CN202571193U - 用型砂造型的造型装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及铸造行业采用潮模砂造型的技术领域，特别涉及一种用型砂造型的造型装置。本实用新型的造型装置，所述造型装置包括：一上砂箱和一下砂箱；模板小车；可插入所述上、下砂箱的与所述模板相对的开口处的一上挤压构件和一下挤压构件；中央导向系统，其包括四立柱和导向套；加砂系统；单砂箱，用于放置铸型、浇注和冷却；以及推箱装置，用于推动所述单砂箱。与现有技术相比，本实用新型在造型后不需要两个造型砂箱输送，造型线也就不需要为两个砂箱配置翻箱机、独立合箱机、分箱机、合箱卡机、取箱卡机等辅助机构，采用单砂箱输送铸型，从根本上避免了由于种种原因导致上下两个造型砂箱错开的故障（也称为错箱），从而降低铸件废品率。

Description

用型砂造型的造型装置

技术领域

本实用新型涉及铸造行业采用潮模砂造型的技术领域，特别涉及一种用型砂造型的造型装置。

背景技术

由于汽车、铁路、冶金、风电、矿山都是铸件需求量极大的行业，而这些行业目前在中国正好是发展速度最快的行业，从而使得中国铸造行业迅猛发展，现在中国已经是世界最大的铸件生产国，产量是排名第二的美国的几倍！但是中国的铸造装备生产水平比较落后，每年需进口各种造型线和造型装置近百台套，几乎是整个欧洲和美国每年造型线采购量总和的几倍。

目前，现代造型线一般分为两大类，一类是有箱造型线，主要是造型时，一般采用两只造型砂箱（一只上箱、一只下箱）来造型，一般是水平分型，极少数造型法采用3个以上砂箱来造型，造型后需要用造型砂箱来输送、浇注和冷却；另一类是无箱造型线，主要是造型后，不需要用造型砂箱来输送砂型、浇注和冷却，其中又分为水平分型和垂直分型两大类，垂直分型造型线一般用于形状简单、泥芯少、效率高的产品，不能生产比较高和复杂的铸件；而水平分型可以生产几乎所有铸件，但是投资大、设备复杂，生产效率较低。

有箱造型线的主要工艺流程如下：采用两个造型砂箱，造型时分别造好上铸型和下铸型，而后将上铸型和下铸型输送到下芯工位下芯和检查铸型质量。然后进入合箱机将上箱和下箱合箱，合箱后由上箱卡机装上箱卡，防止涨箱和抬箱（有时采用压铁机加压铁）；然后进入浇注工位浇注；浇注后造型砂箱进入冷却段冷却；冷却并打开箱卡后进入捅箱机将铸型捅入落砂机落砂；空造型砂箱经过砂箱清扫机清洁后运输到分箱机，将上箱和下箱分开，准备进入造型机再次造型。有箱造型线是使用面最广的造型线，目前集中用于生产发动机机体缸盖、曲轴和凸轮轴的汽车零部件等，还应用于拖拉机、工程机械、铁路和矿山等需要大批量生产铸件的领域。目前有箱造型线实际生产率在50-70型/h，引进造型线的理论生产率为120型/h。

但是，目前的有箱造型线存在以下缺陷：

1、本实用新型在造型后不需要两个造型砂箱输送，造型线也就不需要为两个砂箱配置翻箱机、独立合箱机、分箱机、合箱卡机、取箱卡机等辅助机构，采用单砂箱输送铸型，从根本上避免了由于种种原因导致上下两个造型砂箱错开的故障（也称为错箱），从而降低铸件废品率；

2、在造型线需要翻箱机、合箱机、分箱机、合箱卡机、取箱卡机等许多辅助机构，每一个机构都有很多动作，每个动作都增加一个故障点，导致造型线故障率高，生产效率低；

3、在造型线需要翻箱机、合箱机、分箱机、合箱卡机、取箱卡机等许多辅助机构，该些辅助机构直接导致造型线的成本急剧上升；

4、造型砂箱必须能抵抗造型装置的高压，因此要求造型砂箱的强度和精度特别高，而造型砂箱也作为浇注砂箱，从而导致造型砂箱的制作成本急剧上升；

5、造型砂箱也作为浇注砂箱，高精度的造型砂箱，在参与浇注时很容易被高温铁水损坏，而且在浇注前后的造型砂箱热胀冷缩，往往也影响造型装置的造型精度；

6、造型砂箱也作为浇注砂箱，在浇注时，由于两个造型砂箱表面未清理干净、铁水抬箱力较大或设计吃砂量不够等等原因，铁水常常从两个造型砂箱的分型面逸出（俗称为跑火），一方面导致铁水和能源的浪费，另一方面导致铸件飞边毛刺大量产生，铸件缺陷增多，补缩困难。

无箱造型线的主要工艺流程如下：在造型装置内完成造型，下芯和合箱，合箱后将铸型捅出造型砂箱，而后将没有砂箱固定的铸型推出造型机，推到浇注线上输送。在输送线上完成加套箱、取放压铁、浇注和冷却等步骤。在输送线上，有的造型线采用套箱工艺，利用套箱减少错箱和减少涨箱，有的采用L型托板和压铁实现同样功能，有的干脆完全直接采用裸露的铸型，有的采用铸型互相挤压的办法等。水平无箱造型线主要用于批量生产中小铸件，一般铸型尺寸在300 – 800mm左右，实际生产率在60 – 150型/h，引进造型线的理论生产率最高可达200型/h。

目前的无箱造型线存在以下缺陷：

1、无箱造型线由于没有砂箱，一般依靠各个机构的精度来保证上、下铸型的错型率比较小，依靠上、下铸型的摩擦力来抵抗运动的惯性，因此错型率远远大于传统的有箱线；

2、为了减少错型一般采用套箱工艺，即在输送线上采用专门的套箱机将套箱套住正在输送的铸型，实际上这样安放套箱容易产生新的错箱，如由于惯性等导致铸型位置变化，套箱按照原设定位置套下，反而挤压铸型移动，这样为了防止错箱而采用的套箱，往往本身成了错箱产生的主要原因之一；

3、若采用套箱工艺，采用的套箱一般套住分型面位置，而且一般套箱也仅仅套住铸型的一半左右的高度，其余高度裸露，这样就无法很好地、全面地抵抗涨箱，从而导致铸件致密度不够、疏松等缺陷的产生；

4、采用的套箱均是“八”字套箱,内壁有很大斜度，这样取放套箱比较方便，但是，因为抵抗涨箱完全依靠压铁和套箱的重量，不能依靠摩擦力，实际上浇注后上铸型多多少少会被抬起一点，而一旦抬起，八字套箱就不再接触下铸型，下铸型就会产生错箱和涨箱；

5、采用套箱的造型法，一般铸型也是八字形状，这往往导致造型过程中，容易产生错箱、喷砂等等缺陷；

6、一般水平无箱造型线生产率高于有箱造型线1倍左右，但是，最高也只能够达到200型/h。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种用型砂造型的造型装置，以解决现有技术中的造型装置在造型时容易错箱，造好的铸型需要翻箱机、合箱机、分箱机、合箱卡机、取箱卡机等许多辅助机构，并且每一个机构都严格要求定位，严重依赖定位装置，大大增加了错箱的机会，从而导致错箱率较高的技术性问题。

本实用新型目的通过以下技术方案实现：

一种用型砂造型的造型装置，所述造型装置包括：

一上砂箱和一下砂箱；

模板小车，位于所述上、下砂箱之间；

可插入所述上、下砂箱的与所述模板相对的开口处的一上挤压构件和一下挤压构件，所述上砂箱、所述模板以及所述上挤压构件可形成一上造型空间，所述下砂箱、所述模板以及所述下挤压构件可形成一下造型空间；

中央导向系统，用于控制所述上砂箱、所述下砂箱、所述上挤压构件和所述下挤压构件的上下直线运动，其包括四立柱和导向套；

加砂系统，用于在所述上、下造型空间中加入型砂；

单砂箱，用于放置铸型、浇注和冷却；以及

推箱装置，用于推动所述单砂箱。

优选地， 所述单砂箱、所述上砂箱和所述下砂箱的内壁均与水平面垂直，所述单砂箱的内腔与所述上砂箱和所述下砂箱的内腔相匹配。

优选地，所述加砂系统包括砂斗，还包括压缩空气射砂装置或真空负压吸砂装置

优选地，还包括砂箱定位装置，所述砂箱定位装置用于定位所述上砂箱、所述下砂箱和所述单砂箱，确保它们在同一个定位位置。

优选地，所述模板上设有快换模板组件、模板吹扫组件、模板加热组件和喷脱模剂组件。

优选地，所述上挤压构件上设有边浇口杯装置或中心浇口杯装置。

与现有技术相比，本实用新型有以下优点：

1、本实用新型在造型时不需要两个造型砂箱输送，造型线也就不需要为两个砂箱配置翻箱机、独立合箱机、分箱机、合箱卡机、取箱卡机等辅助机构，只采用单砂箱输送铸型，这样可大大减少错箱的机会，从根本上避免了由于种种原因导致上下两个砂箱错开的故障（铸造称为错箱），从而降低错箱率；

2、和本实用新型配套的造型线不需要翻箱机、独立合箱机、分箱机、合箱卡机、取箱卡机等辅助机构，从而大大降低造型线的故障率，从而提高生产效率和可靠性；

3、和本实用新型配套的造型线不需要翻箱机、合箱机、分箱机、合箱卡机、取箱卡机等辅助机构，从而全线而言降低了成本，并减少造型线占地面积；

4、本实用新型数量庞大的浇注砂箱采用简单低成本的单砂箱，而昂贵的、数量很少的高精度高强度的造型砂箱仍然采用上下两个砂箱，这样综合而言，大大降低了对造型线砂箱的制造成本；

5、本实用新型的造型砂箱与浇注砂箱是分开的，造型砂箱不参与浇注，避免了分型面跑火现象，还可防止输送过程中由于晃动和惯性产生的上、下箱错箱；

6、本实用新型的造型砂箱与浇注砂箱是分开的，造型砂箱不参与浇注，可避免高温铁水损坏造型砂箱及浇注前后的造型砂箱热胀冷缩对造型装置的造型精度的影响；

7、本实用新型的造型方法，由于机构简单，可同时完成上下两个铸型的制造，造型速度大大加快，普通型速度可达160整型/h，超高速型速度可达300整形/h；

8、本实用新型的单砂箱的内腔与水平面是垂直的，不同于内腔有斜度的套箱，能够更好地抵抗抬箱、涨箱和错箱。

附图说明

图1为本实用新型的造型装置的立体结构示意图；

图2为本实用新型的造型装置的侧视图；

图3为本实用新型的造型装置在初始位置的示意图；

图4为本实用新型的造型装置在脱模时的示意图；

图5为本实用新型的造型装置在下芯时的示意图；

图6为本实用新型的造型装置在合箱时的示意图；

图7为本实用新型的造型装置在推型时的示意图。

具体实施方式

以下结合附图，详细说明本实用新型。

请参阅图1-3，本实用新型的用型砂造型的造型装置，造型装置包括：一上砂箱11和一下砂箱12；模板小车14，可被夹持于上砂箱11、下砂箱12之间；可插入上砂箱11、下砂箱12的与模板14相对的开口处的一上挤压构件17和一下挤压构件18，上砂箱11、模板14以及上挤压构件17可形成一上造型空间，下砂箱12、模板14以及下挤压构件18可形成一下造型空间；中央导向系统，用于控制上砂箱11、下砂箱12、上挤压构件和下挤压构件的上下直线运动，其包括四立柱和导向套；加砂系统，用于在上、下造型空间中加入型砂；单砂箱19，用于放置铸型、浇注和冷却；以及推箱装置，用于推动单砂箱19。

单砂箱、上砂箱和下砂箱的内壁均与水平面垂直，单砂箱的内腔与上砂箱和下砂箱的内腔相匹配。可使得造好的铸型正好可以放置在单砂箱的内腔，内腔可夹住铸型，并使得铸型不会晃动，从而起到避免错箱的作用。

加砂系统包括砂斗13，加砂系统还可包括压缩空气射砂装置、真空负压吸砂装置或重力加砂装置的其中之一。在本实例中，加砂系统采用真空负压吸砂装置，真空负压吸砂装置包括真空泵15、真空箱16、可自清洁的过滤系统和设置在模板14上的真空管。真空管上设有阀门，在本实例中，阀门为快开阀。真空泵分别与可自清洁的过滤系统、真空管和真空箱16连通。在造型时，可将真空泵和快开阀打开，使上造型空间和下造型空间呈负压状态，从而将型砂吸入上造型空间和下造型空间。

模板14可夹持于上砂箱11、下砂箱12之间，也可从上砂箱11、下砂箱12之间抽离。造型时，将模板14夹持于上砂箱11、下砂箱12之间，造型完成后，将模板14从上砂箱11、下砂箱12之间抽离。模板小车14也可以采用双面模板或两块单面模版，模板小车由两块单面模版安装在一个可移动的小车上形成。

上砂箱11设置上方，下砂箱12设置在上砂箱11的下方。上砂箱11和下砂箱12的侧壁上设有型砂吸入口111、121，用于吸入型砂。

在本实例中，上挤压构件为上压头，下挤压构件为下压头。上砂箱11、模板14以及上压头可形成一上造型空间，下砂箱12、模板14以及下压头可形成一下造型空间。上造型空间和下造型空间可形成一密闭空间。

推箱装置可将装有铸型的单砂箱推出造型机，并推到输送线上，还可将空的单砂箱推入造型机。

本实用新型的用型砂造型的造型装置还可包括砂箱定位装置，砂箱定位装置用于定位上砂箱、下砂箱和单砂箱，确保它们在同一个定位位置。

本实用新型的用型砂造型的造型装置还可包括自动下芯机，自动下芯机用于自动下芯。也可不用自动下芯机，改用人工自动下芯。如果用户需要，模板上还可设有快换模板组件、模板吹扫组件、模板加热组件和喷脱模剂组件等。

根据用户需要，可在本实用新型的上挤压构件上设有边浇口杯装置或中心浇口杯装置。

在本实例中，中央导向系统通过液压缸和/或气缸控制上砂箱11、下砂箱12、上压头和下压头的上下直线运动。在本实例中，使用四立柱和导向套导向，可避免错型错箱。

请参阅图4-7，本实用新型的用型砂造型的造型方法，包括以下步骤：

（1）用一上砂箱11和一下砂箱12分别造出一上铸型23和一下铸型24，如图4所示，将模板14推离造型位置； 

（2）脱模和下芯：由人工或机器人将型芯放到铸型里面，如图5，图中为机器下芯； 

（3）合箱：将上砂箱11和下砂箱12合在一起，用上压头和下压头挤压由上铸型23和下铸型24组成的铸型，将上砂箱、上铸型与下砂箱、下铸型准确地合在一起，如图6所示；

（4）脱箱和入箱，入箱：在上压头、下压头的挤压作用下将铸型向下推入等待的单砂箱19中，确保精确、平稳、无任何错型；然后将装有铸型的单砂箱19推入输送线，即完成造型过程。

单砂箱19的内壁与水平面垂直，铸型的外侧面与水平面垂直，单砂箱的内腔与铸型的外侧面相匹配，使得向下直线运动的铸型可直接运动至单砂箱19的内腔中。上砂箱和下砂箱的内壁与水平面垂直，单砂箱的内腔与上砂箱和下砂箱的内腔相匹配。单砂箱19的内腔可将铸型夹住，可防止上铸型和下铸型错型。在本实例中，单砂箱的内腔为四方体型，铸型为与四方体型内腔相匹配的四方体。

在造型时，可以采用传统的分别制造上铸型和下铸型的方法，也可以采用同时制造上铸型和下铸型的办法。

本实用新型将铸型放在单砂箱中输送，不需要任何定位装置，直接依靠单砂箱内部的四个内壁保证里面的上铸型和下铸型不会错型，即使在运输工程中遭遇抖动、晃动、加速和减速，均不会产生错型，可大大降低错型率。

本实用新型的造型方法，在一个模板机构上，在同一个中央导向系统导向的条件下同时造上铸型和下铸型，依靠中央导向系统的导向确保上箱和下箱完全在一个中心线上，杜绝了错箱的可能。同时将造型机和合箱机组成一个整体，完全不需要分箱、翻箱、合箱卡、取箱卡这些辅助机构，结构大大简化，可靠性大大提高，成本大大降低。

本实用新型的造型砂箱和浇注砂箱是分开的，浇注砂箱不参与造型，因此对浇注砂箱的精度和强度的要求大大降低，从而大大降低成本，少量造型使用的造型砂箱，精度强度高，成本高，但是数量很少，因此总成本大大低于传统造型线。

在本实用新型造型方法中，由于将造型砂箱和浇注砂箱分开，浇注砂箱不参与造型，造型砂箱不参与浇注，可彻底避免高精度造型砂箱的损坏，确保造型装置的造型精度。

本实用新型采用单砂箱浇注，浇注时只有单个砂箱，从根本上就不可能存在两个砂箱表面不干净的问题。而且单砂箱由于没有上箱和下箱的限制，往往上铸型和下铸型之间压得更结实，分型面更不容易跑火。即使铁水跑到砂箱内壁，也会被砂箱限制在分型面以内。另外，浇注后铸型膨胀，不但向上抬箱，同时也向四周膨胀，这样单砂箱受力增加，摩擦力扩大，反过来限制了抬箱的发生。并且，一般铸型几乎全部位于单砂箱内，因此能够很好地抵抗涨箱。

本实用新型的造型方法可大大简化造型过程，标准造型线每小时的理论生产率可达160型，超高速造型线甚至每小时的理论生产率可达300型，几乎是现有传统造型线的1-3倍。

本实用新型将造型砂箱和浇注砂箱分开，采用单砂箱输送铸型，解决了目前无箱造型线和有箱造型线的许多缺点，具备了两者的许多优点。在目前已知的机械化和自动化造型线中，还没有发现采用单独一只砂箱的水平有箱造型线，同本实用新型最接近的是水平无箱造型线中采用套箱的工艺。套箱和单砂箱的共同点是，都只有一个砂箱。但是套箱是有斜度的，不是垂直的，因为垂直的套箱，几乎没有办法准确地套上铸型，而且没有办法利用斜度，将套箱位置确定在分型面附近。并且，套箱都是在输送线上套上的，是铸型不动，砂箱套上铸型，会产生错箱的问题。而本实用新型采用单砂箱固定铸型，为了彻底解决错箱问题，要求在造型装置里面或合箱机里面直接完成，而且是砂箱不动，铸型进入砂箱，可避免产生错箱的现象。

在本实用新型中，单砂箱是垂直的，不同于有斜度的套箱，能够更好地抵抗抬箱、涨箱和错箱。因为铸型浇注后，涨箱力越大，施加到砂箱的力越大，铸型和砂箱的摩擦力越大，这样铸型上铸型就不能向上移动，抬箱需要的抬箱力更大！而且垂直的砂箱不会被铸型抬起来，从而能够更好地抵抗涨箱！这样上、下铸型全部被单砂箱紧紧的夹住，完全不可能错箱。

本实用新型在造型装置或合箱机内一次直接完成合箱、脱箱以及铸型从造型砂箱转移到浇注砂箱，这样避免了传统造型方法的多次转运、或专门安放套箱带来的机构复杂、成本高、易错箱和精度差等缺点。 

以上公开的仅为本申请的几个具体实施例，但本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。

Claims (6)

1.一种用型砂造型的造型装置，其特征在于，所述造型装置包括：

一上砂箱和一下砂箱；

模板小车，位于所述上、下砂箱之间；

可插入所述上、下砂箱的与所述模板相对的开口处的一上挤压构件和一下挤压构件，所述上砂箱、所述模板以及所述上挤压构件可形成一上造型空间，所述下砂箱、所述模板以及所述下挤压构件可形成一下造型空间；

中央导向系统，用于控制所述上砂箱、所述下砂箱、所述上挤压构件和所述下挤压构件的上下直线运动，其包括四立柱和导向套；

加砂系统，用于在所述上、下造型空间中加入型砂；

单砂箱，用于放置铸型、浇注和冷却；以及

推箱装置，用于推动所述单砂箱。

2.如权利要求1所述的一种造型装置，其特征在于， 所述单砂箱、所述上砂箱和所述下砂箱的内壁均与水平面垂直，所述单砂箱的内腔与所述上砂箱和所述下砂箱的内腔相匹配。

3.如权利要求1所述的一种造型装置，其特征在于，所述加砂系统包括砂斗，还包括压缩空气射砂装置或真空负压吸砂装置。

4.如权利要求1所述的一种造型装置，其特征在于，还包括砂箱定位装置，所述砂箱定位装置用于定位所述上砂箱、所述下砂箱和所述单砂箱，确保它们在同一个定位位置。

5.如权利要求1所述的一种造型装置，其特征在于，所述模板上设有快换模板组件、模板吹扫组件、模板加热组件和喷脱模剂组件。

6.如权利要求1所述的一种造型装置，其特征在于，所述上挤压构件上设有边浇口杯装置或中心浇口杯装置。

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