JP2017024050A - Die sand feeding device of core molding machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、鋳物の中空部形成に用いる中子を型砂から造形するための中子造形機の型砂供給装置に関する。 The present invention relates to a mold sand supply device for a core molding machine for modeling a core used for forming a hollow portion of a casting from mold sand.
一般的に、複雑な形状や狭窄部を有する中子の造形には、熱硬化性レジンを被覆した型砂(Resin coated sand・・・略称RCS)として流動性の高い乾砂を使用し、金型のキャビティへ空気圧によって吹き込むシェルモールド型の中子造形機が汎用されている。また、このシェルモールド型中子造形機としても、砂充填性の観点から、金型のキャビティに対して上方から型砂を吹き込むトップブロー方式が多用されている(例えば、特許文献1,2)。
In general, for molding cores with complex shapes and constricted parts, dry sand with high fluidity is used as mold sand coated with thermosetting resin (abbreviated as RCS). A shell mold type core molding machine that blows air into the cavities by air pressure is widely used. Also, as this shell mold type core forming machine, from the viewpoint of sand filling property, a top blow method in which mold sand is blown into the mold cavity from above is frequently used (for example,
図1(a)(b)にトップブロー方式のシェルモールド型中子造形機の一例を示す。このシェルモールド造形機では、架台10が柱部10aと梁部10bよりなる逆L字形をなし、柱部10a側が型砂供給ホッパー11を備えた型砂供給部A、梁部10bの先端側が下方に垂直割の金型20を配置する造形部Bを構成し、造形部Bの上部には高圧エアー供給装置12及び押接用エアシリンダー13が設置されると共に、梁部10bに設けた水平方向のガイドレール14に、台車15が搬送用エアシリンダー16を介して型砂供給部Aと造形部Bとの間を往復移動可能に嵌装されている。そして、この台車15にはブローヘッド17が四隅の垂直ガイドロッド15a及び吊持スプリング15bを介して懸吊されており、該ブローヘッド17の下端には、ブロー板1が抱持用エアシリンダー18aによって開閉動作する4本の抱持アーム18を介して気密状態に合着されている。
An example of a top blow type shell mold type core molding machine is shown in FIGS. In this shell mold molding machine, the
このような中子造形機では、型砂供給部Aに台車15が位置しているとき、型砂供給ホッパー11下部の開閉ゲート(図示省略)を所定時間開放することにより、ブローヘッド17内へ所要量(キャビティ容量より若干多め)の型砂を供給する。次に、台車15が造形部Bへ送り出されると、高圧エアー供給装置12のブローフランジ12aが降下してブローヘッド17の上端開口部に接続し、更に該ブローヘッド17が押し下げられて下方に待機する金型20に密接し、この状態で高圧エアー供給装置12からブローヘッド17内へ高圧エアーが供給され、その圧力でブローヘッド17内の型砂が金型20内へ吹き込まれてキャビティC1,C2に充填され、該金型20の熱による型砂の結着によって所要形状の中子が造形される。
In such a core molding machine, when the
ところで、従来の一般的なブローヘッド17では、図8及び図9に示すように、ブロー板1はアルミ製で平面視長方形の浅い皿形をなし、その底板部1aの下面側にゴム等のエラストマーからなるシール材層2が貼着されており、該底板部1aの要所に砂吹出口3がシール材層2を貫通して形成されると共に、底板部1aの周辺に沿って冷却水通路4が形成されている。そして、砂吹出口3の上方側を覆う邪魔板5が取付ボルト51及び筒状スペーサー52を介して内底面から所要高さに配置しており、これによって供給された型砂Sが図7の如く邪魔板5の下側で吹出口3まで達せずに安息角の傾斜状態で堆積するようになっている。
By the way, in the conventional
しかしながら、従来構造のブローヘッド17では、高圧エアーによる金型20内への型砂Sの吹き込みが終了した段階で、図9に示すようにブロー板1の内底面に薄く残砂S1が存在するから、次の中子造形に際し、新たにブローヘッド17内に供給された型砂Sは邪魔板5によって砂吹出口3まで達していなくとも、該砂吹出口3の周囲にある残砂S1がエアブロー前に砂吹出口3から落下して金型20のキャビティC1,C2内へ入り込むことが多々あった。このキャビティC1,C2内へ入った残砂S1は、金型20の熱で直ちに被覆レジンが熱硬化してしまうため、次いで高圧エアーによって吹き込まれた新たな型砂Sが結着する際に一体化せず、造形後の中子表面から脱落して該表面の凹凸や荒れを生じさせることになる。しかして、中子は概して鋳造品における気体や液体の流路形成に用いられるから、その表面の凹凸や荒れがあれば、そのまま流路内面に転写されて流体の流れが乱れる要因になるから、表面をパテ等で滑らかに修正する必要があり、その作業に多大な労力及び時間を要して生産効率の低下を招くという問題があった。
However, in the
また、アルミ製のブロー板1は軽量である上に冷却水通路4等の加工が容易で且つ腐食しにくいという利点を有するが、繰り返し使用する内に、図10に示すように、砂吹出口3の入口側開口縁3aが通過する型砂Sで削られて多数の溝状に摩耗すると共に、該砂吹出口3の出口側周囲のシール材層2も摩耗変形し、これら摩耗によってエアブロー時の型砂Sの流れが乱れ、キャビティC1,C2への充填性の悪化や偏りを生じる一方、ブロー板1とシール材層2との界面部がブロー圧で次第に開離してゆき、ついにはシール破壊して界面からの砂吹きが発生するため、比較的早期の交換を要するという難点もあった。
The
本発明は、上述の事情に鑑みて、中子造形機の型砂供給装置として、ブロー板の簡単な構造的改良により、ブローヘッド内の残砂に起因した中子表面の凹凸や荒れを確実に防止できると共に、該ブロー板の耐久性を飛躍的に高め得るものを提供することを目的としている。 In view of the above-mentioned circumstances, the present invention ensures the unevenness and roughness of the core surface caused by the residual sand in the blow head by a simple structural improvement of the blow plate as a mold sand supply device of the core molding machine. An object of the present invention is to provide an apparatus capable of preventing the blow plate and greatly improving the durability of the blow plate.
上記目的を達成するための手段を図面の参照符号を付して示せば、請求項1の発明に係る中子造形機の型砂供給装置は、金型20内に上方からブローヘッド17を介して熱硬化性レジンを被覆した型砂Sを充填し、該型砂Sの被覆層の溶融熱硬化によって中子を造形する中子造形機において、ブローヘッド17の下端に装着された砂吹出口3A,3Bを有するブロー板1と、該砂吹出口3A,3Bの上方に配置する邪魔板5と、ブロー板1の下面に貼着されて砂吹出口A,3Bを取囲むシール材層2とを備え、上端に鍔部61を有する金属製のブッシュ6A,6Bが砂吹出口3A,3Bに挿嵌され、その鍔部61がブロー板1内底面から上方へ突出して配置し、該鍔部61の外周が上端開口縁60よりブロー板1内底面へ下り勾配の傾斜面61aをなすことを特徴としている。
If the means for achieving the above object is shown with reference numerals in the drawings, the mold sand supply device for the core forming machine according to the invention of
請求項2の発明は、上記請求項1の中子造形機の型砂供給装置において、鍔部61のブロー板1内底面からの突出高さhが3〜10mmに設定されてなるものとしている。
According to a second aspect of the present invention, the projection height h of the
請求項3の発明は、上記請求項1又は2の中子造形機の型砂供給装置において、ブロー板1がアルミ材からなり、ブッシュ6A,6Bが鉄鋼製であるものとしている。
According to a third aspect of the present invention, the
請求項4の発明は、上記請求項1〜3のいずれかの中子造形機の型砂供給装置において、砂吹出口3Aにブッシュ6Aが昇降可能に挿嵌されると共に、その下限位置において該ブッシュ6Aの下端部62がシール材層2の下面より下方へ突出するように設定されてなる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the mold sand supply device of the core forming machine according to any one of the first to third aspects, the
次に、本発明の効果について、図面の参照符号を付して説明する。請求項1の発明に係る中子造形機の型砂供給装置によれば、ブローヘッド17のブロー板1の砂吹出口3に、金属製のブッシュ6A,6Bが上端の鍔部61をブロー板1内底面から上方へ突出した状態で挿嵌され、且つ該鍔部61の外周が上端開口縁60よりブロー板1内底面へ下り勾配の傾斜面61aをなすことから、造形時にブロー板1の内底面に残砂S1が存在していても、ブローヘッド17内に高圧エアーが供給されるまでは、ブッシュ6A,6Bの鍔部61によって該残砂S1の砂吹出口3A,3Bへの入り込みが阻止され、エアブローに伴って該残砂S1が新たな型砂Sと一緒に砂吹出口3A,3Bを通して金型20のキャビティC1,C2内へ送り込まれ、該金型20の熱で一体に結着することになる。従って、従来のように残砂S1が一体化せずに造形後の中子表面から脱落して凹凸や荒れを生じさせることはなく、滑らかな表面の中子造形品が得られるため、造形後の修正加工を要さず高い生産効率を達成できる。
Next, effects of the present invention will be described with reference numerals in the drawings. According to the mold sand supply apparatus of the core forming machine according to the invention of
また、ブッシュ6A,6Bの存在により、砂吹出口3A,3Bの出口側周囲のシール材層2の摩耗が防止されると共に、ブロー板1と該シール材層2との界面にはブロー圧が加わらず、もって界面の開離による砂吹きが防止される一方、ブッシュ6A,6Bにおける砂吹出口3A,3Bの入口側及び出口側の摩耗が限度に達すれば、該ブッシュ6A,6Bのみを新品に交換すればよいから、従来に比較してブロー板1の耐久性が飛躍的に向上する。更に、このブロー板1は、砂吹出口3A,3Bとする下孔30にブッシュ6A,6Bを挿嵌するだけでよく、従来構成から基本的な構造を大きく改変する必要がなく、それだけ安価に製作できるという利点もある。
Further, the presence of the
請求項2の発明によれば、ブッシュ6A,6Bの鍔部61がブロー板1内底面から特定の突出高さhに設定されているから、エアブロー前に先の造形による残砂S1が砂吹出口3A,3Bに入り込むのを確実に防止できると共に、エアブローによる型砂SのキャビティC1,C2への吹込みも支障なく円滑になされる。
According to the invention of
請求項3の発明によれば、ブロー板1のアルミ材に対して鉄鋼製のブッシュ6A,6Bが格段に高硬度であるから、それだけ砂吹出口3A,3Bの入口側及び出口側の摩耗が進みにくく、もって該ブッシュ6A,6Bの摩耗に伴う交換頻度が少なくなり、メンテナンスに要するコスト及び労力が軽減される。
According to the invention of
請求項4の発明によれば、砂吹出口3Aに挿嵌されたブッシュ6Aの下端部62がシール材層2の下面より下方へ突出しているから、特に金型20のキャビティC1が大きく深かったり複雑な形状である場合に、砂吹出口3Aの出口位置が下がった分、キャビティC1への距離が短くなって型砂Sの充填性を向上できる一方、ブッシュ6Aが砂吹出口3Aに昇降可能に挿嵌されているから、何らかの要因でブローヘッド17と金型20との押接位置がずれ、ブッシュ6Aの下端が金型20側の砂吹込口21から外れることがあっても、金型20表面に接触したブッシュ6Aが持ち上げられるだけで、該ブッシュ6Aが潰れたり金型20側が損傷したりする懸念がない。
According to the invention of
以下に、本発明に係る中子造形機の型砂供給装置の一実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。この型砂供給装置は図1で示す既述のシェルモールド型中子造形機に適用するものであるため、該中子造形機の全体構成についての説明は省略する。また、本実施形態において、図8及び図9に示す既述の従来構成と共通する各構成部分については、該従来構成と同一の符号を附している。 Hereinafter, an embodiment of a mold sand supply device for a core forming machine according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Since this mold sand supply apparatus is applied to the above-described shell mold type core molding machine shown in FIG. 1, description of the entire configuration of the core molding machine is omitted. Further, in the present embodiment, the same reference numerals as those of the conventional configuration are assigned to the components common to the above-described conventional configuration illustrated in FIGS. 8 and 9.
図2及び図3に示すように、この型砂供給装置におけるブロー板1は、既述した従来構成と同様に、アルミ製で平面視長方形の浅い皿形をなし、その底板部1aの下面側にゴム等のエラストマーからなるシール材層2が貼着されると共に、該底板部1a上にはアルミ製で長方形の邪魔板5が配置しているが、底板部1aの要所に設ける砂吹出口3A,3Bが該底板部1a及びシール材層2を上下に貫通する鉄鋼製のブッシュ6A,6Bの内側にて構成されている点で従来構成とは異なっている。
As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the
なお、邪魔板5は、図2に示すように、四隅の各ボルト挿通孔5aに上方から通した取付ボルト51を筒状スペーサー52を介して底板部1aのネジ孔53に螺着することにより、周囲に砂流下間隙gを余す形で底板部1aから所要高さに配置固定されている。また、ブロー板1の長辺側の両開口縁に沿って外向き突縁部1bを有すると共に、一方の短辺側には内部の冷却水通路4に連通する冷却水出入管7が突設されている。
As shown in FIG. 2, the
ブッシュ6A,6Bは、図4(a)〜(d)で詳細に示すように、円筒状で先端に鍔部61を有しており、その鍔部61の外周が上端開口縁60から下り勾配の傾斜面61aを形成している。そして、これらブッシュ6A,6Bは、図5に示すように、底板部1aに設けた下孔30に上方から挿嵌し、該下孔30の上端周縁に鍔部61を係止させることにより、該鍔部61がブロー板1内底面から上方へ突出した状態に保持されている。そして、鍔部61のブロー板1内底面からの突出高さhは、好適には2〜10mmの範囲に設定される。
As shown in detail in FIGS. 4A to 4D, the bushes 6 </ b> A and 6 </ b> B are cylindrical and have a
このブロー板1の場合、図1(a)に示す金型20の大きく深いキャビティC1に対応して、内径の大きい2個のブッシュ6A,6Aが近接して配置すると共に、同金型20の小さく浅いキャビティC2に対応して内径の小さい1個のブッシュ6Bが配置している。そして、図3及び図5に示すように、ブッシュ6Aは下端部62がシール材層2の下面より下方へ突出する一方、ブッシュ6Bの下端部63はシール材層2の下面より僅かに(通常0.2mm程度)凹んでいる。なお、ブッシュ6Aの下端部62の下方突出量は、特に制約なく、退入時に鍔部61が邪魔板5に接当しない範囲であればよい。図3に示す仮想線円は、造形時のキャビティC1の砂吹込口21の位置と大きさを示す。
In the case of this
図6に示すように、上記構成のブロー板1を下端に装着したブローヘッド17では、中子造形に際し、内部に供給された型砂Sは邪魔板5の下側で吹出口3まで達せずに安息角の傾斜状態で堆積する。そして、ブローヘッド17内へ高圧エアーが供給されると、その圧力で型砂Sがブッシュ6A,6Bの内側の砂吹出口3A,3Bを通って金型20の砂吹込口21に吹き込まれ、キャビティC1,C2に充填し、該金型20の熱による型砂Sの結着によって所要形状の中子が造形される。このとき、ブッシュ6A,6Bの鍔部61はブロー板1の内底面より突出しているが、ブロー圧を受けた型砂Sは粉流として支障なく砂吹出口3A,3Bへ流入する。なお、一般的に、ブロー圧は0.4〜0.5MPa程度、金型温度は200〜380℃程度である。
As shown in FIG. 6, in the
そして、この造形終了後には図7に示すようにブロー板1の内底面に薄く残砂S1を生じるが、ブッシュ6A,6Bの鍔部61がブロー板1の内底面より高く突出し、且つ該鍔部61の外周が上端開口縁60からブロー板1の内底面へ下り勾配の傾斜面61aをなしていることから、次の中子造形に際し、内部に新たな型砂Sが供給されても、ブローヘッド17内に高圧エアーが供給されるまでは、ブッシュ6A,6Bの鍔部61によって該残砂S1の砂吹出口3A,3Bへの入り込みが阻止されている。そして、エアブローが開始されると、該残砂S1が新たな型砂Sと一緒に砂吹出口3A,3Bを通して金型20のキャビティC1,C2内へ送り込まれ、該金型20の熱で一体に結着して中子造形品を形成する。従って、従来のように残砂S1の一部がエアブロー前にキャビティC1,C2内へ落下して熱硬化し、エアブローで吹き込まれた型砂Sと一体化せずに造形後の中子表面から脱落して凹凸や荒れを生じさせることはなく、滑らかな表面の中子造形品が得られるため、造形後の修正加工を要さず高い生産効率を達成できる。
Then, after this modeling is finished, as shown in FIG. 7, thin sand S1 is generated on the inner bottom surface of the
なお、仮にブッシュ6A,6Bの鍔部61の上端が環状平面をなす場合、その環状平面上に載った残砂S1がやはりエアーブロー前にキャビティC1,C2内へ落下する懸念がある。しかるに、これらブッシュ6A,6Bでは、該鍔部61の上端周縁が尖った形になり、外周が下り勾配の傾斜面61aをなすことで、該鍔部61上に残砂S1が載った状態にはならず、もってエアーブロー前のキャビティC1,C2内への残砂S1の落下は確実に防止される。
If the upper ends of the
また、ブッシュ6A,6Bの存在により、砂吹出口3A,3Bに対応するブロー板1の下孔30には摩耗がなく、砂吹出口3A,3Bの出口側周囲のシール材層2の摩耗も防止されると共に、ブロー板1と該シール材層2との界面にはブロー圧が加わらず、その界面の開離による砂吹きが防止される。そして、ブッシュ6A,6Bにおける砂吹出口3A,3Bの入口側及び出口側の摩耗が限度に達すれば、該ブッシュ6A,6Bのみを新品に交換すればよいから、従来に比較してブロー板1自体の耐久性が飛躍的に向上する。特に実施形態のように、ブロー板1のアルミ材に対して格段に高硬度な鉄鋼製のブッシュ6A,6Bを用いれば、それだけ砂吹出口3A,3Bの入口側及び出口側の摩耗が進みにくいため、該ブッシュ6A,6Bの摩耗に伴う交換頻度が少なくなり、メンテナンスに要するコスト及び労力が軽減される。
Further, due to the presence of the
鍔部61のブロー板1内底面からの突出高さh(図5,図7参照)は、既述のように2〜10mmの範囲が好適であり、低過ぎてはエアブロー前に先の造形による残砂S1が砂吹出口3A,3Bに入り込み易く、高過ぎてはエアブローにて型砂Sが砂吹出口3A,3Bへ流入する際の圧損が大きくなる。また、該鍔部61の外周の傾斜面61aの傾斜角度は30〜60°の範囲が推奨される。
The protruding height h (see FIGS. 5 and 7) of the
実施形態では、大きく深いキャビティC1に対応するブッシュ6Aの下端部62がシール材層2の下面より下方へ突出し、それだけ砂吹出口3Aの出口位置が下がってキャビティC1に近付くから、型砂Sの充填性が向上する。また、ブッシュ6Aは砂吹出口3Aに挿嵌されて昇降可能であるから、何らかの要因でブローヘッド17と金型20との押接位置がずれ、ブッシュ6Aの下端が金型20側の砂吹込口21から外れることがあっても、金型20表面に接触したブッシュ6Aが持ち上げられるだけで、該ブッシュ6Aが潰れたり金型20側が損傷したりする懸念がない。なお、小さく浅いキャビティC2に対応するブッシュ6Bについては、元来より型砂Sの充填性がよいので下端部63を下方へ突出させる必要はないが、実施形態のようにシール材層2の下面より僅かに凹んだ位置にすることで、該シール材層2の圧縮に伴う厚み減少に対応できる。
In the embodiment, the
一方、この型砂供給装置のブロー板1は、従来構成に対して砂吹出口3A,3Bとする下孔30にブッシュ6A,6Bを挿嵌するだけであるため、従来構成から基本的な構造を大きく改変する必要がなく、それだけ安価に製作できるという利点もある。
On the other hand, since the
なお、実施形態では大きさ及び形状の異なる2つのキャビティC1,C2を有する金型20に対応したブロー板1を例示したが、本発明で採用するブロー板1は、該金型20のキャビティの数と配置、形状及び大きさに応じて、ブッシュを挿嵌する砂吹出口の数及び口径と配置、ブッシュの長さ(下方突出量)等を適宜設定すればよい。また、シール材層2は、実施形態のようにブロー板1の下面の略全体にわたるものに限らず、砂吹出口3A,3Bを取囲む環状形等、種々の形状を採用できる。
In the embodiment, the
本発明の型砂供給装置は、図1で例示した中子造形機に限らす、各部の動作機構および形態が異なる種々のシェルモールド型中子造形機に適用できる。例えば、ブローヘッド17に対するブロー板1の合着には、図1に示すような抱持アーム18による抱持方式の他、外向き突縁部1bでのねじ止め方式も採用可能である。また、図示を省略しているが、中空中子の製作では、バイス反転機構によって型開き前の金型を反転させることで、外面側が硬化した造形物内部にある未硬化の型砂を重力で排出して中空部を形成する反転排砂方式、もしくは金型側の構造によって中空部を形成するマンドレル方式が採用されるが、本発明は両方式の中子造形機のいずれにも適用できる。
The mold sand supply apparatus of the present invention is not limited to the core molding machine illustrated in FIG. 1, and can be applied to various shell mold core molding machines having different operation mechanisms and forms. For example, for the attachment of the
1 ブロー板
2 シール材層
3A,3B 砂吹出口
5 邪魔板
6A,6B ブッシュ
60 先端開口縁
61 鍔部
61a 傾斜面
62 下端部
17 ブローヘッド
20 金型
C1,C2 キャビティ
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記ブローヘッドの下端に装着された砂吹出口を有するブロー板と、該砂吹出口の上方に配置する邪魔板と、ブロー板の下面に貼着されて前記砂吹出口を取囲むシール材層とを備え、
上端に鍔部を有する金属製のブッシュが前記砂吹出口に挿嵌され、その鍔部がブロー板内底面から上方へ突出して配置し、該鍔部の外周が上端開口縁よりブロー板内底面へ下り勾配の傾斜面をなすことを特徴とする中子造形機の型砂供給装置。 In a core molding machine that fills a mold sand coated with a thermosetting resin from above through a blow head into a mold, and molds the core by melting and thermosetting the coating layer of the mold sand,
A blow plate having a sand outlet attached to a lower end of the blow head, a baffle plate disposed above the sand outlet, and a sealing material layer attached to a lower surface of the blow plate and surrounding the sand outlet. And
A metal bush having a flange at the upper end is inserted into the sand outlet, and the flange protrudes upward from the inner bottom surface of the blow plate, and the outer periphery of the flange is lower than the upper opening edge. A mold sand supply device for a core forming machine, characterized by forming an inclined surface with a downward slope.
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CN108637188A (en) * | 2018-07-05 | 2018-10-12 | 盛瑞传动股份有限公司 | A kind of core shooter blasting unit |
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2015
- 2015-07-23 JP JP2015145953A patent/JP2017024050A/en active Pending
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