一种双层造型机的制作方法

本发明属于粘土砂造型技术领域，具体是一种双层造型机。

背景技术：

目前，粘土砂自动造型技术出现几十年来，在用户不断提高的需求引导下，随着技术的发展进步和生产厂家的不断创新，出现了多种各具特色的主机和生产线，国内外广泛使用的kw线，迪砂线，新东线是其中典型代表。各种造型机中垂直分型造型机具有无砂箱、造型效率高的特点。各类水平分型无箱(脱箱)造型机以结构简单，适应性广又兼顾生产效率见长，特别是近两年国内开发的垂直射砂脱箱/套箱造型技术，解决了水平射砂造型容易出现的模具背面紧实度偏低和浇铸成品率低的问题，进一步拓展了无箱射砂造型的适用范围。多触头静压自动造型特别是有箱多触头静压造型则是几种造型设备中产品适应性最好造型方式，主机和生产线构成也最复杂，不论采用定量加砂还是气流加砂，都需要砂箱、填砂装置、模具之间相对移动完成填砂、造型，不能像无箱造型一样在一个固定不动的工位实现填砂、造型甚至合模，生产速率受到限制，而且上箱只能分型面向上造型，在其他工位翻转合模，主机结构复杂，辅助设备也多。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，将水平射砂造型的高效率和多触头静压自动造型的高适应性以及有箱造型的砂铁比小，浇铸成品率高的优点结合到一起，提供一种双层造型机。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种双层造型机，其特征在于：包括双层造型成型装置、移载装置、升降装置以及外罩，双层造型成型装置上、下间隔安装有两层移载装置，移载装置两端均横向延伸至双层造型成型装置外侧；在双层造型成型装置横向两侧分别安装有一升降装置；上述双层造型成型装置、移载装置、升降装置均安装在外罩内。

而且，双层造型成型装置包括基础框架、上箱成型单元以及下箱成型单元，基础框架内上、下叠放安装上箱成型单元和下箱成型单元。

而且，基础框架包括顶梁、底梁、成型导柱以及模具安装板，顶梁与底梁上、下间隔设置，顶梁与底梁四角均固装有成型导柱进行连接；在四根成型导柱中部活套安装模具安装板，模具安装板上端安装上箱模具，上箱模具的上方安装上箱成型单元；模具安装板下端安装下箱模具，下箱模具的下方安装下箱成型单元；在上箱模具与上箱成型单元之间设置有上砂箱；在下箱模具与下储砂筒之间设置有下砂箱。

而且，所述模具安装板内制有射砂气流和气砂混合流体的通道。

而且，上箱成型单元的具体结构为：在成型导柱上部固装有储砂筒，射砂筒连接安装在顶梁上的砂罐；储砂筒内导向安装有上箱成型压头，上箱成型压头上固装有压头适配器，压头适配器上开有环形气道，环形气道上部安装有上箱气道板；上箱成型压头下端安装有浇口窝；储砂筒内中部固装有分砂锥；上箱成型压头上方的成型导杆上驱动安装有砂道启闭单元，砂道启闭单元下端固装有一组压杆，压杆对应位置的上箱成型压头上制有透孔。

而且，所述砂道启闭单元包括上箱压杆板、四根压头导杆以及成型导杆架，四根压头导杆穿过顶梁能够上下移动，在顶梁上方的四根压头导杆固接一成型导杆架，顶梁下方的四根压头导杆固接一上箱压杆板。

而且，所述下箱成型单元的具体结构为：在模具安装板内安装有下箱成型压杆板，该下箱成型压杆板下端固装有一组下箱压杆，下箱压杆正对的模具安装板的位置制有透孔，下箱成型压杆由油缸驱动上、下移动；

在四根成型导柱下部活套安装成型下顶板，成型下顶板上端固装成型顶环，成型顶环外活套安装下储砂筒，该下储砂筒固接储砂筒导向板，储砂筒导向板通过导套活套安装在四根成型顶环连杆上；成型顶环内套装成型中芯，成型中芯固装在成型中芯导向板上，该成型中芯导向板活套安装在四根成型顶环连杆上。

而且，移载机构包括轨道座、直线滑轨、滑块、固定架、带轮、传动带、同步连杆以及移载电机，两根轨道座平行间隔设置，在两根轨道座的内侧对称制有限位槽，并在限位槽内均固装有直线滑轨，直线滑轨上导向滑动安装有滑块，滑板用于支撑待移动的上型箱或下型箱进行移动；两侧的轨道座上端分别安装有固定架，固定架上均平行间隔安装有两个带轮，同一侧轨道座上的两个带轮之间安装有传动带，传动带连接对应侧的滑块；两侧同轴的两个带轮的轴心同轴安装有一同步连杆，该同步连杆的一端延伸至带轮外侧并同轴安装有移载电机，移载电机驱动两侧的带轮同步转动。

而且，升降机构包括基座、平板、升降油缸以及托架，基座为一立方体框架结构，在基座上端固装有平板，平板中部竖直安装有升降油缸，升降油缸的活塞杆向上穿过平板并且固装有一托架，升降油缸驱动托架上下移动；油缸两侧托架下端分别对称安装有一竖直的导杆，导杆穿过安装在平板上的导套，导杆下端通过连板连接升降油缸底部，在基座内部一侧上部安装有一光电开关。

一种双层造型机的工作方法，其特征在于：具体步骤为：

主机启动后，空箱侧的升降机构把两空砂箱托起，然后装卸载机构两滑板在电机驱动下移动到砂箱下部，然后升降机构下降，上砂箱挂在上层移载上，实现上箱和下箱分开，下砂箱继续随升降机构下降，直到挂在下层的移载装置上；升降机构降到底等待下一组砂箱进入定位；

两个移载装置分别将空的上砂箱和空的下砂箱移进成型工位，安装在底梁上的油缸分别推动成型下顶板、成型顶环和储砂筒以及成型中芯上升，托起下砂箱，直到砂箱上面和模具分型面接触；推动模具安装板和上箱模具继续上升，托住上砂箱共同向上移动，直到上砂箱上面与储砂筒下面重合，同时下箱成型压杆板在油缸推动下带下箱压杆上升至固定位置，模具安装板上的射砂通道打开，下箱模具、模具固定板、下砂箱、成型顶环和下储砂筒以及成型中芯共同组成下箱封闭空间；同时，压杆也由油缸带动上升至固定位置，上箱成型压头上的射砂通道打开，上箱模具、射砂流体通道组件、上砂箱、储砂筒、上箱成型压头及浇口窝共同组成上箱封闭空间；

然后，移载机构的移载滑板退回中间位置，等待下一组空箱升起；刚刚送进的空箱完成合箱、射砂后，安装在顶梁和底梁上的成型油缸和油缸同时挤压完成上下型造型；

造型完成后，带下一组空砂箱升起，装卸载机构回原始位置接住空箱，顶梁上油缸带动上箱成型压头等上升实现上型脱模，顶梁上的油缸下降，带动下箱模具、下砂箱、成型顶环和储砂筒以及成型中芯下降，上型箱、射砂流体通道组件也随之下降，上型箱先由型箱装卸载机构的上层滑板接住，然后下型箱落到型箱移出机构的下层滑板上，移载机构将型箱移出同时将下一组空箱送到成型工位；

装卸载机构将型箱移出后，型箱侧的升降机构上升先接住下箱，等待下箱放入型芯后再继续上升，上型箱与下箱合模并和装卸载机构脱离，移载机构退回中位，型箱随升降机构落下，一个造型循环结束。

本发明的优点和积极效果是：

1、本造型机的上箱成型和下箱成型两个成型单元上下叠放在一起，共用底梁、顶梁、活动模具板和成型导柱及升降机构等主要部件，结构简单紧凑。

2、本造型机在同一工位完成射砂、成型和脱模，加砂系统和砂箱互不干涉，完成射砂即可压型。

3、本造型机射砂填砂预紧实，填砂速度快，生产效率高，砂型厚度可以根据需要调整，用砂量少，成型美观。

4、本造型机安放型芯可以在合模前完成，不占主机运行时间，操作方便，不影响主机运行速度。

5、本造型机射砂时上箱成型压头的高度位置可以通过plc控制系统的触摸屏调整，储砂筒和成型顶环以及成型中芯的相对高度也可以调整，从而改变加砂量大小和局部加砂比例，使各区域型砂压缩比相近，成型硬度均匀，实际成型后硬度相近，适应不同的产品需要，成型前后不需要刮砂，无散落砂。

6、本造型机射砂流体通道(模具安装板)是特别设计的组件，它由主要由板两空间构成，中间上射砂流体通道，上下两侧是模具固定板，上层安装固定上箱模具，下层安装固定下箱模具，三者之间构成射砂流通道和辅助射砂气流通道；在射砂流体通道组件的辅助射砂气流通道内有下箱成型压杆板37，压杆板上固定一组压杆40，压杆正对射砂流体通道组件3的透孔，下箱成型压杆板37和油缸38杆固定，可以在油缸带动下上下移动。

7、本造型机上下箱射砂均有辅助气道，射砂时辅助气流从辅助气道经压杆四周缝隙喷出，推动砂流改变方向，使型砂在砂箱内二次分布，使砂箱各区硬度均匀。

8、本造型机的成型单元为四柱式压力机结构，各动作均由独立的油缸控制，压力、速度和起始位置调节方便，构造简单，稳定可靠。

9、本造型机的上箱成型压头上装有浇口窝、气孔针，模具上由浇口棒和冒口棒，浇口、冒口、透气孔一次成型。

10、本造型机设有独立循环程序，型箱可以独立循环，能够实现白天造型晚上浇铸，便于生产组织和管理，企业效益最大化。

附图说明

图1为本发明双层造型机总装图；

图2为图1中a-a向剖视图；

图3为图1的俯视图；

图4为双层造型成型装置结构示意图；

图5为图4的右视图；

图6为图5的b-b向剖视图；

图7为移载机构结构主视图；

图8为图7的左视图；

图9为移载机构的立体结构示意图；

图10为升降机构示意图；

图11为图10的中剖示意图；

图12为模具安装板结构示意图；

图13为图12的中剖俯视图(含射砂流体通道)。

附图标记：1成型导柱，2上砂箱，3压杆油缸，4储砂筒，5上箱成型压头，6上箱砂罐，7上箱压杆板，8压杆，9压头导杆，10浇口窝，11分砂锥，12压头适配器，13上箱气道板，14顶梁，15上箱模具，16成型导杆架，17底梁，18升降装置，19油缸球窝，20移载装置，21下储砂筒，25下箱模具，26下砂箱，27成型中芯，28成型顶环，29成型下顶板，30成型中芯导向板，31储砂筒导向板，32储砂筒连杆，33成型中芯连杆，34成型顶环连杆，36模具通用底板，37下箱成型压杆板，38油缸，39模具安装板(射砂流体通道)，40下箱压杆；

181基座，182光电开关，183托架，184导杆，185平板，186升降油缸，187连板，188导套；201移载电机，202带轮，203传动带，204同步连杆，205固定架，206直线滑轨，207轨道座，208滑块，209固定块。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

一种双层造型机，包括双层造型成型装置、移载装置20、升降装置18以及外罩(图中未显示)，双层造型成型装置上、下间隔安装有两层移载装置，移载装置两端均横向延伸至双层造型成型装置外侧；在双层造型成型装置横向两侧分别安装有一升降装置；上述双层造型成型装置、移载装置、升降装置均安装在外罩内。

双层造型成型装置是造型机的核心，采用四柱压力机结构，包括基础框架、上箱成型单元以及下箱成型单元，基础框架内上、下叠放安装上箱成型单元和下箱成型单元；

基础框架包括顶梁14、底梁17以及成型导柱1，顶梁与底梁上、下间隔设置，顶梁与底梁四角均固装有成型导柱进行连接；

在四根成型导柱中部活套安装模具安装板39，模具安装板内制有射砂气流和气砂混合流体的通道，模具安装板上端安装上箱模具15，上箱模具的上方安装上箱成型单元；模具安装板下端安装下箱模具25，下箱模具的下方安装下箱成型单元。模具安装板39是特别设计的组件(见图12、13)，它由主要由三板两空间构成，中间上射砂流体通道，上下两侧是模具固定板，上层安装固定上箱模具，下层安装固定下箱模具，三者之间构成射砂流通道和辅助射砂气流通道。

上箱成型单元的具体结构为：在成型导柱上部固装有储砂筒4，射砂筒连接安装在顶梁上的砂罐6；储砂筒内导向安装有上箱成型压头5，上箱成型压头上固装有压头适配器12，压头适配器上开有环形气道，环形气道上部安装有上箱气道板13；上箱成型压头下端安装有浇口窝10；储砂筒内中部固装有分砂锥11；

上箱成型压头上方的成型导杆上驱动安装有砂道启闭单元，砂道启闭单元下端固装有一组压杆8，压杆对应位置的上箱成型压头5上制有透孔能够使压杆穿过。

砂道启闭单元包括上箱压杆板7、四根压头导杆9以及成型导杆架16，四根压头导杆穿过顶梁能够上下移动，在顶梁上方的四根压头导杆固接一成型导杆架，顶梁下方的四根压头导杆固接一上箱压杆板。在上箱模具与上箱成型单元之间设置有上砂箱2。

下箱成型单元的具体结构为：在模具安装板内安装有下箱成型压杆板37，该下箱成型压杆板下端固装有一组下箱压杆40，下箱压杆正对的模具安装板的位置制有透孔，下箱成型压杆37连接油缸38，油缸驱动下箱成型压杆上下移动；

在四根成型导柱下部活套安装成型下顶板29，成型下顶板上端通过四根成型顶环连杆34固装成型顶环28，成型顶环外活套安装下储砂筒21，该下储砂筒通过四根储砂筒连杆32固接储砂筒导向板31，储砂筒导向板通过导套活套安装在四根成型顶环连杆34上，能够上下移动；成型顶环28内套装成型中芯27，成型中芯固装在成型中芯导向板30上，该成型中芯导向板活套安装在四根成型顶环连杆上。在下箱模具与下储砂筒之间设置有下砂箱26。

移载机构包括轨道座207、直线滑轨206、滑块208、固定架205、带轮202、传动带203、同步连杆204以及移载电机201，两根轨道座平行间隔设置，在两根轨道座的内侧对称制有限位槽，并在限位槽内均固装有直线滑轨，直线滑轨上导向滑动安装有滑块，滑板用于支撑待移动的上型箱或下型箱进行移动；两侧的轨道座上端分别安装有固定架，固定架上均平行间隔安装有两个带轮，同一侧轨道座上的两个带轮之间安装有传动带，传动带连接对应侧的滑块；两侧同轴的两个带轮的轴心同轴安装有一同步连杆，该同步连杆的一端延伸至带轮外侧并同轴安装有移载电机，移载电机驱动两侧的带轮同步转动。

升降机构包括基座181、平板185、升降油缸186以及托架183，基座为一立方体框架结构，在基座上端固装有平板，平板中部竖直安装有升降油缸，升降油缸的活塞杆向上穿过平板并且固装有一托架，升降油缸驱动托架上下移动；

油缸两侧托架下端分别对称安装有一竖直的导杆184，导杆穿过安装在平板上的导套188，导杆下端通过连板187连接升降油缸底部，保证导杆与升降油缸同步上、下移动。在基座内部一侧上部安装有一光电开关182，精确检测托班的升降高度。

一种双层造型机的工作方法，具体步骤为：

主机启动后，空箱侧的升降机构把两空砂箱托起，然后装卸载机构两滑板在电机驱动下移动到砂箱下部，然后升降机构下降，上砂箱2挂在上层移载滑板上，实现上箱和下箱分开，下砂箱26继续随升降机构下降，直到挂在移载装置下层移载滑板上；升降机构降到底等待下一组砂箱进入定位；

移载装置分别将空的上砂箱2和空的下砂箱26移进成型工位，安装在底梁1上的三组油缸(图中未显示)分别推动成型下顶板29、成型顶环28和储砂筒4以及成型中芯27上升，托起下砂箱26，直到砂箱上面和模具25分型面接触，推动射砂流体通道组件38和上箱模具15继续上升，托住上砂箱2共同向上移动，直到上砂箱2上面与储砂筒4下面重合，同时下箱成型压杆板37在油缸38推动下带下箱压杆40上升至固定位置，射砂流体通道组件38上的射砂通道打开，下箱模具15、模具固定板39、下砂箱26、成型顶环28和储砂筒4以及成型中芯27共同组成下箱封闭空间；同时，压杆8也由油缸带动上升至固定位置，上箱成型压头5上的射砂通道打开，上箱模具15、射砂流体通道组件39、上砂箱2、储砂筒4、上箱成型压头5及浇口窝10共同组成上箱封闭空间；

然后，移载机构的移载滑板退回中间位置，等待下一组空箱升起。刚刚送进的空箱完成合箱、射砂后，安装在顶梁14和底梁17上的成型油缸和油缸38同时挤压完成上下型造型；

造型完成后，带下一组空砂箱升起，装卸载机构回原始位置接住空箱，顶梁14上油缸带动上箱成型压头5等上升实现上型脱模，顶梁上的油缸下降，带动下箱模具15、下砂箱26、成型顶环28和储砂筒4以及成型中芯27下降，上型箱2、射砂流体通道组件39也随之下降，上型箱2先由型箱装卸载机构的上层滑板接住，然后下型箱26落到型箱移出机构的下层滑板上，移载机构将型箱移出同时将下一组空箱送到成型工位；

装卸载机构将型箱移出后，型箱侧的升降机构上升先接住下箱，等待下箱放入型芯后再继续上升，上型箱与下箱合模并和装卸载机构脱离，移载机构退回中位，型箱随升降机构落下，一个造型循环结束。

尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。