专利名称：水平造型垂直浇注工艺工装、模板、砂箱及插销的制作方法
技术领域：
本发明涉及水平造型、垂直浇注工艺领域，特别地，涉及一种水平造型垂直浇注工 艺工装、模板、砂箱及插销。
背景技术：
水平造型、垂直浇注工艺的工艺流程为造型、制芯一下芯、合箱一浇注一落砂一 清理一热处理一清理一探伤、喷漆一交验。作为整个工艺流程的基础，造型是指生产上下砂型。其中，上下砂型，用以形成铸 件的外轮廓。制芯是指生产用以形成铸件内腔的砂芯。上下砂型和砂芯组合，形成铸型。现有用于轨道交通的缓冲器箱体的就是采用水平造型、垂直浇注工艺生产。现以 缓冲器箱体的生产为例，说明现有造型工艺轮轨交通工具的铁路货车一般包括车体、转向架、制动装置、车钩缓冲装置等部分 组成。其中，缓冲器箱体是车钩缓冲装置的零件之一，缓冲器箱体结构如图1所示。根据其 产品结构，铸造缓冲器箱体需要采用水平造型、垂直浇注工艺生产。现有缓冲器箱体生产工艺中，很多工厂都是采用上下模板，分别生产上下砂型。模 板是将模样、浇注系统沿分型面与底板联结成一个整体的专用模具。造型后，底板形成分型 面，模样形成铸型空腔。下面结合附图进行具体说明图2-1为现有技术上模板的侧视图，现有技术中采用上模板生产上砂型。上模板 具体包括两个上型模样201、上底板202、定位销203、定向销204。图2_2示出了上型模样 的主视图。图3-1为现有技术下模板的侧视图，现有技术中采用下模板生产下砂型。下模板 具体包括两个下型模样301、下底板302、定位销203、定向销204。图3_2示出了下型模样 的主视图。上下砂型的具体生产过程为首先，上模板与上型砂箱配合，造型机向砂箱内填 砂，形成两个上砂型。然后，更换为下模板；下模板与下型砂箱配合，造型机向砂箱内填砂， 形成两个下砂型。或者，先造下砂型，再更换上模板生产上砂型。合箱浇铸后，形成两个铸 件，即形成两个缓冲器箱体。其中，在砂箱与模板的配合中，上下模板的定位销203分别与上下型砂箱的定位 销套配合使用，上下型模板的定向销204分别与上下型砂箱的定向销套配合使用。上述定 位销203的作用在于，保证上下砂型合箱配合定位，防止错箱。定向销204的作用在于，保 证上下砂型在合箱时的合箱方向正确，防止上下砂型合箱时左右颠倒。现有技术的定位销 与定向销是尺寸相同的插销，与其对应的定位销套、定向销套也是尺寸相同的结构。可见，现有技术在进行砂型生产时，由于现场设备的限制，铸型的上、下砂型均需 要采用同一台造型机生产，因此需要频繁更换上下模板分别生产上下砂型，以确保生产的 进行。然而，这样频繁更换模板势必导致生产组织困难，生产效率低下等问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是一方面提供一种水平造型、垂直浇注工艺工装，在 使用一台造型机的情况下，不必频繁更换模板就能生产配套的上砂型和下砂型，提高砂型 的生产效率。一方面，提供一种水平造型、垂直浇注工艺用模板，可以同时生产上下砂型，提高 砂型生产效率。另一方面，提供一种水平造型、垂直浇注工艺用砂箱，与上述模板配合，两次使用 后就可以生产对应的四个上下砂型，提高砂型生产效率。再一方面，提供一种水平造型、垂直浇注工艺用插销，与上述砂箱、模板配合使用， 在不用更换模板的情况下，与上述砂箱的不同位置固定，实现配套砂型的生产。为了解决上述问题，本发明公开了一种水平造型、垂直浇注工艺工装，包括安装 有上型模样和下型模样的模板；与上述模板配合、生产上下砂型的砂箱；以及紧固上述模 板和砂箱的定位定向销；上述砂箱两端分别设置定向销套和定位销套；其中，上述定向销 套的内表面至少包括一个内表平面，其余内表面呈弧面；上述定位销套的内表面呈圆形； 上述定位定向销包括第一销体、第二销体；其中，上述第一销体为棱角圆弧过渡的方柱 体，上述圆弧棱角位于同一圆周上；上述第一销体的圆弧半径大于上述第二销体的外径； 上述第一销体与上述第二销体沿轴向呈一体结构。优选的，上述定位定向销的第二销体的长度大于上述模板的销孔的深度。优选的，上述定位定向销还包括第三销体，以及第一销颈、第二销颈；上述第一 销颈连接上述第一销体和第二销体；上述第二销颈连接上述第二销体和第三销体；上述第 二销体的长度不大于模板销孔的深度；上述第一销体的圆弧直径、第二销体的外径、第三销 体外径依次减小。优选的，上述定位定向销的第一销体的端部呈锥形。对应的，本发明另一实施例，还公开了一种水平造型、垂直浇注工艺用模板，上述 模板包括底板、上型模样、下型模样和销孔；上述上、下型模样组装于上述底板的平面上； 上述底板的两端开设有销孔。依据本发明一实施例，还公开了一种水平造型、垂直浇注工艺用砂箱，上述砂箱两 端分别设置定向销套和定位销套；上述定向销套的内表面包括两个内表平面，其余内表面 呈弧面；上述定位销套的内表面呈圆形。依据本发明另一实施例，还公开了一种水平造型、垂直浇注工艺用插销，其特征在 于，包括第一销体、第二销体；其中，上述第一销体为棱角圆弧过渡的方柱体，上述圆弧棱 角位于同一圆周上；上述第一销体的圆弧半径大于上述第二销体的外径；上述第一销体与 上述第二销体沿轴向呈一体结构。优选的，上述第二销体的长度大于销孔的深度。优选的，上述水平造型、垂直浇注工艺用插销，还包括第三销体，以及第一销颈、 第二销颈；上述第一销颈连接上述第一销体和第二销体；上述第二销颈连接上述第二销体 和第三销体；上述第二销体的长度不大于销孔的深度；上述第一销体的圆弧直径、第二销 体的外径、第三销体外径依次减小。优选的，上述第一销体的端部呈锥形。
与现有技术相比，上述技术方案中的一个技术方案具有以下优点由于采用了同时组装有上型模样和下型模样的模板，和特定结构的砂箱、定位定 向销配合，具体为当定位定向销插入定向销套时，定向销套的部分内表平面与第一销体的 轴向平面紧密配合，实现砂箱的定向；当定位定向销插入定位销套时，定位销套的圆形内 表面与第一销体的圆弧面沿轴向紧密配合，实现砂箱的定位，可以一次性同时生产出上砂 型和下砂型。然后，在不需要更换模板的情况下，利用定位定向销及定位销套、定向销套的 上述特定结构，调换砂箱的方向，同时生产出对应的下砂型和上砂型。合箱时，将两砂箱的 定位销套侧对齐，定向销套侧对齐，浇铸后即可同时生产出四个铸件，即形成四个缓冲器箱 体。而现有技术的生产工艺中，用于生产一个铸件的上下砂型，必须分两个步骤、采用 两个不同的模板来生产；并且，造型机完成一次造型后，只能生产一个上砂型或下砂型。浇 铸后只能生产两个铸件。可见，与现有技术相比，上述技术方案避免了频繁更换模板，有效降低了工人的劳 动强度，节约了时间，提高了砂型的生产效率，进而提高了铸件的生产效率。
图1是缓冲器箱体的结构示意图2-1是现有技术上模板的测侧视图2-2是现有技术上型模样的主视图3-1是现有技术下模板的测侧视图3-2是现有技术下型模样的主视图4是本发明水平造型垂直浇铸工艺模板实施例的结构示意图5-1是本发明砂箱实施例的结构示意图5-2是本发明砂箱的定向销套实施例的结构示意图5-3是本发明砂箱的定位销套实施例的结构示意图6-1是本发明定位定向销优选实施例的结构示意图6-2是图6-1所示定位定向销的左视图6-3是本发明另一插销实施例的结构示意图7-1是本发明定位定向销优选实施例的使用状态示意图7-2是本发明另一插销实施例的使用状态示意图8-1是本发明砂箱定向示意图8-2是本发明砂箱定位示意图。
附图标记
201-上型模样；202-上底板；203-定位销；204-定向销；301-下型模样；302-下底板；41--模板；411-上型模样；412-下型模样；413-底板；414-销孔；51-砂箱；511-定向销套；512-定位销套；5101-定向销套内表平面；5102-定位销套的内表面；61-定位定向销；611-第一销体；612-第二销体；613-第三销体；614-第一销颈；615-第二销颈；6111-第一销体的弧面；6112-第一销体的轴向平面。
具体实施例方式为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实 施方式对本发明作进一步详细的说明。本发明提供了一种水平造型、垂直浇铸工装实施例。上述工装具体包括同时组装 有上型模样和下型模样的模板41，与模板41配合、生产上下砂型的砂箱51，用于紧固模板 41和砂箱51的插销61。插销61即为定位定向销。上述各部件的具体结构参见图4 6 所示。水平造型、垂直浇铸工艺模板实施例参照图4，示出了本发明水平造型垂直浇铸工艺模板实施例的结构示意图。模板 41包括底板413、上型模样411、下型模样412和销孔414。每个销孔414中插接有一个定 位定向销61。其中，上型模样411和下型模样412同时组装在底板413上。造型后，形成四个砂型，包括两个上砂型和两个下砂型，底板413形成铸件的分型 面。上型模样411用于形成两个铸件的上型外轮廓，即上述两个上砂型；下型模样412则用 于形成另两个铸件的下型外轮廓，即上述两个下砂型。上述装置可以但不限于是缓冲器箱 体。这里需要说明的是，当上型模样411用于制造缓冲器箱体时，其结构与图2-1和图 2-2中所示的上型模样201结构相同。同样，当下型模样412用于制造缓冲器箱体时，其结 构与图3-1和图3-2中所示的下型模样301结构相同。当然，上述上下型模样不限于仅为 铸造缓冲器箱体的模样。上述模板41与砂箱51配合，经造型机填砂后生成四个上砂型和四个下砂型。水平造型、垂直浇注工艺砂箱实施例砂箱51的结构如图5-1所示。在砂箱51的左侧一端设置有定向销套511，套接在 定位定向销61的第一销体上，与定位定向销61配合，实现砂箱的定向。在砂箱51的右侧 一端设置有定位销套512，套接在定位定向销61的第一销体上，与定位定向销61配合，实现 砂箱的定位。砂箱51的箱体内部划分为四个区域，用以形成四个砂型。上述四个砂型包括 两个上砂型和两个下砂型。上述定向销套511和定位销套512，可以是通孔结构或有底结构。当定向销套511 和定位销套512为有底结构时，可以进一步具体为锥型底部结构，如圆锥形或方锥形等，进 一步加固销套与销体的配合。参照图5-2所示的砂箱定向销套511的示意图，定向销套511的内表面至少包括 一个呈平面的内表平面5101，其余表面呈圆弧形。参照图5-3所示的砂箱定位销套512的示意图，定位销套512的内表面5102呈圆形。正是由于砂箱定向销套511和定位销套512不同的结构，在造型工艺中，使用相同 结构的定位定向销61，与模板上相同结构的销孔414配合，实现砂箱的定向和定位。具体配 合过程将在下面的内容中详细描述。水平造型、垂直浇注工艺插销实施例本发明，在水平造型、垂直浇铸工艺中，优选使用的定位定向销61的结构如图 6-1、6-2所示。其中，图6-1示出了本发明定位定向销优选实施例的结构示意图；图6-2为图6-1所示定位定向销的左视图，定位定向销61具体包括第一销体611、第二销体612、第三销体613、第一销颈614和第二销颈615。第一 销颈614连接第一销体611和第二销体612，第二销颈615连接第二销体612和第三销体 613。优选的，上述第一销体611还可以设置有锥形端部，如圆锥形端部。本发明实施例中，第一销体611为棱角圆弧过渡的方柱体，上述圆弧棱角位于直 径为D的同一圆周上。第二销体612和第三销体613为固定形状的柱体，可以具体为圆柱 体。本实施例中，第一销体611的圆弧直径、第二销体612的外径、第三销体613的外 径依次减小。第二销体612的长度不大于模板销孔的深度，其使用状态参照图7-1所示。上述插销的结构是本发明定向定位销的优选实施例。在本发明插销的另一实施例 中，上述第三销体613的外径不大于第二销体612的外径即可。此外，本发明还可以采用，仅包括第一销体和第二销体的插销作为定位定向销，具 体结构如图6-3所示的插销另一实施例。第一销体611的结构与图6-1所示的结构相同。 第二销体612的外径依然小于第一销体611的圆弧直径D。本实施例中，第二销体612的长 度大于模板销孔414的深度。其使用状态参考图7-2，示出了另一插销实施例的使用状态示 意图。第二销体612超出销孔414的部分，用于安装螺栓等紧固部件，将定位定向销与模板 紧固连接。以上内容详细描述了造型、垂直浇铸工艺工装的各个组成部件的结构。下面结合 上述工装的机构，说明水平造型垂直浇铸工艺中的砂型的生产过程步骤一、将第一砂箱51左侧的定向销套511与插入模板41左侧销孔414的定位 定向销61配合，实现砂箱的定向。将第一砂箱51右侧的定位销套512与插入模板41右侧 销孔414的定位定向销61配合，实现砂箱的定位。步骤一中，上述第一砂箱51的摆放位置如图5-1所示。步骤二、造型机填砂后，将成型后的砂箱与模板41分离，获得第一套砂型。本步骤二中，获得的第一套砂型包括两个铸件的上砂型和两个铸件的下砂型。上 述第一砂箱与上下砂型一体，用于保证上下砂型不变形。步骤三、模板41位置不变，采用结构相同的第二砂箱51，将第二砂箱51的定向销 套511与插入模板41右侧销孔414的定位定向销61配合，实现砂箱的定向。将砂箱51的 定位销套512与插入模板41左侧销孔414的定位定向销61配合，实现砂箱的定位。本步骤三中，第二砂箱与图5-1所示第一砂箱的结构相同，但与图5-1所示的摆放 位置相反，正好相差180°。步骤四、造型机填砂后，将成型后的砂箱与模板41分离，获得第二套砂型。上述第二套砂型包括两个铸件的下砂型和两个铸件的上砂型。同理，上述第二砂 箱与上下砂型一体，用于保证上下砂型不变形。至此，造型工艺完毕。在合箱工艺中，将第一砂箱的定向销套与第二砂箱的定向销套对准，采用定位定 向销61紧固；将第一砂箱的定位销套与第二砂箱的定位销套对准，采用定位定向销61紧 固。这样即可同时实现四个缓冲器箱体铸件的上下砂型配合。浇铸后，可以同时生产出四 个铸件，即形成四个缓冲器箱体。
在上述步骤一和步骤三中，关键在于定位定向销61与模板41的销孔414和砂箱 51的定向销套、定位销套的配合，实现砂箱的定向和定位。下面结合图7和图8-1、图8-2，说明上述各部件的配合关系。如图7-1所示的定位定向销与销孔的配合示意图。定位定向销61的第二销体612 插入销孔414中，与销孔414的内表面密切配合，确定定位定向销61在模板上的位置。第 一销体611的圆弧直径大于销孔414的直径，所以，第一销体611位于模板销孔的上部，等 待与砂箱的定位销套或定向销套配合。第三销体613位于销孔414的下部，可以与螺栓或 弹簧挡圈等紧固部件配合，将定位定向销61与模板紧固连接。其中，第一销颈614和第二 销颈615均为退刀槽，第一销颈614是加工第二销体612的退刀槽，第二销颈615是加工第 三销体613的退刀槽。图8-1示出了砂箱定向示意图，如图所示，由于定位定向销61的第一销体为棱角 圆弧过渡的方柱体结构，当第一销体611的轴向平面6112与定向销套511的轴向内表平面 5101紧密配合，销体61在定向销套511内部的方向被固定，不可转动，即可实现砂箱的定向。从图8-1所示可知，虽然定位定向销体61在定向销套511内部的方向被确定，但 还可以左右松动。所以，在箱体的另一端设置了结构不同的定位销套512，定位定向销61与 定位销套512的配合示意图，如图8-2所示。图8-2示出了砂箱定位示意图，如图所示，由于定位定向销61的第一销体为棱角 圆弧过渡的方柱体结构，当第一销体611的弧面6111与定位销套512的圆形内表面5102 紧密配合时，销体61在定位销套512内部的位置被固定，实现砂箱的定位。由此可见，本发明提供的水平造型、垂直浇注工艺工装，同一模板上同时组装有上 型模样和下型模样，能够采用一台造型机利用同一模板一次性同时生产上砂型和下砂型。由于定位定向销的第一销体为棱角圆弧过渡的方柱体结构，配合砂箱特定结构的 定位销套和定向销套。即，当定位定向销插入定向销套时，定向销套的部分内表平面与第一 销体的轴向平面紧密配合，实现砂箱的定向；当定位定向销插入定位销套时，定位销套的圆 形内表面与第一销体的圆弧面沿轴向紧密配合，实现砂箱的定位。因此，在不需要更换模板的情况下，利用定位定向销及定位销套、定向销套的特定 结构，调换砂箱的方向，同时生产出上述铸件对应的下砂型和上砂型。合箱时，将两砂箱的 定位销套侧对齐，定向销套侧对齐，浇铸后即可同时生产出四个缓冲器箱体的铸件。有效节 约了砂型的生产时间，进而提高了如缓冲器箱体等采用水平造型、垂直浇注工艺生产的铸 件的生产效率。本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与 其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。以上对本发明所提供的一种水平造型垂直浇注工艺工装、一种水平造型垂直浇注 用模板、一种水平造型垂直浇注用砂箱及一种水平造型垂直浇注用插销进行了详细介绍， 本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用 于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的 思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，综上上述，本说明书内容不应理解为 对本发明的限制。
权利要求
一种水平造型、垂直浇注工艺工装，其特征在于，包括安装有上型模样和下型模样的模板；与所述模板配合、生产上下砂型的砂箱；以及紧固所述模板和砂箱的定位定向销；所述砂箱两端分别设置定向销套和定位销套；其中，所述定向销套的内表面至少包括一个内表平面，其余内表面呈弧面；所述定位销套的内表面呈圆形；所述定位定向销包括第一销体、第二销体；其中，所述第一销体为棱角圆弧过渡的方柱体，所述圆弧棱角位于同一圆周上；所述第一销体的圆弧半径大于所述第二销体的外径；所述第一销体与所述第二销体沿轴向呈一体结构。
2.根据权利要求1所述的水平造型、垂直浇注工艺工装，其特征在于，所述定位定向销 的第二销体的长度大于所述模板的销孔的深度。
3.根据权利要求1所述的水平造型、垂直浇注工艺工装，其特征在于，所述定位定向 销还包括第三销体，以及第一销颈、第二销颈；所述第一销颈连接所述第一销体和第二销 体；所述第二销颈连接所述第二销体和第三销体；所述第二销体的长度不大于模板销孔的深度；所述第一销体的圆弧直径、第二销体的外径、第三销体外径依次减小。
4.根据权利要求2或3所述的水平造型、垂直浇注工艺工装，其特征在于，所述定位定 向销的第一销体的端部呈锥形。
5.一种水平造型、垂直浇注工艺用模板，其特征在于，所述模板包括底板、上型模样、 下型模样和销孔；所述上、下型模样组装于所述底板的平面上；所述底板的两端开设有销 孔。
6.一种水平造型、垂直浇注工艺用砂箱，其特征在于，所述砂箱两端分别设置定向销套 和定位销套；所述定向销套的内表面包括两个内表平面，其余内表面呈弧面；所述定位销套的内表面呈圆形。
7.一种水平造型、垂直浇注工艺用插销，其特征在于，包括第一销体、第二销体；其 中，所述第一销体为棱角圆弧过渡的方柱体，所述圆弧棱角位于同一圆周上；所述第一销体 的圆弧半径大于所述第二销体的外径；所述第一销体与所述第二销体沿轴向呈一体结构。
8.根据权利要求7所述的插销，其特征在于，所述第二销体的长度大于销孔的深度。
9.根据权利要求7所述的插销，其特征在于，还包括第三销体，以及第一销颈、第二销 颈；所述第一销颈连接所述第一销体和第二销体；所述第二销颈连接所述第二销体和第三 销体；所述第二销体的长度不大于销孔的深度；所述第一销体的圆弧直径、第二销体的外径、第三销体外径依次减小。
10.根据权利要求8或9所述的插销，其特征在于，所述第一销体的端部呈锥形。
全文摘要
本发明提供了水平造型垂直浇注工艺工装、模板、砂箱及插销，其中，工装包括安装有上型模样和下型模样的模板；与模板配合、生产上下砂型的砂箱；以及紧固模板和砂箱的定位定向销；砂箱两端分别设置定向销套和定位销套；其中，定向销套的内表面至少包括一个内表平面，其余内表面呈弧面；定位销套的内表面呈圆形；定位定向销包括第一销体、第二销体；其中，第一销体为棱角圆弧过渡的方柱体，圆弧棱角位于同一圆周上；第一销体的圆弧半径大于第二销体的外径；第一销体与第二销体沿轴向呈一体结构。使用本发明提供工装，利用同一模板同时生产上砂型和下砂型，有效提高了砂型的生产效率，进而提高了水平造型垂直浇注工艺生产铸件的效率。
文档编号B22C9/00GK101947639SQ20101025420
公开日2011年1月19日 申请日期2010年8月16日 优先权日2010年8月16日
发明者孟庆庆, 王克明, 蔺国隆, 郝施奇 申请人:齐齐哈尔轨道交通装备有限责任公司