CN114425607B - 一种具有主动侧压力的双轴联动砂箱成型设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有主动侧压力的双轴联动砂箱成型设备，属于砂箱成型领域。它包括上砂箱、下砂箱和双轴联动施压机构，上砂箱与下砂箱结构相同，均包括前侧板，平行于前侧板装设的后侧板，沿X方向同步反向滑动装设在前侧板与后侧板之间相互平行的左侧板和右侧板，沿Z方向滑动装设在左侧板与右侧板之间的复合模板；左侧板和右侧板之间还装设有侧板锁紧弹簧；双轴联动施压机构包括连杆A、连杆B、连杆C、连杆D、联动施压杆和同步施压杆。本发明是一种通过复合模板上下滑动和长度改变实现型腔体积改变，从而实现对型砂同时施加Z向主动正压力和X向主动侧压力的双轴联动砂箱成型设备。

Description

一种具有主动侧压力的双轴联动砂箱成型设备

技术领域

本发明主要涉及砂箱成型领域，特指一种具有主动侧压力的双轴联动砂箱成型设备。

背景技术

砂型铸造是铸造生产的主要手段，作为制备砂型和型砂的砂箱则是砂型铸造的最重要的设备之一。现有技术中的砂箱成型设备在压缩实砂时通常是采用一维正压力，即沿垂直于分型面的方向施加压力，例如模板加压设备、压板加压设备和对压设备，现有技术中虽然实现了对砂箱内型砂的Z向压紧，但是由于在分型面内的X向和Y向压力为被动压力，从而导致砂箱内的型砂压缩均匀度不够，砂型内各部分的压力差异较大，降低了铸造精度。因此，设计一种可以主动施加侧压力的砂箱成型设备具有十分重要的价值。

发明内容

本发明需解决的技术问题是：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种具有主动侧压力的双轴联动砂箱成型设备，通过复合模板上下滑动和长度改变实现型腔体积改变，从而实现对型砂同时施加Z向主动正压力和X向主动侧压力。

为了解决上述问题，本发明提出的解决方案为：一种具有主动侧压力的双轴联动砂箱成型设备，它包括上砂箱、下砂箱和双轴联动施压机构。

所述上砂箱与所述下砂箱结构相同，均包括前侧板，平行于所述前侧板装设的后侧板，沿X方向同步反向滑动装设在所述前侧板与后侧板之间且相互平行的左侧板和右侧板，以及沿Z方向滑动装设在上砂箱上端和下砂箱下端，且位于所述左侧板与右侧板之间的复合模板；所述左侧板和右侧板之间还装设有侧板锁紧弹簧。

所述复合模板包括左端沿Z方向滑动装设在所述左侧板上的滑动板A，右端沿Z方向滑动装设在所述右侧板上的滑动板B，固定装设在所述滑动板B上的弹簧支架，两端分别与所述滑动板A和所述弹簧支架相连的模板弹簧；所述滑动板B的左端沿X方向滑动装设在所述滑动板A上。

所述双轴联动施压机构包括两根左端分别铰接装设在所述上砂箱中左侧板前后两端面上的连杆A，两根右端分别铰接装设在所述上砂箱中右侧板前后两端面上的连杆B，两根左端分别铰接装设在所述下砂箱中左侧板前后两端面上的连杆C，两根右端分别铰接装设在所述下砂箱中右侧板前后两端面上的连杆D，以及沿铅垂方向装设的两根联动施压杆和两根同步施压杆；两根所述连杆A的右端分别与相对应的两根所述连杆B的左端铰接在一起，两根所述连杆C的右端分别与相对应的两根所述连杆D的左端铰接在一起；两根所述联动施压杆的上端分别沿X方向滑动装设在所述滑动板的前后两端面上，下端分别铰接装设在相对应的所述连杆A和所述连杆B的铰接点上；两根所述同步施压杆上端分别铰接装设于两根所述联动施压杆下端，下端分别铰接装设于相对应的所述连杆C和所述连杆D的铰接点上。

进一步地，所述后侧板上还装设有限制所述左侧板向左滑动到极限位置的左侧限位块和限制所述右侧板向右滑动到极限位置的右侧限位块。

进一步地，所述左侧板上还装设有限制两个所述复合模板相互远离到极限位置的模板限位块。

进一步地，所述模板弹簧始终处于受压状态，所述侧板锁紧弹簧始终处于受拉状态。

进一步地，所述连杆C始终平行于所述连杆A，所述连杆D始终平行于所述连杆B，所述连杆A与连杆B组成V字型结构，初始状态下其夹角不小于120°；所述连杆C与连杆D组成V字型结构，初始状态下其夹角不小于120°。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：本发明的一种具有主动侧压力的双轴联动砂箱成型设备，设有可以相对于左侧板和右侧板上下滑动运动的复合模板，通过复合模板实现对砂箱内型砂施加Z向主动正压力；复合模板设有滑动板A和滑动板B，从而使得左侧板和右侧板相互靠近或相互远离时型腔始终封闭，从而实现对型腔X方向和Z方向的长度改变；本发明设有双轴联动施压机构，在对复合模板Z向施加正压力的同时还可以通过双轴联动施压机构对左侧板和右侧板施加X向主动侧压力，从而实现对型腔中型砂的双向二维压实。由此可知，本发明是一种通过复合模板上下滑动和长度改变实现型腔体积改变，从而实现对型砂同时施加Z向主动正压力和X向主动侧压力的双轴联动砂箱成型设备。

附图说明

图1是本发明的一种具有主动侧压力的双轴联动砂箱成型设备的剖视图。

图2是本发明的一种具有主动侧压力的双轴联动砂箱成型设备的结构原理示意图。

图3是上砂箱拆除前侧板后的主视图。

图4是上砂箱拆除复合模板后的俯视图。

图中，1—上砂箱；2—下砂箱；11—复合模板；111—模板限位块；12—左侧板；121—左侧限位块；131—右侧限位块；13—右侧板；14—前侧板；15—后侧板；16—侧板锁紧弹簧；31—滑动板A；32—滑动板B；33—模板弹簧；34—弹簧支架；41—连杆A；42—连杆B；43—联动施压杆；44—同步施压杆；45—连杆C；46—连杆D。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。为了便于描述，本发明规定铅垂方向为Z方向，左右方向为X方向，前后方向为Y方向。

参见图1，本发明的一种具有主动侧压力的双轴联动砂箱成型设备，包括上砂箱1、下砂箱2和双轴联动施压机构。上砂箱1与下砂箱2组成的封闭空间为型腔，型腔内装满型砂，上砂箱1放置于下砂箱2的正上方，双轴联动施压机构可以同时对型腔中的型砂施加Z向和X向压力。

参见图3和图4，上砂箱1与下砂箱2结构相同，均包括前侧板14，平行于前侧板14装设的后侧板15，沿X方向同步反向滑动装设在前侧板14与后侧板15之间相互平行的左侧板12和右侧板13，沿Z方向滑动装设在上砂箱1上端和下砂箱2下端，且位于左侧板12与右侧板13之间的复合模板11；左侧板12和右侧板13之间装设有侧板锁紧弹簧16。前侧板14与后侧板15之间的距离不变，左侧板12和右侧板13在双轴联动施压机构作用下可以沿X方向相对于前侧板14和后侧板15滑动，从而改变型腔X方向的长度；复合模板11在双轴联动施压机构作用下可以沿Z方向相对于左侧板12和右侧板13滑动，从而改变型腔Z方向的长度。

参见图1和图2，复合模板11包括左端沿Z方向滑动装设在左侧板12上的滑动板A31，右端沿Z方向滑动装设在右侧板13上的滑动板B32，固定装设在滑动板B32上的弹簧支架34，两端分别与滑动板A31和弹簧支架34相连的模板弹簧33；滑动板B32的左端沿X方向滑动装设在滑动板A31上。当左侧板12与右侧板13之间的距离增加时，模板弹簧33长度增加，滑动板B32远离滑动板A31；当左侧板12与右侧板13之间的距离减小时，模板弹簧33长度减小，滑动板B32向着滑动板A31运动。模板弹簧33为金属螺旋抗压弹簧，从而使得复合模板11左右两侧始终与左侧板12和右侧板13滑动接触。

参见图1和图2，双轴联动施压机构包括两根左端分别铰接装设在上砂箱1中左侧板12前后两端面上的连杆A41，两根右端分别铰接装设在上砂箱1中右侧板13前后两端面上的连杆B42，两根左端分别铰接装设在下砂箱2中左侧板12前后两端面上的连杆C45，两根右端分别铰接装设在下砂箱2中右侧板13前后两端面上的连杆D46，以及沿铅垂方向装设的两根联动施压杆43和两根同步施压杆44；两根连杆A41的右端分别与相对应的两根连杆B42的左端铰接在一起，两根连杆C45的右端分别与相对应的两根连杆D46的左端铰接在一起；两根联动施压杆43的上端分别沿X方向滑动装设在滑动板32的前后两端面上，下端分别铰接装设在相对应的连杆A41和连杆B42的铰接点上；两根同步施压杆44上端分别铰接装设于两根联动施压杆43下端，下端分别铰接装设于相对应的连杆C45和连杆D46的铰接点上。连杆C45始终平行于连杆A41，连杆D46始终平行于连杆B42，从而使得联动施压杆43和同步施压杆44只能沿Z方向升降运动。

作为优选地，后侧板15上还装设有限制左侧板12向左滑动到极限位置的左侧限位块121和限制右侧板13向右滑动到极限位置的右侧限位块131。当型腔中装满型砂时，左侧限位块121和右侧限位块131恰好分别抵触到左侧板12和右侧板13，此时复合模板11沿X方向长度最大。

作为优选地，左侧板12上还装设有限制两个复合模板11相互远离到极限位置的模板限位块111。下砂箱2上的复合模板11对下砂箱2中的型砂起支撑作用，当型砂成型后需要取下上砂箱1时，上砂箱1中的复合模板11对上砂箱1翻转后的型砂起支撑作用。

作为优选地，模板弹簧33始终处于受压状态，使得复合模板11中的滑动板A31和滑动板B32始终与相邻的左侧板12和右侧板13滑动接触；侧板锁紧弹簧16始终处于受拉状态，当砂箱施压结束后，由于型腔中的型砂体积改变，从而使得左侧板12与右侧板13之间的距离小于初始距离，始终受拉的侧板锁紧弹簧16可以锁紧左侧板12和右侧板13，使得型腔X方向的长度保持不变。

参见图1，作为优选地，连杆A41与连杆B42组成V字型结构，初始状态下其夹角不小于120°；连杆C45与连杆D46组成V字型结构，初始状态下其夹角不小于120°。V字型结构使得主动侧压力与连杆A41、连杆B42之间的夹角成增函数关系，改变此夹角可以有效改变主动侧压力的大小。

双轴联动施压机构工作原理：当上砂箱1中的复合模板11在外力作用下向下运动，即沿Z方向压缩型腔中的型砂时，滑动板B32带动联动施压杆43向下运动，进而带动连杆A41和连杆B42的铰接点向下运动，从而拉动左侧板12和右侧板13沿X方向相互靠近，从而对上砂箱1中的型砂施加X方向的主动侧压力；由于联动施压杆43的下端与同步施压杆44铰接，从而使得联动施压杆43带动同步施压杆44向下运动，进而向下推动连杆C45和连杆D46的铰接点，下砂箱2中的左侧板12和右侧板13沿X方向相互靠近，从而对下砂箱2中的型砂施加X方向的主动侧压力。

本发明的工作过程和工作原理如下：首先在下砂箱2和上砂箱1中装满型砂，型砂中装有铸件模型，然后通过压力机的施压板对上砂箱1中的复合模板11向下施加Z向正压力；上砂箱1中的复合模板11向下运动，进而通过联动施压杆43带动连杆A41和连杆B42，从而带动上砂箱1中的左侧板12和右侧板13相互靠近运动，对上砂箱1中的型砂施加X方向的主动侧压力；与此同时，联动施压杆43通过同步施压杆44带动连杆C45和连杆D46，从而带动下砂箱2中的左侧板12和右侧板13相互靠近运动，从而对下砂箱2中型砂施加X方向的主动侧压力。整个过程中，上砂箱1始终位于下砂箱2的正上方，从而确保型腔中铸件成型的稳定性。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应该属于本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种具有主动侧压力的双轴联动砂箱成型设备，包括上砂箱（1）、下砂箱（2）和双轴联动施压机构，其特征在于：

所述上砂箱（1）与所述下砂箱（2）结构相同，均包括前侧板（14），平行于所述前侧板（14）装设的后侧板（15），沿X方向同步反向滑动装设在所述前侧板（14）与后侧板（15）之间且相互平行的左侧板（12）和右侧 板（13），以及沿Z方向滑动装设在上砂箱（1）上端和下砂箱（2）下端，且位于所述左侧板（12）与右侧 板（13）之间的复合模板（11）；所述左侧板（12）和右侧 板（13）之间还装设有侧板锁紧弹簧（16）；所述侧板锁紧弹簧（16）始终处于受拉状态；

所述复合模板（11）包括左端沿Z方向滑动装设在所述左侧板（12）上的滑动板A（31），右端沿Z方向滑动装设在所述右侧板（13）上的滑动板B（32），固定装设在所述滑动板B（32）上的弹簧支架（34），两端分别与所述滑动板A（31）和所述弹簧支架（34）相连的模板弹簧（33）；所述滑动板B（32）的左端沿X方向滑动装设在所述滑动板A（31）上；所述模板弹簧（33）始终处于受压状态；

所述双轴联动施压机构包括两根左端分别铰接装设在所述上砂箱（1）中左侧板（12）前后两端面上的连杆A（41），两根右端分别铰接装设在所述上砂箱（1）中右侧板（13）前后两端面上的连杆B（42），两根左端分别铰接装设在所述下砂箱（2）中左侧板（12）前后两端面上的连杆C（45），两根右端分别铰接装设在所述下砂箱（2）中右侧板（13）前后两端面上的连杆D（46），以及沿铅垂方向装设的两根联动施压杆（43）和两根同步施压杆（44）；两根所述连杆A（41）的右端分别与相对应的两根所述连杆B（42）的左端铰接在一起，两根所述连杆C（45）的右端分别与相对应的两根所述连杆D（46）的左端铰接在一起；两根所述联动施压杆（43）的上端分别沿X方向滑动装设在所述滑动板B（32）的前后两端面上，下端分别铰接装设在相对应的所述连杆A（41）和所述连杆B（42）的铰接点上；两根所述同步施压杆（44）上端分别铰接装设于两根所述联动施压杆（43）下端，下端分别铰接装设于相对应的所述连杆C（45）和所述连杆D（46）的铰接点上；

所述连杆C（45）始终平行于所述连杆A（41），所述连杆D（46）始终平行于所述连杆B（42），所述连杆A（41）与连杆B（42）组成V字型结构，初始状态下其夹角不小于120°；所述连杆C（45）与连杆D（46）组成V字型结构，初始状态下其夹角不小于120°；

所述双轴联动施压机构在对复合模板Z向施加正压力的同时还可以对左侧板和右侧板施加X向主动侧压力，从而实现对型腔中型砂的双向二维压实。

2.根据权利要求1所述的一种具有主动侧压力的双轴联动砂箱成型设备，其特征在于：所述后侧板（15）上还装设有限制所述左侧板（12）向左滑动到极限位置的左侧限位块（121）和限制所述右侧板（13）向右滑动到极限位置的右侧限位块（131）。

3.根据权利要求1所述的一种具有主动侧压力的双轴联动砂箱成型设备，其特征在于：所述左侧板（12）上还装设有限制两个所述复合模板（11）相互远离到极限位置的模板限位块（111）。