一种呋喃自硬树脂砂铸造自动造型线的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种呋喃自硬树脂砂铸造自动造型线，包括造型主机单元、砂型翻转单元、砂型中转单元、运输固化单元和具有输入装置的控制单元，所述的造型主机单元、砂型翻转单元、砂型中转单元、运输固化单元均与控制单元电连接，造型主机单元与砂型翻转单元相连，砂型翻转单元与砂型固化单元之间设置砂型中转单元。本发明实现了造型单元（造型主机单元）、砂型翻转单元、砂型中转单元以及运输固化单元的相互配合，线路结构合理、紧凑，便于对生产过程进行有效控制，缩小了用地面积，自动造型线实现了所需呋喃树脂砂型的自动生产、造型参数实现参数化控制，消除了人工操作带来的砂型变形问题，并能够有效降低工人作业强度、能够有效地减员增效。
【专利说明】
一种呋喃自硬树脂砂铸造自动造型线
技术领域
[0001]本发明涉及树脂砂造型领域，特别涉及一种呋喃自硬树脂砂铸造自动造型线。
【背景技术】
[0002]我国从七十年代初期开始研究呋喃树脂自硬砂工艺，通过四十余年的发展，目前呋喃树脂砂工艺已经在国内众多铸造企业广泛运用，主要用于汽车、风电以及船舶等行业所需结构复杂、尺寸要求较高的零件生产。但是由于该工艺的固化原理，导致呋喃树脂砂普遍运用于中小型铸造厂，且大部分用于手工造型制芯作业，手工作业容易造型砂型变形。
[0003]目前市场上的呋喃树脂砂造型制芯设备很多，但是其类型多为低振幅、高频率型，且为劳动力需求较大的类型。铸造行业相对于其他行业的作业环境是比较差的，随着生活水平的提高以及就业机会的增加，老一辈的铸造工人不再愿意从事铸造行业，而年轻一代的80、90后更不会选择这个行业，因此招工对于人力资源的压力在逐年增加。同时随着用工成本的上涨，铸造工厂的成本压力也越来越大。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种造型单元、砂型翻转单元、砂型中转单元以及运输固化单元相互配合，实现所需呋喃树脂砂型的自动生产、造型参数实现参数化控制，消除人工操作带来的砂型变形问题，并能够有效降低工人作业强度的呋喃自硬树脂砂铸造自动造型线。
[0005]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:一种呋喃自硬树脂砂铸造自动造型线，它包括造型主机单元、砂型翻转单元、砂型中转单元、运输固化单元和具有输入装置的控制单元，所述的造型主机单元、砂型翻转单元、砂型中转单元、运输固化单元均与控制单元电连接，造型主机单元与砂型翻转单元相连，砂型翻转单元与砂型固化单元之间设置砂型中转单元。
[0006]作为优选方式，所述的控制单元为PLC控制器。
[0007]作为优选方式，所述的输入装置包括键盘、鼠标、按钮或触摸屏中的一种或多种的组合。
[0008]作为优选方式，所述的控制单元设置在造型主机单元旁。
[0009]作为优选方式，所述的砂型翻转单元包括运输轨道A、翻转电机和支撑架、升降气缸以及模框，所述的支撑架设置轨道A上，并可通过链条拉动在轨道A上往返运动，支撑架内安装有升降气缸，气缸一端与模框连接，可实现模框的上下运动，模框内设置砂箱，所述的翻转电机设置在支撑架上。
[0010]作为优选方式，所述的砂型中转单元包括运输小车和中转轨道B，运输小车置于中转轨道B上，中转轨道B设置在轨道A的端部，中转轨道B由横向中转轨道和纵向中转轨道组成，运输小车包括横向运输小车和纵向运输小车，所述的纵向运输小车设置在纵向中转轨道上，横向中转轨道一端部设置在纵向运输小车上，横向运输小车设置在横向中转轨道上，运输小车通过与固定在中转轨道上的气缸连接实现在中转轨道B上运动。
[0011 ]作为优选方式，所述的运输固化单元包括传送皮带，传送皮带设置在纵向中转轨道旁，砂型通过传动皮带末端的气缸推动，实现从运输小车到皮带的运输。
[0012]作为优选方式，所述的造型主机单元包括安装板、造型平台、振动装置、加热装置以及模具，安装板设置在振动装置上，安装板上依次设置加热装置和模具，造型平台与安装板连接，所述的造型主机单元设置在砂框和砂箱的下方。
[0013]作为优选方式，所述的振动装置包括跳动气缸和跳板，跳板与跳动气缸相连，所述的安装板设置在跳板上。
[0014]作为优选方式，所述的跳板与安装板之间设置有举升气缸，跳板与造型平台之间设置立柱，立柱贯穿安装板并与安装板固定，所述的立柱端部穿过跳板，并且立柱底部超出跳板部分的长度至少为30_。
[0015]—种呋喃自硬树脂砂自动造型线造型方法，包括以下步骤:
S1:造型前，预先对模具以及砂框加热到工艺要求温度；
52:将提前混合好的呋喃树脂砂填入到砂箱内，砂箱为四瓣组成(四张板子组成)，砂箱安装在砂框的内侧；
53:通过控制单元控制震动装置起震，跳动气缸带动工作台产生震动，实际生产过程发现，跳板的震动幅度大于30mm，震动频率为60?120次/分钟，即采用低频率、高震幅的震动方式所生产的砂型表面紧实度最好，铸件表面光洁度最佳；
54:砂型震实后，控制单元可自动控制砂型(呋喃树脂砂的成型形状)的加热固化时间，当达到工艺要求时间后，模具自动完成脱模(模具与砂型分离)过程，砂型翻转机构两侧的举升气缸将砂箱举起，并通过链条传动装置将砂箱沿轨道A牵引到砂箱中转单元处，在砂箱沿轨道A牵引到砂箱中转单元处的同时，控制单元控制翻转电机转轴旋转完成砂型翻转过程，当砂箱翻转到运输小车上方时，砂箱通过两侧气缸完成下降动作，并放置在运输小车上，之后砂箱通过四周气缸完成砂型与砂型的分离；
S5:运输小车通过气缸推动沿着横向中转轨道和纵向中转轨道送到运输固化单元的传送皮带端部；
S6:砂型在传送皮带上完成最终固化以及传动到后续的浸涂工序处。
[0016]作为优选方式，所述的砂箱为四开模结构(四面抽芯模具)。
[0017]作为优选方式，步骤S2中涉及砂箱的合模以及步骤S4中的砂箱通过四周气缸完成砂型与砂型的分离;砂箱的合模以及开模可通过在砂箱背面设置限位气缸并通过限位气缸来实现砂箱的开合。具体地，限位气缸通过连接装置连接砂箱上的抽芯机构，限位气缸控制抽芯机构的开合。
[0018]自硬砂型脱模后到达浸涂装置之间，呋喃砂型都在自动硬化，到达浸涂工序时呋喃树脂砂型的强度能够达到使用强度的80%?90%，甚至更高，满足后续工序的砂型强度要求。
[0019]本发明的有益效果是:本发明实现了造型单元(造型主机单元)、砂型翻转单元、砂型中转单元以及运输固化单元的相互配合，线路结构合理、紧凑，便于对生产过程进行有效控制，缩小了用地面积，而且自动造型线实现了所需呋喃树脂砂型的自动生产、造型参数实现参数化控制，消除了人工操作带来的砂型变形问题，并能够有效降低工人作业强度、有效的起到了减员增效的作用。
【附图说明】
[0020]图1为本发明设置双工位并隐去其中一条线部分零件的侧向结构示意图；
图2为本发明设置双工位并隐去其中一条线部分零件的俯视结构示意图；
图3为本发明造型主机单元的结构示意图；
图中，1-造型主机单元，2-砂型翻转单元，3-砂型中转单元，4-运输固化单元，5-控制单元，1.1-跳动气缸，1.2-举升气缸，1.3-加热装置，1.4-立柱，1.5-造型平台，1.6-模具，1.7-安装板，1.8-跳板。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
[0022]如图1?图3所示，一种呋喃自硬树脂砂铸造自动造型线，它包括造型主机单元1、砂型翻转单元2、砂型中转单元3、运输固化单元4和具有输入装置的控制单元5，所述的造型主机单元1、砂型翻转单元2、砂型中转单元3、运输固化单元4均与控制单元5电连接，造型主机单元I与砂型翻转单元2相连，砂型翻转单元2与砂型固化单元之间设置砂型中转单元3。
[0023]优选地，所述的控制单元5为PLC控制器或PLC控制屏。
[0024]优选地，所述的输入装置包括键盘、鼠标、按钮或触摸屏中的一种或多种的组合。
[0025]优选地，所述的控制单元5设置在造型主机单元I旁。
[0026]优选地，所述的砂型翻转单元2包括运输轨道A、翻转电机和支撑架、升降气缸以及模框，所述的支撑架设置轨道A上，并可通过链条拉动在轨道A上往返运动，支撑架内安装有升降气缸，气缸一端与模框连接，可实现模框的上下运动，模框内设置砂箱，所述的翻转电机设置在支撑架上。
[0027]优选地，所述的砂型中转单元3包括运输小车和中转轨道B，运输小车置于中转轨道B上，中转轨道B设置在轨道A的端部，中转轨道B由横向中转轨道和纵向中转轨道组成，运输小车包括横向运输小车和纵向运输小车，所述的纵向运输小车设置在纵向中转轨道上，横向中转轨道一端部设置在纵向运输小车上，横向运输小车设置在横向中转轨道上，运输小车通过与固定在中转轨道上的气缸连接实现在中转轨道B上运动。
[0028]优选地，所述的运输固化单元4包括传送皮带，传送皮带设置在纵向中转轨道旁，砂型通过传动皮带末端的气缸推动，实现从运输小车到皮带的运输。
[0029]优选地，所述的造型主机单元I包括安装板1.7、造型平台1.5、振动装置、加热装置I.3以及模具1.6，安装板1.7设置在振动装置上，安装板1.7上依次设置加热装置1.3和模具1.6，造型平台1.5与安装板1.7连接，所述的造型主机单元I设置在砂框和砂箱的下方。
[0030]优选地，所述的振动装置包括跳动气缸1.1和跳板1.8，跳板1.8与跳动气缸1.1相连，所述的安装板1.7设置在跳板1.8上。
[0031 ]优选地，所述的跳板1.8与安装板1.7之间设置有举升气缸1.2，跳板1.8与造型平台1.5之间设置立柱1.4，立柱1.4贯穿安装板1.7并与安装板1.7固定，所述的立柱1.4端部穿过跳板1.8，并且立柱1.4底部超出跳板1.8部分的长度至少为30mm，这部分预留长度与设置的震动幅度一致，振动时可以保证安装板1.7的平稳。
[0032]造型主机单元I可自动实现模具1.6加热、砂箱开合、砂型紧实、砂型固化以及自动脱模等动作。其原理大致为:造型主机单元I依靠底部的跳动气缸1.1来实现低频高震幅的震击方式，跳动气缸1.1通过与跳板1.8连接来传递动作，而跳板1.8最后通过四根立柱1.4将动作传递到造型平台1.5以及安装板1.7，安装板1.7上面安装需要生产的模具1.6，下面连接举升气缸1.2，模具1.6以及安装板1.7可以依靠底部的举升气缸1.2来实现合模以及脱模动作。通过在模具1.6上设计限位装置，可使模具1.6与造型平台1.5之间保持固定的位置关系。通过在模具1.6底部增加电加热装置1.3以及测温偶头，可以实现模具1.6的加热以及温控功能。
[0033]—种呋喃自硬树脂砂自动造型线造型方法，包括以下步骤:
S1:造型前，预先对模具1.6以及砂框加热到工艺要求温度；
S2:将提前混合好的呋喃树脂砂填入到砂箱内，砂箱为四瓣组成(四张板子组成)，砂箱安装在砂框的内侧；
S3:通过控制单元5控制震动装置起震，跳动气缸1.1带动工作台产生震动，实际生产过程发现，跳板1.8的震动幅度大于30mm，震动频率为60?120次/分钟，即采用低频率、高震幅的震动方式所生产的砂型表面紧实度最好，铸件表面光洁度最佳；
S4:砂型震实后，控制单元5可自动控制砂型(呋喃树脂砂的成型形状)的加热固化时间，当达到工艺要求时间后，模具1.6自动完成脱模(模具1.6与砂型分离)过程，砂型翻转机构两侧的举升气缸1.2将砂箱举起，并通过链条传动装置将砂箱沿轨道A牵引到砂箱中转单元处，在砂箱沿轨道A牵引到砂箱中转单元处的同时，控制单元5控制翻转电机转轴旋转完成砂型翻转过程，当砂箱翻转到运输小车上方时，砂箱通过两侧气缸完成下降动作，并放置在运输小车上，之后砂箱通过四周气缸完成砂型与砂型的分离；
S5:运输小车通过气缸推动沿着横向中转轨道和纵向中转轨道送到运输固化单元4的传送皮带端部；
S6:砂型在传送皮带上完成最终固化以及传动到后续的浸涂工序处。
[0034]优选地，所述的砂箱为四开模结构(四面抽芯模具1.6)。
[0035]优选地，步骤S2中涉及砂箱的合模以及步骤S4中的砂箱通过四周气缸完成砂型与砂型的分离;砂箱的合模以及开模可通过在砂箱背面设置限位气缸并通过限位气缸来实现砂箱的开合。具体地，限位气缸通过连接装置连接砂箱上的抽芯机构，限位气缸控制抽芯机构的开合。
[0036]自硬砂型脱模后到达浸涂装置之间，呋喃砂型都在自动硬化，到达浸涂工序时呋喃树脂砂型的强度能够达到使用强度的80%?90%，甚至更高，满足后续工序的砂型强度要求。本发明实现了从模具1.6加热，到砂型震实、固化、脱模、翻转取型、砂型运输等全过程参数控制，该自动化造型线相对于传统手工造型方式，不仅提升了砂型尺寸的一致性，而且还大大降低了工人的劳动强度。本发明还可以采用两条线同时进行生产，如图1、图2所示，进一步提尚生广效率。
[0037]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种呋喃自硬树脂砂铸造自动造型线，其特征在于:它包括造型主机单元、砂型翻转单元、砂型中转单元、运输固化单元和具有输入装置的控制单元，所述的造型主机单元、砂型翻转单元、砂型中转单元、运输固化单元均与控制单元电连接，造型主机单元与砂型翻转单元相连，砂型翻转单元与砂型固化单元之间设置砂型中转单元。2.根据权利要求1所述的一种呋喃自硬树脂砂铸造自动造型线，其特征在于:所述的控制单元为PLC控制器。3.根据权利要求1或2所述的一种呋喃自硬树脂砂铸造自动造型线，其特征在于:所述的输入装置包括键盘、鼠标、按钮或触摸屏中的一种或多种的组合。4.根据权利要求3所述的一种呋喃自硬树脂砂铸造自动造型线，其特征在于:所述的控制单元设置在造型主机单元旁。5.根据权利要求1所述的一种呋喃自硬树脂砂铸造自动造型线，其特征在于:所述的砂型翻转单元包括运输轨道A、翻转电机和支撑架、升降气缸以及模框，所述的支撑架设置轨道A上，并可通过链条拉动在轨道A上往返运动，支撑架内安装有升降气缸，气缸一端与模框连接，可实现模框的上下运动，模框内设置砂箱，所述的翻转电机设置在支撑架上。6.根据权利要求5所述的一种呋喃自硬树脂砂铸造自动造型线，其特征在于:所述的砂型中转单元包括运输小车和中转轨道B，运输小车置于中转轨道B上，中转轨道B设置在轨道A的端部，中转轨道B由横向中转轨道和纵向中转轨道组成，运输小车包括横向运输小车和纵向运输小车，所述的纵向运输小车设置在纵向中转轨道上，横向中转轨道一端部设置在纵向运输小车上，横向运输小车设置在横向中转轨道上，运输小车通过与固定在中转轨道上的气缸连接实现在中转轨道B上运动。7.根据权利要求6所述的一种呋喃自硬树脂砂铸造自动造型线，其特征在于:所述的运输固化单元包括传送皮带，传送皮带设置在纵向中转轨道旁，砂型通过传动皮带末端的气缸推动，实现从运输小车到皮带的运输。8.根据权利要求5所述的一种呋喃自硬树脂砂铸造自动造型线，其特征在于:所述的造型主机单元包括安装板、造型平台、振动装置、加热装置以及模具，安装板设置在振动装置上，安装板上依次设置加热装置和模具，造型平台与安装板连接，所述的造型主机单元设置在砂框和砂箱的下方。9.根据权利要求8所述的一种呋喃自硬树脂砂铸造自动造型线，其特征在于:所述的振动装置包括跳动气缸和跳板，跳板与跳动气缸相连，所述的安装板设置在跳板上。10.根据权利要求9所述的一种呋喃自硬树脂砂铸造自动造型线，其特征在于:所述的跳板与安装板之间设置有举升气缸，跳板与造型平台之间设置立柱，立柱贯穿安装板并与安装板固定，所述的立柱端部穿过跳板，并且立柱底部超出跳板部分的长度至少为30mm。
【文档编号】B22C15/14GK105964953SQ201610550968
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年7月14日
【发明人】付秋, 任向东
【申请人】成都桐林铸造实业有限公司