一种具有自锁功能的弯角形砂箱压铁机构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及铸造加工用固定装置，具体涉及一种具有自锁功能的弯角形砂箱压铁机构。
【背景技术】
[0002]在铸造作业时，砂壳和砂箱的使用是相当广泛的，在砂壳装配好之后需要将模具安装在砂箱中装填覆膜砂，并用固定装置进行压紧，砂壳易碎，因此在固定时很容易破裂致使金属液泄露。目前铸造行业覆膜砂与砂壳压紧方法碰到的问题有:1、由于浇铸中的铁水浮力很大，压铁轻了会产生漂浮、涨箱，压重了易压坏砂壳或在浇注中提前溃散；2、用打胶粘合的方法，费工费时，成本高、易开裂、不可靠；3、用螺纹压板法，松紧不好控制、费工、易粘铁、不好清理；4、用斜铁卡紧法:在埋箱填砂震动时会松动，易失效，夹具加工困难，投资大。此外，还有用其它各类夹紧、压紧法均未取得较理想，较为快捷的效果。
【发明内容】
[0003]本发明为解决目前种种压紧方法成本高、操作繁琐、易对砂壳造成损坏、可靠性差的问题，提供一种操作简便，固定可靠且能实现自锁的弯角形砂箱压铁机构。
[0004]本发明采用以下技术方案实现，一种具有自锁功能的弯角形砂箱压铁机构，包括砂箱以及位于砂箱内部的砂壳，砂壳的上方设有喇叭形的浇口杯，所述砂壳的两侧设有竖直的圆柱形导柱，浇口杯的下方设有压板；所述导柱上分别间隙连接L弯角形的压铁，压铁的侧边分别横向和纵向设置，横向边上的分别设有套装在导柱上通孔，末端与压板的上方接触连接；纵向边质量大于横向边的质量且向下设置。
[0005]更进一步地，所述压铁的重心位于导柱轴线的外侧，且重心与导柱轴线距离小于横向边与压板接触点到导柱轴线距离的一半。
[0006]更进一步地，所述压板为矩形结构，所述横向边的宽度大于压板的宽度。
[0007]本发明的有益之处在于利用自锁的原理并够通过简单的结构实现对砂箱内的砂壳固定的目的，避免了传统的固定方式人工加力固定对于砂壳的损坏，饶筑时金属液的膨胀产生的作用力会使锁紧更加牢固，结构极其简单，成本低且实施容易，操作省时省力，加固效果好，适合在各类铸造厂推广使用。
【附图说明】
[0008]图1本发明主视结构示意图；
图2本发明俯视结构示意图；
图3本发明自锁原理说明示意图；
图4本发明使用时受力示意图。
[0009]图中，1.砂箱底座，2.砂壳，3.导柱，4.压铁，5.浇口杯，6.压板。
【具体实施方式】
[0010]下面结合附图对本发明作进一步阐述。
[0011]如图1和图2所示，本发明提供的一种具有自锁功能的弯角形砂箱压铁机构，砂壳2位于砂箱内部，砂壳2的两侧设有固定在砂箱底座I上的圆柱形导柱3，导柱3的高度高于砂壳2的上端。砂壳2的浇注口位于上方，浇注口上方设有向上开口的喇叭形浇口杯5，浇口杯5的下方设有矩形的压板6。导柱3上分别套装有L弯角形的压铁4，压铁4的两侧边分别水平和向下设置，压铁4的两侧边重量不等，位于导柱3外侧的纵向边质量大于横向边的质量。压铁4的上设有与导柱3间隙配合的通孔，横向边与压板6接触设置。
[0012]本发明实施时，将砂壳2装配好之后放入砂箱底座I的两个导柱3之间，调整好砂壳2与导柱3之间的距离，再将压板6和浇口杯5依次设置在砂壳2的上方，最后将压铁4放置在导柱3上，使其横向边与压板6的上方接触，纵向边向下设置。
[0013]如图3和图4所示，本发明自锁的原理图，当压铁在导柱上滑动时，总会有一定的间隙。套在拨动力P的作用下要发生倾斜，套的A、B两点与轴接触。建立坐标系并列出力学平衡方程式:
Σ x=0 NB-NA=O Σ y=0 P-FA+FB=0 Σ Mo=O P*a+NB*b-FB*d/2-FA*d/2=0 由静摩擦定律得:
FA=NA*f
FB=NB*f
其中f为物体的摩擦系数；
联立以上五式解方程得:a=b/2f (该式为摩擦自锁的临界点)。
[0014]若保证压铁不被卡住a〈b/2f，
若保证压铁不动a>b/2f ；
由此可以将压板设计成弯角形，横向边的重力为Q1，纵向边的重力为Q2，合力在Q处。设计时使得Q靠近孔轴的中心线(轴线)，a值远小于b/2f临界点。
[0015]实施时，会出现三种情况:
情况一:没有阻力时，压板在合力Q的作用下，会一直下滑；
情况二:当压板右边受到阻力N时，压板右侧停止下滑，左侧在重力Q2的作用下会继续下滑，Q2的a值小于临界点，并使孔在轴上发生倾斜，间隙消除，向下滑不动为止；
情况三:右侧的N力(金属液膨胀浮力)不管怎样继续加大，由于N力的a值远大于临界点，a>b/2f，所以压板卡死不动，不会反方向滑动。
[0016]当实际使用时，砂箱在填砂过程中会不断的震动，而使整个固定装置趋于稳定，在后期浇注的过程中该平衡状态会保持。
【主权项】
1.一种具有自锁功能的弯角形砂箱压铁机构，包括砂箱以及位于砂箱内部的砂壳(2 )，砂壳(2 )的上方设有喇叭形的浇口杯(5 )，其特征在于，所述砂壳(2 )的两侧设有竖直的圆柱形导柱(3)，浇口杯(5)的下方设有压板(6); 所述导柱(3)上分别间隙连接L弯角形的压铁(4)，压铁(4)的侧边分别横向和纵向设置，横向边上的分别设有套装在导柱(3)上通孔，末端与压板(6)的上方接触连接；纵向边质量大于横向边的质量且向下设置。2.根据权利要求1所述的具有自锁功能的弯角形砂箱压铁机构，其特征在于，所述压铁(4)的重心位于导柱(3)轴线的外侧，且重心与导柱(3)轴线距离小于横向边与压板(6)接触点到导柱(3)轴线距离的一半。3.根据权利要求2所述的具有自锁功能的弯角形砂箱压铁机构，其特征在于，所述压板(6)为矩形结构，所述横向边的宽度大于压板(6)的宽度。
【专利摘要】本发明涉及铸造加工用固定装置，一种具有自锁功能的弯角形砂箱压铁机构，包括砂箱以及位于砂箱内部的砂壳，砂壳的上方设有喇叭形的浇口杯，砂壳的两侧设有竖直的圆柱形导柱，浇口杯的下方设有压板，导柱上分别间隙连接L弯角形的压铁，压铁的侧边分别横向和纵向设置，横向边上的分别设有套装在导柱上通孔，末端与压板的上方接触连接；纵向边质量大于横向边的质量且向下设置，压铁的重心位于导柱轴线的外侧，且重心与导柱轴线距离小于横向边与压板接触点到导柱轴线距离的一半。本发明利用自锁的原理并够通过简单的结构实现对砂箱内的砂壳固定的目的，浇筑时金属液的膨胀产生的作用力会使锁紧更加牢固，结构极其简单，成本低且实施容易。
【IPC分类】B22C21/12
【公开号】CN105215293
【申请号】CN201510690022
【发明人】王锐
【申请人】临沂大学
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年10月23日