能够防止沙箱变形的造型机和造型方法

文档序号:3396799阅读:269来源:国知局
专利名称:能够防止沙箱变形的造型机和造型方法
技术领域
本发明涉及一种其中使用砂箱和类似装置并能防止砂箱变形的造型机和造型方法。
在常规的诸如鼓风压实造型机和空气冲击造型机的造型机中,需先将型砂放入砂箱中,然后封闭由砂箱和类似装置所限定的型腔,并将压缩空气引入型腔中,向型腔施加大于大气压力的例如0.3MPa的压力。再有,在利用诸如压力的机械作用力紧实型砂的常规造型机中,造型机输出的紧实压力有时大于1.5Mpa。因而在这样的造型机中所使用的压力会更大。
这些造型机使用这么高的压力是为了生产高强度的砂型(即体积密度较大的砂型)但是,由于这么高的压力会将很大的作用力传递到砂箱上,所以砂箱的截面尺寸必须很大以防止其变形。如果砂箱变形,那么当将砂箱与砂型分离时砂型会被破坏,或者型腔变形。这将会导致砂型尺寸不准确。
另外,当在这么高的压力下使用造型机时,以及当制造或获得包括该造型机和一些新砂箱的新设备时,每个砂箱都应具有很高的强度。但是,当使用一个常规的旧式造型生产线和旧式砂箱时,以及当用一台新的空气冲击造型机代替常规的造型机时,由于砂箱强度低而不能使用如上所述的压缩空气或机械作用力。因而就不能获得体积密度较高的砂型,或者有时不能达到所需的效果。
进而,如果在新的设备中使用尺寸小重量轻的砂箱,那么在造型生产线的输送设备上的投资将会降低,所使用的动力也会减少,并且受摩擦力等影响的输送设备的使用寿命将会延长。
本发明的目的在于提供一种造型方法和造型机,利用这种方法和设备能够防止当在一个砂箱中生产砂型时受到较大作用力的较弱砂箱变形,或者能使可在造型生产线以外的任何生产线中安全使用、却由于在造型过程中会变形而不能用于造型生产线中的厚度较薄重量较轻的砂箱即使在造型过程中使用也不会发生变形。
在本发明的方法中,将一个厚度较薄重量较轻的砂箱置于一个诸如增强框架的增强装置中,至少当生产砂型或对型砂进行紧实时所述增强装置可使砂箱的强度增高。这种方法能够防止砂箱变形。
本发明的造型机是一种利用将压缩空气流和机械压实中的至少一种外部力作用到充填到一个型腔中的型砂上来生产砂型的设备。型腔由一个砂箱和一个带有模型的模板构成。该造型机包括一个用于垂直搬运模板和砂箱的升降台、一个在升降台上方可垂直移动并与砂箱顶部接触的填砂框以及一个在砂箱下方可垂直移动的增强框架。增强框架与砂箱相互之间比较靠近以便使增强框架可与砂箱的外表面接触,从而使砂箱强度增高。
本发明能够使诸如鼓风压实造型机的、可形成具有高体积密度的砂型、并且可生产高质量铸件的造型机结合在常规设备中。
进而,本发明可使这样的设备使用重量轻、尺寸小的砂箱,以减少在这样设备的输送系统上的投资和这些设备所使用的动力,并且还能延长受摩擦力等因素影响的这些设备的使用寿命。
在本发明中,使用一个砂箱和类似装置来生产砂型,其中将压缩空气从一个鼓风压实造型机或空气冲击造型机的贮气容器引入到由砂箱和类似装置形成的型腔中以紧实型腔中的型砂,而得到一个砂型。本发明利用诸如压力的机械作用力在引入空气流后对型砂进一步紧实以生产砂型。本发明还可只利用机械作用力对型腔中的型砂进行紧实而生产砂型。压力是一种常用的机械作用力的例子。但机械作用力不限于此。
进而,作为增强装置的一个示例的增强框架最好具有与砂箱外表面形状相类似的内表面形状。该框架的材料最好是金属,因为金属比其它材料耐磨。但是,框架材料不限于金属,也可以是其它材料,只要具有足够的强度即可。
增强框架的强度最好大于砂箱的强度,以便当生产砂型时承受住传递到砂箱上的作用力。或者,由框架和砂箱所组成的系统具有足够的强度以承受所述作用力。最好,框架的强度大于造型机生产砂型所使用的压力。如果框架具有这样的强度,那么装在其中的砂箱将不会变形。如果砂箱的重量是重要问题时,需使砂箱和增强框架所组成系统或组合的强度大于造型机所使用的作用力。


图1是本发明一个实施例的造型机截面图,其中表示生产砂型之前的状态。
图2是图1造型机的截面图,其中示出生产砂型的过程。
图3是本发明一个实施例的造型机截面图,其中该造型机包括垂直移动一个增强框架的液压缸。
图4是一个砂箱和一个增强框架的截面图,其中增强框架与砂箱的底部固定连接。
图5是一个造型机的截面图,其中利用偏心轮支承砂箱的外表面。
现参照表示第一实施例的附图1和图2来描述本发明的最佳实施例。在图1中,示出造型机的一部分,即诸如一个类似盖的帽状型腔成形元件1、填砂框4以及作为提高砂箱7强度装置的一个增强框架5等部件。这些部件1,4,5由一个框架支撑,该框架没有在图中表示出来以便更加清楚地表示部件1,4,5。填砂框4和增强框架5由所述框架(未示出)支撑以便它们在被推动时可向上移动。多个进气管2设置在型腔成形部件1上,这些进气管与一个贮气容器(未示出)连通以将压缩空气从贮气容器中引入型腔中。另外,一块由一个压实装置(未示出)驱动的压板3设置在部件1中以使其可垂直移动。
在类似盖的部件1下方,设置可垂直移动的填砂框4。在填砂框4的下方,设置作为增强装置的增强框架5,以便垂直移动一个减震垫6安装在增强框架5的顶部。增强框架5的内表面是斜面或锥形的,并且用于该造型机中的每个砂箱7的外表面也是斜面或锥形的,并且砂箱的形状适于装在增强框架5中。
除了当制成砂型时,即在生产砂型前用一新的空砂箱代替装有砂型的砂箱7(即型砂已经被紧实)时,在输送砂箱同时使砂箱7和增强框架5分离。换言之,该造型机具有增强框架5。用于造型生产线中的每个砂箱(仅是砂箱,不包括框架5)进入之后再离开造型机。
升降台10位于填砂框4下方。升降台10包括一个液压缸11,利用液压缸11可使升降台10垂直移动。升降台10固定在一个转台21上(图1中虚线所示的)。当将上面有一个模型8的模板或托板9及一个砂箱7放在升降台10上时,转台21旋转以使升降台10处于一个砂箱设置位置(未示出)。在该位置,将模板9放在升降台10上,然后将砂箱7放在模板9上。再将型砂12放入砂箱7中。之后,通过使转台21转到其初始位置,升降台10回到其如图1中所示的初始位置。图1表示已经完成砂箱7设置的状态。因为液压缸11回收,所以升降台10位于其下部位置。
图2表示造型机生产砂型的操作过程。首先,液压缸11伸长,使升降台10从图1中所示的下部位置移动到图2所示的上部位置。这样,使砂箱7得到提升。当提升砂箱7时,砂箱7装入增强框架5中并将砂箱向上推,抵住填砂框4,从而将填砂框4压靠在固定安装的类似盖的部件1上。这样,由部件1和填砂框4形成了一个封闭空间。接着,例如通过管道2(如箭头所示)从一个鼓风压实造型机中将压缩空气引入到所述空腔中,从而实现对装在砂箱7中的型砂12的紧实。或者使一个机械压实型造型机的压实板3压靠在型砂12上以对其进行紧实。也可以同时使用压缩空气和压实板3。
因为刚性增强框架5适合地支持砂箱7,所以即使砂箱受到来自内部的作用力也不会变形。
增强框架5和砂箱7的安装机构的优点在于只需利用液压缸11,而不需其它驱动件。进而,当使用该机构时,利用减震垫6的反作用力可以使增强框架5适度地压靠在砂箱7上。
图3表示第二实施例,其中将多个液压缸13与第一实施例的增强框架5连接以便垂直移动。在本实施例中,利用液压缸11使砂箱7上升,砂箱7压靠在填砂框4的底部。当砂箱7压靠在填砂框上时,驱动液压缸13,13使增强框架5向下移动,从而将其装在砂箱7上。该机构的优点在于,通过控制液压缸13,13的输出,可以按照需要来改变增强框架5安装在砂箱7上的程度。即,可以控制增强框架5支承砂箱7的作用力。进而,因为可以控制框架5作用在砂箱7上的时间,所以在使砂箱与砂型分离之前或之后可以有选择地将框架5与砂箱7分开。
图4表示第三实施例,其中图1的增强框架5与图1中的填砂框4的底部固定地相连,从而使填砂框14和增强框架15形成一个整体系统。填砂框14和增强框架15组成的系统结构简单,并可用于第一实施例中的造型机中(如图1和图2中所示)以增强砂箱7的强度。密封件16可与位于框架14和15之间的阶梯部分相连。该密封件16最好能够充分变形以便当该密封件16与砂箱7在一起时,两者之间设有空隙。
图5表示第四实施例,其中用多个支承装置17,17(或增强装置)来代替图1或图3中的增强框架5。该支承装置由框架支承(未示出)并且设置在砂箱7外部以支承砂箱7并防止其变形。每个支承装置17都包括一个轴18(即偏心轮),该轴18可在一个步进电机作用下旋转,并将偏心轮从动件19固定安装在轴18上。该偏心轮从动件19具有圆形偏心表面20,当偏心轮从动件19具有圆形偏心表面20,当偏心轮轴18步进(即,当其旋转和停止时)到一个希望的位置上时,所述偏心表面20与砂箱7接触并支承砂箱7或者从砂箱7退回。图5表示偏心轮从动件19,19的偏心表面20与砂箱7的外表面接触并支承砂箱7,从而当砂箱7受到来自内部的作用力时,可防止其变形的。
由紧实装在砂箱7中的型砂12所产生的作用力和作用在偏心轮从动件19,19的圆形表面20上的作用力的方向与圆形表面垂直。因而,这些作用力通过增强装置17、17的轴18,而不使圆形表面旋转。
或者,可使用液压缸来支撑砂箱7的外表面。当使用这样的液压缸时,如果在因装在砂箱中的型砂还未被紧实而在砂箱中还没有作用作用力时将液压缸所产生的作用力施加到砂箱上时,砂箱将会变形。因而,当在砂箱中产生作用力时必须将由这样的液压缸所传递的作用力施加到砂箱上。但是,这样做基本是不可能的。因此,在使用液压缸时,在因型砂紧实所产生的作用力出现在砂箱中之前,必须将这些液压缸所能提供的最小作用力作用在砂箱上,并且对砂箱施压的液压缸中的流体必须不动。
上述实施例只是示范性的,本发明的范围并不仅限于此。显然,本领域技术人员在不脱离权利要求书范围的前提下可以对本发明进行各种改进。
权利要求
1.一种利用将至少压缩空气作用力和机械作用力中的至少一种外部作用力施加到充填在一个砂箱中的型砂上的方法来对型砂进行紧实的造型机,它包括增强所述砂箱强度的装置,至少当所述外部作用力产生在所述砂箱内部时所述装置可移动到一个使所述装置与所述砂箱的一个外表面接触并支承该砂箱的支承位置。
2.如权利要求1所述的造型机,其特征在于,所述增加砂箱强度的装置包括一个向着所述砂箱移动以接触和覆盖所述砂箱外表面的增强框架。
3.如权利要求1所述的造型机,其特征在于,所述增加砂箱强度的装置包括偏心凸轮从动件,每个从动件具有一个绕转轴转动的表面,当所述表面旋转到一个支承位置时,所述表面与所述砂箱的外表面接触。
4.一种利用将至少压缩空气作用力和机械紧实作用力中的至少一种外部作用力施加到充填在型腔中的型砂上的方法来生产一个砂型的造型机,其中所述型腔由一个带有模型的模板和一个砂箱所限定,该造型机包括一个垂直搬运所述模板和砂箱的升降台;一个设置在所述升降台上方、可垂直移动的填砂框;一个设置在所述填砂框和所述升降台之间、可垂直移动的增强框架,所述增强框架和所述砂箱适于相互接近,以使所述增强框架与所述砂箱的外表面接触,从而增加砂箱的强度。
5.如权利要求4所述的造型机,其特征在于,所述增强框架的强度大于所述砂箱的强度。
6.如权利要求4所述的造型机,其特征在于,所述增强框架固定安装在所述填砂框的底部。
7.一种将至少压缩空气作用力和机械紧实作用力施加到充填在砂箱中的型砂上,来生产砂型的方法,包括使增强装置与砂箱相互接近以使所述增强装置与砂箱的外表面接触的步骤,从而至少当所述外部作用力施加到型砂上时防止砂箱变形。
8.如权利要求7所述的方法,其特征在于,所述增强装置包括一个框架,该方法包括使所述框架垂直移动以使其接触和覆盖所述砂箱的外表面。
9.如权利要求7所述的方法,其特征在于,所述增强装置向着砂箱移动,直至所述装置与所述砂箱的外表面接触,从而使其压紧所述砂箱的外表面。
全文摘要
本发明提供一种利用将压缩空气或者机械紧实或者两者结合所产生的外部作用力施加到装在型腔中的型砂(12)上的方法来生产砂型的造型机。该型腔由一块带有模型(18)的模板(9)和一个砂箱(7)限定。该造型机包括一个用于垂直输送模板(9)和砂箱(7)的升降台(10)、一个设置在升降台(10)上方可垂直移动的填砂框(4)以及一个设置在填砂框(4)和升降台(10)之间可垂直移动的增强框架(5)。该增强框架(5)和砂箱(7)相互靠近使增强框架(5)与砂箱(7)的外表面接触以使砂箱的强度增高。
文档编号B22C21/12GK1235074SQ9810819
公开日1999年11月17日 申请日期1998年5月12日 优先权日1996年11月15日
发明者雅元内藤 申请人:新东工业株式会社
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