CN112247075B - 型芯卡压方法及其卡压装置 - Google Patents

Abstract

一种型芯卡压方法及其卡压装置，属于铸造技术领域，用于解决型芯浇铸需要埋箱造成的制作砂箱的时间长和成本大的问题，所述型芯卡压装置通过压紧部将型芯固定在确定的位置处，使得装配成型的所述型芯在浇铸过程中不会因为金属液的膨胀力而发生位移或者说导致金属液溢流、跑火等，从而保证了所述型芯的型腔中金属液的良好充型和冷凝，实现了铸件的裸浇。通过本技术方案的实施，使得铸件在浇铸过程中省去了制作砂箱、埋箱两个工序，不仅缩短了铸件生产的工艺流程，同时也节省了相应的制作成本和时间，提升了生产效率。

Description

型芯卡压方法及其卡压装置

技术领域

本发明涉及一种铸造用卡压装置，特别涉及裸浇工艺中型芯包用卡压方法及装置。

背景技术

铸造是将液体金属浇铸到与零件形状相适应的铸造空腔中，待其冷却凝固后，以获得零件或毛坯的方法。在现有是生产制作过程中，是将制作好的砂芯和砂型或造型进行型芯装配后，在外围套上砂箱并填入型砂紧实后，再在上部进行压紧后进行浇注。此过程就需要专门制作用于不同规格产品所需要的砂箱或砂箱框，这样的操作不仅拖延了生产效率，同时也增加了每件产品的制作成本，而铸件多为单件式生产，就更加显得浪费。为了避免制作砂芯造成的工序延误和成本增加，目前采用的技术是无箱浇铸，也即裸浇。但目前，裸浇所能生产的产品的重量较小，一般都在100kg以内，且需要配合小型夹具，如螺杆四角卡压。随着3DP打印技术在铸造领域的应用，中型铸件的型芯已经可以间接打印，此方式节省了砂芯和砂型模具的成本，但仍需要将型芯装配后的型芯包埋箱，依然需要砂箱来为所述型芯包提供与金属液膨胀力相互抗衡的力。

发明内容

有鉴于以上采用砂箱紧固型芯造成的砂铁比大、制作周期长和生产成本高的问题，有必要提出一种型芯卡压方法及其卡压装置，所述型芯卡压装置替代了砂箱对型芯的紧固作用，实现了铸件的裸浇。

一种型芯卡压方法，通过压紧部将型芯固定在确定的位置处，使得装配成型的所述型芯在浇铸过程中不会因为金属液的膨胀力而发生位移或者说导致金属液溢流、跑火等，从而保证了所述型芯的型腔中金属液的良好充型和冷凝，实现了铸件的裸浇。如，所述压紧部可以为具有压紧功能的机械结构，如可以为机械压手，通过所述压紧部将型芯的上端面和/或四个侧壁压紧和/或者箍紧，使型芯的各个组成部分在确定的位置，不会发生相对位移、不会超出设定的型芯的轮廓范围。

更具体地，所述压紧部加持在所述型芯上的箍紧力和/或压紧力仅用于维持所述型芯在确定的位置上、而不会对型芯施加额外的压力，或者说所述压紧部的目的是将所述型芯圈在所述型芯外轮廓的范围内，或者说所述压紧部的终端位置停留在所述型芯外轮廓面上、且具有一定的维持力以防止所述压紧部的终端受到金属液膨胀力而晃动、移位等，也即所述箍紧力或者压紧力等于金属液在充型和冷凝过程中对型芯的膨胀力。

具体地，所述压紧部设有竖向压手或/和横向压手。所述竖向压手作用于所述型芯上端面上，替代目前采用的压型铁、锁紧螺杆等为所述型芯提供向下的压紧力，从而保证型芯不会在金属液充型和冷凝过程中被抬起，也即避免了因型芯被抬起造成的跑火或者铸件尺寸偏差过大。所述横向压手作用于所述型芯的四个侧壁，且所述横向压手为所述侧壁提供垂直于所述侧壁的水平箍紧力，从而保证型芯不会在金属液充型和冷凝过程中向外移位，避免了型芯各个组块移位导致的铸件尺寸偏差超标、披缝过大等问题。

本技术方案的技术效果为：通过本技术方案的实施，使得铸件在浇铸过程中省去了制作砂箱、埋箱两个工序，不仅缩短了铸件生产的工艺流程，同时也节省了相应的制作成本和时间，提升了生产效率。

附图说明

图1是型芯卡压装置示意图；

图2是横向压手示意图；

图中，100-框架；101-立柱；102-横梁；103-竖向导轨；200-执行件；300-横向压手；301-托架；302-水平导轨；303-第三驱动件；304-第一承接臂；305-第二承接臂；306-第四驱动件；307-第一压板；308-第二压板；400-驱动部；401-驱动滑块；402-驱动件；403-传动件。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明的技术方案，将按照附图实施例进行详细说明，显而易见地，下面描述中的附图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。

为了将本发明所述的型芯卡压方法实际应用到生产中，现依据所述型芯卡压方法，设计如下所述的型芯卡压装置。

实施例一：

本实施例基于型芯依然采用现有的压型铁、锁紧螺杆等方式实现对型芯竖直方向的压紧，新增加对型芯的水平箍紧力，从而避免型芯在水平方向上的位移。

一种型芯卡压装置，具有成对设置的横向压手300，所述横向压手300包括托架301、水平导轨302、第三驱动件303、第一承接臂304、第二承接臂305、第四驱动件306、第一压板307和第二压板308；所述托架301上设有所述水平导轨302，所述水平导轨302上设有第三驱动件303，所述第三驱动件303上设有所述第一承接臂304，所述第一承接臂304上设有所述第四驱动件306和第一压板307，所述第二承接臂305设置在所述第四驱动件306上，所述第二承接臂305上设有第二压板308；所述第三驱动件303驱动所述第一承接臂304和第一压板307向型芯所在位置前进并箍紧，所述第四驱动件306驱动所述第二承接臂305和所述第二压板308向型芯侧壁箍紧。就本实施例而言，所述托架301置于地面上、且与地面固定连接，以为所述横向压手300提供定位和力的支点；所述水平导轨302固定设置在所述托架301的上端面上；所述第三驱动件303包括输出轴设有螺杆的电机和穿接在所述螺杆上的U型框，所述U型框的两个臂设置在所述水平导轨302上，所述螺杆从所述U型框的底部中间穿过，由所述螺杆带动所述U型框沿所述水平导轨302前后运动；所述第一承接臂304坐落在所述第三驱动件303的U型框上，从而实现由所述第三驱动件303带动所述第一承接臂304运动，也即实现了所述第一承接臂304与所述型芯侧壁之间距离可调节，以适用于不同大小或者不同体积的型芯的箍紧；所述第一承接臂304为板形结构，在所述第一承接臂304面向所述型芯的面上安装有所述第一压板307，在所述第一承接臂304与安装有所述第一压板307相对的另一面上设有第四驱动件306；所述第四驱动件306包括输出轴设有螺杆的电机和穿接在所述螺杆上的连接板，所述连接板设有两个，所述第二承接臂305的两个分支分别连接在两个所述连接板上，随着所述连接板相对或者相向运动，实现了安装在所述第二承接臂305上的所述第二压板308向型芯侧壁靠近并箍紧，所述第二承接臂305的分支为L型板，所述L型板的一端与所述连接板相连、另一端安装有所述第二压板308，通过所述L型板将所述第二压板308置于与所述第一压板307作用的型芯侧壁相邻地侧壁上。

更优地，为了使所述横向压手300的中心与需要卡压的所述型芯中心对应，所述横向压手300的中心与承托所述型芯的平台的中心对应、且所述平台上设有所述型芯摆放定位标识。

更优地，为了防止所述横向压手300的第三驱动件303和第四驱动件306在使用过程中被型砂或者金属液损坏，在所述第三驱动件303和所述第四驱动件306上设置防护罩。

更优地，为了使第二压板308能够更有力和稳定，所述第二承接臂305并排的设有两个，也即所述第二压板308通过两点连接于两个所述第二承接臂305上。

更优地，所述第一承接臂304上可以设置若干所述第一压板307，具体数量可以根据需要箍紧的所述型芯的侧壁的面积确定，如在本实施例中，所述第一承接臂304上设有两个所述第一压板307。同样地，在第二承接臂305的每个分支上也可以设置若干所述第二压板308，如在本实施例中，所述第二承接臂305的每个分支上一个所述第二压板308。

实施例二：

本实施例采用竖向压手代替现有的压型铁、锁紧螺杆等方式，来实现对型芯竖直方向的压紧，并增加对型芯的水平箍紧力。就实施例一中已经描述的横向压手300的部分，在此不再赘述。

一种型芯卡压装置，包括竖向压手和横向压手300，所述竖向压手包括框架100、执行件200、横向压手300、驱动部400，所述驱动部400设置在所述框架100上，所述框架100设置在地面上，从而保证所述型芯卡压装置的稳定；所述执行件200与所述驱动部400相连，所述驱动部400驱动所述执行件200在竖直方向上往复运动，从而实现对型芯竖直方向的压紧；所述横向压手300为设置在地面上的具有两个方向进给运动的卡压臂，通过所述两个方向的进给实现对所述型芯侧壁的箍紧。

所述框架100包括立柱101、横梁102和竖向导轨103，四根所述立柱101固定设置在地面上，所述立柱101设有横梁102，所述横梁102在所述立柱101上设有两组，一组设置在所述立柱101的顶部为顶部横梁，一组设置在所述立柱101的中部为中部横梁，所述竖向导轨103设置在所述顶部横梁和所述中部横梁之间。

所述驱动部400包括驱动滑块401、驱动件402和传动件403，所述驱动滑块401设置在所述竖向导轨103上，可以沿所述竖向导轨103上下滑行；所述驱动件402设置在所述竖向导轨103靠近所述顶部横梁的一端，也即所述驱动件402设置在所述竖向导轨103顶部，且具体是设置在所述竖向导轨103上的横杆上，也即在所述竖向导轨103的顶部(也即靠近所述顶部横梁的一端)设置横杆，在所述横杆上设置所述驱动件402，所述驱动件402用来驱动所述驱动滑块401沿所述竖向导轨103上下滑行，从而实现执行件200上下运动，以适用于不同高度的型芯；所述传动件403设置在所述驱动滑块401上，也即所述驱动滑块401带动所述传动件403沿所述竖向导轨103上下运动，也即所述传动件403的一端连接在所述驱动滑块401靠近所述顶部横梁的一端、且所述传动件403还可以沿所述驱动滑块401在水平方向上左右移动；所述传动件403的另一端连接有所述执行件200，从而使得所述执行件200可以避开所述型芯上端面的铸造工艺区位。就本实施例而言，所述驱动件402为输出轴设有螺杆的电机，所述电机安装在是殴横杆上，所述螺杆竖直向下、平行于所述立柱101，所述驱动滑块401穿过所述螺杆跨接在所述竖向导轨103上，所述驱动滑块401在所述螺杆的带动下沿所述竖向导轨103上下运动；所述传动件403为直角三角形框架结构，所述直角三角形框架的长直角边平行于所述竖向导轨103、且所述长直角边远离短直角边的一端固定连接于所述驱动滑块401上，从而实现所述传动件403与所述驱动滑块401的同步运动，所述短直角边即为所述传动件403的末端。

优选地，所述传动件403在所述驱动滑块401上对称的设有两个，也即所述传动件403成组设置，从而使得对所述型芯上端面的压紧力更均匀和平衡。所述执行件200的数量与所述传动件403的数量对应，每个所述传动件403上设置有一个所述执行件200。

更优地，在所述驱动滑块401上还设有第二驱动件，所述第二驱动件用于调节两个所述传动件403之间的距离，从而可以适用于不同大小的所述型芯，也可以根据所述型芯上端面上浇口、冒口等铸造工艺区位的设置，来相对地调节每个所述传动件403的位置，也即改变两个所述传动件403之间的距离，而最终目的是改变了所述执行件200相对所述型芯上端面的施压位置。

所述执行件200连接于所述传动件403的末端，以作用于所述型芯的上端面。所述执行件200为水平安置于所述传动件403末端的长方体条状结构，从而可以最大面积的与所述型芯上端面接触，获得最好的承压效果。就本实施例而言，所述传动件403设置有两个，所述执行件200也配置有两个，对于铸造工艺浇口、冒口等设置在型芯上端面中部的情况，两个所述执行件200可以绕开浇口、冒口等铸造工艺区位压在所述型芯的上端面上，从而实现对称的、平衡的对所述型芯施压。更具体地，所述执行件200可以由H型钢制成。

所述横向压手300成对设置在放置需要卡压的型芯的平台两侧、且平行于所述框架100，具体结构如实施例一所记载。

作为本实施例的一种改进，依据所述横梁102的宽度或者说依据所述框架100的宽度/跨度，所述竖向导轨103在所述横梁102上可并排的设有若干组，如所述竖向导轨103可以设置一组、两组或者三组，在本实施例中所述竖向导轨103设有两组。当所述竖向导轨103设置有若干组时，每组所述竖向导轨103上均可设置一套所述驱动部400，从而实现了一个所述框架100上可布置若干套所述驱动部400、执行件200和依据使用对象不同配置的所述横向压手300，从而不仅实现了一个框架100的工位上可卡压多个型芯的目的，同时也实现了同个工位上可以卡压多种不同类型的型芯，从而满足了多种、单件铸件的生产，在提升了单位面积利用率的同时也提高的生产效率。

本发明所述的型芯卡压装置可以适用于中型铸件的裸浇，通过本技术方案的实施，扩大了裸浇工艺可以适用的范围，使得中型铸件的生产也可以不再使用砂箱，节省了制作砂箱的时间和成本，同时也缩短了铸件的生产工序，提高了生产效率。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种型芯卡压装置，其特征在于，包括成对设置的横向压手和手竖向压手；

所述横向压手包括托架、水平导轨、第三驱动件、第一承接臂、第二承接臂、第四驱动件、第一压板和第二压板；所述托架上设有所述水平导轨，所述水平导轨上设有第三驱动件，所述第三驱动件上设有所述第一承接臂，所述第一承接臂上设有所述第四驱动件和第一压板，所述第二承接臂设置在所述第四驱动件上，所述第二承接臂上设有第二压板；

所述竖向压手包括框架、驱动部和执行件；所述框架设置在地面上，所述驱动部设置在所述框架上，所述执行件与所述驱动部相连。

2.如权利要求1所述的型芯卡压装置，其特征在于，所述第二承接臂并排的设有两个。

3.如权利要求1所述的型芯卡压装置，其特征在于，所述第三驱动件和所述第四驱动件上设有防护罩。

4.如权利要求1所述的型芯卡压装置，其特征在于，所述第一承接臂上设有若干所述第一压板，所述第二承接臂的分支上设有若干所述第二压板。

5.如权利要求1所述的型芯卡压装置，其特征在于，所述框架包括立柱、横梁和竖向导轨；所述立柱设有四个，分别设置于地面上；所述横梁跨接在所述立柱之间，且设有顶部横梁和中部横梁；所述竖向导轨设置在所述顶部横梁和中部横梁之间。

6.如权利要求5所述的型芯卡压装置，其特征在于，所述驱动部包括驱动滑块、驱动件和传动件；所述驱动滑块设置在所述竖向导轨上，可沿所述竖向导轨滑动；所述驱动件设置在所述竖向导轨的顶部横杆上，用于驱动所述驱动滑块沿所述竖向导轨滑动；所述传动件设置在所述驱动滑块上，随着驱动滑块沿竖向导轨滑动而上下运动。

7.如权利要求6所述的型芯卡压装置，其特征在于，所述传动件对称的设有两个，两个所述传动件之间设有第二驱动件，所述第二驱动件用于调节两个所述传动件之间的相对距离。

8.如权利要求7所述的型芯卡压装置，其特征在于，所述驱动部设有若干套。

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