端设置有竖直的连杆，所述连杆与所述安装板活动连接，所述连杆上套设有弹簧，所述弹簧的一端与所述安装板接触，另一端与所述插沙筒接触。

进一步地，所述工装板上设置有一开口槽，所述工装板的下表面还设置有一挡沙机构，所述挡沙机构包括设置在所述开口槽内的挡沙板，所述挡沙板通过一连接板与一滑块固定连接，所述滑块滑动设置在所述工装板下表面的导轨上，并通过一卸沙控制气缸驱动。

本发明的上述方案有如下的有益效果：

本发明的沙模自动灌装成型装置，模具中具有钢球浇注的型腔，与工装板上的凸块组合形成沙模成型的腔室，灌沙机构将沙料灌入模具中，压实机构将沙料赶入型腔中并压实成型，且在沙型上形成灌沙通道和灌沙口，由模具位移机构对模具进行转移、定位等，确保灌沙、压实过程的顺利进行，采用全机械化的方式进行，全自动化的方式控制，有效提高了沙模成型的效率和质量，降低了人工劳动强度，进而降低了生产成本；

本发明的灌沙机构通过挡板阀机构确保每次向模具中灌沙量的准确，模具位移机构通过滚轮组提升工装板位移的稳定性，通过定位结构确认工装板的位置，压实机构和工装板底端挡沙机构的配合，能灵活对上模具和下模具不同的压沙过程控制，有效提升了装置的适用性。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的模具示意图(组合)；

图3为本发明的工装板结构示意图；

图4为本发明的挡板阀机构示意图；

图5为本发明的压实机构示意图；

图6为本发明的挡沙机构示意图。

【附图标记说明】

1-灌沙机构；2-模具位移机构；3-压实机构；4-模具；5-位移平台；6-工装板；7-位移驱动气缸；8-通孔；9-型腔；10-凸块；11-滚轮；12-第一定位气缸；13-第二定位气缸；14-沙斗；15-输送管道；16-定量管；17-第一挡板；18-第二挡板；19-第一开口；20-第二开口；21-第一挡板驱动气缸；22-第二挡板驱动气缸；23-支撑架；24-安装板；25-成型块；26-插沙筒；27-直线轴承；28-压实气缸；29-螺杆；30-连杆；31-弹簧；32-开口槽；33-挡沙板；34-连接板；36-导轨；37-卸沙控制气缸；38-边凸块。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。显然，所描述的实施例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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1所示，本发明的实施例提供了一种沙模自动灌装成型装置，包括灌沙机构1、模具位移机构2以及压实机构3。其中模具位移机构将模具4在灌沙机构1与压实机构3之间转移，当模具4位于灌沙机构1的位置时，灌沙机构1将预定量的沙子灌入模具4中，之后再将模具4转移至压实机构3，通过压实机构3将模具4中的沙子压紧夯实成型，并形成浇注通道和浇注口，最后将模具4转移至中转位置，通过夹取装置将模具4转运走。

模具位移机构2主要由位移平台5、滑动设置在位移平台5上的工装板6和设置在位移平台5端部的位移驱动气缸7组成。模具4放置在工装板6上，由位移驱动气缸7驱动工装板6沿位移平台5滑动，使模具4从位移平台5的第一端向中间以及第二端来回移动。位移驱动气缸7是水平设置的，其活塞杆足够长，端部与工装板6通过接头固定板固定连接，由活塞杆的伸缩控制工装板6在位移平台5上的位置。

如图2和图3所示，在本实施例中模具4内部成型的沙模为碗形，两沙模组合用于钢球浇注成型。模具4为圆盘形，中部设置有一通孔8，通孔8连通模具4的顶面和底面。模具4的底端环绕通孔8设置三个或四个半圆形的型腔9，型腔9与通孔8连通，底端为敞开式。工装板6上设置有与模具4的型腔9对应的、半圆形的凸块10，其直径小于型腔9内径。当模具4放置在工装板6上时，型腔9与凸块10组合后两者之间为沙模成型的腔室。模具4中的沙模成型后，其中一个模具4作为上模具，另一个模具作为下模具，两者合模后碗形的沙模组合成球形腔室，用于钢球的浇注。

作为进一步改进，在位移平台5上设置有两组滚轮11，均通过转轴与位移平台5自由转动连接。每组滚轮11均设置两排，分别位于位移平台5的两侧，其中一组滚轮11水平设置并与工装板6的下表面接触，另一组滚轮11竖直设置并与工装板6的侧面接触，减少工装板6滑动时与位移平台5的接触摩擦力，提升稳定性。

作为进一步改进，工装板6的侧壁上还设置有V型槽，同时位移平台5上设置有第一定位气缸12和第二定位气缸13，其活塞杆端部均设置有一楔形定位块。当工装板6位于位移平台5第一端时，第一定位气缸12的楔形定位块随活塞杆伸长而逐渐卡入V形槽，在修正工装板6位置的同时对其锁紧定位，使通孔8位于灌沙机构1的正下方。而当工装板6位于位移平台5预设的中间位置时，第二定位气缸13的楔形定位块随活塞杆伸长逐渐卡入另一侧的V形槽，使通孔8位于压实机构3的正下方，确保压实机构3能准确插入通孔8对沙料压实。

灌沙机构包括一沙斗14，其内储存有足量的沙料，底端设置有一输送管道15，当工装板6位于位移平台5的第一端并被第一定位气缸12定位时，输送管道15的底端口正对通孔8。

同时如图4所示，由于模具4的容积是确定的，因此为确保灌沙机构1每次的灌沙量适量，避免过量灌沙导致沙料散落、灌沙不足影响成型效果，在灌沙机构1的输送管道15上还设置有一挡板阀机构，主要由定量管16、第一挡板17、第二挡板18和挡板驱动气缸组成。其中，定量管16即为输送管道15的一段，在定量管16上设置有位于上层的第一开口19和位于下层的第二开口20，第一挡板17和第二挡板18分别与第一挡板驱动气缸21以及第二挡板驱动气缸22的活塞杆端部固定连接，在气缸驱动下可分别插入第一开口19以及第二开口20。首先第二挡板18插入第二开口20，将定量管16的底端密封，然后沙斗14将沙料上料至定量管16中，再使第一挡板17插入第一开口19，把定量管16顶端沙流隔断，最后移开第二挡板18，使定量管16中确定量的沙料沿输送管道15流入模具4内。

同时如图5所示，压实机构3主要由支撑架23、活动设置在支撑架23上的安装板24、固定设置在安装板24底端的成型块25以及活动设置在成型块25底端的插沙筒26组成。具体地，安装板24与支撑架23通过直线轴承27活动连接，使安装板24保持竖直方向位移，支撑架23上还设置有一竖直的压实气缸28，其活塞杆端部与安装板24固定连接。成型块25与安装板24通过螺杆29固定连接，相对安装板24的固定位置由螺杆29调节。成型块25为倒锥形，底端与通孔8相对应，同时成型块25为上下连通的中空结构，插沙筒26活动设置在成型块25内，可相对成型块25竖直位移。插沙筒26的顶端向外凸出为台阶，用于限制插沙筒26从成型块25上掉落，插沙筒26顶端还设置有竖直的连杆30，连杆30滑动设置在安装板24的孔内，同时连杆30上套设有弹簧31，其一端与安装板24接触，另一端与插沙筒26接触。为使插沙筒26能顺利插入上模具4的的通孔8中，插沙筒26的外径是小于通孔8孔径的。

当灌沙后的模具4随工装板2移动至压实机构正下方时，压实气缸28驱动安装板24的整体下移，插沙筒26的底端先从通孔6进入上模具4的通孔中并向下将沙料压紧，沙料被插沙筒26逐渐赶入模具的碗形空间内，最终被夯实成型。随着插沙筒26的深入，成型块25的底端逐渐进入通孔6，其底端锥面与通孔6处的沙料接触，对沙料进一步压紧，并形成漏斗形的浇注口。此过程中插沙筒26受沙层阻力会相对于成型块25上移，同时将弹簧31压缩，通过弹簧31的弹性力提供插沙筒26对沙料的进一步压紧力，最终插沙筒26在沙型中形成的通路为浇注通道。

由于钢球浇注需要通过上模具和下模具合模，而下模具中无需形成浇注通道。因此如图6所示，在工装板6上设置有一开口槽32，同时在开口槽32的四周设置有边凸块38，其与半圆形的凸块10相邻。当模具4安装到位后，通孔8位于开口槽32上。同时，工装板6下方还设置有一挡沙机构，包括设置在开口槽32内的挡沙板33，挡沙板33通过一连接板34与一滑块固定连接，滑块滑动设置在工装板6下表面的导轨36上，并通过一卸沙控制气缸37驱动，由卸沙控制气缸37控制挡沙板33将开口槽32密封或打开。

当上模具进行压实时，挡沙板33先紧贴在开口槽32下方将开口槽32密封，在插沙筒26和成型块25下压的过程中逐渐打开，使得沙料在被赶入腔室的同时，通孔8与模具4底面连通，此时多余的沙料从开口槽32排出。而当下模具进行压实时，挡沙板33持续密封开口槽32，此时插沙筒26和成型块25下压一定距离后就将沙料压实，而无需打通通孔8。后续当上模具和下模具合模后，整体的上层具有浇注口和浇注通道，而下层密封，上模具中的碗形沙模和下模具中的碗形沙模是连通的，且均与罐沙通道连通，由工装板6上的边凸块38形成连通通道。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种沙模自动灌装成型装置，其特征在于，包括灌沙机构、压实机构以及模具位移机构，所述灌沙机构将定量的沙子灌入模具中，所述压实机构将所述模具中的沙子压紧夯实成型，并形成浇注通道和浇注口，所述模具位移机构将所述模具在所述灌沙机构与所述压实机构之间转移，最后将所述模具以及内部成型的沙模搬运至中转位置；

所述压实机构包括一支撑架、活动设置在所述支撑架上的安装板、固定设置在所述安装板底端的成型块以及活动设置在所述成型块底端的插沙筒，所述支撑架上设置有一压实驱动部，所述压实驱动部驱动所述安装板竖直位移，所述压实驱动部为一竖直设置的压实气缸，所述压实气缸的活塞杆端部与所述安装板固定连接，所述成型块为倒锥形，底端与所述模具的通孔相对应，所述插沙筒的外径小于所述通孔的孔径；

所述模具位移机构包括一位移平台，所述位移平台上滑动设置有一工装板，所述模具放置在所述工装板上，所述位移平台的端部设置有一位移驱动部，所述位移驱动部驱动所述工装板沿所述位移平台滑动，所述位移驱动部为一位移驱动气缸，所述位移驱动气缸水平设置，活塞杆端部与所述工装板固定连接；

所述工装板上设置有一开口槽，所述工装板的下表面还设置有一挡沙机构，所述挡沙机构包括设置在所述开口槽内的挡沙板，所述挡沙板通过一连接板与一滑块固定连接，所述滑块滑动设置在所述工装板下表面的导轨上，并通过一卸沙控制气缸驱动。

2.根据权利要求1所述的沙模自动灌装成型装置，其特征在于，所述模具为圆盘形，中部设置有一通孔，所述通孔连通所述模具的顶面和底面，所述模具的底端环绕所述通孔设置有至少一个型腔，所述型腔与所述通孔连通，所述型腔的底端为敞开式，所述工装板上设置有与所述模具的型腔对应的凸块，其尺寸小于所述型腔尺寸，当所述模具放置在所述工装板上时，所述型腔与所述凸块组合，两者之间为沙模成型的腔室。

3.根据权利要求2所述的沙模自动灌装成型装置，其特征在于，所述位移平台上还设置有两组滚轮，所述滚轮与所述位移平台自由转动连接，其中一组所述滚轮水平设置并与所述工装板的下表面接触，另一组所述滚轮竖直设置并与所述工装板的侧面接触。

4.根据权利要求3所述的沙模自动灌装成型装置，其特征在于，所述工装板的侧壁上还设置有V形槽，所述位移平台上设置有第一定位气缸和第二定位气缸，所述第一定位气缸和所述第二定位气缸的活塞杆端部均设置有一楔形定位块，当所述第一定位气缸的楔形定位块卡入所述V形槽时，所述通孔位于所述灌沙机构的正下方，当所述第二定位气缸的楔形定位块卡入所述V形槽时，所述通孔位于所述压实机构的正下方。

5.根据权利要求4所述的沙模自动灌装成型装置，其特征在于，所述灌沙机构包括一沙斗，所述沙斗的底端设置有一输送管道，当所述第一定位气缸的楔形定位块卡入所述V形槽时，所述输送管道正对所述通孔。

6.根据权利要求5所述的沙模自动灌装成型装置，其特征在于，所述输送管道上还设置有一挡板阀机构，所述挡板阀机构包括定量管、第一挡板、第二挡板和挡板驱动部，所述定量管为所述输送管道的一段，所述定量管上设置位于上层的第一开口和位于下层的第二开口，所述第一挡板可插入所述第一开口，所述第二挡板可插入所述第二开口，所述挡板驱动部包括第一挡板驱动气缸和第二挡板驱动气缸，分别驱动所述第一挡板和所述第二挡板。

7.根据权利要求6所述的沙模自动灌装成型装置，其特征在于，所述安装板与所述支撑架通过直线轴承活动连接，所述成型块与所述安装板通过螺杆固定连接，所述成型块为中空结构，所述插沙筒活动设置在所述成型块内，所述插沙筒的顶端设置有竖直的连杆，所述连杆与所述安装板活动连接，所述连杆上套设有弹簧，所述弹簧的一端与所述安装板接触，另一端与所述插沙筒接触。

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