專利名稱：制造砂模鑄型的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造砂模鑄型的方法和裝置，更具體地說，是涉及一種造型方法和裝置，其中，根據(jù)鑄件制品的形狀，通過使用手頭現(xiàn)有的砂箱，砂模鑄型的分型面可以很容易地以下述方式形成，即使分型面從造型砂箱的端面處凸出和凹入。
制造砂模鑄型用的模型分型面是在考慮到鑄件制品的形狀等的情況下確定的。一般來說，沿著分型面分開的每半個模型均安裝在帶有分型面的模板表面上，而造型砂箱放置在模板上。一定量的造型砂圍繞砂箱中的模型填滿砂箱，又用任何適當(dāng)?shù)姆椒〒v實砂型，然后脫去模型，形成了由模型所留下的型腔。此后，該二部分砂模鑄型或者說是上型箱和下型箱被組合起來，形成了一個完整的砂模鑄型。于是，模型的分型面或砂模鑄型的分型面是與造型砂箱的下端面相齊平的。
然而，對于如圖6所示的這類形狀的鑄件，上砂箱中的鑄模型腔的上半部分和下砂箱中的鑄模型腔的下半部分在高度上是不均衡的，其結(jié)果是，上下砂箱從型腔到各自的砂箱端面之間的砂型厚度是不同的，從而當(dāng)熔融金屬澆入砂模鑄型中時，將出現(xiàn)許多問題。首先，較小的砂型厚度將產(chǎn)生不均勻的填砂密度，填砂密度較低的那部分砂模鑄型將容易產(chǎn)生變形，導(dǎo)致制成的鑄件尺寸不合格或出現(xiàn)鑄造缺陷。其次，當(dāng)熔融金屬澆入砂模鑄型中時，在砂型厚度較小的那部分鑄型中，其型砂溫度顯著地上升，以致該鑄型部分的造型砂性能將變壞，在回收使用過的造型砂時將造成困難。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，為解決上述這些問題，曾經(jīng)提出過一些方法，例如使用三箱造型，或者將不同數(shù)量的型砂填入到砂模鑄型的上半部分和下半部分中。然而，這些方法各有不同的缺點，例如，需要有復(fù)雜和大型的裝置，或者在獲得均勻的型砂填充密度方面存在困難。在圖7所示的另一種方法中，模型的分型面和砂箱的相應(yīng)棱邊是以階梯方式設(shè)置的，并且彼此以斜面的方式相連接，以便形成鑄型的分型面。這一種方法能使鑄型的上半部分和下半部分中的模型周圍的型砂厚度達(dá)到均勻，但是，模型在結(jié)構(gòu)上是十分復(fù)雜的，在重量上又很笨重，其鑄件的生產(chǎn)率將可能降低。
此外，由于近來對生產(chǎn)小批量鑄件制品的要求增加了，而且鑄件制品的使用周期又縮短了，因而使利用手頭現(xiàn)有的造型砂箱來不斷地建立滿足這些鑄件制品中的各種造型條件已經(jīng)變得十分困難，在極端的情況下，將引起整條砂模造型生產(chǎn)線的更新。
因此，本發(fā)明的基本目的是提供一種制造砂模鑄型的簡單方法和裝置，其中，為了制做砂模鑄型的上半部分和下半部分，其砂模鑄型的分型面可以自由地設(shè)置，而不必考慮造型砂箱的端面，從而使手頭現(xiàn)有的造型砂箱在更大的范圍內(nèi)滿足各種不同形狀的鑄件制品，而不會產(chǎn)生砂模鑄型厚度不均勻的麻煩。
本發(fā)明的另一目的是提供一種造型方法和裝置，其中，砂模鑄型是以下述的方式制做的，其填充并壓實的造型砂的下表面可以各自按預(yù)定長度從造型砂箱的端面處向外伸出或向內(nèi)凹入。
本發(fā)明的再一目的是提供一種造型方法和裝置，其中，為了制造砂模鑄型的分型面，在造型砂箱的端面和模型的分型面之間不需要形成斜面。
按照本發(fā)明，提供一種制造砂模鑄型的方法，該方法包括下列步驟將主造型砂箱安置在下輔助砂箱的上表面上;把模板固定到下壓頭的上表面上，而該下壓頭被安裝成能沿著主造型砂箱和下輔助砂箱的內(nèi)表面相對地上下移動;在模板的上表面保持在沿主造型砂箱和下輔助砂箱的內(nèi)表面的預(yù)定高度的情況下，將一定量的造型砂填入到型腔中，而該型腔是由主造型砂箱和下輔助砂箱的內(nèi)表面與模板的上表面所形成的;至少以向上和向下中的任一方向來壓實已填入的造型砂;在該方法中，在沿主造型砂箱和下輔助砂箱的內(nèi)表面的所需高度處，形成已填入的造型砂的下表面，而這高度是在當(dāng)壓實工序完成時，由模板的上表面的高度所確定的。
在本發(fā)明所提出的一個優(yōu)選實施例中，當(dāng)壓實工序完成時，所制成的半部分砂模鑄型的模板的上表面以預(yù)定高度從造型砂箱的下端面處伸出;而當(dāng)壓實工序完成時，所制成的另一半砂模鑄型的模板的上表面以預(yù)定高度從造型砂箱的下端面處凹入。然后，將這二半砂模鑄型組合成一套完整的砂模鑄型。
參照附圖，通過對本發(fā)明所提出的優(yōu)選實施例的更詳細(xì)地描述，將更容易地理解本發(fā)明的另一些目的、特征和優(yōu)點。在附圖中

圖1表示在制做帶有下述特征的半部分砂模鑄型的情況下按本發(fā)明的砂模造型裝置的縱向剖面示意圖，即在壓實工序完成時，模板的上表面從造型砂箱的下端面伸出一預(yù)定長度;
圖2A，2B，2C和2D表示緊接著圖1的、為制做這半部分的砂模鑄型而說明造型工藝過程的縱向剖面示意圖;
圖3表示在制做帶有下述特征的另一半砂模鑄型的情況下的縱向剖面示意圖，即在壓實工序完成時，模板的上表面從造型砂箱的下端面凹入一預(yù)定長度;
圖4A，4B，4C和4D表示緊接著圖3的、為制做另一半砂模鑄型而說明造型工藝過程的縱向剖面示意圖;
圖5表示了將按照圖1，2A至2D，3和4A至4D所示的造型工藝過程而制做的兩部分砂模鑄型組合成整套鑄型的縱向剖面示意圖;
圖6表示舉例說明按現(xiàn)有技術(shù)的一種方法制做的組合起來的砂模鑄型的縱向剖面示意圖;
圖7表示舉例說明按另一種現(xiàn)有技術(shù)的方法制做的組合起來的砂模鑄型的縱向剖面示意圖。
現(xiàn)在參考附圖，在所有的附圖中，相同的數(shù)字表示同樣的或相應(yīng)的零件，圖1至4D詳細(xì)地說明了一種造型裝置，該造型裝置包括有下輔助砂箱1;放置在下輔助砂箱1的上端面上的主造型砂箱2;放置在主造型砂箱2的上端面上的上輔助砂箱3;下壓頭4，該下壓頭被安裝成能沿著主造型砂箱2和下輔助砂箱1的內(nèi)表面相對地上下移動;模板5，被固定到下壓頭的上表面上;上壓頭6，位于上輔助砂箱3的上方，可垂直地上下移動。
在由主造型砂箱2，下輔助砂箱1，上輔助砂箱3的內(nèi)表面和模板5的上表面所限定的型腔中，填入適量的造型砂9。上輔助砂箱3是用來作為造型砂9向下壓縮的允許余量;下輔助砂箱1被牢固地安裝在底座構(gòu)架上(沒有表示出)，它是用來作為造型砂9向上壓縮的允許余量，也為了能在從主造型砂箱2的下端面處向外伸出一定高度的情況下形成砂模鑄型的下表面10。
通過下壓實氣缸7來驅(qū)動下壓頭4，使其能向上和向下移動，在所需高度下停止，固定地保持在一所需高度處，并被提升以向上壓縮造型砂9。
通過上壓實氣缸8來驅(qū)動上壓頭6，使其能向上和向下移動，在一所需高度下停止，牢固地保持在一所需高度處，并被向下移以向下壓縮造型砂9。
壓實的壓力和壓實的順序，停止和固定的高度，下壓頭4和上壓頭6的上升和下降量均可根據(jù)預(yù)定的程序用自動控制器(未示出)來進(jìn)行自動控制。
在下文中，將詳細(xì)地說明通過使用本發(fā)明的造型裝置來制做砂模鑄型的造型方法，圖1，2A，2B，2C和2D說明了制做下述特征的半部分砂模鑄型的造型過程的順序，這時，造型砂9的下表面或模板5的上表面的高度從主造型砂箱2的下端部向下伸入下輔助砂箱1中一預(yù)定長度。
圖1表示了這樣一種狀態(tài)，在該狀態(tài)中，通過下壓頭4的上升，使模板5的表面在預(yù)定高度下停止在下輔助砂箱1中，造型砂9已填入到上面所述的型腔中，從而完成了型砂的填入步驟。在該步驟中，模板5的表面的高度是在考慮了填入的造型砂9的下表面10所要求的伸出長度和由下文將要敘述的第二個壓實工序引起的造型砂9的向上壓縮的允許余量的情況下確定的。
圖2A表示了這樣一種狀態(tài)，在該狀態(tài)中，其下壓頭4的高度仍保持在圖1所示的高度，通過面對著造型砂9的上表面的上壓頭6的下降，從而向下壓實造型砂9，完成了第一壓實工序。
圖2B表示了這樣一種狀態(tài)，在該狀態(tài)中，其上壓頭6的高度仍保持在圖2A所示的高度，通過面對著造型砂9的下表面的下壓頭4的上升，從而向上壓實造型砂9，使模板5的上表面以預(yù)定長度從主造型砂箱2的下端面處伸出而進(jìn)入到下輔助砂箱1中，其結(jié)果是完成了第二壓實工序。
圖2C表示了這樣一種狀態(tài)，在該狀態(tài)中，其下壓頭4的高度仍保持在圖2B所示的高度，通過面對著造型砂9的上表面的上壓頭6的下降，而向下壓實造型砂，直至造型砂9的上表面與主造型砂箱2的上端面相齊平，完成了第三壓實工序。
圖2D表示了這樣一種狀態(tài)，在該狀態(tài)中，其上壓頭6被提升，而下壓頭4下移，從而完成了從模板5上脫下造型砂9。
圖3，4A，4B，4C和4D舉例說明了制做具有下述特征的砂模鑄型的一半的造型過程的順序，即，造型砂9的下表面或模板5的上表面的高度10從主造型砂箱2的下端面向上凹入砂箱2中一預(yù)定長度。在這種情況下，正如圖4B和4C所示，模板5的上表面被升到并保持在以預(yù)定長度從主造型砂箱2的下端面處向上進(jìn)入主造型砂箱2中的凹入深度處。其它的壓實工序與圖1到2D所說明基本上相同，當(dāng)認(rèn)為需要時，也可如圖1到2D那樣的詳細(xì)描述。盡管在圖3和圖4A的步驟中模板5的上表面是伸入在下輔助砂箱1中，但它也可以稍微地凹入到主砂箱2中。
按照上述的方法和裝置，砂模鑄型的一半可由模板表面從造型箱的端面向外伸出一預(yù)定長度而制造，而砂模鑄型的另一半則可由模板表面從另一造型箱的端面向內(nèi)凹入一預(yù)定長度以而制成。然后，如圖5所示，將這兩個從造型裝置中取下的半砂模鑄型組合起來。雖然在圖5中鑄型的上半部具有一個從上砂箱伸出的分型面10，而鑄型的下半部具有一個凹入下砂箱的分型面10，但也可以相反的方式設(shè)置，鑄型的上半部可帶有一個凹入上砂箱的分型面，而鑄型的下半部可帶有一個從下砂箱凸出的分型面。
正如圖5所示，在本發(fā)明提出的優(yōu)選實施例中，也可以先裝上帶有沿分型面而分開的一半模型的模板，在這種情況下制成半部分砂模鑄型，然后，再裝上帶有另一半模型的模板，又在此種情況下制成另一半砂模鑄型，從而完成了制造鑄件制品用的一組砂模鑄型。
在裝置的結(jié)構(gòu)方面存在有許多變化的情況。上輔助砂箱3是可以去掉的，或者上、下壓頭4、6中的任何一個可以固定在底座構(gòu)架上。在上壓頭6可垂直移動而下壓頭4被固定的情況下，通過由氣缸等驅(qū)動下輔助砂箱1垂直移動的方法來調(diào)節(jié)模板5的上表面相對于下輔助砂箱1和主砂箱2的高度，以便做到移動、停止和保持在適當(dāng)位置，進(jìn)行壓實和從模板上脫下造型砂。在下壓頭4可垂直移動而上壓頭6被固定的情況下，也可用上述相同的方式，即通過與下壓頭4相分開的下輔助砂箱1的垂直移動的方法來調(diào)節(jié)模板5的上表面的高度。壓實的方向，壓實的先后順序和次數(shù)均不局限于以上實施例?？捎靡簤悍绞健鈩臃绞交螂妱臃绞絹眚?qū)動氣缸工作，以便讓相應(yīng)的壓頭或砂箱移動到并保持在適當(dāng)?shù)奈恢蒙稀?br> 從以上的描述中可容易地理解到，按本發(fā)明的方法和裝置，其砂模鑄型的分型面可以自由地設(shè)置，而不必考慮造型砂箱的端面，以便讓手頭現(xiàn)有的造型砂箱在更大的范圍內(nèi)滿足各種不同形狀的鑄件制品。所形成的砂模鑄型的分型面可以從造型砂箱的端面處向外伸出或向內(nèi)凹入。其結(jié)果是，在一個半部分砂模鑄型中的模型周圍的造型砂厚度與另一半砂模鑄型中的模型周圍的造型砂厚度基本上是一致的，從而避免了鑄件制品的尺寸精度低和鑄造缺陷，也避免了由于造型砂的不均勻厚度所引起的回收砂性能方面的不均勻性。與現(xiàn)有技術(shù)中的方法相比較，由于在現(xiàn)有技術(shù)中為了形成砂模鑄型的分型面須在造型砂箱的端面和模型的分型面之間形成一種斜面，故本發(fā)明的方法，其模型在重量上是較輕的，在加工費用上是較便宜的，而鑄件的生產(chǎn)率也將提高。于是，按照本發(fā)明，其造型方法和造型裝置不但簡化了，而且對于各種形狀的鑄件來說，均可使上砂箱和下砂箱中的模型周圍的造型砂厚度做得很均勻，從而避免了在鑄件中出現(xiàn)鑄造缺陷，也使回收砂的性能均勻一致。
對于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該進(jìn)一步理解到，以上的描述僅是本發(fā)明的一個實施例，在不違背本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可對本發(fā)明進(jìn)行各種變化和改型。
權(quán)利要求
1.一種制造砂模鑄型的方法，該方法包括下述步驟把主造型砂箱放置在下輔助砂箱的上端面上；將模板固定在下壓頭上表面上，所述下壓頭被安裝成能沿著所述主造型砂箱和下輔助砂箱的內(nèi)表面相對地上下移動；在所述模板的上表面保持在沿所述主造型砂箱和下輔助砂箱的內(nèi)表面的預(yù)定高度的情況下，將一定量的造型砂填入型腔中，而該型腔是由所述主造型砂箱和下輔助砂箱的內(nèi)表面與所述模板的上表面所形成的；至少以向上和向下中的任一方向來壓實已填入的造型砂；其中，已填入的造型砂的下表面形成于沿上述主造型砂箱和下輔助砂箱的內(nèi)表面的所需高度處，而所述所需高度是在當(dāng)所述壓實工序完成時由所述模板的上表面的高度所確定的。
2.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述壓實工序完成時，所制成的半部分砂模鑄型的所述模板的上表面以預(yù)定高度從所述主造型砂箱的下端面處向外伸出，而在上述壓實工序完成時，所制成的另一半砂模鑄型的所述模板的上表面以預(yù)定高度從所述主造型砂箱的下端面處凹入，然后，將上述兩個半砂模鑄型組合成一套完整的砂模鑄型。
3.按權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在制做一個半砂模鑄型時，先安裝上帶有沿分型面分割成的兩部分中的一半模型的所述模板，而在制做另一半砂模鑄型時，再裝上帶有另一半模型的所述模板。
4.一種制造砂模鑄型用的裝置，該裝置包括有一個下輔助砂箱;一個主造型砂箱，其放置在所述下輔助砂箱的上端面上;一個下壓頭，該下壓頭被安裝成能沿著上述主造型砂箱和下輔助砂箱內(nèi)表面相對地上下移動;一塊模板，其固定在所述下壓頭的上表面上;一個上壓頭，其設(shè)置在上述主造型砂箱的上方，可作垂直移動;其中，在所述模板的上表面保持在沿所述主造型砂箱和下輔助砂箱的內(nèi)表面的一個預(yù)定高度處的情況下，將一定量的造型砂填入型腔中，而該型腔是由所述主造型砂箱和下輔助砂箱的內(nèi)表面與所述模板的上表面所形成的，至少沿向上和向下的任一方向通過使用所述上壓頭和下壓頭來壓實已填入的造型砂，從而使已填入的造型砂的下表面形成于沿所述主造型砂箱和下輔助砂箱的內(nèi)表面的所需高度處，所述高度是在上述壓實工序完成時由所述模板的上表面的高度確定的。
5.按權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，將所述下輔助砂箱牢固地安裝在底座構(gòu)架上，而所述上壓頭和下壓頭能彼此分別地垂直滑動。
6.按權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，將所述下壓頭牢固地安裝在一個底座構(gòu)架上，而所述下輔助砂箱和上壓頭能彼此獨立地垂直移動。
7.按權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，將所述上壓頭牢固地安裝在一個支撐構(gòu)架上，而所述下輔助砂箱和下壓頭能彼此獨立地垂直移動。
全文摘要
本發(fā)明的裝置包括下輔助砂箱；主造型砂箱；上輔助砂箱；下壓頭；固定在下壓頭的上表面上的模板；以及上壓頭。將定量的造型砂填入到由主造型砂箱和下輔助砂箱的內(nèi)表面與模板的上表面所形成的型腔中，然后通過使用上壓頭和下壓頭來進(jìn)行上、下壓實。已壓實的造型砂的下表面形成于沿主造型砂箱和下輔助砂箱的內(nèi)表面的預(yù)定高度處，而該預(yù)定高度是在壓實工序完成時由模板的上表面的高度所確定的。
文檔編號B22C15/02GK1108980SQ9410332
公開日1995年9月27日 申請日期1994年3月24日 優(yōu)先權(quán)日1994年3月24日
發(fā)明者金平諭三 申請人:金屬機(jī)械股份有限公司