型芯卡压方法及其卡压装置与流程

本发明涉及一种铸造用卡压装置，特别涉及裸浇工艺中型芯包用卡压方法及装置。

背景技术：

铸造是将液体金属浇铸到与零件形状相适应的铸造空腔中，待其冷却凝固后，以获得零件或毛坯的方法。在现有是生产制作过程中，是将制作好的砂芯和砂型或造型进行型芯装配后，在外围套上砂箱并填入型砂紧实后，再在上部进行压紧后进行浇注。此过程就需要专门制作用于不同规格产品所需要的砂箱或砂箱框，这样的操作不仅拖延了生产效率，同时也增加了每件产品的制作成本，而铸件多为单件式生产，就更加显得浪费。为了避免制作砂芯造成的工序延误和成本增加，目前采用的技术是无箱浇铸，也即裸浇。但目前，裸浇所能生产的产品的重量较小，一般都在100kg以内，且需要配合小型夹具，如螺杆四角卡压。随着3dp打印技术在铸造领域的应用，中型铸件的型芯已经可以间接打印，此方式节省了砂芯和砂型模具的成本，但仍需要将型芯装配后的型芯包埋箱，依然需要砂箱来为所述型芯包提供与金属液膨胀力相互抗衡的力。

技术实现要素：

有鉴于以上采用砂箱紧固型芯造成的砂铁比大、制作周期长和生产成本高的问题，有必要提出一种型芯卡压方法及其卡压装置，所述型芯卡压装置替代了砂箱对型芯的紧固作用，实现了铸件的裸浇。

一种型芯卡压方法，通过压紧部将型芯固定在确定的位置处，使得装配成型的所述型芯在浇铸过程中不会因为金属液的膨胀力而发生位移或者说导致金属液溢流、跑火等，从而保证了所述型芯的型腔中金属液的良好充型和冷凝，实现了铸件的裸浇。如，所述压紧部可以为具有压紧功能的机械结构，如可以为机械压手，通过所述压紧部将型芯的上端面和/或四个侧壁压紧和/或者箍紧，使型芯的各个组成部分在确定的位置，不会发生相对位移、不会超出设定的型芯的轮廓范围。

更具体地，所述压紧部加持在所述型芯上的箍紧力和/或压紧力仅用于维持所述型芯在确定的位置上、而不会对型芯施加额外的压力，或者说所述压紧部的目的是将所述型芯圈在所述型芯外轮廓的范围内，或者说所述压紧部的终端位置停留在所述型芯外轮廓面上、且具有一定的维持力以防止所述压紧部的终端受到金属液膨胀力而晃动、移位等，也即所述箍紧力或者压紧力等于金属液在充型和冷凝过程中对型芯的膨胀力。

具体地，所述压紧部设有竖向压手和/或横向压手。所述竖向压手作用于所述型芯上端面上，替代目前采用的压型铁、锁紧螺杆等为所述型芯提供向下的压紧力，从而保证型芯不会在金属液充型和冷凝过程中被抬起，也即避免了因型芯被抬起造成的跑火或者铸件尺寸偏差过大。所述横向压手作用于所述型芯的四个侧壁，所述横向压手为所述侧壁提供垂直于所述侧壁的水平箍紧力，从而保证型芯不会在金属液充型和冷凝过程中向外移位，避免了型芯各个组块移位导致的铸件尺寸偏差超标、披缝过大等问题。

本技术方案的技术效果为：通过本技术方案的实施，使得铸件在浇铸过程中省去了制作砂箱、埋箱两个工序，不仅缩短了铸件生产的工艺流程，同时也节省了相应的制作成本和时间，提升了生产效率。

附图说明

图1是型芯卡压装置示意图；

图2是横向压手示意图；

图中，100-框架；101-立柱；102-横梁；103-竖向导轨；200-执行件；300-横向压手；301-围框；302-定位套；303-定位块；304-压紧套；305-压紧杆；306-扩板；400-驱动部；401-驱动滑块；402-驱动件；403-传动件。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明的技术方案，将按照附图实施例进行详细说明，显而易见地，下面描述中的附图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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

为了将本发明所述的型芯卡压方法实际应用到生产中，现依据所述型芯卡压方法，设计如下所述的型芯卡压装置。

实施例一：

本实施例基于型芯依然采用现有的压型铁、锁紧螺杆等方式实现对型芯竖直方向的压紧，新增加对型芯的水平箍紧力，从而避免型芯在水平方向上的位移。

一种型芯卡压装置，具有横向压手300，所述横向压手300包括围框301和箍紧件，所述箍紧件包括定位套302、定位块303、压紧套304和压紧杆305，所述围框301为至少设有三层水平横杆的矩形框，也即所述围框301为在所述矩形框的四个棱柱之间至少设有三层水平横杆的框架；所述定位套302为一端设有挡片的中空结构，所述定位套302卡接在所述围框301两两横杆形成的空档中、且带有挡片的一端置于所述围框301内侧，为了使所述定位套302在使用过程中不会从所述围框301上脱落，在所述定位套302伸出所述围框301外侧的一端设有定位块303，所述定位块303固定连接在所述定位套302上，如在本实施例中，所述定位块303通过螺栓连接在所述定位套302上；所述压紧套304穿接在所述定位套302内，所述压紧杆305穿接在所述压紧套304内，且可以沿所述压紧套304相对移动，所述压紧杆305具有自锁功能，也即当所述压紧杆305相对所述压紧套304行进到确定位置停下后，不会因外界的因素而再与所述压紧套304之间发生相对移动，从而确保了对型芯侧壁的持续夹持，也即可以使所述压紧杆305对型芯侧壁的压紧力能够持续的加持，避免了金属液在充型和冷凝过程对型芯的膨胀力造成的型芯各组块间发生相对位移，从而造成浇铸过程中的跑火或者铸件尺寸偏差超标。在本实施例中，所述压紧杆305与所述压紧套304之间采用螺纹连接，也即所述压紧杆305可以为通长设有外螺纹的螺杆，也可以为两端设有外螺纹的连杆；相应的所述压紧套304内设有与压紧杆305项匹配的内螺纹。

作为本实施例的一种优化，所述定位块303与所述围框301的横杆间留有一定间隙，从而方便所述定位套302在所述横杆上滑移；也即所述定位套302可以沿所述围框301的横杆水平滑移，从而使得所述压紧杆305能够设定在需要或者可以压紧的位置上，从而使得所述压紧杆305对所述型芯的水平压紧更适当，也即可以在适当的位置进行压紧，以起到最好的压紧效果。

作为本实施例的另一种优化，所述压紧套304可以沿所述定位套302相对移动，也即所述压紧套304可以沿所述定位套302推向所述型芯侧壁或者拉离所述型芯侧壁，从而使得所述压紧杆305能够获得大距离的移动，提高了所述压紧杆305向所述型芯推进或者退离的效率。为了实现此功能，在本实施例中，在所述压紧套304设有通孔或者盲孔、在所述定位套302上设有通孔，当所述压紧套304行进到距离所述型芯侧壁一定位置处时，用销钉通过设定的通孔或者盲孔将所述压紧套304锁定在所述定位套302上。具体地，当所述压紧套304整体为实心时，设置地与所述销钉相互配合的是盲孔；当所述压紧套304两端为实心、中间为空心时，设置地与所述销钉相互配合的是通孔。

作为本实施例的另一种优化，为了提升所述压紧杆305的压紧力和避免在压紧过程中损坏所述型芯侧壁，在所述压紧杆305与所述型芯侧壁接触的一端的端头上设有扩板306。

作为本实施例的另一种优化，为了使所述压紧杆305的进退能够更方便操作，在置于所述围框301外侧的所述压紧杆305一端的端头上设有摇柄，所述摇柄可以方便的使所述压紧杆305向所述砂型的侧壁进退，也即通过摇动或者旋转所述摇柄即可以使所述压紧杆向所述型芯侧壁靠近或者远离，从而实现对型芯侧壁的压紧作用。

实施例二：

本实施例采用竖向压手代替现有的压型铁、锁紧螺杆等方式，来实现对型芯竖直方向的压紧，并增加对型芯的水平箍紧力。就实施例一中已经描述的横向压手300的部分，在此不再赘述。

一种型芯卡压装置，包括横向压手300和竖向压手，所述竖向压手包括框架100、执行件200、驱动部400，所述驱动部400设置在所述框架100上，所述框架100设置在地面上，从而保证所述型芯卡压装置的稳定；所述竖向压手200与所述驱动部400相连，所述驱动部400驱动所述执行件200在竖直方向上往复运动，从而实现对型芯竖直方向的压紧；所述横向压手300为具有若干层的框架结构，所述框架结构上设有用于压紧所述型芯的压紧套和压紧杆，将需要卡压的型芯置于所述框架结构内实现对型芯水平方向的箍紧。

所述框架100包括立柱101、横梁102和竖向导轨103，四根所述立柱101固定设置在地面上，所述立柱101设有横梁102，所述横梁102在所述立柱101上设有两组，一组设置在所述立柱101的顶部为顶部横梁，一组设置在所述立柱101的中部为中部横梁，所述竖向导轨103设置在所述顶部横梁和所述中部横梁之间。

所述驱动部400包括驱动滑块401、驱动件402和传动件403，所述驱动滑块401设置在所述竖向导轨103上，可以沿所述竖向导轨103上下滑行；所述驱动件402设置在所述竖向导轨103靠近所述顶部横梁的一端，也即所述驱动件402设置在所述竖向导轨103顶部，且具体是设置在所述竖向导轨103上的横杆上，也即在所述竖向导轨103的顶部(也即靠近所述顶部横梁的一端)设置横杆，在所述横杆上设置所述驱动件402，所述驱动件402用来驱动所述驱动滑块401沿所述竖向导轨103上下滑行，从而实现执行件200上下运动，以适用于不同高度的型芯；所述传动件403设置在所述驱动滑块401上，也即所述驱动滑块401带动所述传动件403沿所述竖向导轨103上下运动，也即所述传动件403的一端连接在所述驱动滑块401靠近所述顶部横梁的一端、且所述传动件403还可以沿所述驱动滑块401在水平方向上左右移动；所述传动件403的另一端连接有所述执行件200，从而使得所述竖向压手200可以避开所述型芯上端面的铸造工艺区位。就本实施例而言，所述驱动件402为输出轴设有螺杆的电机，所述电机安装在是殴横杆上，所述螺杆竖直向下、平行于所述立柱101，所述驱动滑块401穿过所述螺杆跨接在所述竖向导轨103上，所述驱动滑块401在所述螺杆的带动下沿所述竖向导轨103上下运动；所述传动件403为直角三角形框架结构，所述直角三角形框架的长直角边平行于所述竖向导轨103、且所述长直角边远离短直角边的一端固定连接于所述驱动滑块401上，从而实现所述传动件403与所述驱动滑块401的同步运动，所述短直角边即为所述传动件403的末端。

优选地，所述传动件403在所述驱动滑块401上对称的设有两个，也即所述传动件403成组设置，从而使得对所述型芯上端面的压紧力更均匀和平衡。所述执行件200的数量与所述传动件403的数量对应，每个所述传动件403上设置有一个所述执行件200。

更优地，在所述驱动滑块401上还设有第二驱动件，所述第二驱动件用于调节两个所述传动件403之间的距离，从而可以适用于不同大小的所述型芯，也可以根据所述型芯上端面上浇口、冒口等铸造工艺区位的设置，来相对地调节每个所述传动件403的位置，也即改变两个所述传动件403之间的距离，而最终目的是改变了所述执行件200相对所述型芯上端面的施压位置。

所述执行件200连接于所述传动件403的末端，以作用于所述型芯的上端面。所述执行件200为水平安置于所述传动件403末端的长方体条状结构，从而可以最大面积的与所述型芯上端面接触，获得最好的承压效果。就本实施例而言，所述传动件403设置有两个，所述执行件200也配置有两个，对于铸造工艺浇口、冒口等设置在型芯上端面中部的情况，两个所述执行件200可以绕开浇口、冒口等铸造工艺区位压在所述型芯的上端面上，从而实现对称的、平衡的对所述型芯施压。更具体地，所述执行件200可以由h型钢制成。

所述横向压手300为实施例一所记载的框架式所述横向压手300，也即将实施例一中的横向压手300设置于实施例二的型芯卡压装置上。

作为本实施例的一种优化，依据所述横梁102的宽度或者说依据所述框架100的宽度/跨度，所述竖向导轨103在所述横梁102上可并排的设有若干组，如所述竖向导轨103可以设置一组、两组或者三组，在本实施例中所述竖向导轨103设有两组。当所述竖向导轨103设置有若干组时，每组所述竖向导轨103上均可设置一套所述驱动部400，从而实现了一个所述框架100上可布置若干套所述驱动部400、执行件200和依据使用对象不同配置的所述横向压手300，从而不仅实现了一个框架100的工位上可卡压多个型芯的目的，同时也实现了同个工位上可以卡压多种不同类型的型芯，从而满足了多种、单件铸件的生产，在提升了单位面积利用率的同时也提高的生产效率。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。