CN114309560A - 一种熔融金属加注设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于金属铸造技术领域，具体的说是一种熔融金属加注设备，包括控制器、工作台和砂箱，工作台上端的两侧均固定有安装架，该金属加注设备还包括：伸缩机构，所述伸缩机构分别设置在每个安装架上；每个所述伸缩机构远离安装架的一端均设置有夹紧机构；夹紧机构用于固定沙箱；脱模是流水线加注过程中的一环；本发明解决了现有的在加注过程中加注设备内剩余的熔融金属量会影响加注过程中的精确度，同时脱模的环节，利用机构将铸件顶出，容易造成铸件的表面出现划痕，加大了后续处理加工的难度的问题。

Description

一种熔融金属加注设备

技术领域

本发明属于金属铸造技术领域，具体的说是一种熔融金属加注设备。

背景技术

砂模铸造是金属加注中应用广泛的铸造形式，正如名称所示，就是用砂子制造铸模。 砂模铸造需要在填满砂子的砂箱中放入成品零件模型或木制模型，然后在模样周围填满砂 子，开箱取出模样以后砂子形成铸模。为了在浇铸金属之前取出模型，砂箱应做成上下两 个或更多个部分；在砂箱制作过程中，必须留出向铸模内浇铸金属的孔和排气孔，合成浇 注系统。浇注金属液体以后保持适当时间，一直到金属凝固便可取出铸件。工厂内的金属 加注设备为流水线生产，包括金属熔融、金属浇注和脱模等一系列过程。

在从砂箱中取出铸件的过程中存在一些难点：脱模时通常使用顶出机构将铸件顶出， 顶出时冲击力较大，容易使上下砂箱之间发生错位，导致铸件表面受到磕碰；由于与铸件 接触的砂子会对其产生粘附力，因此往往无法一次性将铸件从砂箱中取出，在多次往复顶 出过程中，铸件表面受到多次摩擦，易出现划痕。磕碰与摩擦会影响铸件成品质量，增加了后续对铸件表面进行处理的难度。

现有的流水线生产的加注设备,加注设备将熔融金属加注到砂箱中，在加注过程中加 注设备内剩余的熔融金属量会影响加注过程中的精确度，同时砂箱作为加注金属的载体， 在砂箱脱模的过程中，利用机构将铸件顶出，容易造成铸件的表面出现划痕，加大了后续 处理加工的难度；基于此，本发明设计了一种熔融金属加注设备，以解决上述现有技术中 存在的技术问题。

发明内容

为了弥补不足，解决在加注结束之后对铸件进行脱模的过程中，利用机构将铸件顶出， 容易造成铸件的表面出现划痕，加大了后续处理加工的难度的问题，本发明提出了一种熔 融金属加注设备。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种熔融金属加注设备， 包括控制器、工作台和砂箱，工作台上端的两侧均固定有安装架，该金属加注设备还包括：

伸缩机构，所述伸缩机构分别设置在每个安装架上；每个所述伸缩机构远离安装架的 一端均设置有夹紧机构；夹紧机构用于固定砂箱。

优选的，夹紧机构包括：

夹板，所述夹板靠近所述伸缩机构的一侧与所述伸缩机构铰接；

驱动马达，所述驱动马达的驱动端与夹板的铰接的固连。

优选的，所述夹板为“C”型筒状，夹板与砂箱接触的一端为平面，所述夹板平面的一端设置有弹性材料。

优选的，所述夹板平面的一端的弹性材料为硅橡胶板。

优选的，所述弹性材料与夹板之间设置有压缩弹簧。

优选的，所述伸缩机构靠近安装架的一端与驱动电机的驱动端固连；驱动电机的安装 端与安装架固连。

优选的，该金属加注设备还包括：

过滤网，所述过滤网设置在工作台的上端；工作台的下端设置有回收框；

滑动板，两个所述滑动板分别固连在过滤网与安装架垂直方向的两侧；两个所述滑动 板与工作台相邻的边角铰接在工作台上；所述滑动板上均开设有倒“T”型的滑槽；

滑块，所述滑块与所述滑槽的下端滑动连接；所述滑块的上端固连有复位弹簧，所述 复位弹簧的上端与夹板的下端固连；所述夹板与伸缩机构在竖直方向上铰接；

排齿；所述排齿均匀设置在滑槽上端靠近过滤网的一侧；所述滑块朝向排齿的一侧与 排齿相对应的位置固连有拨片。

优选的，所述回收框的上端设置有二层滤网，所述滑动板的下端固连有传动柱，所述 传动柱的下端与二层滤网固连。

优选的，所述二层滤网倾斜于工作台设置。

优选的，所述回收框底部设置有一排碾压辊，回收框底部倾斜设置，回收框底部的倾 斜方向与二层滤网相反。

本发明的有益效果如下：

1.本发明所述的一种熔融金属加注设备，相比于传统的技术方案，本发明因为设置了 伸缩机构和夹紧机构；在脱模的过程中，通过将砂箱分离，使得型砂和铸件脱离砂箱，再 从分散的型砂中取出铸件，保证铸件的表面不被破坏，增强了金属加注设备的加注效果。

2.本发明所述的一种熔融金属加注设备，通过设置压缩弹簧，在夹板转动的过程中， 弹性材料被挤压，同时使得压缩弹簧被挤压，使得压缩弹簧被压缩之后想要释放弹性势能 的力对砂箱进行抵紧，使得夹板与砂箱之间结合的更加紧密；增强了金属加注设备的加注 效果。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的立体图；

图2是图1中A处的局部放大图；

图3是图1中B处的局部放大图；

图中：1、工作台；2、安装架；3、伸缩机构；41、夹板；42、驱动马达；43、弹性 材料；5、压缩弹簧；6、驱动电机；7、过滤网；8、回收框；9、传动柱；10、二层滤网； 11、碾压辊；12、滑动板；13、滑槽；14、滑块；15、排齿；16、复位弹簧；17、拨片。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合 具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1至图3所示，本发明所述的一种熔融金属加注设备，包括控制器、工作台1和砂箱，工作台1上端的两侧均固定有安装架2，该金属加注设备还包括：

伸缩机构3，所述伸缩机构3分别设置在每个安装架2上；每个所述伸缩机构3远离安装架2的一端均设置有夹紧机构；夹紧机构用于固定砂箱；

工作时，在加注过程中加注设备内的剩余的熔融金属的量会影响加注过程中的精确 度，同时砂箱脱模的环节，利用构件将铸件顶出，容易造成铸件的表面出现划痕，加大了后续处理加工的难度；

因此本发明通过在熔融金属的加注过程中，先通过机械手将砂箱放置在两个夹紧机构 之间，再通过控制器先控制伸缩机构3伸长带动夹紧机构分别移动到砂箱两个半箱的位置， 再控制夹紧机构移动，使得夹紧机构分别将砂箱的两个半箱夹紧固定；夹紧机构先将砂箱 固定住，加注设备位于工作台1与安装架2平行的一侧，加注设备经过砂箱，向砂箱内浇 注金属溶液；在向砂箱内浇注金属之前，可以通过控制伸缩机构3的长度来调整砂箱与加 注设备之间的距离，使得在加注的过程中能够更加灵活的调整砂箱的位置，提高加注过程 的准确性和加注的均匀性；同时在加注完成之后，砂箱经过冷却一段时间；再通过控制伸 缩机构3收缩，伸缩机构3可采用电动伸缩杆，使得砂箱的两个半箱朝相反的方向移动， 砂箱内的型砂脱离箱体掉落在工作台1上，再将工作台1上的铸件从型砂中取出；

本发明因为设置了伸缩机构3和夹紧机构；在加注的过程中能够更加灵活的调整砂箱 的位置，提高加注过程的准确性和加注的均匀性；同时在脱模的过程中，通过将砂箱分离， 使得型砂和铸件脱离砂箱，再从分散的型砂中取出铸件，保证铸件的表面不被破坏，保障 了金属加注铸件的完整性。

作为本发明的一种实施方式，夹紧机构包括：

夹板41，所述夹板41靠近所述伸缩机构3的一侧与所述伸缩机构3铰接；

驱动马达42，所述驱动马达42的驱动端与夹板41的铰接端固连；工作时，本发明通过控制器控制驱动马达42转动，带动夹板41转动，使得夹板41的一侧抵住砂箱；当位 于同一侧的夹板41均将砂箱抵住固定后，再通过加注设备向砂箱中加注熔融金属；待冷 却之后，控制器控制伸缩机构3收缩，带动夹板41来带动砂箱的两个半箱分离，使得型 砂和铸件脱离砂箱；保障了金属加注铸件的完整性。

作为本发明的一种实施方式，所述夹板41为“C”型筒状，夹板41与砂箱接触的一端为平面，所述夹板41平面的一端设置有弹性材料43；工作时，本发明通过驱动马达42 驱动夹板41的一端转动，当夹板41与砂箱接触的一端转动为平行的过程中，弹性材料43 被砂箱挤压为平面状，使得夹板41抵住砂箱；通过设置一个平面和弹性材料43，使得夹 板41与砂箱接触的更加紧密；保障了金属加注铸件的完整性。

作为本发明的一种实施方式，所述夹板41平面的一端的弹性材料43为硅橡胶板；工 作时，本发明通过设置硅橡胶板，硅橡胶板的摩擦力系数大，使得夹板41与砂箱之间的静摩擦力大，从而结合的更加紧密；同时硅橡胶的耐热性能突出，使得能够在高温环境下的金属加注线上长时间工作；保障了金属加注铸件的完整性。

作为本发明的一种实施方式，所述弹性材料43与夹板41之间设置有压缩弹簧5；工作时，本发明通过设置压缩弹簧5，由于压缩弹簧5的弹性系数大于硅橡胶的弹性系数， 所以在同等挤压力的作用下，压缩弹簧5的弹性势能大于硅橡胶的弹性势能；在夹板41 转动的过程中，弹性材料43被挤压，同时使得压缩弹簧5被挤压，使得压缩弹簧5被压 缩之后想要释放弹性势能的力对砂箱进行抵紧，使得夹板41与砂箱之间结合的更加紧密； 同时在伸缩机构3带动夹板41来带动两个半箱分离的过程中，压缩弹簧5朝向与两个半 箱移动方向轻微弯曲，产生了恢复朝向分离方向的弹性势能，使得砂箱在与型砂脱离时更 加缓和，避免型砂与砂箱之间产生较大的刮擦和型砂掉落到工作台1上时产生较大的冲撞； 保障了金属加注铸件的完整性。

作为本发明的一种实施方式，所述伸缩机构3靠近安装架2的一端与驱动电机6的驱 动端固连；驱动电机6的安装端与安装架2固连；工作时，本发明通过在将两个半箱之间脱离之后，控制器控制驱动电机6转动，带动两个半箱转动，使得两个半箱倾斜，从而在 两个半箱侧面的型砂能够掉落的更加彻底；随后驱动电机6继续转动，带动两个半箱分别 转动到安装架2的另一侧，控制器控制夹紧机构脱离两个半箱，两个半箱再随着安装架2 旁的传输机构进入下一工作流程；机械手再将装好的砂箱放置在夹紧机构之间，再进行加 注、冷却和脱模过程，依次往复；增强了金属加注铸件过程的整体流畅性。

作为本发明的一种实施方式，该金属加注设备还包括：

过滤网7，所述过滤网7设置在工作台1的上端；工作台1的下端设置有回收框8；

滑动板12，两个所述滑动板12分别固连在过滤网7与安装架2垂直方向的两侧；两个所述滑动板12与工作台1相邻的边角铰接在工作台1上；所述滑动板12上均开设有倒 “T”型的滑槽13；

滑块14，所述滑块14与所述滑槽13的下端滑动连接；所述滑块14的上端固连有复位弹簧16，所述复位弹簧16的上端与夹板41的下端固连；所述夹板41与伸缩机构3在 竖直方向上铰接；

排齿15；所述排齿15均匀设置在滑槽13上端靠近过滤网7的一侧；所述滑块14朝向排齿15的一侧与排齿相对应的位置固连有拨片17；工作时，本发明通过加注设备在脱 模的过程中，先通过驱动马达42驱动安装架2同一侧的两个夹板41相向转动，使得夹板 41将砂箱的两个半箱夹紧；之后伸缩机构3带动过滤网7两侧的夹板41相背移动，夹板 41带动复位弹簧16、滑块14和拨片17沿着滑槽13移动，在拨片17移动的过程中拨动 排齿15，使得滑动板12和过滤网7产生振动，将型砂震散通过过滤网7掉落到回收框8 内进行旧砂回收，从而型砂与铸件分离的更加彻底，能够更加容易的将铸件取出；同一滑 动板12上与两个夹板41相对应的两部分的排齿15设置为凸起的朝向相反，且排齿15倾 斜朝向滑动板12的中心；当两个夹板41相向移动时，拨片17顺着弧形的方向拨动，当 两个夹板41相背移动时，拨片17逆着弧形的方向拨动，能够使得过滤网7的振动效果更 好；同时在滑动板12振动通过复位弹簧16传递到到夹板41上，使得夹板41在竖直方向 上小范围的抖动，从而砂箱与型砂之间产生空隙，砂箱更好的与型砂脱离；在驱动电机6 带动两个半箱转动到倾斜状态时，通过复位弹簧16将振动传递到夹板41上，使得两个半 箱内侧壁附着的型砂掉落的更加彻底，简化了下一步装砂之前的清理工作；增强了金属加 注铸件过程的整体流畅性。

作为本发明的一种实施方式，所述回收框8的上端设置有二层滤网10，所述滑动板12的下端固连有传动柱9，所述传动柱9的下端与二层滤网10固连；工作时，本发明通 过型砂从过滤网7掉落至回收框8时经过二层滤网10，二层滤网10的孔径略大于型砂颗 粒的直径，小于金属残留物的直径，使得金属残留物被二层滤网10截取；增强了金属加 注铸件过程中的旧砂回收的利用率；同时在夹板41来回移动的过程中，带动滑动板12振 动，再通过传动柱9将振动传递到二层滤网10上，使得二层滤网过滤的效果更好。

作为本发明的一种实施方式，所述二层滤网10倾斜于工作台1设置；工作时，本发明通过将二层滤网10倾斜设置，使得振动电机9在带动二层滤网10振动时，型砂经过二 层滤网10落入回收框8内，金属残留物随着振动移动到二层滤网10高度较低的一端，使 得金属残留物能够更加轻易的取出；增强了金属加注铸件过程的整体流畅性。

作为本发明的一种实施方式，所述回收框8底部设置有一排碾压辊11，回收框8底部 倾斜设置，回收框8底部的倾斜方向与二层滤网10相反；工作时，本发明通过型砂在进入回收框8时，掉落在碾压辊11上，碾压辊11转动去除旧砂表面的粘土和煤粉等粉尘， 再随着回收框8倾斜的方向一步一步脱离回收框8，之后进入下一步骤与旧砂按照一定比 例混合使用；增强了金属加注铸件过程中的旧砂回收的利用。

具体工作流程如下：

本发明通过在加注的过程中，先通过机械手或人工将砂箱放置在两个夹紧机构之间， 再通过控制器先控制伸缩机构3伸长带动夹紧机构分别移动到砂箱两个半箱的位置，再控 制夹紧机构移动，使得夹紧机构分别将砂箱的两个半箱夹紧固定；夹紧机构先将砂箱固定 住，加注机经过砂箱，向砂箱内浇注金属溶液；在向砂箱内浇注金属之前，可以通过控制 伸缩机构3的长度来调整砂箱与加注机之间的距离，提高加注过程的准确性；在加注完成 之后，砂箱经过冷却一段时间；再通过控制伸缩机构3收缩，伸缩机构3可采用电动伸缩杆，使得砂箱的两个半箱朝相反的方向移动，砂箱内的型砂脱离箱体掉落在工作台1上， 再将工作台1上的铸件从型砂中取出；通过控制器控制驱动马达42转动，带动夹板41转 动，使得夹板41的一侧抵住砂箱；当位于同一侧的夹板41均将砂箱抵住固定后，控制器 控制伸缩机构3收缩，带动夹板41来带动砂箱的两个半箱分离，使得型砂和铸件脱离砂 箱；通过驱动马达42驱动夹板41的一端转动，当夹板41与砂箱接触的一端转动为平行 的过程中，弹性材料43被砂箱挤压为平面状，使得夹板41抵住砂箱；通过设置一个平面 和弹性材料43，使得夹板41与砂箱接触的更加紧密；通过设置硅橡胶板，硅橡胶板的摩 擦力系数大，使得夹板41与砂箱之间的静摩擦力大，从而结合的更加紧密；通过设置压 缩弹簧5，在夹板41转动的过程中，弹性材料43被挤压，同时使得压缩弹簧5被挤压， 使得压缩弹簧5被压缩之后想要释放弹性势能的力对砂箱进行抵紧，使得夹板41与砂箱 之间结合的更加紧密；通过在将两个半箱之间脱离之后，控制器控制驱动电机6转动，带 动两个半箱转动，使得两个半箱倾斜，从而在两个半箱侧面的型砂能够掉落的更加彻底； 随后驱动电机6继续转动，带动两个半箱分别转动到安装架2的另一侧，再随着安装架2 旁的传输机构进入下一工作流程；伸缩机构3带动两个夹板41相背移动，夹板41带动复 位弹簧16、滑块14和拨片17沿着滑槽13移动，在拨片17移动的过程中拨动排齿15， 使得滑动板12和过滤网7产生振动，将型砂震散通过过滤网7掉落到回收框8内进行旧 砂回收，从而型砂与铸件分离的更加彻底，能够更加容易的将铸件取出；同时在滑动板12 振动通过复位弹簧16传递到到夹板41上，使得夹板41在竖直方向上小范围的抖动，从 而砂箱与型砂之间产生空隙，砂箱更好的与型砂脱离；在驱动电机6带动两个半箱转动到 倾斜状态时，通过复位弹簧16将振动传递到夹板41上，使得两个半箱内侧壁附着的型砂 掉落的更加彻底，简化了下一步装砂之前的清理工作；增强了金属加注铸件过程的整体流 畅性；通过型砂从过滤网7掉落至回收框8时经过二层滤网10，二层滤网10的孔径略大 于型砂颗粒的直径，小于金属残留物的直径，使得金属残留物被二层滤网10截取；同时 在夹板41来回移动的过程中，带动滑动板12振动，再通过传动柱9将振动传递到二层滤 网10上，使得二层滤网过滤的效果更好；通过型砂在进入回收框8时，掉落在碾压辊11 上，碾压辊11转动去除旧砂表面的粘土和煤粉等粉尘，再随着回收框8倾斜的方向一步 一步脱离回收框8，之后进入下一步骤与旧砂按照一定比例混合使用。

为验证本发明的实际应用效果，作出以下实验：

1.试验设计

选取四组加注成型的铸件，每组包括四个在加注过程中需要脱模的砂箱和铸件，每组 分别选取同一生产线同一批的铸件；C、D三组使用现有的脱模方式进行脱模并进行后续的 加工处理，A、B两组使用本发明进行脱模并进行后续的加工处理；后续加工处理所用的时 间与铸件的损伤程度成正比。

2.实验结果处理

分别统计四组在脱模时所需的时间，和后续进行加工处理所需的时间。

3.实验结果

脱模时间：

后续处理时间：

根据上表和统计数据可以看出在前期的砂箱脱模时间上四组结果无较大差异，在后续 处理时间上C、D两组所用时间明显多于A、B两组，A、B两组在后续处理上所耗时间减少数十秒；

综上，现有技术的加注设备在砂箱脱模过程中对铸件的损伤明显对后续进行表面打磨 的处理加工过程造成影响；本发明的加注设备在砂箱脱模过程中对铸件后续加工处理的保 护明显优于现有技术；

上述前、后、左、右、上、下按照人物观察视角为标准，装置面对观察者的一面定义为前，观察者左侧定义为左，依次类推。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位 置关系为基于附图1所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不 是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不 能理解为对本发明保护范围的限制。

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 (10)

1.一种熔融金属加注设备，包括控制器、工作台(1)和砂箱，工作台(1)上端的两侧均固定有安装架(2)，其特征在于：该金属加注设备还包括：

伸缩机构(3)，所述伸缩机构(3)分别设置在每个安装架(2)上；每个所述伸缩机构(3)远离安装架(2)的一端均设置有夹紧机构；夹紧机构用于固定沙箱。

2.根据权利要求1所述的一种熔融金属加注设备，其特征在于：夹紧机构包括：

夹板(41)，所述夹板(41)靠近所述伸缩机构(3)的一侧与所述伸缩机构(3)铰接；

驱动马达(42)，所述驱动马达(42)的驱动端与夹板(41)的铰接的固连。

3.根据权利要求2所述的一种熔融金属加注设备，其特征在于：所述夹板(41)为“C”型筒状，夹板(41)与沙箱接触的一端为平面，所述夹板(41)平面的一端设置有弹性材料(43)。

4.根据权利要求3所述的一种熔融金属加注设备，其特征在于：所述夹板(41)平面的一端的弹性材料(43)为硅橡胶板。

5.根据权利要求4所述的一种熔融金属加注设备，其特征在于：所述弹性材料(43)与夹板(41)之间设置有压缩弹簧(5)。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的一种熔融金属加注设备，其特征在于：所述伸缩机构(3)靠近安装架(2)的一端与驱动电机(6)的驱动端固连；驱动电机(6)的安装端与安装架(2)固连。

7.根据权利要求6所述的一种熔融金属加注设备，其特征在于：该金属加注设备还包括：

过滤网(7)，所述过滤网(7)设置在工作台(1)的上端；工作台(1)的下端设置有回收框(8)；

滑动板(12)，两个所述滑动板(12)分别固连在过滤网(7)与安装架(2)垂直方向的两侧；两个所述滑动板(12)与工作台(1)相邻的边角铰接在工作台(1)上；所述滑动板(12)上均开设有倒“T”型的滑槽(13)；

滑块(14)，所述滑块(14)与所述滑槽(13)的下端滑动连接；所述滑块(14)的上端固连有复位弹簧(16)，所述复位弹簧(16)的上端与夹板(41)的下端固连；所述夹板(41)与伸缩机构(3)在竖直方向上铰接；

排齿(15)；所述排齿(15)均匀设置在滑槽(13)上端靠近过滤网(7)的一侧；所述滑块(14)朝向排齿(15)的一侧与排齿相对应的位置固连有拨片(17)。

8.根据权利要求7所述的一种熔融金属加注设备，其特征在于：所述回收框(8)的上端设置有二层滤网(10)，所述滑动板(12)的下端固连有传动柱(9)，所述传动柱(9)的下端与二层滤网(10)固连。

9.根据权利要求8所述的一种熔融金属加注设备，其特征在于：所述二层滤网(10)倾斜于工作台(1)设置。

10.根据权利要求7-9中任意一项所述的一种熔融金属加注设备，其特征在于：所述回收框(8)底部设置有一排碾压辊(11)，回收框(8)底部倾斜设置，回收框(8)底部的倾斜方向与二层滤网(10)相反。

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