專利名稱：一種垂直分型無箱射壓粘土砂自動造型機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種鑄造機械設備，具體為一種采用伺服電機驅動液壓控制技術的全自動高速垂直分型造型機。主要用于鑄造用粘土砂砂型的制作。
背景技術：
粘土砂金屬鑄造成型是機械零件毛坯的主要生產方法之一，在機械制造工業(yè)中得到廣泛的應用，并且占有重要地位。其中粘土砂砂型的制作是鑄件生產工藝過程中的關鍵環(huán)節(jié)之一，砂型的制作質量直接關系到鑄件的質量和成品率，制作優(yōu)質的砂型對提高鑄件質量，降低鑄件成本起著至關重要的作用，國外發(fā)達國家針對該造型工藝研制了各類高端自動化造型機，這類機械具有生產效率高、質量穩(wěn)定、節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點，但因其價格相當昂貴，維護難度大，在一般客戶中難以推廣使用。目前國內絕大多數(shù)鑄造企業(yè)仍在運用工藝簡單、技術落后的震壓式造型機或壓實式造型機進行砂型制作，制作的砂型質量穩(wěn)定性差、設備運行噪聲高，勞動強度大，生產效率低，環(huán)境污染重，國內鑄造行業(yè)急需高端自動化造型機取代現(xiàn)有落后的造型設備。
發(fā)明內容本實用新型針對上述現(xiàn)有技術上的不足，設計了一種垂直分型無箱射壓粘土砂自動造型機。解決了現(xiàn)有技術的垂直分型無箱射壓粘土砂自動造型機存在的密封較差，成品率低的不足。本實用新型的一種垂直分型無箱射壓粘土砂自動造型機，包括由油箱、底座組成的機座，在機座上依次安裝有造型型腔室、加砂射砂機構、造型推型機構、砂型壓持機構、型腔開關翻轉機構和液壓系統(tǒng)、氣路系統(tǒng)、集中潤滑系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)，所述的自動造型機上設置有反壓板擺動連桿機構、快速射砂系統(tǒng)和快速充液閥組，所述反壓板擺動連桿機構與可擺動反壓板連接，其特征在于所述的可擺動反壓板的密封側包括內側密封蓋板和外側密封蓋板，所述內側密封蓋板和外側密封蓋板將O形彈性密封柱塞、Ω形密封圈固定在蓋板及反壓板本體上，在蓋板和反壓板本體的結合面制作有多個通氣氣道；所述的快速射砂系統(tǒng)包括射砂錐形接管體及固定在射砂錐形接管體上的砂料箱，在砂料箱中部裝有射砂氣控閥，頂部裝有落砂閥，所述的落砂閥裝有料箱排氣閥，所述落砂閥的落砂口側由閥蓋板支承，密封壓蓋、密封支承圈夾持，將聚氨酯材料制成的W形密封圈固定，使所述密封圈貼合在瓦狀球形閘板上，并且在W形密封圈與瓦狀球形閘板之間留有間隙，在閥蓋板上制作有通氣孔，注入氣壓后，氣壓將W形密封圈向外膨脹抱緊瓦狀球形閘板進行密封，以避免砂箱內砂粒發(fā)生外泄漏；所述的快速充液閥組包括充液閥主閥芯，充液閥先導閥芯、充液閥閥體、充液閥彈簧和比例先導閥，其中充液閥先導閥芯和充液閥閥體組成伺服液壓控制小容積密封腔，由比例先導閥進行伺服控制充液閥主閥芯的開啟速度，關閉時由充液閥彈簧推動充液閥先導閥芯快速排出控制密封腔的液體，實現(xiàn)快速關閉。[0006]本實用新型的一種垂直分型無箱射壓粘土砂自動造型機在型腔可擺動反壓板上采用了新型氣壓膨緊式密封裝置。通過注入氣壓推動柱塞使密封膨脹，可提高密封可靠性。延長使用壽命。上部落砂閥采用了氣壓脹緊式落砂口密封元件和瓦狀球形閘板，閥門關閉后注入氣壓使密封元件膨脹抱緊瓦狀球形閘板，提高密封可靠性，閥門開啟時釋放氣壓密封元件收縮，使密封元件與瓦狀球形閘板之間形成間隙，保證不發(fā)生密封元件摩擦損壞。該造型機的造型全過程無砂塵外泄，造型速度快、定位精準、合型精度高，具有高效節(jié)能、環(huán)保的特點。同時該造型機所制作的砂型緊實度高而且均勻，用其澆鑄出來的鑄件廢品率低，夕卜形美觀，幾何尺寸精度高。

圖1是本實用新型的橫向結構圖-型腔處于開啟狀態(tài)；圖2是本實用新型的縱向結構圖；圖3是快速充液閥詳圖；圖4是可擺動反壓板詳圖；圖5是圖4的A部放大示意圖；圖6是落砂閥詳圖；圖7是圖6的B部放大示意圖。圖中1-反壓板運動拉板；2_反壓板運動拉桿；3_支撐架一 ；4_反壓板油缸；5-反壓板油缸位移傳感器；6_快速充液閥組；7_正壓板油缸位移傳感器；8_支撐橫梁；9-儲氣包；10_支撐架二 ；11_正壓板油缸；12_射砂氣控閥；13_料箱排氣閥；14_落砂閥；15-砂料箱；16-射砂錐形接管體；17-推型正壓板組件；18-造型腔組件；19-可擺動反壓板；20_反壓板運動支撐框架；21_反壓板擺動連桿機構；22_機座；23_伺服電機泵機組；24-瓦狀球形閘板；25_密封壓蓋；26-W形密封圈；27_閥蓋板；28_密封支承圈；29_0形彈性密封柱塞；30-Ω形密封圈；31_內側密封蓋板；32_外側密封蓋板；33_蓋板；34_反壓板本體；35_充液閥主閥芯；36_充液閥先導閥芯；37_充液閥閥體；38_充液閥彈簧；39_比例先導閥。
具體實施方式
以下參照附圖1-7對本實用新型的的實用新型要點作詳細說明。圖1所不:機座22全部使用中厚鋼板和型板焊接后進行機械精加工，構成了聞強度、平面度很高的機構安裝基礎。在機座上固定有造型腔組件18、支撐架一 3、支撐架二 10，造型腔組件18上固定有射砂錐形接管體16，反壓板油缸4和正壓板油缸11安裝在支撐架
一3與造型腔組件18上，正壓板油缸11桿頭固定推型正壓板組件17，支撐架一 3、支撐架
二10、造型腔組件18上裝配有四根反壓板運動拉桿2，反壓板運動支撐框架20裝在反壓板運動拉桿2上、反壓板運動支撐框架20上裝有可擺動反壓板19。由造型腔組件18、推型正壓板組件17、射砂錐形接管體16、可擺動反壓板19組成一個砂型成型密閉腔。在支撐架一 3、支撐架二 10、射砂錐形接管體16上固定有二根支撐橫梁8?？焖俪湟洪y組6裝于反壓板油缸4和正壓板油缸11中間。由伺服電機泵機組23 (圖二)、快速充液閥組6、反壓板油缸4、正壓板油缸11及液壓系統(tǒng)組成合腔、壓實、推型、合型、脫模、復位的液壓控制及執(zhí)行系統(tǒng)。在機座上裝有反壓板擺動連桿機構21，反壓板擺動連桿機構21與可擺動反壓板19連接,反壓板油缸4驅動反壓板運動拉板1、反壓板運動拉板I拉動反壓板運動拉桿2、反壓板運動支撐框架20左右移動，帶動擺動連桿機構21沿一定的軌跡運動，驅動可擺動反壓板19進行上下90°翻轉，達到了左移關閉型腔，右移開啟型腔。在射砂錐形接管體16上裝有砂料箱15。砂料箱15中部裝有射砂氣控閥12，頂部裝有落砂閥14。落砂閥14裝有料箱排氣閥13。由射砂氣控閥12、料箱排氣閥13、落砂閥14、砂料箱15、射砂錐形接管體16組成一個可控的加料、高氣壓快速射砂系統(tǒng)。在支撐橫梁8上裝有儲氣包9，用于儲備足夠的氣壓和供氣量。在正壓板油缸11上裝有正壓板油缸位移傳感器7，為電控系統(tǒng)提供準確的正壓板油缸位置信號。圖2所示:在機座左側下方裝有伺服電機泵機組23，用于給液壓系統(tǒng)提供可變流量的高壓液壓油液。在反壓板油缸4上裝有反壓板油缸位移傳感器5，為電控系統(tǒng)提供準確的反壓板油缸位置信號。圖3所示，快速充液閥由充液閥先導閥芯36、充液閥閥體37組成伺服液壓控制小容積密封腔，使用比例先導閥39進行伺服控制，輸入高壓小流量液體能使充液閥主閥芯35快速打開，并且比例先導閥39可以控制開啟速度，以減小震動。復位時，充液閥彈簧38推動充液閥先導閥芯36快速排出控制密封腔的液體，達到快速關閉。圖4-5所示,反壓板密封側由內側密封蓋板31、外側密封蓋板32將O形彈性密封柱塞29、Ω形密封圈30固定在蓋板33、反壓板本體34上。由彈性高、硬度高、密封性能好的橡膠材料制造而成的O形彈性密封柱塞29支承在機械強度高、外皮光滑、柔軟性強、耐磨的聚氨酯材料制造而成的Ω形密封圈30內。蓋板33、反壓板本體34的結合面制作有多個通氣氣道，注入氣壓后，氣壓推動O形彈性密封柱塞29向外膨脹，使Ω形密封圈30與型腔貼緊進行密封，避免型砂高速高壓射入型腔時發(fā)生外泄漏。在反壓板開啟脫模時卸掉氣壓，密封收縮降低了摩擦力，延長密封使用壽命。圖6-7所示，落砂閥落砂口側由閥蓋板27支承，密封壓蓋25、密封支承圈28夾持，將機械強度高、外皮光滑、柔軟性強、耐磨的聚氨酯材料制造而成的W形密封26固定，使密封貼合在瓦狀球形閘板24上，但W形密封圈26與瓦狀球形閘板24之間留有一定間隙。閥蓋板27上制作有通氣孔，注入氣壓后，氣壓將W形密封圈26向外膨脹抱緊瓦狀球形閘板24進行密封，避免砂箱內砂粒發(fā)生外泄漏。在閥門開啟時卸掉氣壓，密封收縮降低了摩擦力，延長密封使用壽命。伺服電機泵機組23由伺服電機和定量柱塞泵組成。伺服電機的轉速可在150r/mn-3000 r/min之間運轉，速度高低伺服響應高(IOOr響應時間0.05S)。伺服電機高低速快速變化驅動柱塞泵輸出不同大小流量的高壓油液，根據(jù)工藝要求驅動油缸快慢速運動，保證推型正壓板、可擺動反壓板慢啟、慢停、快進、快退的速度要求。自動造型機的工作過程如下:初始狀態(tài)下，反壓板油缸4、正壓板油缸11處于收回狀態(tài)，推型正壓板組件17縮回到造型腔組件18內設定位置，可擺動反壓板19開啟至水平位置。落砂閥14處于關閉狀態(tài)。射砂氣控閥12關閉。料箱排氣閥13關閉。啟動運行后，反壓板油缸4推出驅動可擺動反壓板19慢速啟動、快速旋轉90度、慢速前行將型腔封閉?？蓴[動反壓板19快速旋轉時，快速充液閥組6對反壓板油缸4進行快速充液。由氣缸驅動打開落砂閥14給砂料箱15加料，加料至設定位置后關閉落砂閥14。射砂氣控閥12打開向砂料箱15內輸入高速高壓氣體，推動型砂向型腔內進行高速高壓射砂，射砂氣控閥12關閉。料箱排氣閥13打開將砂料箱15內殘留的氣體排掉,料箱排氣閥13關閉。正壓板油缸11推出推動推型正壓板組件17慢啟、快速壓實砂型，此時反壓板油缸4同時推出拉動可擺動反壓板19向型腔內施壓進行砂型壓實。反壓板油缸4收回，驅動可擺動反壓板19慢速啟動脫模，快速旋轉90度將型腔打開，同時氣路控制可擺動反壓板19內裝的清掃噴嘴對砂型、臺板的浮砂進行清掃。正壓板油缸11推出推動推型正壓板組件17快速前行將砂型推向合型位置，然后慢速加壓合型。正壓板油缸11慢速啟動拖動推型正壓板組件17退回脫模，脫模后快速退回到型腔的設定位置，同時氣路控制推型正壓板組件17內裝的清掃噴嘴對型腔、臺板的浮砂進行清掃，氣路控制推型正壓板組件11下部的氣墊減少正壓板與臺板的摩擦力。進行下一次造型。自動造型機按照這種模式連續(xù)工作，完成不間斷的造型生產。
權利要求1.一種垂直分型無箱射壓粘土砂自動造型機，包括由油箱、底座組成的機座，在機座上依次安裝有造型型腔室、加砂射砂機構、造型推型機構、砂型壓持機構、型腔開關翻轉機構和液壓系統(tǒng)、氣路系統(tǒng)、集中潤滑系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)，所述的自動造型機上設置有反壓板擺動連桿機構、快速射砂系統(tǒng)和快速充液閥組，所述反壓板擺動連桿機構(21)與可擺動反壓板(19)連接，其特征在于所述的可擺動反壓板(19)的密封側包括內側密封蓋板(31)和外側密封蓋板(32)，所述內側密封蓋板(31)和外側密封蓋板(32)將O形彈性密封柱塞(29)、Ω形密封圈(30)固定在蓋板(33)及反壓板本體(34)上，在蓋板(33)和反壓板本體(34)的結合面制作有多個通氣氣道；所述的快速射砂系統(tǒng)包括射砂錐形接管體(16)及固定在射砂錐形接管體上的砂料箱(15)，在砂料箱(15)中部裝有射砂氣控閥(12 )，頂部裝有落砂閥(14)，所述的落砂閥(14)裝有料箱排氣閥(13)，所述落砂閥(14)的落砂口側由閥蓋板(27)支承，密封壓蓋(25)、密封支承圈(28)夾持，將聚氨酯材料制成的W形密封圈(26)固定，使所述密封圈貼合在瓦狀球形閘板(24)上，并且在W形密封圈(26)與瓦狀球形閘板(24)之間留有間隙，在閥蓋板(27)上制作有通氣孔，注入氣壓后，氣壓將W形密封圈(26)向外膨脹抱緊瓦狀球形閘板(24)進行密封，以避免砂箱內砂粒發(fā)生外泄漏；所述的快速充液閥組包括充液閥主閥芯(35)，充液閥先導閥芯(36)、充液閥閥體(37)、充液閥彈簧(38)和比例先導閥(39)，其中充液閥先導閥芯(36)和充液閥閥體(37)組成伺服液壓控制小容積密封腔，由比例先導閥(39)進行伺服控制充液閥主閥芯(35)的開啟速度，關閉時由充液閥彈簧(38)推動充液閥先導閥芯(36)快速排出控制密封腔的液體，實現(xiàn)快速關閉。
專利摘要一種垂直分型無箱射壓粘土砂自動造型機，包括機座，在機座上設置有反壓板擺動連桿機構、快速射砂系統(tǒng)和快速充液閥組，其中反壓板擺動連桿機構與快速射砂系統(tǒng)采用高氣壓密封結構，使得該造型機的造型全過程無砂塵外泄，造型速度快、定位精準、合型精度高，具有高效節(jié)能、環(huán)保的特點。同時該造型機所制作的砂型緊實度高而且均勻，用其澆鑄出來的鑄件廢品率低，外形美觀，幾何尺寸精度高。
文檔編號B22C15/264GK203044814SQ20122064925
公開日2013年7月10日 申請日期2012年11月30日 優(yōu)先權日2012年11月30日
發(fā)明者郭鐵虎, 黨建軍 申請人:山西方盛液壓機電設備有限公司