專利名稱：一種大型鐵型的覆砂造型裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種鑄造設備和方法，尤其是一種大型鐵型的覆砂造型裝置和方法。
背景技術：
鐵型覆砂鑄造屬特種鑄造之一，隨著我國汽車工業的發展，應用越來越廣。鐵型覆砂鑄造的核心設備是覆砂造型機，目前主要有雙工位覆砂造型機，主要用于平面尺寸在1500MMX700MM以內的鐵型的覆砂造型。目前隨著鐵型覆砂應用的不斷推廣，應用的產品越來越多，例如船用曲軸、大型發動機的排氣管、缸體缸蓋、汽車后橋等，這些產品的鐵型覆砂鑄造，所需的鐵型的平面尺寸往往都超過了 2000MMX70(MM，有些甚至在3500MMX120(MM以上，對于這些鐵型的覆砂造型，目前尚未有成熟的覆砂設備。專利號為200820085552. 7，專利名稱為“適應自動化生產線的覆砂造型機”的中國專利中公開了一種適應自動化生產線的覆砂造型機，該造型機上設有造型工位組件，所述造型工位組件包括有射砂輥道，該覆砂造型機包括至少兩個造型工位組件，相鄰造型工位組件的射砂輥道連接在一起，所述相連的射砂輥道安裝在軌道機構上，所述軌道機構的運動方向垂直射砂輥道輸送方向。通過軌道機構將鐵型進出的位置與造型位置分開。上述覆砂造型機不適用于對大型鐵型進行覆砂造型加工，原因其一是用于大型鐵型覆砂造型時，此覆砂造型機構過于龐大、復雜；其二是對于大型鐵型來說，覆砂時鐵型與模型之間的間隙各部分的射砂壓力難以保持一致，覆砂質量難以保證。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是克服現有技術中的不足而提供一種結構緊湊、占地小、生產成本低的大型鐵型的覆砂造型裝置。本實用新型解決上述技術問題采用的技術方案是該大型鐵型的覆砂造型裝置，包括下梁底座、立柱和上梁組成的支撐框架以及鐵型輸送輥道，上梁上設置有覆砂射砂裝置，下梁底座上設置有升降液壓缸，升降工作臺固定在升降液壓缸上，上述支撐框架、覆砂射砂裝置、升降液壓缸和升降工作臺形成一個覆砂造型工位，其特征在于還設置有升降合模起模裝置、模型穿梭移動裝置、鐵型送箱裝置和模型輸送輥道，模型輸送輥道與鐵型輸送輥道上下設置，模型穿梭移動裝置安裝固定在立柱上，并位于模型輸送輥道兩側上方，鐵型送箱裝置固定安裝在立柱及鐵型輸送輥道一側上方，工作臺的側面安裝有升降合模起模裝置。對于大鐵型的覆砂造型而言，每小時的生產效率不需要很高，本實用新型中覆砂造型裝置中大鐵型的覆砂造型采用采用穿梭交替的方式，使得上鐵型和下鐵型都在同一個射砂覆砂造型工位完成，即只有一個合箱、射砂、固化、起模的工位，上鐵型和下鐵型通過穿梭的方式分別完成射砂覆砂造型全過程。本實用新型減少了設備的資金投入。可以實現上、下空鐵型從機器的一頭推進，覆好砂的鐵型從機器的另一頭推出。可簡化生產線布置，減少轉向機等生產線輔機，減少生產線的占地面積。[0006]本實用新型所述的覆砂射砂裝置包括射砂儲氣包、砂斗、射砂頭和射砂筒，射砂儲氣包和砂斗固定安裝在上梁上，砂斗通過射砂筒與射砂頭連接，射砂頭底部安裝有射砂板，射砂筒的數量至少為兩個，每個射砂筒通過氣管與射砂儲氣包相連。本實用新型的射砂覆砂造型原理與原覆砂造型機相同，都是采用壓縮空氣將覆膜砂吹射到鐵型與模型之間的間隙中，從而形成覆砂層。對于大型鐵型而言，由于鐵型太大、太長，采用原有的一個射筒腔的射砂裝置，對于遠離射筒腔的射砂孔的壓縮空氣射砂壓力會大大減弱，這樣對于遠離射筒腔的需要覆砂的鐵型部位來說，很難保證在覆砂造型過程中覆砂層的完整和致密，從而影響鐵型最終的覆砂造型質量。本實用新型為了克服上述加工難點，在覆砂造型裝置的射砂頭上根據鐵型的大小，分別設置兩個以上射砂筒腔，每個射砂筒腔都分別通過氣管與射砂儲氣包相連，這樣在覆砂造型時，當打開儲氣包與射砂筒腔之間的氣管閥門，儲所包中的壓縮空氣通過氣管同時進入每個射砂筒腔，每個射砂筒腔所對應的射砂投影面積不大，因此在投影面積內的射砂壓力基本一致，保證了大鐵型每個射砂孔的覆砂射砂壓力基本保持一致，將射砂頭中的覆膜砂均勻地射到鐵型的射砂孔中，保證大鐵型的型腔覆砂質量。本實用新型所述的模型輸送輥道與鐵型輸送輥道兩者根據需要可以空間垂直，模型穿梭移動裝置控制模型穿梭移動方向與鐵型輸送方向根據需要可以垂直。本實用新型所述的模型輸送輥道與鐵型輸送輥道兩者根據需要可以空間平行，模型穿梭移動裝置控制模型穿梭移動方向與鐵型輸送方向根據需要可以平行。本實用新型中鐵型在覆砂造型過程中的移動方向都是朝著一個方向，未覆砂造型的鐵型從一頭進入，覆砂造型完畢的鐵型從另一頭送出，鐵型的覆砂造型過程呈直線型布置，這樣的布置方式，鐵型的輸送流便捷順暢，非常有利于鐵型覆砂鑄造生產線的布置和實現機械化、自動化。模型穿梭移動的方式有兩種，即一種是與鐵型輸送移動方向一致，另一種是垂直與鐵型輸送移動方向。對于第一種布置方式，在覆砂造型過程中，模具的清理操作人員可以都在覆砂造型生產線的一側操作，適用于鐵型寬度相對較窄的生產線上使用；第二種布置方式，在覆砂造型過程中，模具的清理操作人員分別在覆砂造型生產線的兩側，適用于鐵型寬度較寬的生產線上使用，第二種布置方式在鐵型模具的清理時比第一種布置方式操作要方便，模具的更換操作也要簡便、快捷。本實用新型所述的鐵型送箱裝置包括送箱氣缸、送箱推板小車、送箱推板小車導軌，送箱氣缸固定安裝在鐵型輸送輥道一側的輥道架上，送箱推板小車導軌一頭固定安裝在造型機一側立柱上，另一頭固定安裝在鐵型輸送輥道一側的輥道架上，送箱推板小車安裝在送箱推板小車導軌上，送箱氣缸活塞桿與送箱推板小車用鉸鏈相連。鐵型送箱裝置的作用主要就是將鐵型推入或推出造型機造型工位，此機構的優點是結構比較簡單，運行可靠，保養維修方便。本實用新型所述的升降合模起模裝置包括卡扣，卡扣固定在升降工作臺側面，卡扣與上、下模型底座上的卡槽活動卡接。當覆砂造型時，需覆砂造型的模型在模型輸送輥道上穿梭進入升降工作臺，正好卡在模型底座的卡槽上，當覆砂造型固化完畢進行起模時，升降工作臺下降，模型與工作臺卡緊卡扣卡住模型底座，強制帶動模型跟著工作臺一起下降，實現鐵型與模型的分離，完成起模工序。本實用新型所述的射砂頭形狀大小與鐵型匹配，在鐵型長度方向上每間隔800 1000MM設置一個射砂筒。其優點是在大鐵型投影面積上的射砂壓力基本保持一致，從而保證了大鐵型覆砂造型時鐵型各個部位的覆砂砂緊實度和質量。本實用新型所述的模型穿梭移動裝置包括穿梭移動氣缸、模型穿梭移動氣缸插頭、模型穿梭移動掛鉤、上模型移動掛鉤、下模型移動掛鉤，穿梭移動氣缸固定安裝在覆砂造型裝置的立柱上，模型穿梭移動氣缸插頭固定安裝在穿梭移動氣缸的活塞桿上，上模型底座或下模型底座的側面端部固定有模型穿梭掛鉤，模型穿梭掛鉤與模型穿梭移動氣缸插頭匹配，上模型底座的側面固定有上模型移動掛鉤，下模型底座的側面固定有下模型移動掛鉤，上、下模型通過上、下模型移動掛鉤活動卡接。本實用新型所述的上、下模型移動掛鉤之間、模型穿梭掛鉤與模型穿梭移動氣缸插頭之間的到位連接部位都需做成楔口形狀。本實用新型所述裝置由于只有一個造型工位，上、下模具需要來回穿梭來進行上、下鐵的覆砂造型，上、下模型移動掛鉤之間、模型穿梭掛鉤與模型穿梭移動氣缸插頭之間的到位連接部位都需做成一定的楔口形狀，這樣在模型下降過程中兩者之間能夠很方便地相互對準，避免兩個模型在覆砂造型過程中產生些許的位移，在隨后模型下降過程中，因為上、下模型移動掛鉤之間、模型穿梭掛鉤與模型穿梭移動氣缸插頭之間沒有對準而將掛鉤、插頭壓壞。本實用新型與現有技術相比具有以下優點1、鐵型的覆砂造型從機器一頭推進并從另一頭推出，鐵型輸送物流順暢，有利于鐵型覆砂生產線的布置，可以實現生產過程機械化。2、覆砂裝置的射砂頭采用兩個以上射砂筒保證在大鐵型覆砂造型時，使鐵型內腔各部位的覆砂壓力基本一致，從而保證大鐵型內腔各部位的覆砂緊實致密。3、上、下鐵型的合模、射砂覆砂、固化、起模均在一個工位完成，大大簡化了設備的工序，節約了設備的制造成本。
圖1為本實用新型結構主視圖。圖2為本實用新型結構側視圖。圖3為本實用新型覆砂過程示意圖。圖4為本實用新型模型穿梭移動裝置結構主視圖。圖5為本實用新型模型穿梭移動裝置結構俯視圖。圖6為本實用新型裝置平面布置形式一結構示意圖。圖7為本實用新型裝置平面布置形式二結構示意圖。圖8為本實用新型升降合模起模裝置結構示意圖。
具體實施方式
參見圖1、2、4、5、8，本實用新型包括支撐框架I，覆砂射砂裝置2，鐵型輸送輥道3，鐵型送箱裝置4、模型輸送輥道5、升降工作臺6、升降液壓缸7、升降合模起模裝置8和模型穿梭移動裝置9。支撐框架I包括下梁底座11、立柱12和上梁13，三者相互固定安裝組成一個整體結構。升降工作臺6固定安裝在升降液壓缸7上，隨著升降液壓缸7的升降而升降。支撐框架1、升價工作臺6、升降液壓缸7形成覆砂造型工位。升降液壓缸7安裝固定在下梁底座11上。鐵型輸送輥道3部分固定安裝在立柱12上，部分直接安裝在地面上，整個鐵型輸送輥道3為直線且高度保持一致，保證鐵型輸送過程的平穩。模型輸送輥道5同樣是一部分直接安裝固定在立柱12上，一部分直接安裝在地面上，整個模型輸送輥道5為直線且高度一致，保證模型穿梭移動過程的平穩。覆砂射砂裝置2包括射砂儲氣包21、砂斗22、射砂頭23、射砂筒24和射砂板25。射砂儲氣包21和砂斗22固定安裝在上梁13上，砂斗22通過射砂筒24與射砂頭23連接，射砂頭23底部安裝有射砂板25，射砂筒24的數量至少為兩個，每個射砂筒24通過氣管與射砂儲氣包21相連。射砂頭23形狀大小與鐵型匹配，優選在鐵型長度方向上每800 1000MM設置一個射砂筒24。鐵型送箱裝置4包括送箱氣缸41、送箱推板小車42、送箱推板小車導軌43。送箱氣缸41固定安裝在鐵型輸送輥道3 —側的輥道架上，送箱推板小車導軌43 —頭固定安裝在造型機一側立柱12上，另一頭固定安裝在鐵型輸送輥道3 —側的輥道架上。送箱推板小車42安裝在送箱推板小車導軌43，可以在送箱推板小車導軌43上行走。送箱氣缸41活塞桿與送箱推板小車42用鉸鏈相連，隨著送箱氣缸41活塞的伸縮運動，帶動送箱推板小車42來回移動。升降合模起模裝置8包括卡扣81，卡扣81固定在升降工作臺6側面，卡扣81與上、下模型底座上的卡槽98活動卡接。模型穿梭移動裝置9包括穿梭移動氣缸91、模型穿梭移動氣缸插頭92、模型穿梭移動掛鉤93、上模型移動掛鉤94、下模型移動掛鉤95，穿梭移動氣缸91固定安裝在覆砂造型裝置的立柱12上，穿梭移動氣缸91可以是一個也可以是兩個。模型穿梭移動氣缸插頭92固定安裝在穿梭移動氣缸91的活塞桿上，上模型底座或下模型底座的側面端部固定有模型穿梭掛鉤93，模型穿梭掛鉤93與模型穿梭移動氣缸插頭92匹配，上模型96底座的側面固定有上模型移動掛鉤94，下模型97底座的側面固定有下模型移動掛鉤95，上、下模型通過上、下模型移動掛鉤活動卡接。參見圖6和圖7，模型輸送輥道5和鐵型輸送輥道3上下安裝，且有兩種形式，一種是模型輸送輥道5與鐵型輸送輥道3兩者空間平行，模型穿梭移動裝置9控制模型穿梭移動方向與鐵型輸送方向平行。另一種是所述的模型輸送輥道5與鐵型輸送輥道3兩者空間垂直，模型穿梭移動裝置9控制模型穿梭移動方向與鐵型輸送方向垂直。參見圖3，本實用新型所述的造型方法為鐵型送箱裝置4將上鐵型或下鐵型從鐵型輸送輥道3上送至覆砂造型工位的鐵型輸送輥道上，同時模型穿梭移動裝置9將上模型或下模型從模型輸送輥道5上移至覆砂造型工位，升降液壓缸7帶動升降工作臺6上升，升降工作臺6上升5-10mm，升降工作臺6上平面碰到模型下平面后，帶動模型一起上升，模型脫離模型輸送輥道5，兩者繼續上升，模型型板上平面與鐵型下平面相接觸，使對應的模型和鐵型合模在一起。合模后的鐵型和模型繼續上升，鐵型的跑邊脫離鐵型輸送輥道3，鐵型脫離鐵型輸送輥道3，升降工作臺6、模型、鐵型A三者同步上升直至與覆砂射砂裝置的射砂板25接觸壓緊，鐵型上的射砂孔與射砂板的射砂孔一一對準，射砂覆砂裝置2開始射砂。射砂時間2 5秒，射砂完畢后射砂頭23及射砂筒24中的壓縮空氣開始排氣。氣體排放完畢，鐵型A、模型、升降工作臺6開始下降直至脫離射砂板50-150mm后停止，進入覆砂固化時間。鐵型中的覆膜砂開始固化，固化時間為90 240秒。固化完畢后，鐵型A、模型、升降工作臺6三者同時繼續下降，當鐵型的跑邊碰到鐵型輸送輥道的輥輪，鐵型就擱在了鐵型輸送輥道3上不再下降，模型和升降工作臺6 二者繼續下降，鐵型與模型逐漸脫離直至完全脫離。當模型和升降工作臺6下降至模型碰到模型輸送輥道5的輥輪時，模型的下平面就擱在了模型輸送輥道5的輥輪上不再下降，升降工作臺6繼續下降5-10mm至最低位置，模型下平面與升降工作臺6上平面完全脫離，完成鐵型起模工序。鐵型送箱裝置4將下一個需要覆砂的鐵型推入覆砂造型工位，用這個鐵型將覆砂造型好的鐵型推出覆砂造型工位，或者直接用鐵型送箱裝置4將覆砂造型好的鐵型推出覆砂造型工位，將鐵型直接推到造型機外的鐵型輸送輥道上，模型穿梭移動裝置交替將上模型和下模型移到了覆砂造型工位，實現在一個覆砂造型工位上交替對上鐵型和下鐵型進行覆砂。模具穿梭移動裝置9工作原理是這樣的上、下模型96、97在穿梭移動前，上、下模型96、97由上、下模型移動掛鉤94、95連接在一起，上、下模型的一端側面的模型穿梭掛鉤93與模型穿梭移動氣缸插頭92連接在一起，上、下模型96、97可以隨著左右穿梭移動氣缸91的移動而移動。當模型穿梭移動至覆砂造型工位時，左右穿梭移動氣缸91移動到位后停止，覆砂造型升降工作臺6帶動需進行覆砂造型的上模型96或下模型97上升，此模型逐漸脫離模型輸送輥道5，不進行覆砂造型的模型則繼續停留在模型輸送輥道5上。隨著升降工作臺6的上升，上或下模型的一端側面的模型穿梭掛鉤93與模型穿梭移動氣缸插頭92、以及上、下模型移動掛鉤94、95也逐漸相互脫離，當模型和鐵型合模后，兩個模型之間完全相互脫離，上、下模型的一端側面的模型穿梭掛鉤93與模型穿梭移動氣缸插頭92、以及上、下模型移動掛鉤94、95也完全相互脫離，合模后的模型與鐵型的射砂覆砂、固化，隨后進行起模，覆砂造型工作臺6帶動模型下降，下降到位時，上、下模型移動掛鉤94、95、上或下模型的一端側面的模型穿梭掛鉤93與模型穿梭移動氣缸插頭92又重新連接在一起，上、下模型可以進行下一步穿梭移動，對另外一個鐵型進行射砂覆砂造型。上、下模型移動掛鉤94、95之間、模型穿梭掛鉤93與模型穿梭移動氣缸插頭92之間的到位連接部位都需做成一定的楔口形狀，這樣在模型下降過程中兩者之間能夠很方便地相互對準，避免兩個模型在覆砂造型過程中產生些許的位移，在隨后模型下降過程中，因為上、下模型移動掛鉤94、95之間、模型穿梭掛鉤93與模型穿梭移動氣缸插頭92之間沒有對準而將掛鉤、插頭壓壞。在大鐵型的射砂覆砂造型過程中，與鐵型合模的上模型96或下模型97將隨著升降工作臺6的上升而上升，最終完成合模，反之在起模過程中模型將隨著升降工作臺6的下降而下降，最終完成起模動作。在覆砂造型過程中，上模型96或下模型97與升降工作臺6之間通過升降合模起模裝置8連接，升降工作臺6側面上設置有4個卡扣81。當覆砂造型時，需覆砂造型的模型在模型輸送輥道5上穿梭進入升降工作臺6，卡扣81正好卡在模型底座的卡槽98上，當覆砂造型固化完畢進行起模時，升降工作臺6下降，工作臺通過卡扣81卡住模型底座，強制帶動模型跟著升降工作臺6 —起下降，實現鐵型與模型的分離，完成起模工序。雖然本實用新型已以實施例公開如上，但其并非用以限定本實用新型的保護范圍，任何熟悉該項技術的技術人員，在不脫離本實用新型的構思和范圍內所作的更動與潤飾，均應屬于本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種大型鐵型的覆砂造型裝置，包括下梁底座、立柱和上梁組成的支撐框架以及鐵型輸送輥道，上梁上設置有覆砂射砂裝置，下梁底座上設置有升降液壓缸，升降工作臺固定在升降液壓缸上，上述支撐框架、覆砂射砂裝置、升降液壓缸和升降工作臺形成一個覆砂造型工位，其特征在于還設置有升降合模起模裝置、模型穿梭移動裝置、鐵型送箱裝置和模型輸送輥道，模型輸送輥道與鐵型輸送輥道上下設置，模型穿梭移動裝置安裝固定在立柱上，并位于模型輸送輥道兩側上方，鐵型送箱裝置固定安裝在立柱及鐵型輸送輥道一側上方，工作臺的側面安裝有升降合模起模裝置。
2.根據權利要求1所述的大型鐵型的覆砂造型裝置，其特征在于所述的覆砂射砂裝置包括射砂儲氣包、砂斗、射砂頭和射砂筒，射砂儲氣包和砂斗固定安裝在上梁上，砂斗通過射砂筒與射砂頭連接，射砂頭底部安裝有射砂板，射砂筒的數量至少為兩個，每個射砂筒通過氣管與射砂儲氣包相連。
3.根據權利要求1所述的大型鐵型的覆砂造型裝置，其特征在于所述的模型輸送輥道與鐵型輸送輥道兩者空間垂直，模型穿梭移動裝置控制模型穿梭移動方向與鐵型輸送方向垂直。
4.根據權利要求1所述的大型鐵型的覆砂造型裝置，其特征在于所述的模型輸送輥道與鐵型輸送輥道兩者空間平行，模型穿梭移動裝置控制模型穿梭移動方向與鐵型輸送方向平行。
5.根據權利要求1所述的大型鐵型的覆砂造型裝置，其特征在于所述的鐵型送箱裝置包括送箱氣缸、送箱推板小車、送箱推板小車導軌，送箱氣缸固定安裝在鐵型輸送輥道一側的輥道架上，送箱推板小車導軌一頭固定安裝在造型機一側立柱上，另一頭固定安裝在鐵型輸送輥道一側的輥道架上，送箱推板小車安裝在送箱推板小車導軌上，送箱氣缸活塞桿與送箱推板小車用鉸鏈相連。
6.根據權利要求1所述的大型鐵型的覆砂造型裝置，其特征在于所述的升降合模起模裝置包括卡扣，卡扣固定在升降工作臺側面，卡扣與上、下模型底座上的卡槽活動卡接。
7.根據權利要求2所述的大型鐵型的覆砂造型裝置，其特征在于所述的射砂頭形狀大小與鐵型匹配，在鐵型長度方向上每間隔800 1000MM設置一個射砂筒。
8.根據權利要求1或3或4所述的大型鐵型的覆砂造型裝置，其特征在于所述的模型穿梭移動裝置包括穿梭移動氣缸、模型穿梭移動氣缸插頭、模型穿梭移動掛鉤、上模型移動掛鉤、下模型移動掛鉤，穿梭移動氣缸固定安裝在覆砂造型裝置的立柱上，模型穿梭移動氣缸插頭固定安裝在穿梭移動氣缸的活塞桿上，上模型底座或下模型底座的側面端部固定有模型穿梭掛鉤，模型穿梭掛鉤與模型穿梭移動氣缸插頭匹配，上模型底座的側面固定有上模型移動掛鉤，下模型底座的側面固定有下模型移動掛鉤，上、下模型通過上、下模型移動掛鉤活動卡接。
9.根據權利要求8所述的大型鐵型的覆砂造型裝置，其特征在于所述的上、下模型移動掛鉤之間、模型穿梭掛鉤與模型穿梭移動氣缸插頭之間的到位連接部位都需做成楔口形狀。
專利摘要本實用新型涉及一種大型鐵型的覆砂造型裝置，該裝置包括下梁底座、立柱和上梁組成的支撐框架以及鐵型輸送輥道，上梁上設置有覆砂射砂裝置，下梁底座上設置有升降液壓缸，升降工作臺固定在升降液壓缸上，上述支撐框架、覆砂射砂裝置、升降液壓缸和升降工作臺形成一個覆砂造型工位，其特征在于還設置有升降合模起模裝置、模型穿梭移動裝置、鐵型送箱裝置和模型輸送輥道，模型輸送輥道與鐵型輸送輥道上下設置，模型穿梭移動裝置安裝固定在立柱上，并位于模型輸送輥道兩側上方，鐵型送箱裝置固定安裝在立柱及鐵型輸送輥道一側上方，工作臺的側面安裝有升降合模起模裝置。本實用新型結構緊湊、占地小、生產成本低。
文檔編號B22C15/23GK202861338SQ201220525778
公開日2013年4月10日 申請日期2012年10月15日 優先權日2012年10月15日
發明者潘東杰, 黃列群, 沈永華, 何芝梅, 應浩, 劉同幫, 高強, 薛存球, 馬益誠, 夏小江, 朱丹, 洪華澤, 湯瑤 申請人:浙江省機電設計研究院有限公司