CN104190877B - 一种型砂紧实装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及金属材料铸造领域，涉及一种型砂紧实装置，该装置为箱体结构，箱体被第一级阀隔板分隔为上部气包箱体和下部多触头机构箱体，第一级阀隔板开有第一级阀孔连通气包箱体与多触头机构箱体，气包箱体内设有通道阀，通道阀启闭第一级阀孔，气包箱体设有进气管，多触头机构箱体内设置多触头机构，在多触头机构箱体底部有第二级阀隔板且开有若干个与多触头机构匹配的第二级阀孔，多触头机构启闭第二级阀孔，多触头机构箱体设有排气管。本发明减少了预填框以上至第二级阀隔板以下之间的通道空间，可大大提高型砂紧实装置的压力梯度，实现了节能、环保，结构简单，易自动控制，造型紧实度高，铸件质量好，实现汽车铸件轻量化、薄壁化。

Description

一种型砂紧实装置

技术领域

本发明涉及金属材料铸造领域，具体的说是涉及一种型砂紧实装置。

背景技术

随着社会的发展和科学技术的进步，人们对环境的保护和节能减排特别是对现代汽车工业的发展提出了更高的要求，汽车铸件正向着轻量化、薄壁化方向发展，实现汽车铸件轻量化、薄壁化的关键是进一步提高生产汽车铸件的铸型的紧实度，这就要求现代化的造型设备具有更为先进的型砂紧实装置。本发明对推动现代化的造型设备的发展，特别是提高生产汽车铸件的铸型的紧实度，实现汽车铸件轻量化、薄壁化具有重要意义。

型砂紧实装置是现代化的造型设备中的关键部件，它的紧实效果直接影响汽车铸件的质量，《静压造型技术的发展》一文中（蔡齐昊著，“中国铸造装备与技术” 1999年第5期），公开了目前国内外静压造型技术的发展，文章所述的静压造型技术是指气流压力(或气流冲击)紧实机构和多触头压实机构组合而成的型砂紧实装置，其主要机构型式参见说明书附图6至图9。

根据气流压力（或称气流冲击实砂或静压实砂）紧实理论，影响型砂紧实效果的主要因素是气流实砂机构的主要性能参数“压力梯度”，即气流冲击实砂机构在脉冲阀下与砂箱预填框上部空间瞬间产生的压力和产生此压力所需时间的比值，而影响压力梯度的重要因素之一就是砂箱上部空间容积的大小（见“江西工业大学学报”1988年第二期《气流冲击实砂机构及主要性能参数的研究》作者：耿茂鹏 周立 吴道光，该文对影响压力梯度的其它重要因素也做了详细论述）。上述静压造型机构存在的主要问题是：这些造型机的砂箱预填框上部空间容积过大，单一的气流冲击实砂机构的脉冲控制阀一般都直接开在砂箱预填框的上部，使其上部空间最小，压力梯度可达到最大值，实砂效果最好，耗气量也最小。而上述所引述的静压造型的实砂装置，即气流压力实砂机构和多触头压实机构组合而成的型砂紧实装置即现在称之的静压装置，设计者为了不影响多触头压实机构的压实动作，其脉冲控制阀都设置在多触头机构的上部，这样多触头机构的空间成为气流实砂过程的通道，从而扩大了脉冲阀下与砂箱预填框上部空间的容积，从而降低了气流实砂机构的压力梯度值，因而严重影响了气流实砂的效果。特别是KW静压造型机，在多触头机构的上部的两侧，设置了二个脉冲控制阀，在两个阀的下面还设有二个很粗的气管通入多触头空腔，这样大大扩大了砂箱预填框上部空间的容积，进一步降低了它的压力梯度值，耗气量也特别大。KW静压造型机的另一个问题是用两个脉冲控制阀从两侧对预填框中的型砂实施紧实，由于两个阀的机械阻尼作用不可能完全相同，使两个脉冲控制阀很难做到高度同步，易使进入预填框气流的流动紊乱，严重影响了气流实砂的效果。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种型砂紧实装置。

为了实现本发明的目的，本发明采用的技术方案为：

一种型砂紧实装置，该装置为箱体结构，箱体被第一级阀隔板分隔为上部气包箱体和下部多触头机构箱体，第一级阀隔板开有第一级阀孔连通气包箱体与多触头机构箱体，气包箱体内设有通道阀，通道阀启闭第一级阀孔，气包箱体设有进气管，多触头机构箱体内设置多触头机构，在多触头机构箱体底部有第二级阀隔板且开有若干个与多触头机构匹配的第二级阀孔，多触头机构启闭第二级阀孔，多触头机构箱体设有排气管。

多触头机构包括油缸机构、触头杆、触头，油缸机构通过触头杆控制触头运动，触头设置为伸出第二级阀隔板在多触头机构箱体的外部，触头在多触头机构箱体的外部启闭第二级阀孔，在多触头机构箱体底部边缘一圈设有密封凸缘，密封凸缘高度大于当关闭第二级阀孔时触头最下部的端面位置。

还包括预填砂框、砂箱、型板、型板框、举升机构，上述部件依次布置在多触头机构箱体下部，预填砂框的框边缘与密封凸缘对接。

本发明的有益效果在于：1、本发明在预填砂框以上至第二级阀隔板以下之间的通道空间最小。

2、本发明的与多触头相对应的第二级阀隔板的阀孔数量多，气流通道面积大且分布均匀。

3、本发明是在触头油缸的油压和气包气压的共同压力下，多个触头向下运动速度快，同步性好。

上述三点均是提高气流冲击型砂紧实装置的主要性能参数即压力梯度的有效措施，因此，本发明空气冲击实砂机构的压力梯度高，可以大大提高铸型的紧实效果。

4、本发明的多触头机构与阀体开启机构共用，结构简单，易实现自动控制。

5，本发明的造型紧实度高，铸件质量好，为实现汽车铸件轻量化、薄壁化开辟了新途径。

6，本发明大大减少了预填砂框以上至第二级阀隔板以下之间的通道空间，实现了节能、环保，技术经济效益显著。

附图说明

图1为本发明结构示意图，

图2为本发明在初始状态示意图，

图3为本发明在气流冲击实砂准备状态示意图，

图4为本发明在气流冲击实砂示意图，

图5为本发明在多触头机构压实状态示意图，

图6为日本新东公司APK型静压造型机结构示意图，

图7为欧洲EFA型静压造型机结构示意图，

图8为欧洲HSP型静压造型机结构示意图，

图9为德国KW公司的静压造型机结构示意图。

其中61储气包和静压阀 62多触头压实机构 63百叶窗式加砂斗 64定位缸 65模板框 66模板 67余砂框 68砂箱运进线 69工作台 60举升缸；71静压阀 72多触头压实机构73余砂框74砂箱75模样和模板76 排气塞；81静压阀82压实机构 83余砂框84砂箱85模样和模板86排气塞；91阀门 92压气框 93填砂框 94型砂 95砂箱 96模型 97模板框。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

实施例： 参见图1至图5。

一种型砂紧实装置，该装置为箱体结构，箱体被第一级阀隔板3分隔为上部气包箱体1和下部多触头机构箱体2，第一级阀隔板3开有第一级阀孔4连通气包箱体1与多触头机构箱体2，气包箱体1内设有通道阀5，通道阀5启闭第一级阀孔4，气包箱体1设有进气管6，多触头机构箱体2内设置多触头机构，在多触头机构箱体2底部有第二级阀隔板12且开有若干个与多触头机构匹配的第二级阀孔7，多触头机构启闭第二级阀孔7，多触头机构箱体设有排气管8。

多触头机构包括油缸机构9、触头杆10、触头11，油缸机构9通过触头杆10控制触头11运动，触头11设置为伸出第二级阀隔板12在多触头机构箱体2的外部，触头11在多触头机构箱体2的外部启闭第二级阀孔7，在多触头机构箱体底部边缘一圈设有密封凸缘18，密封凸缘18高度大于当关闭第二级阀孔7时触头11最下部的端面位置。

还包括预填砂框13、砂箱14、型板15、型板框16、举升机构17，上述部件依次布置在多触头机构箱体2下部，预填砂框13的框边缘与密封凸缘18对接。

本发明的工作过程是：

工作过程1为初始状态：通道阀5关闭气包箱体1的第一级阀孔4，空气从进气管6对气包箱体1充气并达设定的气压，此时各个触头11处于关闭第二级阀孔7位置。

工作过程2为气流冲击实砂准备状态：由举升机构17举升，将型板框16、型板15、填好型砂的砂箱14和预填砂框13举升至多触头机构箱体2的下部并密封，第二级阀孔7处于关闭状态，第一级阀孔4开启，气包箱体1与多触头箱体2中的空腔连通充气并达设定的气压。

工作过程3为气流冲击实砂状态：多触头机构的油缸机构9的无杆腔进油、有杆腔排油，在油缸机构9的油压和气包箱体1的气压的共同压力下，触头杆10带动所有触头11快速向下运动一个设定的行程，第二级阀孔7被快速打开，预填砂框13上部气压迅速达到峰值，进行气流冲击实砂，型砂被迅速紧实；

工作过程4为多触头机构压实状态：通道阀5关闭第一级阀孔4，多触头机构箱体的排气管8开始排气，多触头机构箱体2的余气被排出并达到常压，油缸机构9的无杆腔进油，有杆腔排油，所有触头11向下运动，对砂箱14上部的浮砂层进行压实；

工作过程5为恢复到初始状态：油缸机构9的无杆腔排油，有杆腔进油，触头杆10带动所有触头11向上运动，第二级阀孔7关闭，举升机构17下降，将紧实好的铸型起模，造型工序完毕，该型砂紧实装置恢复到初始状态，如此往复进行。

本发明的实施例公布的是较佳的实施例之一也，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本发明的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本发明的精神，都在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种型砂紧实装置，该装置为箱体结构，箱体被第一级阀隔板分隔为上部气包箱体和下部多触头机构箱体，第一级阀隔板开有第一级阀孔连通气包箱体与多触头机构箱体，气包箱体内设有通道阀，通道阀启闭第一级阀孔，气包箱体设有进气管，多触头机构箱体内设置多触头机构，在多触头机构箱体底部有第二级阀隔板且开有若干个与多触头机构匹配的第二级阀孔，多触头机构启闭第二级阀孔，多触头机构箱体设有排气管，其特征在于：多触头机构包括油缸机构、触头杆、触头，油缸机构通过触头杆控制触头运动，触头设置为伸出第二级阀隔板在多触头机构箱体的外部，触头在多触头机构箱体的外部启闭第二级阀孔，在多触头机构箱体底部边缘一圈设有密封凸缘，密封凸缘高度大于当关闭第二级阀孔时触头最下部的端面位置。

2.根据权利要求1所述的一种型砂紧实装置，其特征在于：还包括预填砂框、砂箱、型板、型板框、举升机构，上述部件依次布置在多触头机构箱体下部，预填砂框的框边缘与密封凸缘对接。