CN1366473A - 型砂的压缩方法及其装置 - Google Patents

Abstract

一种将型砂S充填到由模板10a、下部辅助框16b、砂箱18、余砂框20、及多块方式的压实触头36a限定的造型空间内进行压缩的方法。首先,将型砂充填到造型空间。接着,在至少下部辅助框16a不能下降的状态下使压实触头36a下降,对造型空间内的型砂S进行1次压缩。接着,在下部辅助框16b、砂箱18、及余砂框可下降的状态下使压实触头36a下降,对铸型造型空间内的型砂S进行2次压缩。

Description

型砂的压缩方法及其装置

技术领域

本发明一般地涉及一种铸型造型，更为详细地说，涉及对充填于造型空间的型砂进行压缩的方法及其装置。另外，本发明涉及对铸型进行拔模的方法。

背景技术

对于现有铸型造型，在对由模板、砂箱、及触头限定的造型空间的型砂进行压缩的1个方法中，使模板和触头相互接近，进行型砂的压缩。这样的方法为了使模板升降需要大型的流体缸。结果，铸型造型装置的高度变得较高，为了对其进行设置必须例如在地面设置凹坑。

过去，在带下部辅助框的状态下的压实造型已为公知技术。在该压实造型中，将型砂充填到由砂箱、模型、及下部辅助框限定的造型空间，然后，利用分别由缸驱动的上部压头和下部压头对造型空间内的型砂进行压缩。在用于该造型的拔模方法中，先使下部压头下降，从铸型拔取模型，并且，使上部压头上升。接着，由固定和解除机构解除砂箱的固定，由输送装置将完成造型的砂箱送到下一工序。拔模在下部压头的缸伸长的状态下进行。

然而，在该拔模方法中，当从铸型拔取模型时，存在拔模精度较差的问题。为此，铸表面产生损坏，从而导致铸件缺陷。

其它现有的拔模方法一般也使用缸，在该缸的伸长状态下拔模。在该场合，跟随缸的导向销的刚性不足可能导致拔模不良。然而，具有足够刚性的导向销的直径非常大，价格昂贵。

在砂箱内对砂型进行造型的现有造型装置在将砂箱和余砂框重合到模板的上部形成的空间中充填型砂，刮平该充填的型砂后，由平板状的压实板或分块方式的压实触头进行压缩。

然而，型砂的刮平带来较多的散落砂。另外，在使用平板状的压实板的型砂压缩中，在模板的模型高的部分与低的部分压缩不均匀，特别是模型较低的部分的压缩不够。另外，在由分块方式的压实触头压缩型砂的方式中，由于造型的砂型的上面平坦，所以，造型后必须切削凹凸面，型砂浪费较多。

发明的公开

本发明的一个目的在于提供一种型砂的压缩方法及其装置，该型砂的压缩方法及其装置不需要为了模板的升降而设置大型(例如设置需要凹坑那样的高度)的缸，可将充填到由模板、砂箱、及压缩器限定的铸型造型空间的型砂大体沿全体压缩到所希望的硬度。

本发明的另一目的在于提供一种在从铸型拔取模板时拔模精度优良的拔模方法。

本发明的另一目的在于提供一种铸型的造型方法及其装置，铸型的造型方法及其装置可大幅度减少散落砂和切削砂的发生，同时，可使型砂的压缩在铸型全体均匀，可确保足够的刚性，拔模精度优良，并且可降低成本。

按照本发明的1个方面，提供一种将型砂充填到用于对铸型进行造型的造型空间内将其压缩的装置。

该装置包含具有模型的模板、可围住该模板升降的下部辅助框、可升降地配置于该下部辅助框上方并围住上述模型的砂箱、可升降地配置于该砂箱上方的余砂框、及可升降地配置于上述砂箱的上方并且下部可自由进入到上述余砂框内的压缩器，以对造型空间进行限定。该装置还包含用于将型砂充填到造型空间内的机构。

上述压缩器首先至少在上述下部辅助框不能下降的状态下下降，对上述造型空间内的型砂进行压缩(1次压缩)。在该1次压缩之后，上述压缩器在上述余砂框、上述下部辅助框、及上述砂箱可下降的状态下下降，进一步对上述造型空间的型砂进行压缩(2次压缩)。

2次压缩的压缩力最好比1次压缩的压缩力大。

上述压缩器也可为多块方式的压实触头。

本发明的拔模方法对由这样的方法造型的铸型进行拔模，即，造型时，由水平固定并且具有模型的模板、可围住该模板升降的下部辅助框、可升降地配置于该下部辅助框上方并围住上述模型的砂箱、可升降地配置于该砂箱上方的余砂框、及安装于上述砂箱上方的可升降的支承机构并且下部可自由进入到上述余砂框内的压缩器对造型空间进行限定，由上述压缩器对充填到该造型空间内的型砂进行第1压缩和第2压缩这样2个阶段的压缩。

该拔模方法包含分离阶段和提升阶段，在该分离阶段，以设定速度使上述下部辅助框上升，通过上述余砂框对上述支承机构朝上加力，同时，使已完成上述铸型造型的砂箱与上述压缩器和上述余砂框一体上升，从上述模板分离，在该提升阶段，将该分离了的上述砂箱提起。

该方法也可适用于利用松砂充填造型的铸型。

在本说明书中，“松砂”指为了充填到上述造型空间内，由压缩空气流使型砂流动化。另外，“松砂充填”指由更强的压缩空气流将由松砂流动化了的型砂充填到造型空间内。

本发明对铸型进行造型的装置包含实质上为矩形横断面的机座和立设于该机座上的至少3根杆状机构。至少3根的杆状机构中的至少2根为分别具有活塞杆的朝上缸。至少3根的杆状机构的前端(包含2根朝上缸的活塞杆的前端)安装有可由上述朝上缸的驱动自由升降的支承机构。在该支承机构支承储存型砂的砂斗。该砂斗具有由压缩空气流使储存的型砂进行松砂的松砂机构和由更强的压缩空气喷射该进行了松砂的型砂的多个射砂头。在该砂斗下端的上述射砂头的近旁安装多块式压实触头。装置还包含可围住上述射砂头和压实触头升降的余砂框和送入/送出机构。余砂框具有排出从上述射砂头与型砂一起射出的压缩空气的排出口。送入/送出机构包含分别支承具有模型的模板的一对模板托架，相对与上述机座上的上述余砂框相配的位置，交替地将上述一对模板托架的一方和另一方送入和送出。

从上述射砂头射出的型砂充填到由上述模板、上述余砂框、及上述压实触头限定的造型空间，由上述压实触头压缩。

2根上述朝上缸也可配置于上述机座上的一方的对角线的角部。在该场合，也可在上述机座上的另一方的对角线上的角部同样地配置2根朝上缸，采用4根朝上缸作为上述杆状机构。或者，也可在另一方的对角线上的角部配置可分别上下滑动地嵌合导向销的一对支架。

上述杆状机构也可为以三角形配置于上述机座上的3根上述朝上缸。在该场合，上述送入/送出机构也可为转台，该转台以构成三角形的顶部的缸为回转轴在水平面内回转。

在所有实施形式中，也可使用能够相互独立地升降的多个压实触头作为对型砂进行压缩的压缩器。另外，该多个压实触头的下端构成的压实面也可在造型空间形成时具有凹凸状的轮廓，在压缩结束时具有平坦的轮廓。

附图的简单说明

包含于本说明书中构成其中一部分的附图为本发明优选实施形式的示意图，用于进行上述一般的说明和以下优选实施形式的详细说明，以及本发明的上述和此外的目的和优点的说明。

图1为示出适用本发明装置的第1实施形式的示意纵断面图。

图2-图6为用于说明图1的装置的动作的示意纵断面图。

图2示出限定用于对铸型进行造型的造型空间的阶段。

图3示出将型砂充填到造型空间内的阶段。

图4示出对造型空间内的型砂进行1次压缩的阶段。

图5示出对造型空间内的型砂进行第2压缩的阶段。

图6示出从模板分离铸型的阶段。

图7为示出应用了本发明的装置的第2实施形式的示意纵断面图。

图8为说明图7装置的动作的示意纵断面图，示出用于对铸型进行造型的造型空间受到限定的阶段。

图9为说明图7装置的动作的示意纵断面图，示出型砂的松砂充填状态。

图10为说明图7装置的动作的示意纵断面图，示出对造型空间内的型砂进行1次压缩的阶段。

图11为说明图7装置的动作的示意纵断面图，示出对造型空间内的型砂进行2次压缩的阶段。

图12为说明图7装置的动作的示意纵断面图，示出铸型的拔模和型砂的补充阶段。

图13为说明图7装置的动作的示意纵断面图，示出更换模型的阶段。

图14为示出另一模板托架的示意纵断面图。

图15为示出应用了本发明装置的第3实施形式的示意纵断面图。

图16为说明图15的装置的动作的示意纵断面图，示出用于对铸型进行造型的造型空间受到限定的阶段。

图17为说明图15装置的动作的示意纵断面图，示出将型砂松砂充填到造型空间内的阶段。

图18为说明图15装置的动作的示意纵断面图，示出对造型空间内的型砂进行1次压缩的阶段。

图19为说明图15装置的动作的示意纵断面图，示出对造型空间内的型砂进行1次压缩的阶段。

图20为说明图15装置的动作的示意纵断面图，示出铸型的拔模和型砂的补充阶段。

图21为说明图15装置的动作的示意纵断面图，示出更换模型的阶段。

图22为示出图15的A-A向视放大图。

图23为示出第3实施形式的装置的1个变型例的横断面图，为将4根的缸配置成矩形的例子。

图24为示出第3实施形式的装置的另一变型例的横断面图，为将3根的缸配置成三角形的例子。

图25为示出应用本发明装置的第4实施形式的示意纵断面图。

图26为与图25同样的图，示出用于对铸型进行造型的造型空间进行限定的阶段。

实施发明的最佳形式

在附图中，同一或功能相同的要素由同样的参照符号示出。首先，主要参照图1说明对于应用了本发明的铸型造型装置的各实施形式大体共同的构成要素及其功能。如图1所示，将机座2固定于地面上，在该机座2上立起设置多个朝上的主升降缸(流体缸)4。缸通常可为2根或4根，在图1中为相向的2根。在一对主升降缸4的分别朝上方延伸地设置的活塞杆4a的前端，可由缸4的伸缩动作进行升降地固定刚性的安装支架6。

在机座2的近旁由符号8示出用于进行模型更换的机构8。该更换机构在图1的例子中为以主缸4的一方(图1的左侧)的轴为中心地朝左右延伸的转台8。转台8的中央可回转地配合到左侧缸4的下部，以该缸4为回转轴间歇地被驱动着进行水平回转。作为模型更换机构，也可用朝装置的前后方向往复进行直线移动的线性往复运动台代替转台8。

在该转台8的两端部，以由多个弹簧例如板簧(图中未示出)抬起5mm左右的状态支承大体水平地载置有模板10a、10b(上下模板)的模板托架12a、12b。因此，在机座2上，模板托架与机座2之间具有5mm左右的间隙。

这些模板10a、10b由转台8的回转交替地相对机座2的中央上部送入和送出。在模板10a、10b的上面埋设通气塞(图中未示出)。

在模板托架12a、12b的模板10a、10b的四角外侧的对应位置，分别埋设朝上的拔模升降缸14a、14b，在其前端分别连接可围住模板10a、10b外周上下滑动的下部辅助框16a、16b。该下部辅助框16a、16b在拔模升降缸14a、14b处于最大伸长状态时如图1所示那样从模板10a、10b的分型面稍朝上方凸出，当处于最大收缩状态时(例如图5所示那样)与模板10a、10b的分型面大体成为同一面。另外，拔模升降缸14a(或14b)具有抬起下部辅助框16a(或16b)和带有铸型的砂箱18进行拔模的力，但没有使主缸4上升的力。

在砂箱18的上方重合余砂框20，该余砂框20在上部穿设有与排气控制腔室(图中未示出)连通的通气孔32(图2)。支承余砂框20的方式将在各实施形式的说明中进行说明。在余砂框20的上方可升降地配置压缩机构22，该压缩机构22的下部可上下自由滑动地贯装到余砂框20。

压缩机构22包含在支架6的中央部贯通其中地固定的砂斗34、安装于该砂斗34下面的全体由符号36示出的压缩器、及使该压缩器36对型砂进行压缩地升降的升降机构38。

砂斗34的上部构成砂储存室34a，下部构成贯穿安装于余砂框20的多个射砂头(图1中未示出)。在砂斗34的上部设置由可自由滑动的滑动砂闸板40开闭的开口42。打开该滑动砂闸板40时，由公知装置通过开口42将砂导入到砂斗34。

在这里，参照图1-图6说明应用了本发明的铸型造型装置的第1实施形式。

首先，说明由符号100示出的铸型造型装置的砂箱18的支承方式。砂箱18由输送装置24沿朝装置100的前后方向(相对图1的纸面垂直的方向)延伸的路径移动。该输送装置24通过分别在安装于升降支架6的相向一对垂直构件26沿前后方向(相对图1纸面直交的方向)隔开适当间隔地轴支多个带凸缘的滚轮28构成。

下面，说明铸型造型装置100的余砂框20的支承方式。在压缩机构22的两侧安装一对朝下的余砂框用缸30。余砂框用缸30的活塞杆的前端连接于余砂框20，由余砂框用缸30的作动使余砂框20升降。

下面说明铸型造型装置100采用的压缩器36。该实施形式的压缩器36的一例包含多个长方体状的压实触头36a，为将对型砂进行压缩的部分分成多个的多块方式。也可作为其替代，使用对型砂压缩的部分为一体的单一的压缩器。或者，也可在压缩器的背面设置压力流体作用的柔性膜，提高其柔性。这些压缩器36的设计由于为本技术领域技术人员所熟知，所以不进行详细说明。

在这里，说明从图1所示状态将型砂充填到规定的铸型造型空间并进行压缩的顺序。首先，由压缩器36的升降机构38使多个压实触头36a升降，在这些压实触头36a构成的压缩面与朝着其下方的模板10a的模型部之间形成所需间隙。此时，压实触头群36a的下部构成的压实面的形状(轮廓)形成为凹凸形状，该凹凸形状与朝着其下方的模板10a的凹凸形状相匹配。

与此同时，使拔模升降缸14a进行伸长动作，形成为下部辅助框16a上升的状态。拔模升降缸14a形成的下部辅助框16a的高度位置(从模板10a的分型面凸出)和上述图中未示出的弹簧形成的模板托架12a的高度位置(机座2的约5mm上方)与上述相同。

在该状态下，如图2所示，使主缸4收缩规定长度，使升降支架6、压缩机构22等下降，在下部辅助框16a载置砂箱18，接着，使余砂框用缸30进行伸长动作，将余砂框20重合到砂箱18，限定造型空间。

接着，如图3所示，将压缩机构22的砂斗34内的型砂吹入充填到造型空间。接着，在主缸4收缩时，通过使得不能从其驱动流体(典型情况下为油)的排出侧排出驱动流体而使下部辅助框16a不能下降，而且使得在余砂框用缸30收缩时可从油排出侧排油，从而使余砂框20可相对砂斗34的下部等上升。在该状态下，如图4所示，使拔模升降缸14a收缩作动，通过升降支架6使压缩机构22下降适当距离。这样，对造型空间的型砂进行压缩(1次压缩)。在该场合，最好基本上所有压实触头36a由型砂的反力返回到大体相同的高度水平，使这些压实触头36a的压实面下降到与砂箱18上面水平大体一致的高度。即，当压缩结束时，压实面平坦。

接着，使得在主缸4收缩时可从油排出侧排油，使下部辅助框16a可下降，在该状态下，如图5所示，进一步使拔模升降缸14a进行收缩作动，使压缩机构22、砂箱18、及余砂框20进一步下降。此时，下部辅助框16a通过砂箱18、余砂框20和余砂框用缸30推下，与此相随，型砂与砂箱18成一体地下降，被推压到模板1。结果，型砂进一步受到压缩(2次压缩)。在该场合，砂箱18内的型砂的下面(配合面)最好与砂箱18的下面水平大体一致。另外，第2压缩阶段的压力虽可与第1压缩阶段的压力为相同程度，但最好比其高，这样更有效。

型砂的压缩完成后，使得在余砂框用缸30伸长时不能从油排出侧排油，在该状态下，如图6所示，一边使主缸4进行伸长动作，一边使拔模升降缸14a进行伸长动作，从而使压缩机构22和余砂框20上升。接着，将包含已造型的铸型的砂箱18接合到多个带凸缘的滚轮28，将其提起，从模板10a分离。之后，使转台8进行180度水平回转，从而将别的模板10b移动到压缩机构22。由此结束1个循环。在这里，通过将别的空砂箱18送入到输送装置24上，可反复进行参照图1-图6说明的循环。

如上述说明的那样，按照本实施形式，不用设置凹坑所需的模板升降用的大型流体缸，即可将充填到铸型造型空间内的型砂大体沿全体压缩到所需硬度。

下面，参照图7-图14说明本发明第2实施形式。该实施形式的余砂框20连接在安装于压缩机构22两侧的一对朝下余砂框用缸30的活塞杆前端，可由余砂框用缸30的驱动升降。另外，该实施形式的压缩器36使用多块方式的压实触头36a。砂箱18由与第1实施形式同样的输送装置24朝装置110的前后方向移动。

如图7所示，在全体由符号110示出的铸型造型装置的砂斗34的下端，将多个射砂头44配置于压实触头36a的周围。这些射砂头44在压实触头36a处于上升位置时，使压实触头36a的下端面与射砂头44的下端面处于相同高度水平。

在砂斗34的砂储存室34a的上侧部连通压缩空气导入管46。在该导入管46从压缩空气源通过管(都未在图中示出)导入较低压力的第1压缩空气，该较低压力的第1压缩空气用于通过射砂头44将砂储存室34a内的型砂充填到造型空间。

在砂斗34的砂储存室34a的下部周侧与下部内部，设置多个空气喷射腔室48，该多个空气喷射腔室48用于喷射较低压力的第2压缩空气，使型砂悬浮或流动化(在这里称为“松砂”)，这些空气喷射腔室48通过1个阀连通到压缩空气源。

导入管46形成的第1压缩空气和空气喷射腔室48形成的第2压缩空气压力分别最好为0.05-0.18MPa。

下面，说明铸型造型装置110的作动。如图7所示，在砂斗34内充填型砂S，压实触头群36a下面构成的压实触头面的形状构成为与下方的模板10a的凹凸形状匹配的凹凸状。将空的砂箱18送入到输送装置24。此时，模板托架12b和下部辅助框16a的高度位置与在第1实施形式中参照图1进行的说明同样地设定。

在该状态下，使滑动砂闸板40作动，关闭开口42，之后，使余砂框用缸30进行伸长作动，使余砂框20下降，推压并紧密接合于砂箱18的上面。同时，使主缸4进行收缩拉回作动，将砂箱20推压到在模板10a外周朝上方凸出的下部辅助框16a上，反抗上述图中未示出的弹簧将模板托架12a压下，压接到机座2(图8)。此时，模板10a、下部辅助框16a、砂箱18、余砂框20、及压实触头群36a限定造型空间。限定该造型空间的上面的压实触头群36a形成的下端面(压实面)构成与朝着其下的模板1a的凹凸形状匹配的凹凸形状。

接着，通过阀(图中未示出)从导入管46将第1压缩空气(充填用空气)供给到砂储存室34a，通过射砂头44将型砂S充填到造型空间。在进行该充填的同时，从多个空气喷射腔室48将第2压缩空气(松砂用空气)喷射到砂斗34的砂储存室34a内，对砂储存室34a内的型砂S进行松砂(在这里称“松砂充填”)(图9)。该松砂充填时的压缩空气从余砂框20的通气孔32和/或模板1a的上述通气塞(图中未示出)排气。也可通过由上述排气控制腔室(图中未示出)对从通气孔32的排气量进行控制，从而控制模板1a的通气塞的排气量。这样，可部分地调整造型空间的模板1a的复杂形状部的型砂充填密度。

接着，使主缸4进一步进行收缩拉回作动，从而一边使余砂框用缸30收缩拉回，一边使升降支架6和由其支承的构件下降，对型砂S进行压缩直到压实触头群36a的下面全体变平坦(1次压实)。同时，使滑动砂闸板40进行相反动作，开放开口42(图10)。1次压实期间中的主缸4的收缩拉回作动继续到压实压力达到1次压实的设定压力为止。压实压力达到1次压实的设定压力可例如使用压力传感器(图中未示出)直接检测，或者，也可利用检测主缸4的编码器位置到达1次压实设定位置这一状态的编码传感器(图中未示出)间接地检测。

接着，将拔模升降缸14a的工作流体切换到释放状态，同时，由比1次压实更高的压力使第1缸4进行收缩拉回作动，从而使砂箱18、余砂框20、及压实触头群36a一体下降，对造型空间内的型砂S全体进行压缩(2次压实)。此时，下部辅助框16a由拔模升降缸14a的收缩拉回而下降，成为与模板10a的分型面大体相同的水平(图11)。如在下部辅助框16a到达下降端的时刻压实压力未到达2次压实的设定压力，一边使余砂框用缸30进行收缩拉回作动，一边进一步使主缸4进行收缩拉回作动，进一步进行压实。

接着，当压实压力达到2次压实的设定压力时，压实稳定定时器进行工作，在规定时间维持压实。此时，为了对应下部辅助框16a未到达下降端的场合，使余砂框用缸30进行伸长作动，使余砂框20下降，压下砂箱18直到下部辅助框16a到达下降端。这样，可使砂箱18的下面和铸型下面每次大体为同一面。

下面说明对这样完成铸型造型的砂箱18进行拔模的阶段。主缸4在对型砂的2次压实结束时处于收缩拉回位置。另外，拔模升降缸14a处于收缩拉回位置。在这里，使主缸4低速上升，同时，以不低于该主缸4的速度使拔模升降缸14a上升。拔模升降缸14a的速度可通过对流体回路加上流体压而进行调整。

在这里，拔模升降缸14a的输出具有将下部辅助框16a和带铸型的砂箱18抬起的拔模的力，但没有使主缸4上升的力。另一方面，余砂框用缸30由工作流体约束。为此，随着主缸4的上升，压实触头36a和余砂框20成一体地上升。同时，由于以不低于主缸4的速度使拔模升降缸14a上升，所以，由拔模升降缸14a的伸长作动以通过下部辅助框16a压接的状态使砂箱18和余砂框20一体上升，从模板10a分离。

在现有的拔模方法中，在下部压头的缸的伸长状态下拔模，但在不使用下部压头的本实施形式中，主缸4的活塞杆4a按最大收缩拉回状态拔模。因此，与使用下部压头的现有方法相比，主缸4可获得充分的导向长度和强度，获得高拔模精度。为了进一步提高拔模精度，最好主缸4的输出大，缸径也大。

造型后的铸型与砂箱18一起从停止状态稍上升一些地拔模。之后，余砂框20和压实触头群36a成一体地上升。在其途中，对铸型进行造型后的砂箱18由输送装置24提起，从模板1a完全分离。然后，向砂斗34内补给型砂S(图12)。

接着，由输送装置24将已对铸型进行了造型的砂箱18送出，而且将空的砂箱18送入。与此同时，使转台8回转180度，替换模板10a和模板10b。然后，使压实触头群36a形成的压实面成为模板10b的凹凸形状地使压实触头群36a作动(图13)。接着，对模板10b反复进行上述阶段。

在该实施形式中，不实施预备压缩。然而，也可根据需要，在砂斗34的下端设置回转闸、压缩空气导入口等，进行可由气流加压对型砂S进行预备压缩的设计。

另外，在本实施形式中，围住模板10a、10b外周地上下滑动的框状的下部辅助框16a、16b由朝上地埋设于模板托架12a、12b上的模板10a、10b四角外侧位置的拔模升降缸14a和14b支承。也可作为其替代，如图14所示那样使用模板托架12a、12b(在图14中由12a表示)。

如图14所示，在模板托架12a的四角插通用于将下部辅助框16a的底面水平地抬起的销50。在与该4根销50对应的机座2上的4个部位，设置使销50上升移动的与拔模升降缸同样的朝上缸52。因此，下部辅助框16a通过贯通模板托架12a的销50由缸52支承。

缸52的前端在完全收缩拉回状态下不能到达模板托架12a的下面。缸52可兼用作模型更换机构8的两端部的上下模板托架的拔模升降缸。因此，如在机座2上设置4根缸52，则没有必要在各模板托架设置拔模升降缸14a、14b，可使模板托架的构成简化。

另外，由于可减少拔模升降所需缸的数量，所以，特别是缸52为流体缸时，其工作流体的回路构成变得简单，维护检修也容易进行。

在该场合，拔模也是在主缸4的活塞杆4a最大收缩拉回的状态下进行，所以可获得高的拔模精度。

当然应使得在移动模型更换机构8时模型更换机构8与缸52不干涉。

最好在多个销50设置某种落下防止机构，例如使销50与下部辅助框16a连接的机构。

另外，为了使模板托架12a压接到机座2上，在模板托架12a设置第1夹紧构件(图中未示出)，在机座2设置第2夹紧构件(图中未示出)，该第2夹紧构件拉紧第1夹紧构件进行夹紧，将模板托架12a压接到机座2。

下面参照图15-图22说明本发明的第3实施形式。如图15所示，全体由符号120示出的铸型造型装置采用分块方式的压实触头群36a作为压缩器36。在压实触头群36a的周围，配置射砂头44。

参照示出图15的断面的图22可看出，在本实施形式中，与第1和第2实施形式同样的2根主缸4和分别插通有导向销74的2根导向销支架72配置于矩形断面的机座22上。即，当从上方观看机座22时，在机座2的左上角和其对角线上的右下角设置与第1和第2实施形式同样的主缸4。另外，在机座2的右上角和其对角线上的左下角设置插通有导向销74的导向销支架72。因此，在本实施形式中，安装支架6固定于主缸4的活塞杆4a和导向销74的前端。

装置120的模型更换机构8使用可由执行机构(图中未示出)沿机座2前后方向(与图17的纸面直交的方向)进行往复直线运动的线性往复移动台，由它替代第1和第2实施形式的转台。

位于该模型更换机构8两端部的模板托架12a、12b对模板10a、10b的支承方式与第1和第2实施形式相同。由模型更换机构8的直线移动，模板托架12a、12b可交替地将模板10a、10b送入到机座2上部中央(参照图22)。

装置120的其它构成与第2实施形式相同。该装置120也与第2实施形式相同，可进行初期设定(图15)、模板托架12a在机座2的压接(图16)、松砂充填(图17)、1次压实(图18)、2次压实(图19)、拔模(图20)、模板10a和10b的交换(图21)、及这些阶段的反复。但是，在这些阶段，导向销74相应于主缸4的收缩拉回和伸长作动上下移动。另外，模板10a和10b的交换由模型更换机构8的直线驱动实施。

在本实施形式中，造型后获得的铸型与第2实施形式同样，与砂箱18一起从停止状态稍上升，进行微速拔模，由于在主缸4的活塞杆4a最大收缩拉回的状态下拔模，所以，可获得高拔模精度。另外，由于每1根主缸4的输出可较小，所以，主缸4的直径可较小，活塞杆4a的直径可增大。为此，适合于主缸4的设置场所较窄的场合。

在将模板10a、10b与别的模板交换的场合，由适当的模板托架送入送出装置(图中未示出)先从模型更换机构8将载置了模板10a、10b的模板托架12a、12b送出，将模板10a、10b与别的模板交换。之后，由模板托架送入送出装置将载置了该别的模板的模板托架12a、12b送入，设定于模型更换机构8。

下面说明本发明第3实施形式的几个变型例。如图15-图23所示，在机座2上的一方的对角线上的2角配置一对主缸4，在另一方的对角上配置一对导向销74。也可作为其替代，如图23中以横断面示出的那样，在机座2上的对角线上的所有4角配置4根主缸4，废除导向销74。

或者，也可如图24中以横断面图示出的那样，采用三角形配置，在机座2上的左侧配置1根主缸4，在右侧配置2根主缸4。在该场合，模型更换机构8也可为将左侧的主缸4为回转中心轴的转台方式，由此代替直线移动方式。

在第3实施形式及其变型例中，可与第2实施形式同样地改变第2压缩空气的喷射调整、压力的调整。

另外，在第3实施形式及其变型例中，使下部辅助框16a、16b上下滑动的拔模升降缸14a、14b内装于模板托架12a、12b。作为其替代，也可将与拔模升降缸14a、14b同样的要素内装到模型更换机构8。这一点例如可由在第2实施形式中参照图14说明的设计加以实现。

图25和图26示出本发明的第4实施形式。在全体由符号130示出的铸型造型装置中，作为压缩器36采用分块方式的压实触头群36a。在该压实触头群36a的周围配置多个砂充填用射砂头54。铸型造型装置120的余砂框20的支承方式将在后面说明。

在模板托架12a、12b和机座2分别设置第1和第2夹紧构件(都未在图中示出)，由第2夹紧构件拉紧第1夹紧构件，从而将模板托架12a、12b压接到基座1。

在砂斗34的砂储存室34a的上侧部，连通导入管46。在该导入管46从压缩空气源通过管(都未在图中示出)导入较低压力的第1压缩空气，该较低压力的第1压缩空气用于通过射砂头54将砂储存室34a内的型砂S充填到造型空间。

在砂斗34的砂储存室34a的下部周侧与下部内部，分别设置多个第1和第2空气喷射腔室56和58，该多个第1和第2空气喷射腔室56和58用于分别喷射较低压力的第2压缩空气，使型砂悬浮或流动化(在这里称为“松砂”)。这些多个第1和第2空气喷射腔室56和58分别通过共用的阀连通到压缩空气源(都未在图中示出)。也可出于相互独立地调整第1和第2空气喷射腔室56和58分别喷射的第2压缩空气的压力的目的，作为共用的阀的替代，通过各自的阀将这些腔室56和58连通到压缩空气源。

由导入管56获得的第1压缩空气和由第1和第2空气喷射腔室56和58获得的第2压缩空气的压力最好分别为0.05-0.18MPa。

下面，说明铸型造型装置130的砂箱18和余砂框20的支承方式。包围压实触头群36a和射砂头54的余砂框20连接到配置于余砂框20两侧近旁的一对朝上余砂框用缸60，取代上述实施形式的余砂框用缸30。在余砂框用缸60的两侧近旁，配置吊设于升降支架6的输送装置升降用的一对朝下流体缸62。在流体缸62的下端连接具有滚轮66的、砂箱18的送入送出输送装置64。在该送入送出输送装置64的上端安装朝上的余砂框用缸60的下端。另外，下部辅助框16a连接于一对朝下的下部辅助框用缸68，送入送出输送装置64的下端部连接于下部辅助用缸68。在各主缸4将具有活塞杆70a的止动缸70安装于装置130的内面侧。该止动缸70可为流体缸，也可为电动缸或气动缸。

下面，说明装置130的作动。如图25所示，在砂斗34中装入型砂S，压实触头群36a构成的压实面的形状构成与朝着其下方的模板10a的凹凸形状匹配的凹凸形状。另外，在输送装置64送入空的砂箱18。该砂箱18由余砂框20和输送装置64具有的滚轮66夹持以约束其移动，由不将砂箱18抬起的压力使下部辅助框用缸68进行收缩拉回作动，将下部辅助框16a的上面推压到砂箱18的下面。另外，止动缸对70处于伸长到伸长端的状态。另外，模板托架12a在与机座2之间构成5mm左右的间隙地由多个弹簧(图中未示出)抬起5mm左右的状态下设定于转台8上。

在该状态下，使滑动砂闸板40作动，关闭开口42，然后，如上述那样由机座2的第2夹紧构件拉紧模板10a的第1夹紧构件，从而反抗弹簧(图中未示出)将模板10a压下，压接到基座1。

之后，在由输送装置用缸62通过输送装置64约束上述受到约束的砂箱18和升降支架6的动作的状态下，使主缸4进行收缩拉回动作，设定砂箱18。

此时，在由模板10a、下部辅助框16a、砂箱18、余砂框20、压实触头群36a限定的造型空间中，压实触头群36a构成的压实面形成与朝着其下方的模板10a的凹凸形状匹配的凹凸形状。

该砂箱的设定持续到输送装置64接触到止动缸70的活塞杆70a的前端为止。然而，在进行该接触的时刻，如砂斗34、压实触头群36a、及射砂头54未到达设定位置，则由输送装置用缸62解除受到约束的砂箱18和升降支架6的动作约束，一边使输送装置用缸62进行收缩拉回动作，一边进一步使主缸4进行收缩拉回作动。此时，输送装置用缸62和主缸4的收缩拉回作动持续进行到砂斗34、压实触头36a、及充填喷嘴44到达设定位置为止。设定位置考虑到模板10a的形状等设定适当最佳位置。

接着，从第1和第2空气喷射腔室56和58向砂斗34内喷射第2压缩空气，使砂斗34内的型砂S流动化(松砂)。在该型砂S的松砂过程中，通过阀(图中未示出)从导入管46将第1压缩空气供给到砂斗34，通过射砂头44将型砂S充填(松砂充填)到造型空间。该松砂充填时的压缩空气从通气孔32和/或模板10a的通气孔(图中未示出)排气。由排气控制腔室(图中未示出)控制通气孔32的排气量，也可从控制模板10a控制通气孔的排气量。这样，可局部地调整造型空间的模板10a的复杂形状部的型砂S的充填密度。

接着，使主缸4进一步进行收缩拉回作动，一边使输送装置用缸62收缩拉回，一边使升降支架6和由其支承的构件下降，对型砂S进行压缩(1次压实)直到压实触头群36a的压实面全面变得平坦。同时，使滑动砂闸板40进行相反作动，开放开口42。

1次压实期间中的主缸4的收缩拉回作动持续到压实压力达到1次压实设定压力为止。压实压力达到1次压实的设定压力这一状态可例如利用压力传感器(图中未示出)直接检测出。或者，也可利用检测主缸4的编码器位置到达1次压实设定位置这一状态的编码传感器(图中未示出)间接地检测。

接着，由输送装置用缸62通过输送装置64对上述受到约束的砂箱18和升降支架6的动作进行约束，在该状态下，将止动缸70的工作流体切换到释放状态。与此同时，由比1次压实高的压力使主缸4进行收缩拉回作动，一边使止动缸70进行收缩拉回作动，一边使压实触头群36a、余砂框20、砂箱18、下部辅助框16a、输送装置64、及输送装置用缸62朝模板10a一体下降，对型砂S全体进行压缩(2次压实)。此时，下部辅助框16a由于止动缸70的收缩拉回而下降，下部辅助框16a的上面成为与模板10a的分型面大体相同的水平(图26)。

如在止动缸70到达下降端的时刻压实压力未到达2次压实的设定压力，则由输送装置用缸62解除上述受到约束的砂箱18和升降支架6的动作约束，一边使输送装置用缸62进行收缩拉回作动，一边进一步使主缸4进行收缩拉回作动，从而进一步进行压实。

接着，当压实压力达到2次压实的设定压力时，压实稳定定时器进行工作，在规定时间维持压实。此时，为了对应止动缸70未到达下降端的场合，使余砂框用缸60进行伸长作动，使余砂框20、输送装置64下降，压下砂箱18直到止动缸70到达下降端。这样，可使砂箱18的下面和铸型下面每次大体为同一面。

接着，在约束砂箱18的动作的状态下，由输送装置用缸62通过输送装置64对上述砂箱18和升降支架6的动作进行约束，使主缸4进行伸长作动，从而拔模。此时，压实触头群36a、余砂框20、砂箱18、输送装置64、及输送装置用缸62一体上升。此时，与它们成一体地或单独地使下部辅助框16a也上升。在这里，当使下部辅助框16a一体上升时，对下部辅助框16a作用不能将砂箱18抬起的压力。

之后，进行了铸型造型的砂箱18与压实触头群36a、余砂框20、砂箱18、输送装置64、及输送装置用缸62一体上升，从模板10a完全分离，同时将型砂S补充到砂斗34内。

此时，造型获得的铸型与砂箱18一起从停止状态稍上升，进行微速拔模，同时，在主缸4的活塞杆4a最大收缩拉回的状态下拔模，所以，可获得高拔模精度。

接着，由余砂框用缸60的伸长作动解除对铸型造型后的砂箱18的约束状态，同时，由下部辅助框用缸68的伸长作动，使下部辅助框16a下降。之后，将进行了铸型造型的砂箱18通过输送装置64送出，送入空的砂箱18，同时，转台8由执行机构(图中未示出)回转180度，交换模板10a和模板10b。然后，为了使压实触头群36a形成的压实面与模板10b的凹凸形状匹配，使压实触头群36a作动。接着，对模板10b反复进行上述作动。

按照这样的阶段，可大幅度减少散落砂和切削砂的发生，以良好效率定量地充填型砂S。另外，可对铸型全体实施与模板的凹凸形状相符的压实，造型出均匀的铸型。

在该实施形式中，作为模型更换机构，示出了转台8，作为其替代，也可使用朝装置的往里方向移动的线性移动台。

另外，也可根据需要，在砂斗34的下端设置回转闸、压缩空气导入口等，进行可由流气加压对型砂S进行预备压缩的设计。

另外，在本实施形式中，从砂斗34下位周侧的第1空气腔室56和下位内部侧的第2空气腔室58双方喷射低压空气，进行型砂的松砂，但也可仅从任何一方实施松砂。

Claims (27)

1.一种型砂压缩装置，将型砂充填到用于对铸型进行造型的造型空间内并将其压缩，其中，包含：

固定成水平状的具有模型的模板，

可围住该模板升降的下部辅助框，

可升降地配置于该下部辅助框上方并围住上述模型的砂箱，

可升降地配置于该砂箱上方的余砂框，

可升降地配置于上述砂箱的上方并且下部可自由进入到上述余砂框内的压缩器，以及

用于将型砂充填到由这些上述模板、上述下部辅助框、上述砂箱、上述余砂框、和压缩器限定的上述造型空间内的装置；

上述压缩器首先可在至少上述下部辅助框不能下降的状态下下降，以形成对上述造型空间内的型砂进行压缩的第1次压缩阶段，并且，在该第1压缩阶段之后，可在上述余砂框、上述下部辅助框、及上述砂箱能够下降的状态下下降，以形成进一步对上述造型空间的型砂进行压缩的第2压缩阶段。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：上述压缩器形成的对上述型砂的第2压缩阶段的压缩力比第1压缩阶段的压缩力大。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：上述压缩器包含可相互独立升降的对上述型砂进行压缩的多个压实触头。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：上述多个压实触头的下端构成的压实面在造型空间形成时具有凹凸形状的轮廓，在压缩结束时具有平坦的轮廓。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：上述压缩器具有在背面作用压力流体的柔性膜。

6.一种型砂压缩方法，由模板、下部辅助框、砂箱、余砂框、及压缩器限定用于对铸型进行造型的造型空间，将型砂充填到该造型空间内将其压缩；该模板固定成水平状并具有模型，该下部辅助框可围住该模板地升降，该砂箱可升降地配置于该下部辅助框上方并围住上述模型，该余砂框可升降地配置于该砂箱上方，该压缩器可升降地配置于上述砂箱的上方并且下部可自由进入到上述余砂框内；其中，包含将型砂充填到上述造型空间内的阶段、第1压缩阶段、及第2压缩阶段，在该第1压缩阶段中，至少可在上述下部辅助框不能下降的状态下使上述压缩器下降，对上述造型空间的型砂进行压缩；在该第2压缩阶段，在上述余砂框、上述下部辅助框、及上述砂箱能够下降的状态下下降，使上述压缩器下降，进一步对上述造型空间的型砂进行压缩。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：上述压缩器形成的对上述型砂的第2压缩阶段的压缩力比第1压缩阶段的压缩力大。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：上述压缩器包含可相互独立升降的对上述型砂进行压缩的多个压实触头。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：包含上述多个压实触头的下端构成的压实面在造型空间形成时形成凹凸形状的轮廓的阶段和在压缩结束时形成平坦的轮廓的阶段。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：进行型砂在上述造型空间内的充填时，一边由压缩空气流使应充填到上述造型空间内的型砂流动化，一边由更强的压缩空气流将该流动化了的型砂充填到上述造型空间内。

11.一种拔模方法，对造型后的铸型进行拔模，造型时，由水平固定并且具有模型的模板、可围住该模板升降的下部辅助框、可升降地配置于该下部辅助框上方并围住上述模型的砂箱、可升降地配置于该砂箱上方的余砂框、及安装于上述砂箱上方的可升降的支承机构并且下部可自由进入到上述余砂框内的压缩器对造型空间进行限定，由上述压缩器对充填到该造型空间内的型砂进行第1压缩和第2压缩这样2个阶段的压缩；其中，包含分离阶段和提升阶段，

在该分离阶段，以设定速度使上述下部辅助框上升，通过上述余砂框对上述支承机构朝上加力，同时，使已完成上述铸型造型的砂箱与上述压缩器和上述余砂框一体上升，从上述模板分离，

在该提升阶段，将该分离了的上述砂箱提起。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于：上述压缩器包含可相互独立升降的对上述型砂进行压缩的多个压实触头。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：包含使上述多个压实触头的下端构成的压实面在造型空间形成时形成凹凸形状的轮廓的阶段和在压缩结束时形成平坦的轮廓的阶段。

14.一种对铸型进行造型的装置，包含机座、杆状机构、支承机构、砂斗、多块方式的压实触头、余砂框、及送入/送出机构；

该机座实质上为矩形横断面；

该杆状机构立设于该机座上，至少为3根，其中的至少2根为分别具有活塞杆的朝上缸；

该支承机构安装于该杆状机构的包含上述朝上缸的活塞杆的前端，可由上述朝上缸的驱动自由升降；

该砂斗支承于上述支承机构，用于储存型砂，具有由压缩空气流使储存的型砂流动化的松砂机构和由更强的压缩空气喷射该流动化了的型砂的多个射砂头；

该多块方式的压实触头安装在该砂斗下端的上述射砂头的近旁，可在上述机座的上方升降；

该余砂框可围住上述射砂头和压实触头升降，同时，具有排出从上述射砂头与型砂一起射出的压缩空气的排出口；

该送入/送出机构包含分别支承具有模型的模板的一对模板托架，相对与上述机座上的上述余砂框匹配的位置，交替地将上述一对模板托架的一方和另一方送入和送出；

从上述射砂头射出的型砂充填到由上述模板、上述余砂框、及上述压实触头限定的造型空间，由上述压实触头压缩。

15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于：还具有设于上述模板托架上并可围住上述模板外周自由升降的下部辅助框。

16.根据权利要求14所述的装置，其特征在于：2根上述朝上缸立设于上述机座上的一方对角线上的角部。

17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于：在上述机座上的另一方对角线上的角部还立设有2根上述朝上缸，上述杆状机构为4根上述朝上缸。

18.根据权利要求16所述的装置，其特征在于：作为上述杆状机构，包含立设于上述机座上的另一方对角线上的角部并且可上下滑动地配合导销的一对支架。

19.根据权利要求14所述的装置，其特征在于：上述杆状机构为以三角形配置于上述机座上的3根上述朝上缸，其中的2根配置在上述机座的左右任一边的角部。

20.根据权利要求19所述的装置，其特征在于：上述送入/送出机构为转台，该转台以余下的1根朝上缸为回转轴在水平面内回转。

21.根据权利要求14所述的装置，其特征在于：上述多块方式的压实触头的下端构成的压实面在造型空间形成时具有凹凸形状的轮廓，在压缩结束时具有平坦的轮廓。

22.一种对铸型进行造型的装置，包含机座、砂斗、多块方式的压实触头、余砂框、送入/送出机构、砂箱、下部辅助框、压缩器、及压缩/拔模机构；

该砂斗可升降地配置于该机座上，用于储存型砂，具有由压缩空气流使储存的型砂流动化的松砂机构和由更强的压缩空气喷射该流动化了的型砂的多个射砂头；

该多块方式的压实触头安装在该砂斗下端的上述射砂头的近旁，可在上述机座的上方升降；

该余砂框可围住上述射砂头和压实触头升降，同时，具有排出从上述射砂头与型砂一起射出的压缩空气的排出口；

该送入/送出机构包含分别支承具有模型的模板的一对模板托架，相对与上述机座上的上述余砂框匹配的位置，交替地将上述一对模板托架的一方和另一方送入和送出；

该砂箱可在上述模板围住模型升降；

该下部辅助箱可围柱上述模板的外周升降；

该压缩器使上述压实触头朝上述模板下降，对从上述射砂头射出充填到由上述模板、上述余砂框、上述砂箱、上述下部辅助框、及上述压实触头限定的造型空间内的型砂进行1次压缩；

该压缩/拔模机构使由上述余砂框、上述砂箱、上述下部辅助框、及上述压实触头一体朝上述模板下降，由上述压实触头对上述型砂进行2次压缩，并且，使上述余砂框、上述砂箱、上述下部辅助框、及上述压实触头一体上升，进行拔模。

23.根据权利要求22所述的装置，其特征在于：还具有维持上述铸型的平行度地抑制砂箱的所不期望的移动的机构。

24.根据权利要求22所述的装置，其特征在于：上述多块方式的压实触头的下端构成的压实面在造型空间形成时具有凹凸形状的轮廓，在压缩结束时具有平坦的轮廓。

25.一种对铸型进行造型的方法，由水平固定并且具有模型的模板、可围住该模板升降的下部辅助框、可升降地配置于该下部辅助框上方并围住上述模型的砂箱、可升降地配置于该砂箱上方的余砂框、及可升降地配置于该砂箱上方并且可自由进入到上述余砂框内的多块方式的压实触头对造型空间进行限定，从充填到该造型空间内的型砂对铸型进行造型；其中，包含充填阶段、第1次压缩阶段、第2次压缩阶段、及拔模阶段；

在充填阶段，一边由压缩空气流使应充填到上述造型空间内的型砂流动化，一边由更强的压缩空气流将其充填到上述造型空间内；

在该第1压缩阶段，使上述压实触头朝上述模板下降，由上述压实触头对充填到上述造型空间的型砂进行1次压缩；

在该2次压缩阶段，使上述余砂框、上述砂箱、上述下部辅助框、及上述压实触头一体朝上述模板下降，由上述压实触头对上述型砂进行2次压缩；

在该拔模阶段，使上述余砂框、上述砂箱、上述下部辅助框、及上述压实触头一体上升，进行拔模。

26.根据权利要求25所述的方法，其特征在于：上述拔模阶段包含维持上述铸型的平行度地抑制砂箱的所不期望的移动的阶段。

27.根据权利要求25所述的方法，其特征在于：包含将上述多块方式的压实触头的下端构成的压实面在造型空间形成时形成为凹凸状轮廓的阶段和在压缩结束时形成为平坦轮廓的阶段。

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