CN209736572U - 一种制芯机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及金属铸造技术领域，公开了一种制芯机，包括机架，机架上设有输送机构、底模顶升机构及芯盒开合模装置，输送机构用于输送芯盒，芯盒包括底模、分别垂直立于底模的两侧的动模与静模、贴合于动模与静模的顶部的射砂板；底模顶升机构设置于输送机构的端部处并能垂直穿过输送机构的端部，且底模顶升机构能够与底模快锁；芯盒开合模装置包括分别位于底模顶升机构的两侧的动模合模机构和静模翻转机构，动模合模机构能够移动至底模顶升机构处并与动模快锁，静模翻转机构能够沿平行于输送机构的输送方向的水平线翻转90°～270°并与静模快锁。该制芯机能快速并自动地装卸芯盒，节省装模时间，提升制芯质量。

Description

一种制芯机

技术领域

本实用新型涉及制芯机技术领域，尤其涉及一种制芯机。

背景技术

制芯机是铸造行业中芯砂成型的重要设备之一，其工作原理是：制芯机驱动芯盒的各个部件合模，通过压缩空气将已经混好的芯砂射入芯盒内；随后，催化气体导入芯盒，使芯砂在短时间内硬化，达到工艺和生产要求，随后开模，芯砂从芯盒中被顶出取走。

目前，制芯机主要结构包括：下部中间套筒式工作台举升机构，驱动工作台与下顶芯机构同时升降；安装于工作台上的下芯盒移动机构，驱动芯盒前后移动；布置在工作台左右两侧的套筒式侧夹紧机构，满足四开模芯盒动作需求；上部中间为固定式射头及射砂机构，射腔内部安装射砂筒；上部左右两侧布置移动吹气板及上顶板，吹气板及顶芯板分步动作；上部中间固定上芯盒提升机构，采用上部同步框结构；机器框架采用四立柱连接方式。与上述结构配合，配套设置电控系统、液压站、安全围屏、气体发生器等。

采用上述结构的制芯机，在日常使用和维护中主要有以下缺点：

1、工作台举升机构采用单套液压缸驱动升降，导向结构采用套筒式导向方式，整套机构安装在设备底部中间；套筒式结构导向易磨损，特别对于负载重的芯盒；导向性能不足；日常更换维护时，需要将工作台顶起后，人工将整套机构拉出后更换，维护操作不便，工作量大。

2、下顶芯机构固定在工作台前侧，随工作台同时升降。从安全防护考虑，此套机构布置在安全围屏内，造成吊装芯盒及取砂芯困难。

3、上芯盒提升机构采用两侧气缸驱动、上部同步框连接，升降同步性差。

4、模具安装方式采用真空吸附配套保险销结构，真空管路及密封部分易损坏，导致固定失效。

5、安装模具时射板、吹气板、上顶板时需要人工将每块板逐块吊装至芯盒上后安装固定，安装麻烦。

可见，现有的制芯机拆卸芯盒不方便，安装效率较低。

有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的制芯机，使其更具有产业上的利用价值。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种制芯机、制芯机的装模方法及制芯方法，能够快速并自动地装卸芯盒，节省装模时间，提升制芯质量，且出芯顺利。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种制芯机，包括机架，所述机架上设有输送机构、底模顶升机构及芯盒开合模装置，其中：

所述输送机构用于输送芯盒，所述芯盒包括底模、分别垂直立于所述底模的两侧的动模与静模、贴合于所述动模与所述静模的顶部的射砂板；

所述底模顶升机构设置于所述输送机构的端部处并能垂直穿过所述输送机构的端部，且所述底模顶升机构能够与所述底模快锁；

所述芯盒开合模装置包括分别位于所述底模顶升机构的两侧的动模合模机构和静模翻转机构，所述动模合模机构能够移动至所述底模顶升机构处并与所述动模快锁，所述静模翻转机构能够沿平行于所述输送机构的输送方向的水平线翻转90°～270°并与所述静模快锁。

作为上述的制芯机的一种优选方案，所述机架顶部设有驱动组件，所述驱动组件连接有射头、刮砂板，所述驱动组件能够驱动所述射头及所述刮砂板按序移动至所述底模顶升机构上方、驱动所述射头及所述刮砂板按序相对所述底模顶升机构往复移动，所述射头能够与所述射砂板快锁。

作为上述的制芯机的一种优选方案，所述制芯机还包括对所述芯盒吹气的吹气机构。

作为上述的制芯机的一种优选方案，所述吹气机构包括与所述驱动组件连接的吹气板，所述驱动组件能够驱动所述吹气板移动至所述底模顶升机构上方并驱动所述吹气板相对所述底模顶升机构往复移动。

作为上述的制芯机的一种优选方案，所述吹气机构包括安装于所述动模合模机构所述静模翻转机构的吹气罩、与所述驱动组件连接的压板，所述吹气罩能够与所述动模或所述静模紧贴，所述驱动组件能够驱动所述压板移动至所述底模顶升机构上方并驱动所述压板相对所述底模顶升机构往复移动。

作为上述的制芯机的一种优选方案，所述机架上还设有加砂机构、射砂机构、水冷系统及雾化装置。

作为上述的制芯机的一种优选方案，所述动模合模机构与所述静模翻转机构均连接有顶芯机构。

作为上述的制芯机的一种优选方案，所述输送机构为辊道。

一种上述的制芯机的装模方法，包括步骤：

S1、将所述芯盒吊装至所述输送机构上；

S2、所述输送机构带动所述芯盒移动至所述底模顶升机构上；

S3、所述底模顶升机构上升至装模位置；

S4、所述动模合模机构移动并推动所述芯盒使所述静模与所述静模翻转机构紧贴；

S5、所述射头下降压紧所述芯盒；

S6、所述动模合模机构与所述动模快锁、所述静模翻转机构与所述静模快锁、所述底模顶升机构与所述底模快锁、所述射头与所述射砂板快锁；

S7、所述射头带动所述射砂板上升；

S8、所述底模顶升机构带所述底模下降至底模开模位置；

S9、所述动模合模机构带所述动模移动至芯盒打开位置；

S10、所述静模翻转机构带所述静模翻转至水平取芯位置。

一种制芯方法，采用上述的制芯机进行制芯，包括步骤：

(1)将所述芯盒吊装至所述输送机构上，所述输送机构带动所述芯盒移动至所述底模顶升机构上，所述底模顶升机构上升至装模位置；

(2)所述动模合模机构移动并推动所述芯盒使所述静模与所述静模翻转机构紧贴，所述动模合模机构与所述动模快锁、所述静模翻转机构与所述静模快锁、所述底模顶升机构与所述底模快锁；

(3)所述射头移动至射砂位置，所述射头下降压紧所述芯盒，所述射头与所述射砂板快锁；

(4)所述射头对所述芯盒射砂；

(5)所述射头上升并头移动至加砂工位加砂，同时刮砂板下降，进行刮砂，然后复位；

(6)从所述芯盒顶部对所述芯盒吹气，或，从所述芯盒的所述动模侧或所述静模侧对所述芯盒吹气，或，从所述芯盒顶部和所述动模侧或所述静模侧对所述芯盒同时吹气；

(7)所述射头带动所述射砂板上升，所述底模顶升机构带所述底模下降至底模开模位置，所述动模合模机构带所述动模移动至芯盒打开位置，所述静模翻转机构带所述静模翻转至水平取芯位置；

(8)将砂芯顶出，取出所述砂芯。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型的制芯机通过将底模顶升机构设置于输送机构的端部处并能垂直穿过输送机构的端部，使取芯位与芯盒更换位分离，互不干涉，便于取芯及吊装操作；利用输送机构、底模顶升机构及芯盒开合模装置可快速并自动地装卸芯盒，利用动模合模机构与静模翻转机构可实现垂直开模，出芯顺利。

本实用新型的制芯机的装模方法能够快速并自动地装卸芯盒，芯盒拆卸方便，节省了芯盒装卸时间。

本实用新型的制芯方法可采用顶部吹气和/或侧部吹气的方式对芯盒吹气，对于部分厚度较薄的砂芯，采用侧吹气方式，大大提升了砂芯固化效率，提升了制芯质量。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式提供的制芯机的结构示意图(静模翻转机构处于水平状态)；

图2是图1的制芯机中的快锁结构的结构示意图；

图3是本实用新型涉及到的芯盒的结构示意图；

图4是芯盒中的底模的结构示意图；

图5是芯盒中的动模的爆炸图；

图6是芯盒中的静模的爆炸图；

图7是芯盒中的射砂板的结构示意图；

图8是本实用新型具体实施方式提供的制芯机的结构示意图(静模翻转机构处于竖直状态)；

图9是静模翻转机构处于竖直状态时，制芯机的另一角度的结构示意图。

图中：

100-芯盒；

110-底模，111-底模板，112-第一卡块，113-卡勾，114-挡板；

120-动模，121-动模安装框，122-动模型块，123-动模顶芯板，124-第二卡块，126-卡口，127-加热插座；

130-静模，131-静模安装框，132-静模型块，133-静模顶芯板，134-第三卡块，135-插接孔，136-卡口，137-加热插座；

140-射砂板，141-插销；

150-快锁结构；

200-机架；

210-输送机构，221-底模顶升机构，222-动模合模机构，223-静模翻转机构，224-顶芯机构，230-快锁组件，231-固定板，232-卡爪，233-驱动件，240-驱动组件，251-射头，252-刮砂板，253-吹气板，254-吹气罩，260-加砂机构，270-射砂机构，280-水冷系统，290-雾化装置。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

如图1、图3及图8至图9所示，本实用新型的制芯机包括机架200，机架200上设有输送机构210、底模顶升机构221、芯盒开合模装置、加砂机构260、射砂机构270、水冷系统280及雾化装置290。

其中，输送机构210用于输送芯盒100；底模顶升机构221与芯盒开合模装置用于对芯盒100开模、合模及换模；加砂机构260实现自动供砂；射砂机构270实现定量射砂；水冷系统280用于防止因热辐射导致的芯砂固化，保证芯砂性能的稳定性；雾化装置290主要对设备内储存芯砂位与空气有接触的环节进行加湿，避免因空气带走芯砂水份，保证芯砂性能的稳定性。

具体地，如图3至图7所示，芯盒100包括底模110、动模120、静模130及射砂板140。其中，动模120与静模130分别垂直立于底模110的两侧，且动模120与静模130能够相对合；底模110的两侧均设有分别定位动模120与静模130的定位组件，且底模110的两端上均设有卡持动模120与静模130的卡紧组件；射砂板140贴合于动模120与静模130的顶部，且射砂板140与动模120及静模130之间设有连接结构。

底模110包括底模板111，定位组件设置在底模板111的侧部，定位组件包括多个沿底模板111的侧部长度方向分布的第一卡块112。各第一卡块112用于与动模120及静模130底部卡接，使动模120与静模130稳定地立于底模110上，并对动模120与静模130定位，避免动模120、静模130及底模110之间错位。

另外，每组卡紧组件均包括设置于底模板111的端部的两个卡勾113，两个卡勾113分别对应动模120与静模130的端部，卡勾113与底模板111的端部转动连接，且卡勾113与底模板111的端部之间连接有弹性件(如弹簧)。卡勾113在弹性件的弹性作用力下可将动模120与静模130紧压在底模110上，从而进一步避免动模120与静模130相对底模110晃动而分型。

当动模120与静模130脱离底模110后，为了避免卡勾113在弹性件的作用下翻转压在底模110上，本实用新型在底模板111的端部设有能够抵挡卡勾113的底端的挡板114，挡板114抵挡卡勾113，可确保卡勾113处于倾斜状态，当动模120与静模130从底模110的两侧进入时，动模120及静模130的侧壁能够与卡勾113抵触，无需人工将卡勾113扳起。

动模120包括动模安装框121、动模型块122及动模顶芯板123，其中，动模安装框121底部设有多个抵持和/或夹持第一卡块112的第二卡块124；动模型块122设置于动模安装框121，且动模型块122上设有插接头；动模顶芯板123设置于所动模安装框121并正对动模型块122。

静模130包括静模安装框131、静模型块132及静模顶芯板133，其中，静模安装框131底部设有多个抵持和/或夹持第一卡块112的第三卡块134；静模型块132设置于静模安装框131，且静模型块132上设有与插接头插接配合的插接孔135；静模顶芯板133设置于静模安装框131并正对静模型块132。

作为本实用新型的优选实施方式，动模安装框121底部两端的第二卡块124分别与底模板111两端的第一卡块112相抵，动模安装框121底部设置两个相邻的第二卡块124，两个第二卡块124从两侧夹持第一卡块112。第三卡块134卡持及夹持第一卡块112的方式同第二卡块124。如此，在动模120与静模130分别从底模110的两侧进入时，第一卡块112与第二卡块124及第三卡块134之间起到导向及固定作用。

另外，动模安装框121设有与卡勾113配合的卡口126，静模安装框131设有与卡勾113配合的卡口136。如此，卡紧效果更好。

为了便于硬化处理动模型块122与静模型块132之间成型的芯砂，本实用新型在动模型块122设有加热插座127，在静模型块132设有加热插座137，通过电加热的方式对芯砂进行硬化处理。

对于射砂板140与动模120及静模130之间的连接结构，本实用新型中，该连接结构包括设置于射砂板140其中一对角处的插销141，且插销141错开射砂板140的刮砂区域，两个插销141分别与动模安装框121及静模安装框131插接。通过将一个插销141与动模安装框121插接、另一个插销141与静模安装框131插接，可防止运输该芯盒100过程中，动模120与静模130分型。

为了便于将该芯盒100快速安装于制芯机上或从制芯机上快速拆卸下来，本实用新型在动模安装框121、动模顶芯板123、静模安装框131、静模顶芯板133及射砂板140均设有快锁结构150。快锁结构150可为螺接孔或销轴等，只要能够相对接即可。

本实用新型中，输送机构210为辊道，当芯盒100吊装于输送机构210上后，输送机构210能够支撑较重的芯盒100并带动芯盒100稳定地往底模顶升机构221处移动；底模顶升机构221设置于输送机构210的端部处并能垂直穿过输送机构210的端部，且底模顶升机构221能够与底模110快锁。底模顶升机构221主要由工作台、液压驱动装置组成。

输送机构210与底模顶升机构221的位置设置，使取芯工位与芯盒100更换工位分离，为设置自动取芯机构或人工吊具等装置提供空间，如配置机器人及夹具，可实现自动化制芯生产。

为了使底模顶升机构221与芯盒开合模装置可以对芯盒100开模、合模及换模，本实用新型中，底模顶升机构221设置于输送机构210的端部处并能垂直穿过输送机构210的端部，且底模顶升机构221能够与底模110快锁；芯盒开合模装置包括分别位于底模顶升机构221的两侧的动模合模机构222和静模翻转机构223，动模合模机构222能够移动至底模顶升机构221处并与动模120快锁，静模翻转机构223能够沿平行于输送机构210的输送方向的水平线翻转90°～270°并与静模130快锁。

动模合模机构222主要由导杆导套、动模安装板、安装底座以及驱动装置等组成。动模安装板与芯盒100的连接采用液压驱动快速连接。液压驱动动模120合紧和打开，保证芯盒100合紧时的密闭性能以及移动动作的平稳性能，且装卸动模120安全可靠。

静模翻转机构223主要由安装底座、转轴、静模安装板以及驱动装置等组成。静模安装板与芯盒100的连接采用液压驱动快速连接，采用机械限位并配置缓冲器，提高翻转动作的平稳性及准确定位。液压驱动静模130的翻转，保证翻转动作的平稳性能，装卸静模130安全可靠。

另外，机架200顶部设有驱动组件240，驱动组件240连接有射头251、刮砂板252，驱动组件240能够驱动射头251及刮砂板252按序移动至底模顶升机构221上方、驱动射头251及刮砂板252按序相对底模顶升机构221往复移动，射头251能够与射砂板140快锁。

为了实现对芯盒100的快速，底模顶升机构221、动模合模机构222及静模翻转机构223上均设置快速组件230。图如2所示，快速组件230包括固定板231、与固定板231转动连接的两个卡爪232、驱动卡爪232转动一定角度的驱动件232。根据需要快锁的位置，安装快锁组件230。如，底模顶升机构221对底模110快锁时，可使两个卡爪232能够对应底模110上卡勾113，先使卡爪232转动以接触卡勾113对动模120和静模130的限制，以便动模120和静模130分别与动模合模机构222和静模翻转机构223快锁，然后再使卡爪232转动，使卡爪232卡持卡勾113，将底模110锁紧在底模顶升机构221中的工作台上。

当动模合模机构222的动模安装板与动模安装框121、动模顶芯板123对接后，动模合模机构222上的快锁组件230启动，快锁动模120；当静模翻转机构223的静模安装板与静模安装框131、静模顶芯板133对接后，当静模翻转机构223上的快锁组件230启动，快锁静模130；当射头251与射砂板140对接后，射头251上的快锁组件230启动，快锁射砂板140。

当然，本实用新型的制芯机还包括对芯盒100吹气的吹气机构。在一实施方式中，吹气机构包括与驱动组件240连接的吹气板253，驱动组件240能够驱动吹气板253移动至底模顶升机构221上方并驱动吹气板253相对底模顶升机构221)往复移动。该方式可实现从芯盒100顶部对芯盒100吹气。

于另一实施方式中，吹气机构包括安装于动模合模机构222或静模翻转机构223的吹气罩254、与驱动组件240连接的压板，吹气罩254能够与动模120或静模130紧贴，驱动组件240能够驱动压板移动至底模顶升机构221上方并驱动压板相对底模顶升机构221往复移动。该方式可实现从芯盒100的侧部(如动模120侧或静模130侧)对芯盒100吹气。对于部分厚度较薄的砂芯，采用侧吹气方式，可提升砂芯固化效率。

当然，也可从顶部与侧部同时对芯盒100吹气，更进一步升砂芯固化效率。同时吹气时，吹气板253可作为压板使用。

无论是顶部吹气还是侧部吹气，在装卸芯盒100时，无需拆卸吹气板253或吹气罩254，节省装卸模时间。

另外，动模合模机构222与静模翻转机构223均连接有顶芯机构224。顶芯机构224主要由驱动缸、导杆导套、顶芯板等组成，在静模130翻转至取芯位置时，顶芯机构224将砂芯顶出，方便人工/机器人抓取砂芯。

另外，本实用新型中的加砂机构260、射砂机构270、水冷系统280及雾化装置290为本领域常用的结构，此处不再赘述。

本实用新型的制芯机通过将底模顶升机构221设置于输送机构210的端部处并能垂直穿过输送机构210的端部，使取芯位与芯盒更换位分离，互不干涉，便于取芯及吊装操作；利用输送机构210、底模顶升机构221及芯盒开合模装置可快速并自动地装卸芯盒100，利用动模合模机构222与静模翻转机构223可实现垂直开模，出芯顺利。

本实用新型提供的制芯机的装模方法包括步骤：

S1、将芯盒100吊装至输送机构210上；

S2、输送机构210带动芯盒100移动至底模顶升机构221上；

S3、底模顶升机构221上升至装模位置；

S4、动模合模机构222移动并推动芯盒100使静模130与静模翻转机构223紧贴；

S5、射头251下降压紧芯盒100；

S6、动模合模机构222与动模120快锁、静模翻转机构223与静模130快锁、底模顶升机构221与底模110快锁、射头251与射砂板140快锁；

S7、射头251带动射砂板140上升；

S8、底模顶升机构221带底模110下降至底模开模位置；

S9、动模合模机构222带动模120移动至芯盒打开位置；

S10、静模翻转机构223带静模130翻转至水平取芯位置。

本实用新型的制芯机的装模方法能够快速并自动地装卸芯盒100，芯盒100拆卸方便，节省了芯盒100装卸时间。

本实用新型的制芯方法采用上述的制芯机进行制芯，包括步骤：

(1)将芯盒100吊装至输送机构210上，输送机构210带动芯盒100移动至底模顶升机构221上，底模顶升机构221上升至装模位置；

(2)动模合模机构222移动并推动芯盒100使静模130与静模翻转机构223紧贴，动模合模机构222与动模120快锁、静模翻转机构223与静模130快锁、底模顶升机构221与底模110快锁；

(3)射头251移动至射砂位置，射头251下降压紧芯盒100，射头251与射砂板140快锁；

(4)射头251对芯盒100射砂；

(5)射头251上升并头移动至加砂工位加砂，同时刮砂板252下降，进行刮砂，然后复位；

(6)从芯盒100顶部对芯盒100吹气，或，从芯盒100的动模120侧或静模130侧对芯盒100吹气，或，从芯盒100顶部和动模120侧或静模130侧对芯盒100同时吹气；

(7)射头251带动射砂板140上升，底模顶升机构221带所述底模110下降至底模开模位置，动模合模机构222带动模120移动至芯盒打开位置，静模翻转机构223带静模130翻转至水平取芯位置；

(8)将砂芯顶出，取出砂芯。

本实用新型的制芯方法可采用顶部吹气和/或侧部吹气的方式对芯盒100吹气，对于部分厚度较薄的砂芯，采用侧吹气方式，大大提升了砂芯固化效率，提升了制芯质量。

以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种制芯机，其特征在于，包括机架(200)，所述机架(200)上设有输送机构(210)、底模顶升机构(221)及芯盒开合模装置，其中：

所述输送机构(210)用于输送芯盒(100)，所述芯盒(100)包括底模(110)、分别垂直立于所述底模(110)的两侧的动模(120)与静模(130)、贴合于所述动模(120)与所述静模(130)的顶部的射砂板(140)；

所述底模顶升机构(221)设置于所述输送机构(210)的端部处并能垂直穿过所述输送机构(210)的端部，且所述底模顶升机构(221)能够与所述底模(110)快锁；

所述芯盒开合模装置包括分别位于所述底模顶升机构(221)的两侧的动模合模机构(222)和静模翻转机构(223)，所述动模合模机构(222)能够移动至所述底模顶升机构(221)处并与所述动模(120)快锁，所述静模翻转机构(223)能够沿平行于所述输送机构(210)的输送方向的水平线翻转90°～270°并与所述静模(130)快锁。

2.根据权利要求1所述的制芯机，其特征在于，所述机架(200)顶部设有驱动组件(240)，所述驱动组件(240)连接有射头(251)、刮砂板(252)，所述驱动组件(240)能够驱动所述射头(251)及所述刮砂板(252)按序移动至所述底模顶升机构(221)上方、驱动所述射头(251)及所述刮砂板(252)按序相对所述底模顶升机构(221)往复移动，所述射头(251)能够与所述射砂板(140)快锁。

3.根据权利要求2所述的制芯机，其特征在于，所述制芯机还包括对所述芯盒(100)吹气的吹气机构。

4.根据权利要求3所述的制芯机，其特征在于，所述吹气机构包括与所述驱动组件(240)连接的吹气板(253)，所述驱动组件(240)能够驱动所述吹气板(253)移动至所述底模顶升机构(221)上方并驱动所述吹气板(253)相对所述底模顶升机构(221)往复移动。

5.根据权利要求3所述的制芯机，其特征在于，所述吹气机构包括安装于所述动模合模机构(222)或所述静模翻转机构(223)的吹气罩(254)、与所述驱动组件(240)连接的压板，所述吹气罩(254)能够与所述动模(120)或所述静模(130)紧贴，所述驱动组件(240)能够驱动所述压板移动至所述底模顶升机构(221)上方并驱动所述压板相对所述底模顶升机构(221)往复移动。

6.根据权利要求4或5所述的制芯机，其特征在于，所述机架(200)上还设有加砂机构(260)、射砂机构(270)、水冷系统(280)及雾化装置(290)。

7.根据权利要求6所述的制芯机，其特征在于，所述动模合模机构(222)与所述静模翻转机构(223)均连接有顶芯机构(224)。

8.根据权利要求7所述的制芯机，其特征在于，所述输送机构(210)为辊道。