TWM502560U

TWM502560U - 具負壓功能之冷芯盒砂芯吹製機

Info

Publication number: TWM502560U
Application number: TW103220270U
Authority: TW
Inventors: zi-zhong Yang
Original assignee: Ten Yuan Molding Machinery Co Ltd
Priority date: 2014-11-14
Filing date: 2014-11-14
Publication date: 2015-06-11

Description

具負壓功能之冷芯盒砂芯吹製機

本創作係屬於砂芯製造機械的領域，特別是關於一種具負壓功能之冷芯盒砂芯吹製機，用以提昇製造砂芯的品質，以及避免後續廢氣的異味及毒性造成工作環境被污染的情況者。

按，鑄造(Casting)工業係基礎工業，影響一國之工業發展甚鉅，也是發展精密機械工業不可缺少之基本加工工業。鑄造係利用呈現熔融狀態的金屬液體注入具有一定形狀之空穴鑄模(Mold Cavity)內，待金屬冷卻凝固後而得到成品，又稱為鑄件(Castings)。

在鑄造製程中，砂芯(Core)通常被應用於鑄件內有中空及孔洞部分，於澆注時放置模穴內使金屬液體無法完全充滿其內，待鑄造完成後再去除砂芯後而能形成所需之孔洞結構。然，砂芯的功能及運用相當廣泛，主要有以下的功能：1、用以成型具有複雜內形的鑄件，如：汽車的進、排氣管等；2、用以外型複雜之鑄件，可以複數砂芯進行組合後而成型；3、用來加強或改善砂模表面，使鑄件表面更光滑；4、用於作為鑄模之一部分，特別是鑄件具有反斜度或凹、凸出物時，而無法或不便直接成型者；5、用來作為模具之澆口系統的一部分，如：過濾砂芯、澆口箱、澆口杯及砂芯棒等，以便應用於較大型鑄件之鑄模；6、可作為模型之一部分，以達到支撐砂芯及固定冷鐵等強化功用。

由於鑄造時，砂芯的周圍高溫金屬液所包圍，因此砂芯必須具有高耐熱、高強度、良好的熱穩定性、良好的崩潰性、產生氣體少及良好的透氣性等，以免在進行鑄造時影響鑄件之精密度，且易於被取下。

砂芯的製作方式主要分成熱芯盒法與冷芯盒法兩大類，熱芯盒法主要是將已預拌好之樹脂砂射入高溫之金屬砂芯模中，加熱使其硬化，其吹製的時間很短，通常僅需數秒鐘的時間即可完成，後續於瓦斯火源下烘烤模具使砂芯硬化，其操作簡單，但需耗費大量人力及能源；而，冷芯盒法則是在室溫下，通過吹氣使砂芯在模具中硬化而製成。

冷芯盒製芯技術是繼殼芯和熱芯盒之後發展最快且應用廣泛的高效率製芯技術，冷芯盒製芯法具有精度高，形變小而能降低鑄件的尺寸偏差問題、製芯效率高、降低製造成本、節省能源損耗及清理費用低廉等優點。目前，應用最廣泛的吹胺硬化冷芯盒法，其固化原理是酚醛樹脂中的羥甲基(-CH2OH)和聚異氰酸酯中的(-N=C=O)基團在三乙胺的催化作用下，數秒內反應生成固態的尿烷樹脂。實際使用時，需經過混砂及製芯等二過程，首先，將醛樹脂的兩種組分通過混砂過程均勻地包覆在砂粒表面，然後將混好的混合料射入芯盒，再吹入三乙胺氣體，使均勻包覆在砂粒表面的樹脂膜從液態變成固態，在砂粒與砂粒之間建立粘結橋，形成強度。

但是，由於三乙胺屬於有毒氣體，且帶有刺激性的氣味，因此在使用完畢後必須安裝一廢氣回收設備，故生產機械的造價較高，尤其是對於砂芯成型部分的模具需求較高，其主要原因係濕砂流動性差，不易填滿模穴，且後續將三乙胺氣體通入模穴必須使之均勻流通，方能製得高品質的砂芯，而有必要針對現行機械進行改良，期能解決上述濕砂流動性差及後續廢氣的處理問題。

有鑑於此，本創作之一目的，旨在提供一種具負壓功能之冷芯盒砂芯吹製機，俾利用一負壓產生模組於模具內部產生負壓(吸出)功能，促使射砂填充時能夠快速充滿模穴，進而解決濕砂因流動性差，不易射滿模穴的問題，並能夠大幅提昇砂芯的製造品質。並且，於射砂及硬化的過程中，負壓功能亦有助於後續催化氣體能均勻通入模穴中，催化濕砂中的樹脂原料而使其硬化，並形成高品質的砂芯。另外，本創作並於該負壓產生模組之一真空桶內設有淨化手段，以去除該催化氣體之異味及毒性，改善工作環境，避免發生中毒事件。

為達上述目的，本創作之具負壓功能之冷芯盒砂芯吹製機，其包括：一密閉機艙，其正面係設有一活動艙門，其關閉後而形成氣密，且該密閉機艙之頂面係設有一入料口；一混砂模組，設於該密閉機艙之頂面且連接至該入料口之頂端，用以將一砂料原料及一樹脂原料進行混砂作業而形成具流動性之一濕砂，並將該濕砂輸送至該入料口；一射砂模組，設於該密閉機艙內且連接於該入料口之底端，該射砂模組包含一上安裝板及一下安裝板，該上安裝板係供組裝一上模具，該下安裝板供安裝一下模具，以將該濕砂加壓射入由該上模具及該下模具合模後所形成之一模穴內，且該上安裝板設有一第一氣體通道而於該模穴相連通，該下安裝板設有一第二氣體通道而與該模穴相連通；一氣體輸送模組，設於該密閉機艙之外部，該氣體輸送模組包含一第一連接管路及一氣體產生器，透過該第一連接管路而分別連接該氣體產生器及該第一氣體通道，且該氣體產生器係產生一催化氣體，並透過該第一連接管路將該催化氣體輸送至該模穴內；及一負壓產生模組，設於該密閉機艙之外部且位於該氣體輸送模組一側，該負壓產生模組包含一第二連接管路、一真空幫浦及一真空桶，透過該第二連接管路以順序連接該該真空幫浦及該真空桶，再使該真空桶連接至該第二氣體通道，用來吸引該第一氣體通道內之該催化氣體進入該模穴中而成為負壓狀態，使該催化氣體均勻分布於該模穴內而促進該濕砂硬化成型。

於一實施例中，該混砂模組係包含一攪拌槽、一旋轉動力源、一攪拌葉片及一集料槽，該攪拌葉片係設於攪拌槽之內部且與該旋轉動力源相連接，該集料槽係位於該攪拌槽之一側且連接至該入料口，用以均勻攪拌混合該砂料原料及該樹脂原料，使其成為該濕砂，並透過該集料槽係傾斜設置而使該濕砂流動落入該入料口。

於一實施例中，本創作之該真空桶之頂部係設有一出氣口，其一側係設有一入氣口，並於該真空桶內部盛裝有足量的水，且水位不得超過該入氣口的高度。並且，該真空桶之底部設有一排水口，其側面設有一水位表，而能排放多餘的廢水。另外，該入氣口一側之該第二連接管路上設有一真空破壞閥，，供系統使用後破壞真空恢復大氣壓力狀態。

於一實施例中，為了便於進行模具的安裝維修，本創作之該具負壓功能之冷芯盒砂芯吹製機更具有一運送模組，活動設於該密閉機艙之外部，供以承載該上模具及該下模具而能進出該密閉機艙作運送。並且，該運送模組包含具有一推車及一移動模座，該推車之頂面設有一第一軌道，且該移動模座二側分別設有複數個滾輪而活動設置於該第一軌道上，並於該下安裝板對應設有一第二軌道，當該推車靠抵於該下安裝板時，使該第一軌道與該第二軌道完成接續，以便將該移動模座連同該上模具及該下模具一併移至該下安裝板上而便於進行安裝及維護。

1‧‧‧具負壓功能之冷芯盒砂芯吹製機

11‧‧‧密閉機艙

111‧‧‧活動艙門

112‧‧‧入料口

12‧‧‧混砂模組

121‧‧‧攪拌槽

122‧‧‧旋轉動力源

123‧‧‧攪拌葉片

124‧‧‧集料槽

13‧‧‧射砂模組

131‧‧‧上安裝板

1311‧‧‧第一氣體通道

132‧‧‧下安裝板

1321‧‧‧第二氣體通道

1322‧‧‧第二軌道

14‧‧‧氣體輸送模組

141‧‧‧第一連接管路

142‧‧‧氣體產生器

15‧‧‧負壓產生模組

151‧‧‧第二連接管路

153‧‧‧真空幫浦

154‧‧‧真空桶

1541‧‧‧出氣口

1542‧‧‧入氣口

1543‧‧‧排水口

1544‧‧‧水位表

1545‧‧‧真空破壞閥

16‧‧‧運送模組

161‧‧‧推車

1611‧‧‧第一軌道

162‧‧‧移動模座

1621‧‧‧滾輪

2‧‧‧上模具

3‧‧‧下模具

第1圖，為本創作較佳實施例的結構示意圖(一)。

第2圖，為本創作較佳實施例的結構示意圖(二)。

第3圖，為本創作較佳實施例的配置示意圖。

第4圖，為本創作較佳實施例真空桶的排水狀態示意圖。

為使貴審查委員能清楚了解本創作之內容，僅以下列說明搭配圖式，敬請參閱。

請參閱第1、2、3、4圖，係為本創作較佳實施例的各個結構示意圖及其配置示意圖、氣體流動示意圖與排水狀態示意圖。如圖中所示，本創作之具負壓功能之冷芯盒砂芯吹製機1係包括一密閉機艙11、一混砂模組12、一射砂模組13、一氣體輸送模組14、一負壓產生模組15及一運送模組16，供以將一砂料原料及一樹脂原料(酚醛樹脂)加以混合，最後通入如：三乙胺之一催化氣體而加速其硬化成型。

其中該密閉機艙11之正面係設有一活動艙門111，經關閉後而能使其內部形成氣密，避免該催化氣體逸出而污染工作環境，且該密閉機艙11之頂面係設有一入料口112。

該混砂模組12係設於該密閉機艙11之頂面，其包含了一攪拌槽121、一旋轉動力源122、一攪拌葉片123及一集料槽124，該攪拌葉片123係設於攪拌槽121之內部且與該旋轉動力源122相連接，該集料槽124係位於該攪拌槽121之一側且連接至該入料口112之頂端，用以將該砂料原料及該樹脂原料進行混砂作業而形成具流動性之一濕砂，並將該濕砂輸送至該入料口112。應注意的是，該旋轉動力源122係為一般常見之馬達，並將該攪拌葉片123安裝於該旋轉動力源122之驅動軸上，且該集料槽124係具有傾斜表面，而可使該濕砂藉由重力流向該入料口112。

該射砂模組13係設於該密閉機艙11內且連接於該入料口112之底端，該射砂模組13包含一上安裝板131及一下安裝板132，該上安裝板131係供組裝一上模具2，該下安裝板132供安裝一下模具3，以將該濕砂加壓射入由該上模具2及該下模具3合模後所形成之一模穴(圖中未顯示)內，且該上安裝板131設有一第一氣體通道1311而於該模穴相連通，該下安裝板132設有一第二氣體通道1321而與該模穴相連通。

該氣體輸送模組14係設於該密閉機艙11之外部，該氣體輸送模組14包含一第一連接管路141及一氣體產生器142，透過該第一連接管路141而分別連接該氣體產生器142及該第一氣體通道1311，該氣體產生器142係可產生一催化氣體，並透過該第一連接管路141將該催化氣體輸送至該模穴內。

該負壓產生模組15係設於該密閉機艙11之外部且位於該氣體輸送模組14一側，該負壓產生模組15又包含一第二連接管路151、真空幫浦153及一真空桶154，該負壓產生模組15係透過該第二連接管路151以順序連接該真空幫浦153及該真空桶154，再使該真空桶154連接至該第二氣體通道1321，用來吸引該第一氣體通道1311內之該催化氣體進入該模穴中而成為負壓狀態，使該催化氣體均勻分布於該模穴內而促進該濕砂硬化成型。應注意的是，該真空桶154之頂部係設有一出氣口1541，其一側係設有一入氣口1542，並於該真空桶154內部盛裝有足量的水，，並於該真空桶154之底部設有一排水口1543，其側面設有一水位表1544。另外，該入氣口1542一側之該第二連接管路151上係設有一真空破壞閥1545，該真空破壞閥係供系統使用後破壞真空恢復大氣壓力狀態。

該運送模組16係活動設於該密閉機艙11之外部，供以承載該上模具2及該下模具3而能進出該密閉機艙11作運送，該運送模組16主要包含具有一推車161及一移動模座162，該推車161之頂面設有一第一軌道1611，且該移動模座162二側分別設有複數個滾輪1621而活動設置於該第一軌道1611上，並於該下安裝板132對應設有一第二軌道1322。當欲運送模具時，係將該推車161靠抵於該下安裝板132之一側，使該第一軌道1611與該第二軌道1322完成接續，以便將該移動模座162連同該上模具2及該下模具3一併移至該下安裝板132上而便於進行安裝及維護。

本創作之主要特色係利用該負壓產生模組15所產生的負壓(吸出)功效，；當該射砂模組12進行射砂填充時，該負壓(吸出)功效會促進該濕砂的流動，使該濕砂更加快速地充滿由該上模具2及該下模具3所形成的模穴內部，以解決過去因為該濕砂的流動性差，進行射砂程序時會有不易填滿的問題。並且於吹氣階段，使該催化氣體由該第一氣體通道1311流向該第二氣體通道1321，藉由該催化氣體還能催化該濕砂中之該樹脂原料均勻硬化，因而可製得高品質的砂芯。另外，透過該真空桶所盛裝的液體會與該催化氣體作反應，而可將被吸入該第二連接管路151的該濕砂進行沈澱，以達到淨化之功效者，去除該催化氣體中的異味及毒性，以免發生中毒事件而改善工作環境。

唯，以上所述者，僅為本創作之較佳實施例而已，並非用以限定本創作實施之範圍，故該所屬技術領域中具有通常知識者，或是熟悉此技術所作出等效或輕易的變化者，在不脫離本創作之精神與範圍下所作之均等變化與修飾，皆應涵蓋於本創作之專利範圍內。