一种铸造金属微球浇注壳型制备设备的制作方法

本发明属于覆膜砂浇注壳型制备技术领域，具体涉及一种铸造金属微球浇注壳型制备设备。

背景技术：

直径10毫米以下的铸造金属钢球又叫金属微球，现有浇注制备金属钢球主要采用壳型，即采用壳型模具制备壳型。现有制备壳型采用金属模具加热，然后人工将覆膜砂倒在金属模具上，然后加热固化成型，形成单面浇注壳型，然后将两块单面浇注壳型扣合在一起形成模具，将多个两块单面浇注壳型扣合形成的模具叠加在一起，形成多层金属钢球浇注壳型。然而，这种人工注沙、刮砂沙形成金属钢球壳型，其操作费时费力，耗沙多，壳型硬度差，易破损，每次浇注形成的金属钢球少、失圆大，效率低下。现在急需一种能够达到射砂、壳型成型制备一体化设备，且制备的壳型硬度大、正反两面都能浇注金属钢球，且生产效率高，人工成本低的设备。

技术实现要素：

本发明的目的正是为了解决上述技术问题，而提出一种金属微球浇注壳型制备设备，该设备制备的壳型硬度高、效率高，且壳型为双面，壳型厚度因气压射入相对人工单面壳型要薄很多，且人工制备沙板成本明显降低。

本发明提供了一种铸造金属微球浇注壳型制备设备，包括运砂机构、射砂机构、模具组以及推动模具运动的推动机构，所述模具组包括固定模具和活动模具，所述推动机构用于转动和推动活动模具，所述活动模具与固定模具贴合后形成模具腔室，所述模具腔室顶端设有进砂口，所述模具腔室两侧设有侧缝隙以及底端设有底侧缝隙，所述运砂机构将覆膜砂运送到模具组上方，所述运砂机构内的覆膜砂流入到射砂机构内，所述射砂机构通过气压罐排出的气体将覆膜砂经过射砂口射入模具腔室。

作为优选手段，所述运砂机构包括气缸、砂桶、砂桶安装架、滑槽以及安装滑槽的框架，所述砂桶固定安装在砂桶安装架内，所述砂桶安装架两端安装有转轴以及设置在转轴上的滚轮，所述滚轮设置在滑槽内，所述沙桶安装架底端安装有射砂机构，所述砂桶底端与射砂机构顶端相通，所述气缸推动砂桶安装架移动。

作为进一步地优选手段，所述砂桶内的模具砂通过锥形斗向里注入砂，所述锥形斗底端设有触碰阀门，所述触碰阀门包括近似厂字型挡板、弹簧、两根活动杆、挡块，所述挡块设置在锥形斗底端的漏砂口处并能左右移动，所述两根活动杆的一端均固定在挡块的侧边，所述两根活动杆穿入到厂字型挡板内，所述挡块与厂字型挡板之间的活动杆上套有弹簧。

作为进一步地优选手段，所述射砂机构包括砂腔、射砂口、进砂端、进气孔，所述进砂端设置在砂腔顶端，所述砂桶的底端安装在进砂端上方，所述砂桶与砂腔相通且连接处密封连接，所述射砂口设置在砂腔的底端，所述射砂口处安装有密封垫，所述密封垫中间缝隙大于模具腔室顶端的进砂口的口径，所述射砂口为一排圆形小孔。

作为进一步地优选手段，所述固定模具固定在固定板上，所述活动模具固定在翻转板上，所述翻转板能够向上翻转°并能推动活动模具与固定模具贴合，所述翻转板背离活动模具的一面的两侧设有轴板，所述轴板上插有轴，所述翻转板能够沿着轴进行翻转，所述翻转板底端设有能够推动翻转板转动的推动气缸。

作为进一步地优选手段，所述推动机构包括液压油缸、稳定板、活动板以及稳定推动机构的滑杆，所述稳定板和固定板均通过螺栓将底部固定在地面上设置的基板上，所述稳定板和固定板内侧边设有两根滑杆、外侧边设有一根滑杆，所述活动板两侧边均设有套在滑杆上的活动块，所述轴板上插的轴的一端固定安装有活动块且活动块套在滑杆上，所述液压油缸固定安装在稳定板上，所述液压油缸的油缸轴穿过稳定板并固定在活动板上，所述推动油缸的缸的底端固定在活动板底端上，所述活动板侧边的活动块与轴板上轴的一端的活动块之间安装有限位套筒，所述限位套筒套在滑杆上。

作为进一步地优选手段，所述固定模具与活动模具上的半球凸起和液体流道凸起成镜像设置，所述固定模具上设有限位孔，所述活动模具上设有能够插入到限位孔内的限位柱，所述固定模具和活动模具上均设有模板孔柱，相邻所述半球凸起之间设有凸棱，所述半球凸起与液体流道凸起之间也设有凸棱。

作为进一步地优选手段，所述模具组内设有能够制备两个浇注模具的模具腔室，所述固定模具和活动模具上的两个模具板之间设有排气槽，所述排气槽直通固定模具或活动模具底端，当固定模具与活动模具贴合时每个所述模具板与排气槽之间均设有多个排气间隙。

作为进一步地优选手段，所述固定模具上的模具板一条对角线的两个拐角处设有定位凸起，另一条对角线的两个拐角处设有定位凹孔，所述活动模具上与固定模具上定位凸起相对应位置设有定位凹孔，而与固定模具上定位凹孔相对应位置设有定位凸起。

作为进一步地优选手段，所述射砂机构前侧设有刮砂板，所述刮砂板固定在转杆上，所述转杆的一端安装有驱动转杆转动的驱动杆，所述驱动杆通过气缸驱动。

本发明有益效果：1、制备壳型用的覆膜砂加入到锥形斗内，每次射砂前，先在砂桶内注入定量的砂，推动砂桶移动的气缸推动砂桶移动到模具组上方，而砂桶内的砂流到砂腔内，气压罐打开向砂腔内排气，冲入到砂腔内的气体带动砂腔内砂一起被射入到模具腔内，由于模具腔设有排气缝隙，缝隙仅仅能通过气体，而砂无法通过，这样随砂一起流进模具腔内的气体将会排出模具腔，砂就会充满模具腔，然后模具对砂进行加热固化，砂就会固化成型形成壳型，该过程对用砂量进行精确控制（通过射砂时间和射砂压力控制射砂量），减少每次制备壳型用砂不会浪费且在原砂中可按一定比列混入用过的废砂，以达到节约原砂用量的目的，且该种气体射砂进入模具腔使得砂得更结实，制备的壳型硬度高于人工手动制备的壳型，同时，该设备制备的是双面壳型，相对于手动制备的单面壳型，砂的利用率高，且该设备生产效率高、人工成本低。2、本发明的模具能够一次制备四块模板（可根据需要更换不同直径大小的微球模具），包括两个模具组，活动模具与固定模具贴合后向里射砂，不会有砂流出模具腔，而气体可以完全通过侧缝隙和底侧缝隙排出，不会造成砂的浪费，制备的壳型是双面壳型，相对人工制备的单面壳型，用砂量少，且模具的贴合和张开均是机械操作，无需人工操作，工作效率高，壳型精密度大大提高，工人劳动强度和工作环境得到明显改善。

附图说明

图1为本发明的一种铸造金属微球浇注壳型制备设备的整体结构示意图。

图2为本发明的触碰阀门与砂桶安装位置及其结构示意图。

图3为本发明的砂桶、锥形斗以及气缸位置结构示意图。

图4为本发明沙腔前侧的刮砂板及其相连结构的示意图。

图5为本发明翻转板的结构示意图。

图6为本发明活动板结构示意图。

图7为本发明注砂机构的结构示意图。

图8为本发明活动模具的结构示意图。

图9为图8中a处放大示意图。

图中：1、固定板；2、固定模具；3、活动模具；301、定位凸起；302、定位凹孔；31、侧缝隙；32、底侧缝隙；33、排气间隙；34、排气槽；35、模板孔柱；36、限位柱；37、液体流道凸起；38、半球凸起；39、凸棱；4、翻转板；5、轴；51、轴板；6、推动油缸；7、活动板；71、接头；72、活动块；8、稳定板；9、液压气缸；10、砂腔；101、；102、；103、；11、砂桶安装架；12、框架；13、滚轮；14、锥形斗；15、沙桶；16、滑槽，17、刮砂板；171、转杆；172、驱动杆；18、滑杆；19、触碰阀门；191、挡块；192、弹簧；193、近似厂字型挡板；194、活动杆；20、气缸；21、气压罐。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述：

本发明的一种铸造金属微球浇注制备壳型设备，包括运砂机构、射砂机构、模具组以及推动模具运动的推动机构，所述模具组包括固定模具2和活动模具3，所述推动机构用于转动和推动活动模具3，所述活动模具3与固定模具2贴合后形成模具腔室，所述模具腔室顶端设有进砂口201，所述模具腔室两侧设有侧缝隙31以及底端设有底侧缝隙32，所述运沙机构将覆膜砂运送到模具组上方，所述运砂机构内的覆膜砂流入到射砂机构内，所述射砂机构通过气压罐21排出的气体将覆膜砂经过射砂口103射入模具腔室。

侧缝隙31和底侧缝隙32均是固定模具2和活动模具3相对应位置切除一定厚度边缘，形成较薄的缺口，而固定模具2与活动模具3贴合后两个相对应的缺口就会形成缝隙，缝隙的间隙相对较小，要小于砂的直径，所以砂无法从缝隙内流出，但无法阻挡空气排出。

所述运砂机构包括气缸20、砂桶15、砂桶安装架11、滑槽16以及安装滑槽16的框架12，所述砂桶15固定安装在砂桶安装架11内，所述砂桶安装架11两端安装有转轴以及设置在转轴上的滚轮13，所述滚轮设置在滑槽13内，所述砂桶安装架11底端安装有射砂机构，所述砂桶15底端与射砂机构顶端相通，所述气缸20推动砂桶安装架11移动。气缸20内的使用的气体来自气压罐21，气压罐21内气体通过液压装置向里充气。气缸20推动砂桶安装架11来回移动，砂桶安装架11两端的转轴以及转轴上的滚轮13，滚轮13在滑槽16内滑动，使得砂桶安装架11定向移动，而砂桶15是安装在砂桶安装架11内，砂桶15随着砂桶安装架11一起移动。

如图2，所述砂桶15内的覆膜砂通过锥形斗14向里注入砂，所述锥形斗14底端设有触碰阀门19，所述触碰阀门19包括近似厂字型挡板193、弹簧192、两根活动杆194、挡块191，所述挡块191设置在锥形斗14底端的漏沙口处并能左右移动，所述两根活动杆194的一端均固定在挡块191的侧边，所述两根活动杆194穿入到厂字型挡板193内，所述挡块191与厂字型挡板193之间的活动杆194上套有弹簧192。当砂桶15内砂移动到模具组上方进行一次注入沙后，气缸20将沙桶安装架11往回拉，回移的砂桶15触碰到触碰阀门19，即触碰到挡块191，挡块191就会向后移动，而挡块191在未移动前正好挡住锥形斗14下方的漏砂口，当挡块191移开后，锥形斗14内的砂就会流入到砂桶15内，而此时的弹簧192处于压紧状态，当砂桶安装架11再次被推移到模具组上方时，弹簧就会将挡块191推到锥形斗14下方堵住漏砂口。

所述射砂机构包括砂腔10、射砂口101、进砂端、进气孔，所述进砂端设置在砂腔10顶端，所述砂桶15的底端安装在进砂端上方，所述砂桶15与砂腔10相通且连接处密封连接，所述射砂口101设置在砂腔10的底端，所述注砂口101处安装有密封垫103，所述密封垫103中间缝隙大于模具腔室顶端的进砂口201的口径，所述射砂口101为一排圆形小孔102。进砂端即为砂腔10的顶端开口部位，进砂端与砂桶15底端焊接成一体且相通，进气孔通过管道与气压罐21相通，气压罐21将气体通入到砂腔10内后，带动砂子吹进模具腔内。而射砂口101移动到进砂口201上方时，密封垫103刚好卡在射砂口101和进砂口201之间，增加密封性，防止砂子吹进模具腔时，砂子流出，造成砂子浪费。射砂口101为一排圆形小孔102中小孔102是提高砂子流速，利于砂子吹进模具腔。

如图1和5，所述固定模具2固定在固定板1上，所述活动模具3固定在翻转板4上，所述翻转板4能够向上翻转90°并能推动活动模具3与固定模具2贴合，所述翻转板4背离活动模具3的一面的两侧设有轴板51，所述轴板51上插有轴5，所述翻转板4能够沿着轴5进行翻转，所述翻转板4底端设有能够推动翻转板4转动的推动油缸6。推动油缸6能够推动翻转板4底端移动，从而带动翻转板4沿着轴5进行翻转。而活动模具3是固定在翻转板4上的，所以活动模具3随着翻转板4转动和移动。

如图1和6，所述推动机构包括液压油缸9、稳定板8、活动板7以及稳定推动机构的滑杆18，所述稳定板8和固定板1均通过螺栓将底部固定在地面上设置的基板上，所述稳定板8和固定板1内侧边设有两根滑杆18、外侧边设有一根滑杆18，所述活动板7两侧边均设有套在滑杆18上的活动块72，所述轴板51上插的轴5的一端固定安装有活动块72且活动块套在滑杆18上，所述液压油缸9固定安装在稳定板8上，所述液压油缸9的油缸轴穿过稳定板8并固定在活动板7上，所述推动油缸6的缸的底端固定在活动板7底端上，所述活动板7侧边的活动块与轴板51上轴的一端的活动块之间安装有限位套筒，所述限位套筒套在滑杆18上。液压油缸9的油缸轴前端安装有u型接头，u型接头套在接头71上。

所述固定模具2与活动模具3上的半球凸起38和液体流道凸起37成镜像设置，所述固定模具2上设有限位孔，所述活动模具上设有能够插入到限位孔内的限位柱36，所述固定模具2和活动模具3上均设有模板孔柱35，相邻所述半球凸起38之间设有凸棱39，所述半球凸起38与液体流道凸起37之间也设有凸棱39。当两个模板扣合在一起时，两个半球凸起38之间就会形成一个球形腔室用于浇注微球，而相对的两个液体流道凸起37形成金属液流通道，而凸棱39就会形成球形腔室与球形腔室之间的流道，同时，凸棱39也会形成球形腔室与金属液流通道之间的流道。两个相对的模板孔柱35对应叠加时，正好贴合，制成的模板在模板孔柱35位置形成的是一个孔，当多块模板叠加时，这个孔就会叠加在一起形成浇注金属液体的孔洞，该孔洞与每块模板的金属液流通道相通。

所述模具组内设有能够制备两个浇注模具的模具腔室，所述固定模具2和活动模具3上的两个模具板之间设有排气槽34，所述排气槽34直通固定模具2或活动模具3底端，当固定模具2与活动模具3贴合时每个所述模具板与排气槽34之间均设有多个排气间隙33。模具腔室内的气体通过排气间隙33排到排气槽34内，顺着排气槽34向下排出。

所述固定模具2上的模具板一条对角线的两个拐角处设有定位凸起301，另一条对角线的两个拐角处设有定位凹孔302，所述活动模具3上与固定模具2上定位凸起301相对应位置设有定位凹孔302，而与固定模具2上定位凹孔302相对应位置设有定位凸起301。当多块模板叠加时，下方模板的上表面的定位凸起301与上方模板下表面的定位凹孔302对齐，而下方模板的上表面的定位凹孔302与上方模板下表面的定位凸起301对齐。

如图4，所述射砂机构前侧设有刮砂板17，所述刮砂板17固定在转杆171上，所述转杆171的一端安装有驱动转杆转动的驱动杆172，所述驱动杆172通过气缸驱动。当每次砂注入到模具腔内后，砂桶15回移时，会有部分砂残留在模具组上表面，而刮砂板17可以将砂刮掉。当砂桶15回移后，气缸推动驱动杆172移动，驱动杆172推动转杆171转动，从而带动刮砂板17向下移动，刮砂板17贴在模具组上表面，刮沙板17随着砂桶安装架11移动而移动，从而将砂扫尽。当扫完砂后，气缸驱动驱动杆172，从而带动转杆171转动，使得刮砂板17上翻，完成清扫模具组表面砂。

上述操作过程采用plc控制系统控制。

工作原理：1、将砂加入到锥形斗14中（吸砂泵将沙吸入到锥形斗内），当气缸20将砂桶安装架11拉到锥形斗14下方时，砂桶15将挡块191推开，锥形斗14内砂就会流到砂桶15内，直到流满砂桶15，然后气缸20推动砂桶安装架11向前移动，而同时砂桶15也相应向前移动，挡块191就会被弹簧向前推移，堵住锥形斗14的漏砂口；2、当砂桶15移动到模具组上方时，射砂口101贴合在进砂口201上，气压罐21向砂腔内通入气体，气体带动砂流动，砂子被吹入到模具腔内，由于模具腔室有侧缝隙31和底侧缝隙32（两个模板的还有排气槽），气体就会从缝隙中排出，而砂子粒径大于缝隙宽度，砂子就不会从缝隙中排出，当砂子充满模具腔室，停止向里排砂，气缸20将砂桶安装架11拉回，同时，驱动杆172被气缸驱动而移动，驱动杆172推动转杆171转动，从而带动刮砂板17向下移动，刮砂板17贴在模具组上表面，刮砂板17随着砂桶安装架11移动而移动，从而将模具组上表面砂扫尽；3、固定模具2和活动模具3均为金属模具，并进行加热，砂子在模具腔内被加热，固化成微球壳型，活动模具3与固定模具2分开后移，推动气缸6推动活动板7底侧，使得活动板7向上翻转，同时，活动模具3也相应向上翻转，将壳型手动取出；4、推动油缸6拉动翻转板4，使得活动模具3成竖直放置，液压油缸9推动活动板7移动，而活动板7与翻转板4两者之间的活动块72之间设有限位套筒套，这样活动板7旁的活动块72移动的同时，翻转板4旁的活动块72也相应移动，从而推动活动模具3向固定模具2移动并贴合在固定模具2上，然后，重复步骤1、2、3。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

本发明不限于以上对实施例的描述，本领域技术人员根据本发明揭示的内容，在本发明基础上不必经过创造性劳动所进行的改进和修改，都应该在本发明的保护范围之内。