CN117020115A - 一种水环式真空泵整体铸造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铸造技术领域，具体为一种水环式真空泵整体铸造工艺，该工艺采用的造型装置包括密封罩、挤压板、液压缸、基板、滑块、光轴、光轴座，每个所述砂箱另一端连接有密封罩，密封罩顶部开设有进料口，所述密封罩内壁与挤压板相互配合，所述挤压板连接在液压缸的输出端，液压缸固定在基板两侧，所述砂箱底部可拆卸安装在滑块上，所述密封罩底部均固定安装在滑块上，且滑块均滑动安装在光轴上，光轴两端均固定安装有光轴座，本发明通过机械结构，可以同时对两个砂箱的内部型砂进行造型，并且在造型结束后可以快速地将两个砂箱拼接固定在一起，解决了铸造工艺中造型效率低下的问题。

Description

一种水环式真空泵整体铸造工艺

技术领域

本发明涉及铸造技术领域，具体为一种水环式真空泵整体铸造工艺。

背景技术

铸造是人类掌握比较早的一种金属热加工工艺，是指将固态金属熔化为液态倒入特定形状的铸型，待其凝固成形的加工方式，而目前铸造水环式真空泵时通常采用砂型铸造工艺，砂型铸造是指在砂型中生产铸件的铸造方法。钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造方法获得。由于砂型铸造所用的造型材料价廉易得，铸型制造简便，对铸件的单件生产、成批生产和大量生产均能适应，一直以来都是铸造生产中的基本工艺。

在水环式真空泵的铸造工艺中，造型是铸造工艺的关键步骤，造型方法又分为手工造型和机器造型，当前一些规模较小的工厂通常采用小型造型机完成造型工序，而目前的小型造型机一次只能同时对单个砂箱进行造型，对单个砂箱造型完毕后，需要手动将砂箱拆下，然后将模具翻面，重新安装空的砂箱并往内部填充型砂再进行另一面的造型，且造型工序结束后，需要人工将两个砂箱搬运拼接固定在一起，效率较低。

为此，提出一种水环式真空泵整体铸造工艺，通过造型装置，可以同时进行两个砂箱对内部型砂的造型，并且造型工序结束后，可以快速且省力地将两个砂箱拼接固定在一起，提高了效率并节省了人力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水环式真空泵整体铸造工艺，通过造型装置，可以同时对两个砂箱的内部型砂进行造型，以解决目前的造型装置只能同时进行单个砂箱的造型、效率较低的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：本发明所述的一种水环式真空泵整体铸造工艺，该工艺包括下述步骤：

S1：将原砂放入混砂机，然后对原砂挤压研磨和揉搓，等待3-5分钟后，再加入添加剂继续旋转将原砂不断翻滚混合，使得原砂与添加剂充分混合，添加剂均匀充分包裹原砂，等待混砂机工作6-12分钟后便形成型砂，将型砂从出料口取出；

S2：将混合好的型砂放入造型装置的进料口，随后启动造型装置从左右两侧方向将型砂压实形成铸件的型腔，然后通过人工拼接固定在一起合型成铸型，等待铸型凝固成型后，将铸型搬运到熔炼炉浇注口；

S3：将熔炼后的合金液体浇注到铸型内，浇注的合金液体通过铸型形成铸件，等待铸件自然冷却到测定温度值200度时，取出进行迅速冷却，待铸件冷却完毕后进行落砂清理铸件上的砂粒后进行简单的加工打磨，然后检验铸件质量后完成。

优选的，所述造型装置包括砂箱、模具、密封罩、挤压板、液压缸、基板、滑块、光轴、光轴座，所述基板两侧内壁均固定安装有液压缸，所述液压缸的输出端均连接有挤压板，所述挤压板均与密封罩内壁相互配合，且密封罩顶部开设有进料口，所述密封罩远离液压缸一端均通过磁吸连接有与密封罩相互配合的砂箱，两个所述砂箱中间安装有模具，且模具两面开设有用于与砂箱相互配合固定的固定槽，每个所述砂箱底部均以可拆卸安装的方式安装在多个滑块上，每个所述密封罩底部均固定安装在多个滑块上，且多个滑块均同时滑动安装在多个光轴上，每个所述光轴两端均固定安装有光轴座，且光轴座底端固定安装在基板上，该造型装置的主要功能是实现两个砂箱的同时造型，提升了工作效率；在开始工作时，首先将两个砂箱和模具固定，密封罩与砂箱拼接固定，并且保证它们之间的密封性，随后从密封罩顶部的进料口灌入混合好的型砂，直至型砂的高度高于砂箱的四分之三处后启动液压缸，两个液压缸推动其输出端固定连接的挤压板同时往中间挤压，将型砂压实在两个砂箱中，在模具的作用下，两个砂箱内的型砂形成铸件的型腔，完成工序后移除固定中间的模具，观察型砂与模具接触处是否存在挤压不紧密的地方，若存在可以进行人工修补，确认无误后将两个砂箱拼接组合在一起形成铸型，取下即可进行下一步工序，密封罩的主要功能是提供一个放置型砂的空间，保证其密封无泄漏，在冲压的过程中型砂不会出现掉落，所以每次加工时只需要从密封罩的进料口中加入计算好的等量的型砂，即可完成加工。

优选的，所述基板上通过焊接固定安装有支撑座，且支撑座中部开设有用于支撑光轴并使光轴穿过的孔，由于砂箱以及内部的型砂和密封罩的重量较大，且光轴只通过在两端安装的光轴座固定，但重力均集中分布在光轴的中部，所以通过支撑座的设计，可以对导轨以及光轴同时起到支撑的作用，防止光轴长时间的受力不均导致变形精度下降甚至断裂，所述支撑座顶部通过螺纹连接固定安装有导轨，所述模具滑动安装在导轨上，所述导轨一端固定安装有用于使模具固定在工作位置的定位装置，该机械结构的设计主要是用于当液压缸带动挤压板从左右两侧挤压完毕，两个砂箱内的型砂已经形成铸件的型腔，此时可以人工拉动两个砂箱向外侧移动少许距离，然后人工推动模具往导轨的另一端移动，随后便可以将两个砂箱拼接固定在一起合型形成铸型，然后从造型装置上取下后便可进行下一步加工，该结构的设计可以快速移除模具，无需每次工序完成后手动拆除模具，再手动安装固定模具。

优选的，所述定位装置包括定位块、磁铁一和磁铁二，所述导轨一端通过焊接固定安装有定位块，所述定位块上通过螺纹连接固定安装有磁铁一，所述模具侧边的下方通过螺纹连接固定安装有与磁铁一相互配合的磁铁二，定位装置的主要作用是能使模具快速定位到指定的工作位置，便于砂箱与模具之间的快速固定，节省了工作时间，当造型装置的造型工序完成时，人工推动使模具通过导轨移动到一侧，此时将拼接在一起形成铸型的两个砂箱从滑块上拆卸下来，再将两个空的砂箱固定安装在滑块上，此时便可以将模具通过导轨人工推动到工作位置，推动到导轨的末端时，限位块会自动挡住模具使其无法继续滑动，然后定位块上固定安装的磁铁一与模具侧边下方固定安装的磁铁二发生磁吸配合，使模具固定到指定位置，此时即可通过人工推动两个空的砂箱与模具接触并通过模具上的凹槽组合固定，组合固定完成后即可进行下一步工序。

优选的，两个所述砂箱外壁上均通过螺纹连接固定安装有多个卡扣，一个砂箱上固定安装的为公扣，另一砂箱上固定安装的为母扣，且两个砂箱通过卡扣之间的相互配合拼接固定，所述模具侧边开设有供卡扣相互配合的凹槽，该结构的设计是用于将两个砂箱快速拼接固定，两个砂箱发生接触即可固定组合形成铸型，在液压机冲压完成后，人工拉动两个砂箱向两侧移动一定距离，然后人工推动使模具通过导轨移动到另一端，此时便可以同时手动推动两个砂箱同时向中间移动直到它们发生接触，与此同时，两个砂箱外壁上固定安装的多个卡扣也同时发生接触配合，一个砂箱上的公扣插入其所对应的另一砂箱上的母扣，插入后完成固定，此时便可以将组合固定好的两个砂箱从滑块上取下，并且可以通过按压公扣两侧解除固定将两个砂箱分离。

优选的，所述挤压板顶壁上安装有多个弹簧扣，且弹簧扣的高度高出密封罩顶壁，弹簧扣一端连接有弹簧，所述密封罩顶壁开设有多个与弹簧扣相互配合的小孔，当液压缸工作完毕时，液压缸带动挤压板收回，挤压板在密封罩内壁移动时，弹簧扣连接弹簧端会受到密封罩的内壁挤压往里收回，当弹簧扣在密封罩内壁移动到小孔位置时，弹簧扣弹出，此时连接弹簧一端会伸出小孔勾住小孔的内壁固定，所以此时密封罩会随着液压缸的输出端缩回同时被带动向外侧收回，当液压缸冲压完毕，此时需要将砂箱和密封罩往两边移动以移除模具，该结构的作用是当液压缸输出端收回时同时带动密封罩往两端收回，需要解除固定时只需要按压弹簧扣一端使其解除固定。另外，在下次加工时，人工推动其与砂箱组合固定，即可进行下一次的加工，该机构提升了效率，节省了时间。

优选的，所述基板在密封罩与砂箱连接处下方均开设有收集槽，所述收集槽内可拆卸安装有收集盒，传统的造型装置的特点是在加工过程中，型砂会向砂箱四周散落，且散落数量过多，当型砂在底部堆积过多时，可能会影响设备的正常运行，而该造型装置在密封套的作用下，型砂不会向砂箱四周散落，只会在冲压完毕后，密封套在弹簧扣的作用下收回与砂箱解除固定时，它们的接口处可能会掉落少量的型砂，所以在基板密封罩与砂箱连接的位置开设了收集槽，槽内可拆卸安装有收集盒，当装置长时间工作后，收集盒内散落的型砂积累到一定程度后，可拆卸收集盒，将收集盒内的型砂重复利用，该机构可以很好地改善加工环境，定时清理收集盒防止型砂在底部堆积过多影响设备的正常运行。

优选的，所述砂箱两侧底部均固定安装有把手，把手的作用是用于当造型装置加工完毕，两个砂箱通过卡扣之间的相互配合组合固定之后，由于砂箱内充满着被压实的型砂，其整体重量较大，把手的设置是便于将两个组合固定的砂箱从底座的凸块上拆卸下来转移到另一地点进行下一步工序。

优选的，所述挤压板侧边通过胶接固定安装有橡胶圈，橡胶圈的作用是当液压机进行冲压时，侧壁的橡胶圈可以保证挤压板与密封罩之间的密封性，可以防止在冲压过程中型砂从挤压板四边泄漏，从而保证了挤压板对型砂的压力，使其成型，与此同时，橡胶圈还可以增大挤压板与密封罩之间的摩擦力，在对型砂进行冲压时，两个挤压板向中间移动，此时橡胶圈对密封罩的摩擦力使密封罩产生向一个砂箱的力，可以使密封罩与砂箱配合更紧密，更不易产生空隙，保证的装置的正常运行。

优选的，所述密封罩的内部容腔体积大于砂箱的内部容腔体积。当液压机在对型砂进行冲压时，最终成型的铸型的密度要大大高于放入进料口时的型砂，所以为了保证型砂在加工时每处均可以被充分压紧，需要每次加工都加入比形成铸型需要的稍多数量的型砂，为此设置了密封罩的内部体积大于砂箱的内部体积，在每次进行造型工序进行之前，从进料口加入大量的型砂，使型砂在密封罩和砂箱的内部密闭容腔中达到足够的高度，以保证在冲压过程中，型砂通过挤压板的挤压能够将砂箱内部容腔的顶部填满，并且在每次冲压结束时始终在密封罩内部保持多出少量的型砂，以保证砂箱内每一处都能被均匀充分填满并压紧。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、现有的造型工艺只能同时进行单个砂箱的造型，并且操作步骤繁琐，需要不断搬运砂箱，操作机器使模型翻转，本发明提供的造型装置可以同时进行两个砂箱对内部型砂的造型，并且减少了操作步骤，提升了工序的效率。

2、现有的造型工艺，在对两个砂箱完成造型工序时，需要依次将砂箱搬运到指定位置，通过人工将两个砂箱对准拼接组合在一起，比较耗费人力，本发明通过机械结构，可以快速且准确地将两个砂箱拼接固定在一起，既节省了人力，又保证了组装精度。

3、现有的造型工艺在加工过程中，型砂会向砂箱四周大量散落，当型砂在底部堆积过多时，可能会影响设备的正常运行，本发明通过结构的设计，只会在特定位置掉落少量的型砂，且通过收集盒可以将散落的型砂定期收集，防止型砂在底部堆积过多影响设备的正常运行。

附图说明

图1为本发明实施例一的整体结构示意图；

图2为本发明图1中A部分的局部结构图；

图3为本发明图1中B部分的局部结构图；

图4为本发明实施例一的正视图；

图5为本发明实施例一加工结束后的结构示意图；

图6为本发明实施例一合并沙箱的结构示意图；

图7为本发明图6中C部分的局部结构图；

图8为本发明实施例二的基板、导轨和收集盒的配合关系示意图。

图中：1、砂箱；2、模具；3、密封罩；4、挤压板；5、液压缸；6、基板；7、滑块；8、光轴；9、光轴座；10、支撑座；11、导轨；12、定位块；13、磁铁一；14、磁铁二；15、卡扣；16、弹簧扣；17、收集盒；18、把手。

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。

实施例一，请参阅图1至图7，该实施例为造型装置正常进行造型工序的工作情况，具体如下：

一种水环式真空泵整体铸造工艺，包括下述步骤：

S1：将原砂放入混砂机，然后对原砂挤压研磨和揉搓，等待3-5分钟后，再加入添加剂继续旋转将原砂不断翻滚混合，使得原砂与添加剂充分混合，添加剂均匀充分包裹原砂，等待混砂机工作6-12分钟后便形成型砂，将型砂从出料口取出；

S2：通过在模具2两面开设的凹槽将两个砂箱1固定在模具2两面，将混合好的型砂放入造型装置的进料口，随后启动造型装置从左右两侧方向将型砂压实在两个砂箱1中，在模具2的作用下，两个砂箱1内的型砂形成铸件的型腔，将模具2从中间移除后，将两个砂箱1快速拼接固定在一起合型形成铸型，等待铸型凝固成型后，将铸型搬运到熔炼炉浇注口；

S3：将熔炼后的合金液体浇注到铸型内，浇注的合金液体通过铸型形成铸件，等待铸件自然冷却到测定温度值200度时，取出进行迅速冷却，待铸件冷却完毕后进行落砂清理铸件上的砂粒后进行简单的加工打磨，然后检验铸件质量后完成。

造型装置包括砂箱1、模具2、密封罩3、挤压板4、液压缸5、基板6、滑块7、光轴8、光轴座9，基板6两侧内壁均固定安装有液压缸5，液压缸5的输出端均连接有挤压板4，挤压板4均与密封罩3内壁相互配合，且密封罩3顶部开设有进料口，密封罩3远离液压缸一端均通过磁吸连接有与密封罩3相互配合的砂箱1，两个砂箱1中间安装有模具2，且模具2两面开设有用于与砂箱1相互配合固定的固定槽，每个砂箱1底部均以可拆卸安装的方式安装在多个滑块7上，每个密封罩3底部均固定安装在多个滑块7上，且多个滑块7均同时滑动安装在多个光轴8上，每个光轴8两端均固定安装有光轴座9，且光轴座9底端固定安装在基板6上。

基板6上通过焊接固定安装有支撑座10，且支撑座10中部开设有用于支撑光轴8并使光轴8穿过的孔，支撑座10顶部通过螺纹连接固定安装有导轨11，模具2滑动安装在导轨11上，导轨11一端固定安装有用于使模具2固定在工作位置的定位装置，定位装置包括定位块12、磁铁一13和磁铁二14，导轨11一端通过焊接固定安装有定位块12，定位块12上通过螺纹连接固定安装有磁铁一13，模具2侧边的下方通过螺纹连接固定安装有与磁铁一13相互配合的磁铁二14，两个砂箱1外壁上均通过螺纹连接固定安装有多个卡扣15，一个砂箱1上固定安装的为公扣，另一砂箱1上固定安装的为母扣，且两个砂箱1通过卡扣15之间的相互配合拼接固定，模具2侧边开设有与卡扣15相互配合的凹槽，挤压板4顶壁上安装有多个弹簧扣16，密封罩3顶壁开设有多个与弹簧扣16相互配合的小孔，砂箱1两侧底部均固定安装有把手18，挤压板4侧边固定安装有橡胶圈，密封罩3的内部容腔体积大于砂箱1的内部容腔体积。。

开始工作时，将首先将两个砂箱1和模具2固定，密封罩3与砂箱1拼接固定，并且保证它们之间的密封性，随后从密封罩3顶部的进料口灌入混合好的型砂，启动液压缸5，两个液压缸5推动其输出端固定连接的挤压板4同时往中间挤压，液压缸5冲压完毕将型砂压实在两个砂箱1中，在模具2的作用下，两个砂箱1内的型砂已经形成铸件的型腔，随后液压缸5输出端收回,挤压板4在密封罩3内壁向两端移动，弹簧扣16连接弹簧端会受到密封罩3的内壁挤压往里收回，当弹簧扣16在密封罩3内壁移动到小孔位置时，弹簧扣16弹出，密封罩3会随着液压缸5的输出端缩回同时被带动向外侧收回，此时推动两个砂箱向外侧移动少许距离，然后推动模具2往导轨11的另一端移动，同时推动两个砂箱同时向中间移动直到它们发生接触，与此同时两个砂箱1外壁上固定安装的多个卡扣15也同时发生接触配合，一个砂箱1上的公扣插入其所对应的另一砂箱1上的母扣，插入后完成组合固定，此时将拼接在一起形成铸型的两个砂箱1通过把手18从滑块7上拆卸下来，将型砂组合成的铸型倒出后即可通过按压公扣两侧解除固定，此时便可以将两个砂箱1分离，然后分别将两个空的砂箱1固定安装在滑块7上，此时将模具2通过导轨11推动到工作位置，推动到导轨11的末端时，限位块会自动挡住模具2使其无法继续滑动，然后定位块12上固定安装的磁铁一13与模具2侧边下方固定安装的磁铁二14发生磁吸配合，使模具2固定到指定工作位置，再次将两个砂箱与模具2的两面固定，密封罩3与砂箱1拼接固定即可重复上述步骤。

实施例二，请参阅图8，该实施例为型砂在收集盒17内积累过多时清理收集盒17的情况，具体如下：

基板在密封罩3与砂箱1连接处下方均开设有收集槽，收集槽内可拆卸安装有收集盒17，在日常工作时，密封套在弹簧扣16的作用下收回与砂箱1解除固定，它们的接口处可能会掉落少量型砂，掉落的型砂恰好落在收集槽的收集盒17内部，当装置长时间运行工作后，收集盒17内散落的型砂积累到一定程度会高出基板，此时若不及时清理会导致型砂在底部堆积过多影响设备的正常运行，当收集盒17内散落的型砂积累到一定程度高出基板，此时人工将收集槽内的收集盒17取出，将收集盒17内的型砂重新倒入混砂机进行再次利用，将其制成型砂二次加工，避免浪费。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种水环式真空泵整体铸造工艺，其特征在于：该工艺包括下述步骤：

S1：将原砂放入混砂机，然后对原砂挤压研磨和揉搓，等待3-5分钟后，再加入添加剂继续旋转将原砂不断翻滚混合，使得原砂与添加剂充分混合，添加剂均匀充分包裹原砂，等待混砂机工作6-12分钟后便形成型砂，将型砂从出料口取出；

S2：将混合好的型砂放入造型装置的进料口，随后启动造型装置从左右两侧方向将型砂压实形成铸件的型腔，然后通过人工拼接固定在一起合型成铸型，等待铸型凝固成型后，将铸型搬运到熔炼炉浇注口；

S3：将熔炼后的合金液体浇注到铸型内，浇注的合金液体通过铸型形成铸件，等待铸件自然冷却到测定温度值200度时，取出进行迅速冷却，待铸件冷却完毕后进行落砂清理铸件上的砂粒后进行简单的加工打磨，然后检验铸件质量后完成。

2.根据权利要求1所述的一种水环式真空泵整体铸造工艺，其特征在于：所述造型装置包括砂箱(1)、模具(2)、密封罩(3)、挤压板(4)、液压缸(5)、基板(6)、滑块(7)、光轴(8)、光轴座(9)，所述基板(6)两侧内壁均固定安装有液压缸(5)，所述液压缸(5)的输出端均连接有挤压板(4)，所述挤压板(4)均与密封罩(3)内壁相互配合，且密封罩(3)顶部开设有进料口，所述密封罩(3)远离液压缸一端均通过磁吸连接有与密封罩(3)相互配合的砂箱(1)，两个所述砂箱(1)之间安装有模具(2)，且模具(2)两面开设有用于与砂箱(1)相互配合固定的固定槽，所述基板(6)上固定安装有多个光轴座(9)，两个所述光轴座(9)之间固定安装有光轴(8)，所述光轴(8)外表面滑动套接有多个滑块(7)，所述滑块(7)顶部可拆卸安装有砂箱(1)，所述滑块(7)顶部固定安装有密封罩(3)。

3.根据权利要求2所述的一种水环式真空泵整体铸造工艺，其特征在于：所述基板(6)上固定安装有支撑座(10)，且支撑座(10)中部开设有用于支撑光轴(8)并使光轴(8)穿过的孔，所述支撑座(10)顶部固定安装有导轨(11)，所述模具(2)滑动安装在导轨(11)上，所述导轨(11)一端固定安装有用于使模具(2)固定在工作位置的定位装置。

4.根据权利要求3所述的一种水环式真空泵整体铸造工艺，其特征在于：所述定位装置包括定位块(12)、磁铁一(13)和磁铁二(14)，所述导轨(11)一端固定安装有定位块(12)，所述定位块(12)上固定安装有磁铁一(13)，所述模具(2)侧边的下方固定安装有与磁铁一(13)相互配合的磁铁二(14)。

5.根据权利要求1所述的一种水环式真空泵整体铸造工艺，其特征在于：每个所述砂箱(1)外壁上均固定安装有多个卡扣(15)，且两个砂箱(1)通过卡扣(15)之间相互配合拼接固定，所述模具(2)侧边开设有与卡扣(15)相互配合的凹槽。

6.根据权利要求2所述的一种水环式真空泵整体铸造工艺，其特征在于：所述挤压板(4)顶壁上安装有多个弹簧扣(16)，所述密封罩(3)顶壁开设有多个与弹簧扣(16)相互配合的小孔。

7.根据权利要求2所述的一种水环式真空泵整体铸造工艺，其特征在于：所述基板(6)在密封罩(3)与砂箱(1)连接处下方均开设有收集槽，所述收集槽内可拆卸安装有收集盒(17)。

8.根据权利要求1所述的一种水环式真空泵整体铸造工艺，其特征在于：所述砂箱(1)两侧底部均固定安装有把手(18)。

9.根据权利要求2所述的一种水环式真空泵整体铸造工艺，其特征在于：所述挤压板(4)侧边固定安装有橡胶圈。

10.根据权利要求2所述的一种水环式真空泵整体铸造工艺，其特征在于：所述密封罩(3)的内部容腔体积大于砂箱(1)的内部容腔体积。