專利名稱：鑄型造型機及模板托架的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種對鑄型造型空間的型砂進行壓縮的方法及裝置。另外，本發明涉及對空的搬入鑄型交替地進行上下砂型的造型然后將其搬出的帶砂箱鑄型造型裝置及模板托架，特別是涉及一種具有可自由升降的余砂框的與模板一起移動的帶余砂框的模板搬運裝置的改良。
背景技術：
在現有技術中，使模板和壓縮器相互接近，在形成于模板與砂箱間的鑄型造型空間壓縮型砂。在該方法中，由于需要大型的液壓缸而使得造型機變高，存在凹坑等的設置費用大的問題。另外，在將砂箱和余砂框重合到現有模型上部的場合，將投入充填的型砂刮平后進行壓縮，存在產生大量的散落砂、模板的高低導致壓縮不均、產生壓縮面的凹凸等使得需要對其進行修正的問題。另外，在射壓式造型機中，將余砂框重合到砂箱，然后將型砂吹入充填到由壓實觸頭、砂箱、模板等圍成的鑄型造型室(空間)，壓實(壓縮)該型砂，從而對鑄型進行造型。作為帶這樣的余砂框的模板搬運裝置的一例，公開于日本特開昭63-63552。在現有的帶余砂框的模板搬運裝置中，將模板安裝在可升降地配置的托架箱，余砂框通過安裝于托架箱的缸升降。為了用于這樣構成的現有帶余砂框的模板搬運裝置的余砂框的升降，需要使用大直徑的大型氣缸，為此射壓造型機大型、價格昂貴，而且需要較大空間。另外，為了拆卸氣缸的配管，帶余砂框的模板搬運裝置的更換非常麻煩。
發明的公開本發明就是鑒于以上情況而作出的，其目的在于提供一種型砂壓縮方法和裝置，該型砂壓縮方法和裝置不使用凹坑和大型液壓缸，可按均勻的規定硬度對由模板和砂箱構件圍成的鑄型造型空間的型砂進行壓縮。
本發明的另一目的在于提供可減少散落砂和切削砂的發生并且可進行低成本、均勻的壓縮的造型裝置和模板托架。
本發明的再另一目的在于提供一種容易更換、小型、帶余砂框的模板搬運裝置。
按照本發明的一個方面，鑄型造型方法對由模板、輔助框、砂箱構件圍成的鑄型造型空間的型砂進行壓縮；其中，將型砂投入到上述鑄型造型空間，在至少上述輔助框不能下降的狀態下從上方壓縮上述鑄型造型空間的型砂，在上述輔助框和上述砂箱構件能夠下降的狀態下從上方進一步壓縮上述鑄型造型空間的型砂。
按照本發明的另一方面，本發明的鑄型造型裝置包括水平固定的模板、可在上述模板周圍自由升降地設置的輔助框、使上述輔助框升降的輔助框升降機構、可自由升降地設置于上述輔助框上方的砂箱構件、及設置于上述砂箱構件上方的壓縮器，該壓縮器的下端至少可進入到上述砂箱構件以內。
按照本發明的另一方面，本發明的造型裝置用模板托架由載置模板的載置部分和圍住上述模板周圍自由升降地設置的框狀起模支架構成。
按照本發明的再另一方面，本發明的造型裝置用模板托架包括載置模板的載置部分、可圍住上述模板周圍自由升降地設置的框狀起模支架、在上方使上述框狀起模支架平行移動的多個導向銷、及設于造型機座的多個促動器。
按照本發明的再另一方面，本發明的帶余砂框的模板搬運裝置由使上述余砂框升降的安裝于可移動的上述模板搬運裝置的多個朝上缸、安裝于上述模板搬運裝置并且通過交替收縮將液體供給到上述多個朝上缸的至少2個特殊液壓缸、及另行固定配置于上述模板搬運裝置外部并且通過交替地伸長從而分別使上述特殊液壓缸收縮的至少2個缸構成。
附圖的簡單說明
圖1為示出本發明鑄型造型機的第1實施形式的縱斷面圖。
圖2為示出本發明鑄型造型機的第2實施形式作動開始時的狀態的縱斷面圖。
圖3為示出圖2實施形式的造型空間圍成時的狀態的縱斷面圖。
圖4為示出圖2實施形式的型砂松砂充填狀態的縱斷面圖。
圖5為示出圖2實施形式的型砂的1次壓縮狀態的縱斷面圖。
圖6為示出圖2實施形式的型砂的2次壓縮狀態的縱斷面圖。
圖7為示出圖2實施形式的造型鑄型的起模和型砂的補充狀態的縱斷面圖。
圖8為示出圖2實施形式的模型更換狀態的縱斷面圖。
圖9為圖2的A-A向放大視圖。
圖10為示出本發明模板托架的其它實施形式的放大縱斷面圖。
圖11為示出本發明的模板搬運裝置的實施形式的正面圖。
實施發明的最佳形式下面參照圖1對本發明的鑄型造型機的第1實施形式進行說明。本鑄型造型機包括水平固定的模板31、可圍住模板31周邊自由上下滑動和升降的下輔助框32、可圍住模板31周邊升降地配置于下輔助框32上方的砂箱33、可自由升降地配置于砂箱33的上方的上輔助框34、及可自由升降地配置于砂箱33上方并且其下端可進入到上輔助框34以內的壓縮器35的壓實觸頭48。
模板31安裝于以下說明的轉臺49上面，在模板31的上面相應于模型的形狀埋設通氣塞(圖中未示出)。安裝于轉臺49上面的下輔助框32由作為下輔助框升降機構安裝于轉臺的液壓缸36、36升降。砂箱33由搬運機構39相對圖面朝前后方向移動，該搬運機構39由沿前后方向隔開設置的多個帶凸緣的輥37、37軸支于支架38、并裝于升降支架40上。升降支架40架設在立設于定盤狀的機座41左右兩端的2個液壓缸42、43的活塞桿上端間，由該液壓缸的伸縮作動升降。
上輔助框34架設在安裝于支架38、38的朝下液壓缸44、44的活塞桿下端間。具有多個可升降的長方體的壓縮構件即壓實觸頭48、48的壓縮器35架設在朝前后方向延伸的導軌50、50上并可通過軸支于側面的多個帶凸緣的輥51、51朝前后方向行走，該導軌50、50安裝于支架38、38。在導軌50、50上可朝前后方向行走地架設型砂計量斗52。在左側的液壓缸42作為朝左右方向的搬運裝置安裝在可間歇地水平回轉的轉臺49的中央部分。
下面，說明投入到規定鑄型造型空間的型砂的壓縮順序。首先，在使液壓缸36、36伸長從而使下輔助框32上升的狀態下，使液壓缸42、43收縮規定長度，將砂箱33載置到下輔助框32上地使升降支架40下降，接著，使上輔助框34重合到砂箱33上地使液壓缸44、44進行伸長作動，圍成鑄型造型空間。
之后，從計量斗52將所需量的型砂投入到鑄型造型空間，將斗52搬出，同時將壓縮器35搬入到上輔助框34上方。使得液壓缸36、36在收縮時停止油排出，從而使下輔助框32不能下降，并且，使得液壓缸44、44在收縮時開放油排出側，在該狀態下，分別獨立地使壓縮器35的壓縮構件38、38下降，壓縮型砂，同時使液壓缸42、43收縮，通過升降支架40將壓縮器35下降到適當高度。這樣，對鑄型造型空間內的型砂進行第1壓縮。
接著，使得液壓缸36、36在收縮時開放油排出側，從而使下輔助框32可下降，并且使液壓缸44、44進行伸長作動，在該狀態下，使液壓缸42、43進一步收縮，使壓縮器35、砂箱33、及上輔助框34進一步下降。這樣，通過砂箱33、上輔助框34、及液壓缸44、44將下輔助框32推下，型砂與砂箱33一體地下降，推壓到模板31，結果，型砂被進一步壓縮。在該場合，砂箱33內的型砂的下面(配合面)最好與砂箱33的下面高度大體一致。
型砂壓縮結束后，使壓縮構件48、48上升，并且，在使液壓缸36、36進行伸長作動的同時使液壓缸42、43進行伸長作動，使壓縮器35和上輔助框34等上升，將內裝有造型獲得的鑄型的砂箱33接合到帶凸緣的輥37、37，從模板31分離。之后，使轉臺49水平回轉180度，將別的模板31移動到壓縮器35的正下方，向型砂計量斗52中補充型砂，再將別的空砂箱33搬入到搬運機構39上，完成1個循環。
在上述實施例中，造型獲得的鑄型可帶砂箱33，但也可為從鑄型推出的狀態的無砂箱的鑄型。在該場合，在第1壓縮工序中，可使壓縮構件48、48進入到上輔助框34和砂箱內的任意高度，而且可省略上輔助框34。
下面參照圖2-圖10說明本發明的鑄型造型機的第2實施形式。
如圖2所示，在造型機座1的左右兩側上朝上立設砂箱設定缸2、2，在該缸2、2的活塞桿2A、2A前端間架設升降支架3。在朝向圖面相對砂箱設定缸2、2的左右方向成直交的方向設置模板更換裝置4，該模板更換裝置4可將載置模板5、5A的模板托架6、6A(參照圖9)交替地搬入到造型機座1上方。更換裝置4可由圖中未示出的促動器沿相對圖面成直角的方向自由移動地設置。
在模板更換裝置4的兩端以由圖中未示出的彈簧抬起5mm左右的狀態設定載置模板5、5A(上下模板)的模板托架6、6A，并且可交替地將模板5、5A搬入搬出到造型機座1中央上方地設置(參照圖9)。
在模板托架6、6A上的模板5、5A的四角外側位置埋設作為促動器起作用的起模缸7、7A，在其前端連接支承框狀的起模支架8、8A，該起模支架8、8A可圍住模板5、5A外周自由上下移動地設置。起模支架8、8A在起模缸7、7A的伸長狀態下從模板5、5A的分型面稍朝上方凸出，在其縮回狀態下與模板5、5a的分型面大體構成同一面(參照圖6)。
在升降支架3吊設砂斗12，在其上端部設置由滑動砂閘板9開閉的砂投入口10，在其內部設置多個空氣噴射腔室11、11。在砂斗12的上側部連通供氣管21，該供氣管21通過圖中未示出的換向閥導入低壓空氣(例如0.05-0.18MPa)，在其下方的砂斗內部通過圖中未示出的1個換向閥將空氣噴射腔室11、11連通到圖中未示出的壓縮空氣源，向砂斗12內噴射低壓空氣(例如0.05-0.18MPa)，產生使型砂S懸浮流動化的松砂作用。另外，在砂斗12的下端設置分塊方式的壓實觸頭(壓縮構件)13、13，在其周圍配置砂充填用射砂頭14、14。
圍住分塊方式的壓實觸頭13、13和射砂頭14、14的外周設置的余砂框16可由朝下設置于砂斗12下部的余砂框用缸17、17自由地上下移動，同時，在其上部設置到達圖中未示出的排氣控制腔室的通氣孔15、15。砂箱20的輸送機19吊設于在砂斗12的左右從升降支架3延伸到壓實觸頭13、13下方的支架18、18。
下面參照圖2-圖10詳細說明這樣構成的本發明的鑄型造型機的作動。
如圖2所示，在砂斗12內投入型砂S，由全分塊方式的壓實觸頭13、13形成與下方的模板5的凹凸對應的凹凸，同時，在輸送機19載置空的砂箱20。模板托架6在由彈簧從造型機座抬起5mm左右的狀態下設置到模板更換裝置4上。起模支架8由起模缸7、7A形成為從模板5的分型面朝上方凸出的狀態。
在該狀態下，由滑動砂閘板9關閉砂投入口10，然后，使余砂框用缸17、17進行伸長作動，使余砂框16下降并緊密接合到砂箱20的上面，使砂箱設定缸2、2進行收縮拉回作動，將砂箱20推壓到在模板5外周朝上方凸出的起模支架8上，反抗圖中未示出的彈簧將模板托架6壓下，成為圖3的狀態。此時，在由模板5、起模支架8、砂箱20、余砂框16、及壓實觸頭13、13圍成的造型空間中壓實觸頭13、13形成為與模板5的凹凸對應的凹凸形狀。
接著，從多個空氣噴射腔室11、11向砂斗12內噴射低壓空氣，在砂斗內的型砂S受到松砂的同時通過圖中未示出的換向閥從供氣管21將低壓空氣供給到砂斗12內，通過射砂頭14、14對型砂S進行松砂充填，成為圖4所示狀態。此時，松砂充填時的低壓空氣從通氣孔15、模板5的圖中未示出的通氣孔15排氣。也可由圖中未示出的排氣控制腔室控制從通氣孔15的排氣量，從而可控制從圖5的未示出的通氣孔15的排氣量。由此可局部地調整造型空間的模板5的復雜形狀部分的型砂的充填密度。
接著，進一步使砂箱設定缸2、2進行收縮拉回作動，一邊使余砂框用缸17、17收縮拉回一邊使升降支架3和由其支承的構件進一步下降，進行型砂的1次壓實即第1壓縮，直到壓實觸頭13、13下面全體變得平坦，同時，使滑動砂閘板9進行相反作動，開放砂投入口10，成為圖5的狀態。此時，砂箱設定缸2、2的收縮拉回作動持續到圖中未示出的壓力傳感器檢測出的壓縮(壓實)壓力到達第1壓實設定壓力或砂箱設定缸2、2的圖中未示出的編碼器位置到達第1壓實設定位置為止。
接著，切換到釋放起模缸7、7的狀態，同時，由比第1壓實更高的壓力使砂箱設定缸2、2進行收縮拉回作動，從而使砂箱20、余砂框16、及壓實觸頭13、13一體下降，對型砂S進行2次壓實(第2壓縮)。這樣，由起模缸7、7的收縮拉回使起模支架8下降，達到與模板5的分型面大體相同的高度，成為圖6的狀態。在起模支架8到達下降端時，如壓實壓力未達到2次壓實的設定壓力，則一邊使余砂框用缸17、17收縮拉回，一邊使砂箱設定缸2、2進一步進行收縮拉回作動，從而進行更強的壓實。
當壓實壓力達到2次壓實的設定壓力時，使壓實穩定定時器作動，在規定時間內維持壓實。此時，為了對應起模支架8未到達下降端的場合，使余砂框用缸17、17進行伸長作動，使余砂框16下降，將砂箱20壓下直到起模支架8到達下降端。由此可使砂箱20的下面和鑄型下面每次大體處于同一面。
接著，在起模缸7、7進行伸長作動通過起模支架8將砂箱20推壓到余砂框16的期間，使砂箱設定缸2、2進行相反作動，進行起模。此時，余砂框用缸17、17與砂箱20和壓實觸頭13、13一體上升。
之后，進行了鑄型造型的砂箱20由起模缸7、7通過起模支架8抬起支承，同時，與余砂框16和壓實觸頭13、13一體化地上升，在其途中，對鑄型進行了造型的砂箱20由輸送機19提起，從模板完全分離，并且，將型砂S補充到砂斗12內，成為圖7的狀態。此時，造型獲得的鑄型與砂箱20一起從停止狀態稍上升進行起模，同時，砂箱設定缸2、2的活塞桿2A、2A在收縮拉回的極限狀態進行起模，所以，可獲得高起模精度。
接著，進行了鑄型造型的砂箱20通過輸送機19搬出，將空的砂箱20搬入，同時，模板更換裝置4由圖中未示出的促動器作動，將模板5與模板5A置換，進而使分塊式壓實觸頭13、13作動，形成與模板5A的凹凸對應的凹凸，成為圖8的狀態，然后，反復進行上述一連串的作動。
在模板5、5A與別的模板交換的場合，由圖中未示出的模板托架搬運裝置從模板更換裝置4搬出載置了模板5、5A的模板托架6、6A，將模板5、5A與別的模板交換，然后，搬入載置了別的模板的模板托架6、6A，設置到模板更換裝置4。
在本發明的實施形式中，從砂斗12的下方周邊和下方內部噴射低壓空氣，使型砂懸浮流動化，但也可從砂斗12的其它部位噴射低壓空氣。另外，雖未由流氣(fluid-air)加壓進行型砂的預備壓縮，但也可設置旋轉閘、壓縮空氣導入口等，由流氣加壓進行型砂的預備壓縮。另外，說明了在多個空氣噴射腔室11、11連通圖中未示出的1個換向閥的形式，但也可分別對各空氣噴射腔室設置換向閥，分別調整噴射的低壓空氣。
另外，在本發明的實施形式中，作為使起模支架8、8上下移動的促動器作動的起模缸7、7A內裝于模板托架6、6A，但不限于此，也可內裝于模板更換裝置4。另外，模板托架的別的實施形式如圖10所示那樣，包括模板22的載置部、在模板22外側上下滑動并將框狀的起模支架23的底面水平地抬起的多個導向銷24、使多個導向銷24貫通模板托架25的空間部上下自由移動的作為多個促動器作動的起模缸26、及造型機座27，該多個起模缸26設置在該造型機座27，并使得在其收縮狀態下使其前端不到達模板托架25的下面。
當然，應使得當模板更換裝置28移動時模板更換裝置和起模缸26不干涉。另外，在上述多個導向銷24形成某種防落下處理(例如由圖中未示出的連接裝置對多個導向銷24和起模支架23進行連接防止落下)。另外，在模板托架25設置圖中未示出的夾緊構件，同時，在造型機座27設置夾緊該夾緊構件的圖中未示出的夾緊裝置。模板托架25在造型機座27的壓接由該夾緊裝置拉緊上述夾緊構件進行夾緊。
在圖10所示實施形式的場合，起模缸26兼用來使模板更換裝置28兩端部的上下模板托架作動，所以，只要在造型機座設置起模缸26即可。因此，模板托架25不會變復雜，在使用工作流體的場合，其回路構成簡單而且可減小工作流體動力。
下面，參照圖11說明本發明的鑄型造型機用的模板搬運裝置的一實施形式。在箱狀的模板搬運裝置61的上端部可自由升降地配置余砂框62。余砂框62架設在安裝于模板搬運裝置61的多個朝上液壓缸63、63的活塞桿前端間，由液壓缸63、63的伸縮作動升降。
在多個液壓缸63、63的后蓋側和多個液壓缸63、63的前蓋側分別通過配管66、67連通地連接安裝于模板搬運裝置61左側的第1特殊液壓缸64的后蓋側和安裝于模板搬運裝置61右側的第2特殊液壓缸65的后蓋側。多個液壓缸63、63通過第1和第2特殊液壓缸64和65相互連動地交替進行收縮和伸長作動，將液體交替地供給/排出到后蓋側和前蓋側，從而進行伸縮作動。
第1特殊液壓缸64由另行固定配置在模板搬運裝置61外部的規定位置的液壓缸68的伸長作動進行收縮作動。第2特殊液壓缸65由另行固定配置在模板搬運裝置61外部的規定位置的氣缸69的伸長作動進行收縮作動。另外，液壓缸68由液壓供給回路70進行伸縮作動，同時，氣缸69由空氣供給回路71進行伸縮作動。在模板搬運裝置61的上面安裝模板72。
在如上述那樣構成的實施形式中，將模板搬運裝置61和余砂框62等移動到規定位置，使第1特殊液壓缸64對抗液壓缸68，第2特殊液壓缸65對抗氣缸69，液壓缸68進行伸長作動，同時，第1特殊液壓缸64進行收縮作動，由此將液體供給到液壓缸63、63的后蓋側，使該液壓缸63、63進行伸長作動，余砂框62上升。接著，將型砂吹入到由壓實觸頭(圖中未示出)、砂箱(圖中未示出)、余砂框62、及模板72圍成的鑄型造型空間(圖中未示出)，對吹入的型砂進行壓縮，進行鑄型造型。
鑄型造型結束后，液壓缸68進行收縮作動，同時，氣缸69進行伸長作動，另外，第1特殊液壓缸64進行伸長作動，同時，第2特殊液壓缸65進行收縮作動，由此將液體供給到液壓缸63、63的前蓋側，同時，從液壓缸63、63的后蓋側排出，液壓缸63、63進行收縮作動，余砂框62下降。
發明的效果按照本發明的第1實施形式，不設置需要凹坑那樣的模板升降用的大型液壓缸，可大體沿全體確實地將由模板和砂箱圍成的鑄型造型空間內的型砂壓縮成所期望的硬度。
按照本發明的第2實施形式，大幅度減少散落砂和切削砂的發生，所以可定量地以良好效率充填型砂，同時，由于可進行與模板的凹凸對應的壓實，所以可進行均勻的鑄型造型。另外，由于可減少工作流體的動力和空氣消費量，所以，可通過節省能量降低成本，可通過采用起模支架進行2階段(2次)壓實，同時，可提高起模精度。
另外，按照本發明的模板托架，可與起模支架一起使造型機本體的構造簡化，另外，可由模板更換裝置兩端部的上下模板托架兼用，所以可由簡單的構成使促動器數量減半，節約工作流體動力。
按照本發明的改良了的模板搬運裝置的實施形式，帶余砂框的模板搬運裝置可小型化，同時，可省去配管裝拆的麻煩，所以，搬運裝置更換容易進行，可適當地自由移動地配置帶余砂框的模板搬運裝置。
本發明的模板托架式鑄型造型機具有上述多種良好的應用效果。
權利要求
1.一種造型裝置用模板托架，由載置模板的載置部分和圍住上述模板周圍自由升降地設置的框狀起模支架構成。
2.根據權利要求1所述的造型裝置用模板托架，其特征在于上述可自由升降地設置的框狀起模支架可由內裝于模板托架或模板更換裝置中的促動器上下滑動。
3.如權利要求1所述的造型裝置用模板托架，其特征在于還包括使上述框狀起模支架向上方平行移動的多個導向銷；及設于造型機座的多個促動器，上述促動器可貫通上述模板托架的空間部分地使上述多個導向銷上下移動，同時，在其縮回端使前端不到達上述模板托架的下面。
4.根據權利要求2或3所述的造型裝置用模板托架，其特征在于上述促動器為由工作流體驅動的液壓缸。
5.根據權利要求2或3所述的造型裝置用模板托架，其特征在于上述促動器為電動缸。
全文摘要
一種模板托架型鑄型造型機，包含造型機座、砂箱設定缸、升降支架、及分塊壓實式砂壓縮斗；其特征在于具有模板更換裝置和可升降地配置的帶通氣孔的余砂框；帶余砂框的小型模板更換裝置的余砂框(62)可由多個朝上液壓缸(63、63)升降地設置，該多個朝上液壓缸(63、63)通過由外部缸(68、69)作動的特殊液壓缸(64、65)驅動伸縮，充填到由模板和砂箱構件形成的選型空間的型砂在造型時被按2個階段壓縮，壓縮時的條件為下輔助框被固定及下輔助框和砂箱構件被移動。
文檔編號B22C15/06GK1644273SQ20051000463
公開日2005年7月27日 申請日期2001年4月17日 優先權日2000年4月21日
發明者金藤公一, 平田實, 波多野豐 申請人:新東工業株式會社