CN1256981A - 湿砂型自动振动造型机 - Google Patents

Abstract

在湿砂型自动振动造型机中,砂箱的湿砂借助压缩空气弹簧伸张的加压力、振动头上的振动马达的振动力,以及通过下框架、升降缸以及升降台而从上框架传给模板的振动而压缩成型。

Description

湿砂型自动振动造型机

本发明涉及铸件用的湿砂型自动造型机。

过去，作为这种铸件用的湿砂型造型机，大致分别地使用震实方式、压实方式和喷气方式。

震实方式是这样的，它具有传统类型的湿砂型造型机的基本结构并且由这样的机构构成，即，在装于造型机台上的模型上的砂箱中填入型砂，给设置在台下的气缸送入压缩空气，在使与台成一体的活塞上浮而提升台面之后，在一定高度上通过排出空气而使台面自由下落，所述机构在台面与气缸冲撞的情况下利用型砂本身惯性将砂箱中的型砂封入下方的模型中。

压实造型机是由这样的机构构成，即，它利用气缸的气压或油压缸(取而代之也可使用隔膜)从上面将砂箱中的型砂压入或者将比砂箱内尺寸小的压板压入砂箱(缸及压板有许多个)。

或者，通过气压或油压压实缸使之朝着固定在砂箱上方的压板地将型砂填入模型上的砂箱与缸上部的台子一起上升地设有压入机构。

气压压实方式是在砂箱内模板与压板的空间中利用气流填砂的方法，它有吹气压入方式和减压吸引方式。

作为上述现有的湿砂型造型机，使用了组合了合模用主要机构和将夹紧的砂箱与模型分开的起模机构(从固定模型中上拔出砂型的方式的脱模杆，从固定砂型中下拔出模型的方式的模板拉杆)，并且使用砂箱造型方式与将砂箱放在造型机内的方式等的许多种造型机。

在只具有震实式和压实式功能的造型机中，在模型上使用了上下两面型的配合板并使用锥形起模架，首先制造下型再反转，然后制造上型，起模也可以手工进行。

此时，相应于操作者熟练程度而增减人手，有也能对付复杂模型的优点。同时用手反转上下砂箱，起模，用手夹持砂箱和模型地升高等，有在造型中需要劳力的缺点。因此，使用这样的机种的熟练工人每年都在减少。除了人只能用手夹持小型砂箱的局限之外，震实动作因台子下落冲击而发出金属冲击噪音和震动，在存在着损坏台子的现象的同时，也存在造型机通过地面向人体传播振动的工作环境问题。

在震实方式与压实方式的功能中，尽管保持了脱模杆(或模板拉杆)的起模机能，手持砂箱的情况不适用于中等物品以上，无法进行起模。因此，一般大多是使用半自动方式的方法，存在着根据模型种类而相当大通用性优点。

但是，一旦造型机大型化，则振动噪音和震动加强，在压实作用力为数十吨的情况下，部件破裂的危险增大，而且模型在上下砂箱专用的情况下必须是两面的，所以如果使用两台造型机，必然需要将模型交替转换用于上型造型与下型造型的装置，因此存在着设备成本高昂的缺点。

对此，在大多具有一般在小批量生产中多为造型速度快速的起模方式，同时，在随气流将砂填入砂箱内空间的气压机构的气压压实机中除型芯加入作业外大多是全自动的，它也装有自动型芯加入装置。

这种方式虽具有造型快速的优点，因随气流填充砂子而存在方向性，因模型形状而产生凹面，有着即使在出现充填差的地方也无法进行修正的问题。

因喷砂作用而使模型磨损快，因此模型在大多数情况下是由金属型制成的，因此模型成本高。而且，与喷砂有关的产品的消耗也多，在维持费增高的同时，存在着压实机因大多使用油压装置而必然价格高昂的问题。

另外，在上述震实方式与压实方式或其改良方式中的任何一种方式中，型砂充填及压缩成型过程在同一场所连续进行，只有在一个砂箱的铸型成型结束之后新砂箱的工序才能开始方法中，存在着生产率无法提高的问题。

本发明鉴于现有技术的问题而提出了以下目的，即提供这样一种湿砂型造型机，其中没有将昂贵的油压装置而获得充分的型砂压缩造型，并且能够避免给对底座传播振动，生产率极高。

为实现上述目的，本发明的湿砂型自动振动造型机设有固定在固定于地面的底座4上的许多个防振空气弹簧5，在防振空气弹簧5上固定安装下框架3，在下框架3上固定设置有摆动机能的升降缸机构25，使其在上方加压成型位置与下方预定位置之间升降地构成了安装着填有型砂的砂箱b的升降台23，通过垂直设置在下框架3上的中间框架2设置上框架1，从上框架1开始，通过上下伸缩的压缩空气弹簧12，设有使压板13振动的振动马达10的振动头11通过振动头升降架17垂下，而且设有使振动头11升降的升降机构14，在压缩空气弹簧12收缩使压板13离开砂箱b的最上位置与空气弹簧12伸张地加压砂箱b的型砂的下降位置之间升降地构成所述的造型机，因此，通过压缩空气弹簧12伸张的加压力和装在振动头11上的振动马达10的驱振力被传给型砂的方式或者通过从上框架1起通过下框架3、升降缸25、升降台23而传给模板c的振动而使砂箱b的型砂压缩成型，从而构成了所述的造型机。

在本发明中，设有在当砂箱b移入搬出时随着防振空气弹簧5向上伸长而刚性支撑下框架3的上升位置与在造型时使下框架3降低并且通过防振空气弹簧5柔软地支撑下框架3的下降位置之间使所述下框架自由转换地变位的框架稳定装置6，框架稳定装置6是由从下侧支撑下框架3的许多个凸轮随动件9和应该转动操作凸轮随动件9的连动连接框架稳定缸7构成，而且沿下框架3的相对边设置的凸轮随动件9最好布置成彼此反向地转动。

摆动机能升降缸机构25最好通过气-油转换器27而靠油提升并且通过关闭球阀28而摆动。

在纵轴周围水平转动并且能在其两端部上设置砂箱b而构成的转动叉33设置在底座4上，在其180度转动位置上，优选地设置了填砂站A和造型站B。

从图6所示的振动造型模式图可看出，根据本发明，装在砂箱b中的型砂直接承受自由(自由落体状态)的振动头11及压板13的自重以及振动马达10等的自重以及压缩空气弹簧12的伸张加压力和振动马达10的驱振力这三种力而且通过上框架1、中间框架2、下框架3和摆动机能升降缸机构25、升降台23而传给模板c的振动，即使不使用象过去那样过高的加压压缩力，型砂流动性也较高，并且向模型形状的阴影部分的填充也可顺利地进行致密压缩并且可在短时间内获得均匀的铸型硬度。

而且，在设置防振空气弹簧5的情况下，使振动头11的振动传给地面，因此能够避免波及传给操作人员和其他机械的恶劣影响。砂箱b通过摆动机能升降缸机构25稳定定位在造型位置(上升位置)上，能够承受振动头11的振动以及压缩空气弹簧12的加压力，因此能够可靠地进行型砂致密充填。

另外，迄今为止，振动头11及压板13自重和压缩空气弹簧12的伸张加压力以及振动马达10的驱振力的加压力只在2kgf/cm²以下(与过去的油压(气压)方式相比，大约为1/5)的表面压强下发生，结果获得了大约90的铸型硬度(如果要获得这样的硬度，根据现有的油压加压方式，必需10kgf/cm²±5kgf/cm²左右的能量)。

而且在本发明中，当设有在当砂箱b移入搬出时随着防振空气弹簧5向上伸长而刚性支撑下框架3的上升位置与在造型时使下框架3降低并且通过防振空气弹簧5柔软支撑下框架3的下降位置之间使所述下框架自由转换地变位的框架稳定装置6，而且框架稳定装置6是由从下侧支撑下框架3的许多个凸轮随动件9和可转动操作凸轮随动件9的连动连接框架稳定缸7所构成，而且沿下框架3的相对边设置的凸轮随动件9最好布置成彼此反向地转动时，可预期获得以下作用。

即，从图5的模式图中看到，通过针对防振空气弹簧5的空气压入排出而进行造型工程和砂箱b的移入搬出过程的转换，更迅速地得以转换。

从防振空气弹簧5中排气地使下框架3降低，不使其抵接底座地进行定位，相反地，通过凸轮作用上升地使其定位，不仅得以进行快速的位置转换，而且在定位时可没有止动冲击地顺利固定下框架。

另外，当凸轮随动件9彼此反向地转动时，由于在该不同方向上经过死点的固定，不用耽心凸轮随动件由于何种振动和来自上方的过重而向下反转，因此在机械稳定状态下能支撑下框架3。

而且，在摆动机能升降缸机构25通过气-油转换器27靠油提升并且通过关闭球阀28而摆动的情况下，以空气为致动源并且通过油压回路封闭地能够刚性地摆动升降缸，因此便宜且可靠地进行摆动。

在本发明中，在绕纵轴水平转动并且能在其两端部上设置砂箱b地构成的转动叉3设置在底座4上，在其180度转动位置上设置填砂站A和造型站B的情况下，能够同时进行填砂和造型，由此能够提高生产率。

根据本发明，最终能够获得以下优良效果。

通过压板自重及空气弹簧机构伸张的加压力和振动马达的驱振力传给型砂的方式或者通过上框架、中间框架和下框架传给模板的振动的复合力对填砂砂箱的型砂进行造型，并且产生了在产生小表面压力的情况下能够在短时间内进行铸型硬度高的成型的效果，同时，不使用精密大型油压(气压)缸等可获得了造型机制造成本低的经济效果。

而且，在以振动为主体的型砂压缩造型中，使防振空气弹簧介入下框架与固定在地面上的底座之间，隔断向地面的振动传播，因此具有能够避免对操作人员和其他机械的恶劣影响的优点。

至于本发明的其他具体优点，在上述各项发明实施例和实施形态中进行了详细阐述。

附图示出了本发明的湿砂型自动振动造型机的优选实施例。

图1是本发明的湿砂型自动振动造型机的局部截面正面图。

图2是本发明的湿砂型自动振动造型机的平面图。

图3是本发明的湿砂型自动振动造型机的局部截面侧视图。

图4是本发明的湿砂型自动振动造型机框架稳定装置主要部件的放大侧视图。

图5是本发明的湿砂型自动振动造型机的框架稳定装置的动作的模式图。

图6是表示本发明的湿砂型自动振动造型机的造型作用的模式图。

最佳实施例

以下根据附图来详细描述本发明的湿砂型自动振动造型机的优选实施例。

图1是本发明的湿砂型自动振动造型机整体的正视图，图2是其平面图，图3是其侧视图，图4是框架稳定装置局部的放大侧视图，图5是表示框架稳定装置的系列动作的模式图，图6是表示振动造型的视图。

另外，在图1-图3中，分开描述了按照经验以中央纵分线为界地在左右两部分中作为各部分的升降状态地示出了起模结束和造型中。

自动振动造型机基本上是按照适当的公知手段构成的，即在这里是这样构成的，通过砂箱输送辊道21水平推动砂箱b而移入造型机，在砂箱成型后，通过砂箱输送辊道22从另一侧输出。因此，在设有在绕纵轴水平转动地并且能够在其两端部设置砂箱b地构成的转动叉33，同时，如图3所示地在其180度回转位置上设置了填砂站A和造型站B。

在砂型上成型时，装在这里的升降台23与砂箱b、辅助架a、模板c、模板座d和底板e在造型站B处通过下方的摆动机能升降缸机构25的升降而自由升降地构成了转动叉33。

首先，描述造型站B。

在从下框架3上竖起的中间框架2的上方设有上框架2，在下方设有四个气压发生式有油压摆动机能升降缸机构25，并支承升降台23的四角。24是圆筒状导向柱，它引导上述升降台23的升降。

20是开闭滚轮吊杆，它们从上框架1上垂下来而左右设置一对，并且在保持加压成型后的砂箱b下部地向外搬运出时以及从外面将空砂箱b保持并搬入时进行闭操作，而在加压成型时以及通过摆动机能升降缸机构25的砂箱b升降时进行开操作，从而构成了所述滚轮吊杆。在开闭滚轮吊杆20的下端上安装了运载砂箱b的滚轮并且使轨道与外输送辊道的水平面保持一致。因此，在开闭滚轮吊杆20在能在水平轴附近摆动地枢接在上框架1上的同时，可以通过图中未示出的适当公知的气缸进行操作。上述砂箱b如图1箭头所示地例如从右面移入而从左面搬出。

10是振动马达，它使后述压板13振动并且安装在振动头11上。振动马达10是电动振动马达，但它也可以是具有其它已知结构的马达。上述振动头11通过上下伸缩的压缩空气弹簧机构12从上框架1上垂下来。

压缩空气弹簧机构12相对地设置一对，并且也与上述压缩空气弹簧12相对地设置上述振动马达10。

因此，在压缩空气弹簧机构12收缩地使压板13离开砂箱b的最上位置(非造型位置)与压缩空气弹簧机构12拉伸地压实砂箱b的型砂的下降位置(造型位置)上设有作为使振动头11升降的升降机构14的升降马达14a，通过振动头11及压板13自重以及压缩空气弹簧机构12的伸张的压实力以及安装在振动头11上的振动马达10的驱振力(和后述的从下方传给模板c的振动)而对砂箱b的型砂进行压实造型。

升降机构14是由振动头升降马达14a、升降链轮轴15、升降链16、振动头升降架17、转动中间框架2的内面的升降导轮18构成的，当振动头11位于最上位置时，更换造型砂箱b与空砂箱b，而在下降位置上，下降到压板13压入型砂中的深度之上，压板13成自由悬垂状态，随着型砂压实，它能够跟随地向下方变位。

上述支架压动装置19具有这样的接头，即气缸压动杆通过安装在中间框架2上的轴承转动开闭，在振动头11下降时，其前端通过气缸压下接触辅助架a的上面，结果获得了防止造型时的辅助架a与砂箱b的振动的压下作用。

随后描述在造型站B的砂箱b的升降和位置固定以及摆动机能升降缸机构25的具体结构，经过控制升降空气的升降电磁阀26、与此相连的气-油转换器27、从此开始与油管相连的球阀28、其旁路阀29和针阀30与上述四个升降缸25a的一端(升起作用端)相连，这四个升降缸25a的另一端与用上述升降电磁阀26控制的气管相连。

在图1中，31是起模振动机构，32表示模板吹拂机构。在图3中，34表示底板，35表示使转动叉33转动的叉驱动缸。

以下，说明固定保持砂箱b的位置而解除防振作用的防振空气弹簧5和框架稳定装置6以及防振功能。

在固定在地面上的基底4上的四角上各固定设置一个防振空气弹簧5，在防振空气弹簧5上固定安装下框架3。

在这些防振动空气弹簧5中，充入仅能够支撑下框架3以上的总重量的压缩空气，吸收从上框架1起通过中间框架2和下框架3传给基底4和地面的振动并能够阻止振动向地面传播。

但是，防振空气弹簧5有能够上下伸长的(5-10毫米)的余地。

如图5所示，框架稳定装置6主要由一个框架固定缸7、四个凸轮随动件9及与其对应的挡块8构成，并且它通过包括连接轴6a、连杆6b和轴承6c在内的连接机构相连。

最后，描述填砂站A。

在这里，另外设置的型砂供应装置(图中未示出)给砂箱b供应型砂，不用说，此时可以自由地进行把手安装、砂眼砂、表层砂与里层砂的添加作业。

另外，型砂供应方式也可以使用适当的已知方式(通过漏斗的方式)。在填砂站A处，使供给砂箱b的型砂振动，可以使预型砂良好地与模板c的密接。

这样一来，在给砂箱b填砂时，一边在填砂站A与造型站B处进行场所交替变换，一边能够进行通过压板13的造型。

以下根据各工序来描述造型作用。

首先，在填砂站A处，模板c安装在模板座d上，通常的模板座d用螺钉安装在模板底板e上。模板底板e处于由通过装在侧架上的套筒而装在安装于转动叉33内面的底板安装架34上的销定位地装载转动状态。用销套将砂箱b和辅助架a定位在模板座d上。在填砂站A处给砂箱b填砂之后，通过转动叉33转动移向造型站B。

接着，在造型站B处，首先由于升降电磁阀26的上升侧及球阀28的同时开启使压缩空气流入气-油转换器27的上部，给下部油加压，推起作为有摆动机能升降缸机构25的一部分的升降缸25a内的活塞，并在升降导向柱24内引导升降台23使之开始升高。

在上升途中，转动叉33内的模板底板e安装在升降台23上的销与装在底板e上的同心套重合地定位上升，并且升降电磁阀26与球阀28在升降缸25a行程上限处同时关闭地停止。

因此，在此状态下形成了遮断缸下侧的配油管回路的关闭回路，配油管回路因造型加压和驱振力而上升至使用气压以上借助液态油的摆动机能起作用，因此升降台23不可能降低。

接着，描述砂箱b的夹紧作用。升降台23的上升后，利用支架压动装置19向下压升降台最上部的辅助架a，从而减小了造型时的振动与噪音。

接着，在转向造型工序时，振动头升降马达14正转，振动头升降架17下降，振动头11随之下降。振动头11在装在下面的压板13置于辅助架a中型砂上面时停止下降。于是，振动头升降架17进一步下降与振动头11分离并停止。因此，振动头11的造型时的振动没有直接传给振动头升降架17。

接着，框架稳定缸7动作，杆如图5所示地从A移向B，为了使在C点处支撑下框架3以上总重量的凸轮随动件9离开D点，下框架3以上全部部件只使防振空气弹簧5压缩变形而下降10毫米左右，随后由防振空气弹簧5支撑框架稳定装置6。

接着，启动振动马达10并给上部压缩空气弹簧12输送空气。

通过上述振动马达10产生的上下振动从压板13起被直接传到辅助架a、砂箱b和其中的型砂，一边使型砂流动，一边使振动头11的自重与压缩空气弹簧12的压实力与振动马达10的驱振力一起工作，从而对型砂进行压缩造型。

而且，造型中的振动头11振动通过压缩空气弹簧12而从上框架1传给中间框架2，并通过下框架3传给摆动机能升降缸机构25，并因此传递到上升中的升降台23上，因而，轻微振动传给了模板c，得到了模板c周围(变成凹部)的良好充填效果。

上述振动头11的自重与压缩空气弹簧12的加压力总计最好为10牛/平方厘米以下，当加压力增大时，铸型硬度有降低的倾向。

造型时的上下振动中，向下的振动波从砂箱b的型砂起成圆形方式传给模板座d、升降台23、摆动机能升降缸机构25(升降缸25a)并从下框架3起传给中间框架2、上框架1。此时，由于下框架3通过防振空气弹簧5支承在底座4上，下框架3的振动不会传给底座4。

接着，根据预定计时器的驱振时间停止振动马达10，排出上部的压缩空气弹簧12的压缩空气，通过快速排气泵排出气体。

接着，描述起模过程。使振动头升降马达14a开始反转，振动头升降架17开始上升，引导振动头11上升并使其停在上限位置。同时，开闭滚轮吊杆20关闭，开启支架压动装置19并将砂箱夹具推出。接着，框架稳定装置7启动，缸杆从图5的B向A移动，凸轮随动件9从D转向C，从而将下框架3上压10毫米左右并在稳定状态下支承着它。

接着，开启球阀28后，有摆动机能升降缸机构25的升降缸25a内的油返回气-油转换器27，升降台23开始下降。此时，气-油转换器27的上部空气通过升降电磁阀26排出。

接着，在升降台23开始下降时，升降台最上部的辅助架a支撑在装于开闭滚轮吊杆20的悬垂杆的内侧的托架上，从而与砂箱b分开并处于悬空状态。

在继续下降的砂箱b的下端刚要接触开闭滚轮吊杆20的滚轮之前，关闭球阀28并打开回路阀29，通过针阀30，以在少量油中调节的油量形式将下降速度转变为低速。在启动起模振动机构31的同时使其下降，砂箱b靠在滚轮吊杆20的滚轮上停住，模板c、模板座d以及模板底板e一起继续低速下降，从而进行起模。

在模板c充分离开砂箱b的下降位置上，开启球阀28并开启升降电磁阀26的下降侧，给摆动机能升降缸机构25的升降缸25a上侧的空气加压，从而变成急速下降。接着，起模振动机构31停止。

使其接着下降，在模板底板e刚要抵达转动叉33的底板安装架34之前再关闭球阀28，打开回路阀29成为低速，使模板底板e无冲击地安放在转动叉33上，升降台23又变到高速下降状态并停止在下限位置上，从而结束了起模过程。

以下，描述更换砂型。开闭滚轮吊杆20上的已起模铸型通过其他装置脱开并经过输送辊道22输送出去。通过其他装置将空砂箱b经输送辊道21地引入开闭滚轮吊杆20的中心。

接着，描述空砂箱的安装过程，如上所述，升降台23开始上升，在上升途中，在升降台23上，使转动叉33内的模板底板e随着上升，将空砂箱安放在模板座d上，进一步上升，使辅助架a放在空砂箱b上，升降台23停在上限位置上。

接着，在上限位置上打开开闭滚轮吊杆20，升降台23开始下降，在将砂箱b和辅助架a安放在模板底板e上的状态下，随着转动叉33，升降台23停在下限位置上。

因此，从升降台23上升启动时起，模板32的喷嘴在一定时间内喷射空气，以清扫模板座d。

最后，描述砂型交换转动叉的转动过程。在所述转动过程中，在A站结束砂箱b填砂后，使转动叉33开始转动，填砂砂箱转向B站，空砂箱b转向A站。

Claims (4)

1.一种湿砂型自动振动造型机，它设有固定在地面固定底座(4)上的许多个防振空气弹簧(5)，在防振空气弹簧(5)上固定安装下框架(3)，在下框架(3)上固定设置摆动机能升降缸机构(25)，使其在上方加压成型位置与下方预定位置之间可升降地构成安装着填有型砂的砂箱(b)的升降台(23)，通过垂直设置在下框架(3)上的中间框架(2)设置上框架(1)，从上框架(1)开始，通过上下伸缩的压缩空气弹簧(12)，设有使压板(13)振动的振动马达(10)的振动头(11)通过振动头升降架(17)垂下，而且设有使振动头(11)升降的升降机构(14)，在压缩空气弹簧(12)收缩使压板(13)离开砂箱(b)的最上位置与空气弹簧(12)伸张对加压砂箱(b)的型砂的下降位置之间可升降地构成所述的造型机，因此，通过压缩空气弹簧(12)伸张而加压力和装在振动头(11)上的振动马达(10)的驱振力被传给型砂的方式，或者借助从上框架(1)起通过下框架(3)、升降缸(25)、升降台(23)而传给模板(c)的振动而使砂箱(b)的型砂压缩成型而构成所述的造型机。

2.如权利要求1所述的湿砂型自动振动造型机，其特征在于，设有在当砂箱(b)移入搬出时随着防振空气弹簧(5)向上伸长而刚性支撑下框架(3)的上升位置与在造型时使下框架(3)下降并通过防振空气弹簧(5)柔软支撑下框架(3)的下降位置之间使所述下框架自由转换变位的框架稳定装置(6)，框架稳定装置(6)是由从下侧支撑下框架(3)的许多个凸轮随动件(9)和可转动操作凸轮随动件(9)的连动地连接框架稳定缸(7)构成，而且沿下框架(3)的相对边设置的凸轮随动件(9)布置成可彼此反向地转动。

3.如权利要求1或2所述的湿砂型自动振动造型机，其特征在于，有摆动机能的升降缸机构(25)借助气-油转换器(27)靠油上升并且通过关闭球阀(28)而摆动。

4.如权利要求1-3之一所述的湿砂型自动振动造型机，其特征在于，绕纵轴水平转动并且能在其两端部上设置砂箱(b)地构成的转动叉(33)设置在底座(4)上，在其180度转动位置上，设置了填砂站(A)和造型站(B)。

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