專利名稱：水平造型垂直澆注工藝工裝、模板、砂箱及插銷的制作方法
技術領域：
本發明涉及水平造型、垂直澆注工藝領域，特別地，涉及一種水平造型垂直澆注工 藝工裝、模板、砂箱及插銷。
背景技術：
水平造型、垂直澆注工藝的工藝流程為造型、制芯一下芯、合箱一澆注一落砂一 清理一熱處理一清理一探傷、噴漆一交驗。作為整個工藝流程的基礎，造型是指生產上下砂型。其中，上下砂型，用以形成鑄 件的外輪廓。制芯是指生產用以形成鑄件內腔的砂芯。上下砂型和砂芯組合，形成鑄型。現有用于軌道交通的緩沖器箱體的就是采用水平造型、垂直澆注工藝生產。現以 緩沖器箱體的生產為例，說明現有造型工藝輪軌交通工具的鐵路貨車一般包括車體、轉向架、制動裝置、車鉤緩沖裝置等部分 組成。其中，緩沖器箱體是車鉤緩沖裝置的零件之一，緩沖器箱體結構如圖1所示。根據其 產品結構，鑄造緩沖器箱體需要采用水平造型、垂直澆注工藝生產。現有緩沖器箱體生產工藝中，很多工廠都是采用上下模板，分別生產上下砂型。模 板是將模樣、澆注系統沿分型面與底板聯結成一個整體的專用模具。造型后，底板形成分型 面，模樣形成鑄型空腔。下面結合附圖進行具體說明圖2-1為現有技術上模板的側視圖，現有技術中采用上模板生產上砂型。上模板 具體包括兩個上型模樣201、上底板202、定位銷203、定向銷204。圖2_2示出了上型模樣 的主視圖。圖3-1為現有技術下模板的側視圖，現有技術中采用下模板生產下砂型。下模板 具體包括兩個下型模樣301、下底板302、定位銷203、定向銷204。圖3_2示出了下型模樣 的主視圖。上下砂型的具體生產過程為首先，上模板與上型砂箱配合，造型機向砂箱內填 砂，形成兩個上砂型。然后，更換為下模板；下模板與下型砂箱配合，造型機向砂箱內填砂， 形成兩個下砂型。或者，先造下砂型，再更換上模板生產上砂型。合箱澆鑄后，形成兩個鑄 件，即形成兩個緩沖器箱體。其中，在砂箱與模板的配合中，上下模板的定位銷203分別與上下型砂箱的定位 銷套配合使用，上下型模板的定向銷204分別與上下型砂箱的定向銷套配合使用。上述定 位銷203的作用在于，保證上下砂型合箱配合定位，防止錯箱。定向銷204的作用在于，保 證上下砂型在合箱時的合箱方向正確，防止上下砂型合箱時左右顛倒。現有技術的定位銷 與定向銷是尺寸相同的插銷，與其對應的定位銷套、定向銷套也是尺寸相同的結構。可見，現有技術在進行砂型生產時，由于現場設備的限制，鑄型的上、下砂型均需 要采用同一臺造型機生產，因此需要頻繁更換上下模板分別生產上下砂型，以確保生產的 進行。然而，這樣頻繁更換模板勢必導致生產組織困難，生產效率低下等問題。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是一方面提供一種水平造型、垂直澆注工藝工裝，在 使用一臺造型機的情況下，不必頻繁更換模板就能生產配套的上砂型和下砂型，提高砂型 的生產效率。一方面，提供一種水平造型、垂直澆注工藝用模板，可以同時生產上下砂型，提高 砂型生產效率。另一方面，提供一種水平造型、垂直澆注工藝用砂箱，與上述模板配合，兩次使用 后就可以生產對應的四個上下砂型，提高砂型生產效率。再一方面，提供一種水平造型、垂直澆注工藝用插銷，與上述砂箱、模板配合使用， 在不用更換模板的情況下，與上述砂箱的不同位置固定，實現配套砂型的生產。為了解決上述問題，本發明公開了一種水平造型、垂直澆注工藝工裝，包括安裝 有上型模樣和下型模樣的模板；與上述模板配合、生產上下砂型的砂箱；以及緊固上述模 板和砂箱的定位定向銷；上述砂箱兩端分別設置定向銷套和定位銷套；其中，上述定向銷 套的內表面至少包括一個內表平面，其余內表面呈弧面；上述定位銷套的內表面呈圓形； 上述定位定向銷包括第一銷體、第二銷體；其中，上述第一銷體為棱角圓弧過渡的方柱 體，上述圓弧棱角位于同一圓周上；上述第一銷體的圓弧半徑大于上述第二銷體的外徑； 上述第一銷體與上述第二銷體沿軸向呈一體結構。優選的，上述定位定向銷的第二銷體的長度大于上述模板的銷孔的深度。優選的，上述定位定向銷還包括第三銷體，以及第一銷頸、第二銷頸；上述第一 銷頸連接上述第一銷體和第二銷體；上述第二銷頸連接上述第二銷體和第三銷體；上述第 二銷體的長度不大于模板銷孔的深度；上述第一銷體的圓弧直徑、第二銷體的外徑、第三銷 體外徑依次減小。優選的，上述定位定向銷的第一銷體的端部呈錐形。對應的，本發明另一實施例，還公開了一種水平造型、垂直澆注工藝用模板，上述 模板包括底板、上型模樣、下型模樣和銷孔；上述上、下型模樣組裝于上述底板的平面上； 上述底板的兩端開設有銷孔。依據本發明一實施例，還公開了一種水平造型、垂直澆注工藝用砂箱，上述砂箱兩 端分別設置定向銷套和定位銷套；上述定向銷套的內表面包括兩個內表平面，其余內表面 呈弧面；上述定位銷套的內表面呈圓形。依據本發明另一實施例，還公開了一種水平造型、垂直澆注工藝用插銷，其特征在 于，包括第一銷體、第二銷體；其中，上述第一銷體為棱角圓弧過渡的方柱體，上述圓弧棱 角位于同一圓周上；上述第一銷體的圓弧半徑大于上述第二銷體的外徑；上述第一銷體與 上述第二銷體沿軸向呈一體結構。優選的，上述第二銷體的長度大于銷孔的深度。優選的，上述水平造型、垂直澆注工藝用插銷，還包括第三銷體，以及第一銷頸、 第二銷頸；上述第一銷頸連接上述第一銷體和第二銷體；上述第二銷頸連接上述第二銷體 和第三銷體；上述第二銷體的長度不大于銷孔的深度；上述第一銷體的圓弧直徑、第二銷 體的外徑、第三銷體外徑依次減小。優選的，上述第一銷體的端部呈錐形。
與現有技術相比，上述技術方案中的一個技術方案具有以下優點由于采用了同時組裝有上型模樣和下型模樣的模板，和特定結構的砂箱、定位定 向銷配合，具體為當定位定向銷插入定向銷套時，定向銷套的部分內表平面與第一銷體的 軸向平面緊密配合，實現砂箱的定向；當定位定向銷插入定位銷套時，定位銷套的圓形內 表面與第一銷體的圓弧面沿軸向緊密配合，實現砂箱的定位，可以一次性同時生產出上砂 型和下砂型。然后，在不需要更換模板的情況下，利用定位定向銷及定位銷套、定向銷套的 上述特定結構，調換砂箱的方向，同時生產出對應的下砂型和上砂型。合箱時，將兩砂箱的 定位銷套側對齊，定向銷套側對齊，澆鑄后即可同時生產出四個鑄件，即形成四個緩沖器箱 體。而現有技術的生產工藝中，用于生產一個鑄件的上下砂型，必須分兩個步驟、采用 兩個不同的模板來生產；并且，造型機完成一次造型后，只能生產一個上砂型或下砂型。澆 鑄后只能生產兩個鑄件。可見，與現有技術相比，上述技術方案避免了頻繁更換模板，有效降低了工人的勞 動強度，節約了時間，提高了砂型的生產效率，進而提高了鑄件的生產效率。
圖1是緩沖器箱體的結構示意圖2-1是現有技術上模板的測側視圖2-2是現有技術上型模樣的主視圖3-1是現有技術下模板的測側視圖3-2是現有技術下型模樣的主視圖4是本發明水平造型垂直澆鑄工藝模板實施例的結構示意圖5-1是本發明砂箱實施例的結構示意圖5-2是本發明砂箱的定向銷套實施例的結構示意圖5-3是本發明砂箱的定位銷套實施例的結構示意圖6-1是本發明定位定向銷優選實施例的結構示意圖6-2是圖6-1所示定位定向銷的左視圖6-3是本發明另一插銷實施例的結構示意圖7-1是本發明定位定向銷優選實施例的使用狀態示意圖7-2是本發明另一插銷實施例的使用狀態示意圖8-1是本發明砂箱定向示意圖8-2是本發明砂箱定位示意圖。
附圖標記
201-上型模樣；202-上底板；203-定位銷；204-定向銷；301-下型模樣；302-下底板；41--模板；411-上型模樣；412-下型模樣；413-底板；414-銷孔；51-砂箱；511-定向銷套；512-定位銷套；5101-定向銷套內表平面；5102-定位銷套的內表面；61-定位定向銷；611-第一銷體；612-第二銷體；613-第三銷體；614-第一銷頸；615-第二銷頸；6111-第一銷體的弧面；6112-第一銷體的軸向平面。
具體實施例方式為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實 施方式對本發明作進一步詳細的說明。本發明提供了一種水平造型、垂直澆鑄工裝實施例。上述工裝具體包括同時組裝 有上型模樣和下型模樣的模板41，與模板41配合、生產上下砂型的砂箱51，用于緊固模板 41和砂箱51的插銷61。插銷61即為定位定向銷。上述各部件的具體結構參見圖4 6 所示。水平造型、垂直澆鑄工藝模板實施例參照圖4，示出了本發明水平造型垂直澆鑄工藝模板實施例的結構示意圖。模板 41包括底板413、上型模樣411、下型模樣412和銷孔414。每個銷孔414中插接有一個定 位定向銷61。其中，上型模樣411和下型模樣412同時組裝在底板413上。造型后，形成四個砂型，包括兩個上砂型和兩個下砂型，底板413形成鑄件的分型 面。上型模樣411用于形成兩個鑄件的上型外輪廓，即上述兩個上砂型；下型模樣412則用 于形成另兩個鑄件的下型外輪廓，即上述兩個下砂型。上述裝置可以但不限于是緩沖器箱 體。這里需要說明的是，當上型模樣411用于制造緩沖器箱體時，其結構與圖2-1和圖 2-2中所示的上型模樣201結構相同。同樣，當下型模樣412用于制造緩沖器箱體時，其結 構與圖3-1和圖3-2中所示的下型模樣301結構相同。當然，上述上下型模樣不限于僅為 鑄造緩沖器箱體的模樣。上述模板41與砂箱51配合，經造型機填砂后生成四個上砂型和四個下砂型。水平造型、垂直澆注工藝砂箱實施例砂箱51的結構如圖5-1所示。在砂箱51的左側一端設置有定向銷套511，套接在 定位定向銷61的第一銷體上，與定位定向銷61配合，實現砂箱的定向。在砂箱51的右側 一端設置有定位銷套512，套接在定位定向銷61的第一銷體上，與定位定向銷61配合，實現 砂箱的定位。砂箱51的箱體內部劃分為四個區域，用以形成四個砂型。上述四個砂型包括 兩個上砂型和兩個下砂型。上述定向銷套511和定位銷套512，可以是通孔結構或有底結構。當定向銷套511 和定位銷套512為有底結構時，可以進一步具體為錐型底部結構，如圓錐形或方錐形等，進 一步加固銷套與銷體的配合。參照圖5-2所示的砂箱定向銷套511的示意圖，定向銷套511的內表面至少包括 一個呈平面的內表平面5101，其余表面呈圓弧形。參照圖5-3所示的砂箱定位銷套512的示意圖，定位銷套512的內表面5102呈圓形。正是由于砂箱定向銷套511和定位銷套512不同的結構，在造型工藝中，使用相同 結構的定位定向銷61，與模板上相同結構的銷孔414配合，實現砂箱的定向和定位。具體配 合過程將在下面的內容中詳細描述。水平造型、垂直澆注工藝插銷實施例本發明，在水平造型、垂直澆鑄工藝中，優選使用的定位定向銷61的結構如圖 6-1、6-2所示。其中，圖6-1示出了本發明定位定向銷優選實施例的結構示意圖；圖6-2為圖6-1所示定位定向銷的左視圖，定位定向銷61具體包括第一銷體611、第二銷體612、第三銷體613、第一銷頸614和第二銷頸615。第一 銷頸614連接第一銷體611和第二銷體612，第二銷頸615連接第二銷體612和第三銷體 613。優選的，上述第一銷體611還可以設置有錐形端部，如圓錐形端部。本發明實施例中，第一銷體611為棱角圓弧過渡的方柱體，上述圓弧棱角位于直 徑為D的同一圓周上。第二銷體612和第三銷體613為固定形狀的柱體，可以具體為圓柱 體。本實施例中，第一銷體611的圓弧直徑、第二銷體612的外徑、第三銷體613的外 徑依次減小。第二銷體612的長度不大于模板銷孔的深度，其使用狀態參照圖7-1所示。上述插銷的結構是本發明定向定位銷的優選實施例。在本發明插銷的另一實施例 中，上述第三銷體613的外徑不大于第二銷體612的外徑即可。此外，本發明還可以采用，僅包括第一銷體和第二銷體的插銷作為定位定向銷，具 體結構如圖6-3所示的插銷另一實施例。第一銷體611的結構與圖6-1所示的結構相同。 第二銷體612的外徑依然小于第一銷體611的圓弧直徑D。本實施例中，第二銷體612的長 度大于模板銷孔414的深度。其使用狀態參考圖7-2，示出了另一插銷實施例的使用狀態示 意圖。第二銷體612超出銷孔414的部分，用于安裝螺栓等緊固部件，將定位定向銷與模板 緊固連接。以上內容詳細描述了造型、垂直澆鑄工藝工裝的各個組成部件的結構。下面結合 上述工裝的機構，說明水平造型垂直澆鑄工藝中的砂型的生產過程步驟一、將第一砂箱51左側的定向銷套511與插入模板41左側銷孔414的定位 定向銷61配合，實現砂箱的定向。將第一砂箱51右側的定位銷套512與插入模板41右側 銷孔414的定位定向銷61配合，實現砂箱的定位。步驟一中，上述第一砂箱51的擺放位置如圖5-1所示。步驟二、造型機填砂后，將成型后的砂箱與模板41分離，獲得第一套砂型。本步驟二中，獲得的第一套砂型包括兩個鑄件的上砂型和兩個鑄件的下砂型。上 述第一砂箱與上下砂型一體，用于保證上下砂型不變形。步驟三、模板41位置不變，采用結構相同的第二砂箱51，將第二砂箱51的定向銷 套511與插入模板41右側銷孔414的定位定向銷61配合，實現砂箱的定向。將砂箱51的 定位銷套512與插入模板41左側銷孔414的定位定向銷61配合，實現砂箱的定位。本步驟三中，第二砂箱與圖5-1所示第一砂箱的結構相同，但與圖5-1所示的擺放 位置相反，正好相差180°。步驟四、造型機填砂后，將成型后的砂箱與模板41分離，獲得第二套砂型。上述第二套砂型包括兩個鑄件的下砂型和兩個鑄件的上砂型。同理，上述第二砂 箱與上下砂型一體，用于保證上下砂型不變形。至此，造型工藝完畢。在合箱工藝中，將第一砂箱的定向銷套與第二砂箱的定向銷套對準，采用定位定 向銷61緊固；將第一砂箱的定位銷套與第二砂箱的定位銷套對準，采用定位定向銷61緊 固。這樣即可同時實現四個緩沖器箱體鑄件的上下砂型配合。澆鑄后，可以同時生產出四 個鑄件，即形成四個緩沖器箱體。
在上述步驟一和步驟三中，關鍵在于定位定向銷61與模板41的銷孔414和砂箱 51的定向銷套、定位銷套的配合，實現砂箱的定向和定位。下面結合圖7和圖8-1、圖8-2，說明上述各部件的配合關系。如圖7-1所示的定位定向銷與銷孔的配合示意圖。定位定向銷61的第二銷體612 插入銷孔414中，與銷孔414的內表面密切配合，確定定位定向銷61在模板上的位置。第 一銷體611的圓弧直徑大于銷孔414的直徑，所以，第一銷體611位于模板銷孔的上部，等 待與砂箱的定位銷套或定向銷套配合。第三銷體613位于銷孔414的下部，可以與螺栓或 彈簧擋圈等緊固部件配合，將定位定向銷61與模板緊固連接。其中，第一銷頸614和第二 銷頸615均為退刀槽，第一銷頸614是加工第二銷體612的退刀槽，第二銷頸615是加工第 三銷體613的退刀槽。圖8-1示出了砂箱定向示意圖，如圖所示，由于定位定向銷61的第一銷體為棱角 圓弧過渡的方柱體結構，當第一銷體611的軸向平面6112與定向銷套511的軸向內表平面 5101緊密配合，銷體61在定向銷套511內部的方向被固定，不可轉動，即可實現砂箱的定向。從圖8-1所示可知，雖然定位定向銷體61在定向銷套511內部的方向被確定，但 還可以左右松動。所以，在箱體的另一端設置了結構不同的定位銷套512，定位定向銷61與 定位銷套512的配合示意圖，如圖8-2所示。圖8-2示出了砂箱定位示意圖，如圖所示，由于定位定向銷61的第一銷體為棱角 圓弧過渡的方柱體結構，當第一銷體611的弧面6111與定位銷套512的圓形內表面5102 緊密配合時，銷體61在定位銷套512內部的位置被固定，實現砂箱的定位。由此可見，本發明提供的水平造型、垂直澆注工藝工裝，同一模板上同時組裝有上 型模樣和下型模樣，能夠采用一臺造型機利用同一模板一次性同時生產上砂型和下砂型。由于定位定向銷的第一銷體為棱角圓弧過渡的方柱體結構，配合砂箱特定結構的 定位銷套和定向銷套。即，當定位定向銷插入定向銷套時，定向銷套的部分內表平面與第一 銷體的軸向平面緊密配合，實現砂箱的定向；當定位定向銷插入定位銷套時，定位銷套的圓 形內表面與第一銷體的圓弧面沿軸向緊密配合，實現砂箱的定位。因此，在不需要更換模板的情況下，利用定位定向銷及定位銷套、定向銷套的特定 結構，調換砂箱的方向，同時生產出上述鑄件對應的下砂型和上砂型。合箱時，將兩砂箱的 定位銷套側對齊，定向銷套側對齊，澆鑄后即可同時生產出四個緩沖器箱體的鑄件。有效節 約了砂型的生產時間，進而提高了如緩沖器箱體等采用水平造型、垂直澆注工藝生產的鑄 件的生產效率。本說明書中的各個實施例均采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與 其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可。以上對本發明所提供的一種水平造型垂直澆注工藝工裝、一種水平造型垂直澆注 用模板、一種水平造型垂直澆注用砂箱及一種水平造型垂直澆注用插銷進行了詳細介紹， 本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用 于幫助理解本發明的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據本發明的 思想，在具體實施方式
及應用范圍上均會有改變之處，綜上上述，本說明書內容不應理解為 對本發明的限制。
權利要求
一種水平造型、垂直澆注工藝工裝，其特征在于，包括安裝有上型模樣和下型模樣的模板；與所述模板配合、生產上下砂型的砂箱；以及緊固所述模板和砂箱的定位定向銷；所述砂箱兩端分別設置定向銷套和定位銷套；其中，所述定向銷套的內表面至少包括一個內表平面，其余內表面呈弧面；所述定位銷套的內表面呈圓形；所述定位定向銷包括第一銷體、第二銷體；其中，所述第一銷體為棱角圓弧過渡的方柱體，所述圓弧棱角位于同一圓周上；所述第一銷體的圓弧半徑大于所述第二銷體的外徑；所述第一銷體與所述第二銷體沿軸向呈一體結構。
2.根據權利要求1所述的水平造型、垂直澆注工藝工裝，其特征在于，所述定位定向銷 的第二銷體的長度大于所述模板的銷孔的深度。
3.根據權利要求1所述的水平造型、垂直澆注工藝工裝，其特征在于，所述定位定向 銷還包括第三銷體，以及第一銷頸、第二銷頸；所述第一銷頸連接所述第一銷體和第二銷 體；所述第二銷頸連接所述第二銷體和第三銷體；所述第二銷體的長度不大于模板銷孔的深度；所述第一銷體的圓弧直徑、第二銷體的外徑、第三銷體外徑依次減小。
4.根據權利要求2或3所述的水平造型、垂直澆注工藝工裝，其特征在于，所述定位定 向銷的第一銷體的端部呈錐形。
5.一種水平造型、垂直澆注工藝用模板，其特征在于，所述模板包括底板、上型模樣、 下型模樣和銷孔；所述上、下型模樣組裝于所述底板的平面上；所述底板的兩端開設有銷 孔。
6.一種水平造型、垂直澆注工藝用砂箱，其特征在于，所述砂箱兩端分別設置定向銷套 和定位銷套；所述定向銷套的內表面包括兩個內表平面，其余內表面呈弧面；所述定位銷套的內表面呈圓形。
7.一種水平造型、垂直澆注工藝用插銷，其特征在于，包括第一銷體、第二銷體；其 中，所述第一銷體為棱角圓弧過渡的方柱體，所述圓弧棱角位于同一圓周上；所述第一銷體 的圓弧半徑大于所述第二銷體的外徑；所述第一銷體與所述第二銷體沿軸向呈一體結構。
8.根據權利要求7所述的插銷，其特征在于，所述第二銷體的長度大于銷孔的深度。
9.根據權利要求7所述的插銷，其特征在于，還包括第三銷體，以及第一銷頸、第二銷 頸；所述第一銷頸連接所述第一銷體和第二銷體；所述第二銷頸連接所述第二銷體和第三 銷體；所述第二銷體的長度不大于銷孔的深度；所述第一銷體的圓弧直徑、第二銷體的外徑、第三銷體外徑依次減小。
10.根據權利要求8或9所述的插銷，其特征在于，所述第一銷體的端部呈錐形。
全文摘要
本發明提供了水平造型垂直澆注工藝工裝、模板、砂箱及插銷，其中，工裝包括安裝有上型模樣和下型模樣的模板；與模板配合、生產上下砂型的砂箱；以及緊固模板和砂箱的定位定向銷；砂箱兩端分別設置定向銷套和定位銷套；其中，定向銷套的內表面至少包括一個內表平面，其余內表面呈弧面；定位銷套的內表面呈圓形；定位定向銷包括第一銷體、第二銷體；其中，第一銷體為棱角圓弧過渡的方柱體，圓弧棱角位于同一圓周上；第一銷體的圓弧半徑大于第二銷體的外徑；第一銷體與第二銷體沿軸向呈一體結構。使用本發明提供工裝，利用同一模板同時生產上砂型和下砂型，有效提高了砂型的生產效率，進而提高了水平造型垂直澆注工藝生產鑄件的效率。
文檔編號B22C9/00GK101947639SQ20101025420
公開日2011年1月19日 申請日期2010年8月16日 優先權日2010年8月16日
發明者孟慶慶, 王克明, 藺國隆, 郝施奇 申請人:齊齊哈爾軌道交通裝備有限責任公司