高效水平分型脱箱造型机及其造型方法与流程

本发明涉及铸造用砂型造型机，尤其涉及一种高效水平分型脱箱造型机及其造型方法。

背景技术：

砂型铸造，是在砂型中生产铸件的铸造方法，广泛的应用在钢、铁和大多数合金的铸件的生产中。用于制造砂型的设备主要功能是，将松散的型砂填入砂箱中，并通过压实方法对砂箱中的型砂压紧，使型砂在搬运或浇铸过程中具有必要的强度。

水平分型脱箱造型机不需要大量砂箱及众多辅机，工艺适应性强，投资较少。水平分型脱箱造型机作为一种用于生产中、小铸件的造型设备，在我国得到广泛应用。但目前我国铸造生产企业所采用的水平分型脱箱造型机，其成形技术普遍采用“重力”或“射砂填充”型砂，然后用砂箱内的压板从砂型背面向模板(模型)分型面方向施压紧实成形，其紧实度分布是从型砂背面向分型面方向递减的。这种加压方式只是在砂型相对低矮的情况下，砂型内各部的紧实度才是比较均匀的，而当砂型比较高或模型本身高度差较大时，在“压板”压缩型砂压缩量相同的情况下，就会造成型腔内紧实度分布不均匀，砂型成型后分型面及深凹不同的型腔内紧实度差别较大，浇注后的铸件尺寸和形状、精度难以保证。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种压实均匀且压实效果好的高效水平分型脱箱造型机。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：高效水平分型脱箱造型机，包括机架，所述机架上设有下砂箱模块，所述下砂箱模块包括下围框，所述下围框内滑动设置有下推板，所述下围框连接有驱动其上下移动的第一驱动装置，所述下推板连接有驱动其上下移动的第二驱动装置；还包括上砂箱模块，所述上砂箱模块包括固定在所述机架上的上围框，所述上围框内滑动设有上推板，所述上推板连接有推动其上下移动的第三驱动装置；还包括与所述上围框固定连接的喷砂嘴座，所述喷砂嘴座连接有压力喷砂系统，所述上围框和所述下围框分别设有与所述压力喷砂系统连通的进砂通道；所述上推板的下表面和所述下推板的上表面均设有贴合气囊；所述贴合气囊背离所述上推板或所述下推板的表面设有压力传感器；所述上围框和所述下围框内分别设有限位开关。

作为优选的技术方案，还包括分模板模块，所述分模板模块包括位于所述机架中部的砂型转移台，所述砂型转移台上设有分模板座，所述分模板座上设有分模板，所述喷砂嘴座位于所述分模板的左侧或右侧，所述分模板朝向所述分模板座的底面的前后两端分别设有数个定位孔，所述分模板座上设有与所述定位孔配合的定位销；所述分模板座连接有驱动其水平移动的第四驱动装置；所述分模板座和所述砂型转移台上设有供所述下围框穿过的通孔。

作为优选的技术方案，所述第四驱动装置包括固定在所述砂型转移台上的电机，所述电机的输出轴连接的螺杆上设有两螺母套，所述分模板座固定在两所述螺母套上。

作为优选的技术方案，所述第一驱动装置、所述第二驱动装置和所述第三驱动装置均为液压缸组件。

作为优选的技术方案，所述喷砂嘴座内设有环形的导料腔，所述导料腔朝向所述上围框的侧面上设有数个喷砂嘴，所述上围框和所述下围框上设有与所述喷砂嘴对应的所述进砂通道。

作为优选的技术方案，所述上围框和所述下围框均包括四块主板，相邻两所述主板的衔接处设有过渡连接板，所述过渡连接板为弧形板或相对所述主板倾斜的斜板。

高效水平分型脱箱造型机，贴合气囊的设置保证了喷砂之前模板与推板之间无气体，避免了喷砂过程中气体对喷砂均匀及压实情况造成影响；由于喷砂过程中推板与模板之间的型砂一直处于高压情况下，压实均匀，砂型的整体压实均匀性高，成型效果好。

本发明所要解决的另一技术问题是提供一种高效水平分型脱箱造型机的造型方法。

高效水平分型脱箱造型机的造型方法，包括plc控制系统，plc控制系统接收压力传感器和限位开关的信息并控制压力喷砂系统、第一驱动装置、第二驱动装置、第三驱动装置和第四驱动装置的运行；

合模：第一驱动装置带动下围框上行，下围框上行过程中需将分模板置于下围框的上侧，当分模板的上表面与上围框接触则第一驱动装置停止运行；第二驱动装置带动下推板上行，下推板的贴合气囊充气且与下模完全贴合；第三驱动装置驱动上推板下行且贴合气囊充气，充气后的贴合气囊与上模完全贴合；

喷砂：压力喷砂系统工作并通过进砂通道向上推板的贴合气囊与上模之间以及下推板的贴合气囊与下模之间喷砂；整个喷砂过程中，第二驱动装置和第三驱动装置始终给予上推板和下推板恒定的压力且该压力小于喷砂压力，保证正常喷砂；plc控制系统通过压力传感器反馈的压力信息来控制第二驱动装置和第三驱动装置使得上推板和下推板上下移动；当上围框和下围框内的型砂充填达到限定量时，上推板和下推板将限位开关打开，限位开关将上推板和下推板到达限定位置的信息反馈给plc控制系统，plc控制系统控制喷砂单元停止喷砂；同时，plc控制系统控制贴合气囊排气；

脱模：下围框和下推板共同下行同时带动分模板及下砂型下行与上砂型分离，当下砂型和分模板到达预定位置后，将分模板取下；然后第一驱动装置和第二驱动装置带动下砂型上行与上砂型合箱；

脱箱：第一驱动装置、第二驱动装置和第三驱动装置同时同步下移，下围框和下推板带动下砂型下移，上推板将上砂型推出上围框，当上砂型完全与上围框分离后，下围框在第一驱动装置的带动下下行，此时保持下推板和上推板不动直至下砂型与下围框分离，当下砂型与下围框分离后上推板上行与上砂型分离；

砂型完成脱箱后，可人工或采用机械装置对砂型转移；造型机进行下一个砂型的制作。

作为优选的技术方案，所述贴合气囊在喷砂结束之前排气且喷砂结束后所述上推板在第三驱动装置的驱动下下行保压，所述下推板在第二驱动装置的驱动下上行保压。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是本发明实施例中上围框或下围框的结构示意图。

图中：1-机架；2-第二驱动装置；3-第一驱动装置；4-下围框；5-上围框；6-第三驱动装置；7-上推板；8-喷砂嘴座；9-贴合气囊；10-上模；11-分模板；12-螺杆；13-电机；14-分模板座；15-螺母套；16-下模；17-下推板；18-主板；19-过渡连接板；20-砂型转移台。

具体实施方式

如图1和图2所示，高效水平分型脱箱造型机，包括机架1，所述机架1上设有下砂箱模块，所述下砂箱模块包括下围框4，所述下围框4内滑动设置有下推板17，所述下围框4连接有驱动其上下移动的第一驱动装置3；所述下推板17连接有驱动其相对所述下围框4上下移动的第二驱动装置2。所述机架1设有位于所述下砂箱模块上侧的上砂箱模块，所述上砂箱模块包括固定在所述机架1上的上围框5，所述上围框5内滑动设有上推板7，所述上推板7连接有推动其上下移动的第三驱动装置6。还包括与所述上围框5固定连接的喷砂嘴座8，所述喷砂嘴座8连接有压力喷砂系统，所述上围框5和所述下围框4分别设有与所述压力喷砂系统连通的进砂通道。所述上推板7的下表面和所述下推板17的上表面均设有贴合气囊9。所述贴合气囊9背离所述上推板7或所述下推板17的表面设有压力传感器；所述上围框5和所述下围框4内分别设有限位开关。

还包括分模板模块，所述分模板模块包括位于所述机架1中部的砂型转移台20，所述砂型转移台20上设有分模板座14，所述分模板座14上设有分模板11，所述喷砂嘴座8位于所述分模板11的左侧或右侧，所述分模板11朝向所述分模板座14的底面的前后两端分别设有数个定位孔，所述分模板座14上设有与所述定位孔配合的定位销；当下围框4向上推动分模板11时，分模板11随下围框4一同上行；当下围框4下行时，分模板11再次落回分模板座14上实现分模。所述分模板座连接有驱动其水平移动的第四驱动装置；所述分模板座和所述砂型转移台上设有供所述下围框穿过的通孔。分模板11上侧设有上模10，分模板11下侧设有下模16。所述分模板座14连接有驱动其水平移动的第四驱动装置，所述第四驱动装置包括固定在所述砂型转移台20上的电机13，所述电机13的输出轴连接的螺杆12上设有两螺母套15，两所述螺母套15上固定所述分模板座14。所述分模板座14和所述砂型转移台20上设有供所述下围框4穿过的通孔。

进一步的，所述第一驱动装置3、所述第二驱动装置2和所述第三驱动装置6均为液压缸组件。

所述喷砂嘴座8内设有环形的导料腔，所述导料腔朝向所述上围框5的侧面上设有数个喷砂嘴，所述上围框5和所述下围框4上设有与所述喷砂嘴对应的所述进砂通道。

如图2所示，为了便于脱模，所述上围框5和所述下围框4均包括四块主板18，相邻两所述主板18的衔接处设有过渡连接板19，所述过渡连接板19为弧形板或相对所述主板18倾斜的斜板。

上述高效水平分型脱箱造型机的造型方法，包括plc控制系统，plc控制系统接收压力传感器和限位开关的信息并控制压力喷砂系统、第一驱动装置3、第二驱动装置2、第三驱动装置6和第四驱动装置的运行；

合模：第一驱动装置3带动下围框4上行，下围框4上行过程中需将分模板11置于下围框4的上侧，当分模板11的上表面与上围框5接触则第一驱动装置3停止运行；第二驱动装置2带动下推板17上行，下推板17的贴合气囊9充气且与下模16完全贴合；第三驱动装置2驱动上推板17下行且贴合气囊9充气，充气后的贴合气囊9与上模10完全贴合；分模板11上设置排气通道，合模时排气通道打开，贴合气囊9由于具有弹性可与上模10或下模16完全贴合且两者之间无气体，喷砂之前需要将排气通道封闭。

喷砂：压力喷砂系统工作并通过进砂通道向上推板7的贴合气囊9与上模10之间以及下推板17的贴合气囊9与下模16之间喷砂；整个喷砂过程中，第二驱动装置2和第三驱动装置6始终给予上推板7和下推板17一定的保持压力且保持压力小于喷砂压力，保证压力喷砂系统正常喷砂。plc控制系统通过压力传感器反馈的压力信息来控制第二驱动装置2和第三驱动装置6使得上推板7和下推板17在给予型砂稳定的保持压力的情况下分别上下移动，为型砂的进入提供空间；当型砂的充填达到需求时，下推板17和上推板7触动限位开关，限位开关将上推板7和下推板17到达限定位置的信息反馈给plc控制系统，plc控制系统控制喷砂单元停止喷砂；喷砂过程中，需要plc控制系统控制贴合气囊9排气，以实现砂型表面的平滑；优选的，可在喷砂结束前对贴合腔9排气，喷砂结束后，上推板7和下推板17对型砂再保压一段时间。

脱模：下围框4和下推板17共同下行同时带动分模板11下行与上砂型分离，当下砂箱模块到达预定位置后，将分模板11人工或采用机械装置取下；然后第一驱动装置3和第二驱动装置1带动下砂型上行与上砂型合箱；

脱箱：第一驱动装置3、第二驱动装置2和第三驱动装置6同时运行，下围框4和下推板17带动下砂型下移，上推板7将上砂型推出上围框5，直至上砂型完全与上围框5分离；然后，下围框4在第一驱动装置3的带动下下行，此时保持下推板17不动，直至下砂型与下围框4分离；

砂型完成脱箱后，可人工或采用机械装置对砂型转移；造型机进行下一个砂型的制作。

高效水平分型脱箱造型机造型过程中有效的避免了上围框和下围框内的气体对喷砂和压实的影响，避免气泡产生；由于整个喷砂过程中型砂始终处于高压下，相当于逐层压实再充填，型砂压实均匀性高，造型成型率高，避免脱箱或浇铸过程中砂型裂损。砂型成型后分型面及深凹不同的型腔内紧实度一致性高，浇注后的铸件尺寸和形状、精度得到很好的保证。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。