专利名称：气冲气推成形触头造型机实砂机构及其实砂方法
技术领域：
本发明涉及一种砂型铸造造型机实砂机构及实砂方法。
砂型铸造的中心环节是造型，造型机的核心是实砂机构。压实造型机是一种应用于生产中有几十年历史的低速实砂机构，其实砂机构简单，但压实所得砂型紧实度较低且分布不均；成形压板压实有利于改善模型顶部和四周砂型紧实度的均匀性；但总的来说，压实造型所得砂型紧实度较低，特别是砂型分型面紧实度偏低，所得铸件尺寸精度较低，表面质量差。随着铸造生产发展与技术的进步，相继出现了震压造型机、高压造型机、射压造型机及其相应的实砂方法。空气冲击造型机及其实砂方法是近十多年来迅速发展并得到了广泛应用的造型技术。气冲造型同以上几种实砂方法相比，其实砂机构简单，生产率高，所得砂型紧实度高，特别是分型面紧实度高且较均匀，生产出的铸件尺寸精度高，表面质量好。但气冲造型在生产中也暴露出一些不可忽视的弊端。十多年来，气冲造型技术已不断有所改进。“增压气冲”、“差动气冲”、“增益气冲”等方法的研究开发，基本上消除了气冲造型的“拱效应”，即当模样较高、吃砂量较小时，气冲造型砂型边角处及深凹部出现的紧实度不良的问题基本上得以解决。然而，生产与实践表明单纯气冲紧实，砂型背部总存在着30-50MM的松散砂层，这部分型砂在造型后必须去掉。这一方面造成了型砂的严重浪费，同时使气冲造型砂箱高度方向的有效利用率降低，使气冲造型砂箱的最小高度一般必须大于250MM才能获得合格的砂型，这样就制约了气冲造型的应用范围，并对用气冲造型方法来改造旧的震压造型线、高压造型线的工作带来更多的困难。针对这些问题，近几年来国外出现了气冲后再用气压多触头或柔性压头压实的造型机，这种造型机虽然克服了单纯气冲造型的上述弊端，但它却增加了一个低速压实的工序，降低了机器的生产率，而且机器结构复杂，投资增多，能耗增大，并非多快好省。
本发明的目的在于提供一种结构简单、耗能低、效率高且能克服单纯气冲造型所引发的诸多弊端的气冲气推成形触头造型机实砂机构及其实砂方法。
本发明的技术解决方案可依如下方式实现一种气冲气推成形触头造型机实砂机构，其特征在于含有工作台、模板、模样、砂箱、余砂框、配于工作台上方的气冲头；所述气冲头含有气包体、端口配有电磁换向阀的进排气管、薄膜阀、平板式快开阀、多孔支座、成形触头；所述平板式快开阀与多孔支座位于气包体内；多孔支座与气冲头底部相接；平板式快开阀与多孔支座固定相接；气包体内腔与多孔支座的柱形腔体相通；进排气管与上排气管相通；上排气管的下端口与平板式快开阀上腔相通；所述成形触头推杆上部的活塞与多孔支座的中心柱形腔体内壁动配合；在成形触头上设有排气孔；所述薄膜阀配于气包体的上部且与上排气管的上端口相对应。
气冲气推成形触头造型机实砂机构的实砂方法，其特征在于当砂箱、余砂框填满型砂后，工作台连同模板、砂箱、余砂框移至气冲头的下方，工作台上升，关闭造型室；在此过程中，成形触头靠自重对砂型上层型砂进行予紧实，被予紧实的型砂将成形触头抬起复位；当薄膜阀向下运动关闭上排气管的上端口时，进排气管上的电磁换向阀换向，平板式快开阀上腔排气，当平板式快开阀内的气压下降到一定值时，因压差阀板向上抬起，气包体内的气流通过多孔管道迅速向下冲，气流一方面通过成形触头四周的空隙及触头上的排气孔高速冲向型砂表面，对型砂产生气冲紧实；同时，高速气流推动触头向下，尾随气冲紧实后使型砂又受到成形触头的冲击紧实。
本发明的优点在于气冲气推成形触头实砂机构首先使余砂框内的型砂在造型室封闭过程中受到悬挂触头的予紧实，这一予紧实有利于型砂向砂型深凹部填充，又有利于气冲过程初实层的形成，从而强化了气冲紧实的效果。更重要的是它巧妙地利用同一动力-从气包中冲向砂箱的高速气流，在同一工序实现了对型砂的气流冲击紧实与气推成形触头的冲击紧实。同单纯气冲造型相比，它不需要多消耗费能量，其动作拍节、机器生产率不变，仍属高速造型过程，而实砂效果却明显的改善，所得砂型紧实度高且分布更趋均匀合理，砂型背部型砂既无单纯气冲紧实时的松散现象，又无高压压实造型的过压现象，减少了纯气冲造型那种型砂的严重浪费，使砂箱高度为150MM的砂型在气冲气推成形触头复合实砂过程中可获得优质的紧实效果，它同国外的那种气冲后再行压实的实砂机构及其实砂方法相比，机构简单、能耗低、效率高，实砂效果好。这是一种低耗高效的高速复合实砂方法及新型实砂机构。
下面结合附图详述本发明的最佳实施方式
图1为本发明造型机实砂机构的结构示意图2为本发明造型机实砂机构合箱予紧实过程的状态简图；图3为本发明造型机实砂机构气冲气推复合实砂终了状态简图；如图所示，本发明造型机实砂机构其特征在于含有工作台9、模板10、模样11、砂箱12、余砂框13、配于工作台9上方的气冲头；所述气冲头含有气包体2、端口配有电磁换向阀4的进排气管3、薄膜阀1、平板式快开阀5、多孔支座7、成形触头8；所述平板式快开阀5与多孔支座7位于气包体2内；多孔支座7与气冲头底部相接；平板式快开阀5与多孔支座7固定相接；气包体2内腔与多孔支座7的柱形腔体相通；进排气管3与上排气管15相通；上排气管15的下端口与平板式快开阀5上腔相通；所述成形触头8推杆上部的活塞与多孔支座7的中心柱形腔体内壁动配合；在成形触头8上设有排气孔14；所述薄膜阀1配于气包体2的上部且与上排气管15的上端口相对应。
气冲气推成形触头实砂造型机的实砂方法，其特征在于当砂箱12、余砂框13填端型砂后，工作台9连同模板10、模样11、砂箱12、余砂框13移至气冲头的下方，工作台上升，关闭造型室；当薄膜阀1向下运动关闭平板式快开阀5的上排气管15时，进排气管3上的电磁换向阀4换向，平板式快开阀5上腔排气，当平板式快开阀5内的气压下降到一定值时，气包体2内的气流通过多孔管道迅速向下冲，气流一方面通过成形触头四周的空隙及触头上的排气孔高速冲向型砂表面，对型砂产生气冲紧实；同时，高速气流推动触头向下，尾随气冲紧实后使型砂又受到成形触头8的冲击紧实。
对于砂箱尺寸800×630×300MM、模样尺寸640×470×200MM的造型条件下，设计的气冲气推成形触头实砂机构的基本结构参数如下余砂框高度H=150MM工作台升降高度S=230MM气包体内径D0=1100MM、H0=1300MM平板式快开阀内径D1=900、阀板直径d1=896MM多孔支座的多孔管内径φ=125mm成形触头尺寸为790×620×120mm、N=50mm触头行程S1=90mm，触头上开有90个直径为30mm的排气孔。造型机实砂机构的其他结构参数与单纯气冲造型机的已有技术基本相同。
其实砂过程如下当填满型砂的砂箱12、余砂框13随同模板10、工作台9一起进入气冲头下方时，成形触头8自由地悬挂于气冲头下方，如图1所示。当工作台上升进行关闭造型室的过程中，悬挂式成形触头靠其自重作用于松散的型砂上，使型砂产生一定的予紧实，并使位于余砂框中部的上层型砂有向四周移动和填充的趋势。当型砂予紧实达到一定程度时，即予紧实应力垂直方向的总压力与触头的自重平衡时，触头被抬起。当余砂框的上平面与气冲头的下平面密合时，实砂机构进入气冲前的状态，如图2所示。这时，型砂已有了一定的予紧实度，砂型上部形成了一定的初实层，这对强化气冲实砂的效果很有利。此时，气包体2内及平板式快开阀5上都处于气冲工作压力下。当薄膜阀1向下运动关闭上排气管时，进排气管的电磁换向阀4换向，快开阀5上腔排气，当平板式快开阀内的气压下降到一定值时，气包体内的工作气压将平板阀6快速抬起，快开阀开启，气包体内的气流通过多孔管道迅速向下冲，气流一方面通过成形触头四周的空隙及触头上的排气孔高速冲向型砂表面，对型砂产生气冲紧实，同时，高速气流推动触头向下，尾随气冲紧实后使型砂又受到成形触头的冲击紧实。气冲气推复合实砂终了状态如图3示。
权利要求
1.一种气冲气推成形触头造型机实砂机构，其特征在于含有工作台(9)、模板(10)、模样(11)、砂箱(12)、余砂框(13)、配于工作台(9)上方的气冲头；所述气冲头含有气包体(2)、端口配有电磁换向阀(4)的进排气管(3)、薄膜阀(1)、平板式快开阀(5)、多孔支座(7)、成形触头(8)；所述平板式快开阀(5)与多孔支座(7)位于气包体(2)内；多孔支座(7)与气冲头底部相接；平板式快开阀(5)与多孔支座(7)固定相接；气包体(2)内腔与多孔支座(7)的柱形腔体相通；进排气管(3)与上排气管(15)相通；上排气管(15)的下端口与平板式快开阀(5)上腔相通；所述成形触头(8)推杆上部的活塞与多孔支座(7)的中心柱形腔体内壁动配合；在成形触头(8)上设有排气孔(14)；所述薄膜阀(1)配于气包体(2)的上部且与上排气管(15)的上端口相对应。
2.根据权利要求1所述的气冲气推成形触头造型机实砂机构的实砂方法，其特征在于当砂箱(12)、余砂框(13)填满型砂后，工作台(9)连同模板(10)、砂箱(12)、余砂框(13)移至气冲头的下方，工作台上升，关闭造型室；在此过程中，成形触头靠自重对砂型上层型砂进行予紧实，被予紧实的型砂将成形触头抬起复位；当薄膜阀(1)向下运动关闭上排气管(15)的上端口时，进排气管(3)上的电磁换向阀(4)换向，平板式快开阀(5)上腔排气，当平板式快开阀(5)内的气压下降到一定值时，因压差阀板(6)向上抬起，气包体(2)内的气流通过多孔管道迅速向下冲，气流一方面通过成形触头四周的空隙及触头上的排气孔高速冲向型砂表面，对型砂产生气冲紧实；同时，高速气流推动触头向下，尾随气冲紧实后使型砂又受到成形触头(8)的冲击紧实。
全文摘要
本发明涉及一种砂型铸造造型机实砂机构及实砂方法。其特征在于:含有:工作台(9)、模板(10)、砂箱(12)、余砂框(13)、配于工作台(9)上方的带有成形触头(8)的气冲头机构;本发明结构简单,于同一工位,先通过成形触头对砂型进行预紧实,并利用同一动力于同一工序实现对砂型的气冲紧实与随后的成形触头冲击紧实,实砂效果好,耗能低,效率高,且能克服单纯气冲造型所引发的诸多弊端。
文档编号B22C15/08GK1306892SQ00110059
公开日2001年8月8日 申请日期2000年1月26日 优先权日2000年1月26日
发明者谢祖锡, 白彦华, 张义顺 申请人:沈阳工业大学