专利名称：铸型造型机及模板托架的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种对铸型造型空间的型砂进行压缩的方法及装置。另外，本发明涉及对空的搬入铸型交替地进行上下砂型的造型然后将其搬出的带砂箱铸型造型装置及模板托架，特别是涉及一种具有可自由升降的余砂框的与模板一起移动的带余砂框的模板搬运装置的改良。
背景技术：
在现有技术中，使模板和压缩器相互接近，在形成于模板与砂箱间的铸型造型空间压缩型砂。在该方法中，由于需要大型的液压缸而使得造型机变高，存在凹坑等的设置费用大的问题。另外，在将砂箱和余砂框重合到现有模型上部的场合，将投入充填的型砂刮平后进行压缩，存在产生大量的散落砂、模板的高低导致压缩不均、产生压缩面的凹凸等使得需要对其进行修正的问题。另外，在射压式造型机中，将余砂框重合到砂箱，然后将型砂吹入充填到由压实触头、砂箱、模板等围成的铸型造型室(空间)，压实(压缩)该型砂，从而对铸型进行造型。作为带这样的余砂框的模板搬运装置的一例，公开于日本特开昭63-63552。在现有的带余砂框的模板搬运装置中，将模板安装在可升降地配置的托架箱，余砂框通过安装于托架箱的缸升降。为了用于这样构成的现有带余砂框的模板搬运装置的余砂框的升降，需要使用大直径的大型气缸，为此射压造型机大型、价格昂贵，而且需要较大空间。另外，为了拆卸气缸的配管，带余砂框的模板搬运装置的更换非常麻烦。
发明的公开本发明就是鉴于以上情况而作出的，其目的在于提供一种型砂压缩方法和装置，该型砂压缩方法和装置不使用凹坑和大型液压缸，可按均匀的规定硬度对由模板和砂箱构件围成的铸型造型空间的型砂进行压缩。
本发明的另一目的在于提供可减少散落砂和切削砂的发生并且可进行低成本、均匀的压缩的造型装置和模板托架。
本发明的再另一目的在于提供一种容易更换、小型、带余砂框的模板搬运装置。
按照本发明的一个方面，铸型造型方法对由模板、辅助框、砂箱构件围成的铸型造型空间的型砂进行压缩；其中，将型砂投入到上述铸型造型空间，在至少上述辅助框不能下降的状态下从上方压缩上述铸型造型空间的型砂，在上述辅助框和上述砂箱构件能够下降的状态下从上方进一步压缩上述铸型造型空间的型砂。
按照本发明的另一方面，本发明的铸型造型装置包括水平固定的模板、可在上述模板周围自由升降地设置的辅助框、使上述辅助框升降的辅助框升降机构、可自由升降地设置于上述辅助框上方的砂箱构件、及设置于上述砂箱构件上方的压缩器，该压缩器的下端至少可进入到上述砂箱构件以内。
按照本发明的另一方面，本发明的造型装置用模板托架由载置模板的载置部分和围住上述模板周围自由升降地设置的框状起模支架构成。
按照本发明的再另一方面，本发明的造型装置用模板托架包括载置模板的载置部分、可围住上述模板周围自由升降地设置的框状起模支架、在上方使上述框状起模支架平行移动的多个导向销、及设于造型机座的多个促动器。
按照本发明的再另一方面，本发明的带余砂框的模板搬运装置由使上述余砂框升降的安装于可移动的上述模板搬运装置的多个朝上缸、安装于上述模板搬运装置并且通过交替收缩将液体供给到上述多个朝上缸的至少2个特殊液压缸、及另行固定配置于上述模板搬运装置外部并且通过交替地伸长从而分别使上述特殊液压缸收缩的至少2个缸构成。
附图的简单说明
图1为示出本发明铸型造型机的第1实施形式的纵断面图。
图2为示出本发明铸型造型机的第2实施形式作动开始时的状态的纵断面图。
图3为示出图2实施形式的造型空间围成时的状态的纵断面图。
图4为示出图2实施形式的型砂松砂充填状态的纵断面图。
图5为示出图2实施形式的型砂的1次压缩状态的纵断面图。
图6为示出图2实施形式的型砂的2次压缩状态的纵断面图。
图7为示出图2实施形式的造型铸型的起模和型砂的补充状态的纵断面图。
图8为示出图2实施形式的模型更换状态的纵断面图。
图9为图2的A-A向放大视图。
图10为示出本发明模板托架的其它实施形式的放大纵断面图。
图11为示出本发明的模板搬运装置的实施形式的正面图。
实施发明的最佳形式下面参照图1对本发明的铸型造型机的第1实施形式进行说明。本铸型造型机包括水平固定的模板31、可围住模板31周边自由上下滑动和升降的下辅助框32、可围住模板31周边升降地配置于下辅助框32上方的砂箱33、可自由升降地配置于砂箱33的上方的上辅助框34、及可自由升降地配置于砂箱33上方并且其下端可进入到上辅助框34以内的压缩器35的压实触头48。
模板31安装于以下说明的转台49上面，在模板31的上面相应于模型的形状埋设通气塞(图中未示出)。安装于转台49上面的下辅助框32由作为下辅助框升降机构安装于转台的液压缸36、36升降。砂箱33由搬运机构39相对图面朝前后方向移动，该搬运机构39由沿前后方向隔开设置的多个带凸缘的辊37、37轴支于支架38、并装于升降支架40上。升降支架40架设在立设于定盘状的机座41左右两端的2个液压缸42、43的活塞杆上端间，由该液压缸的伸缩作动升降。
上辅助框34架设在安装于支架38、38的朝下液压缸44、44的活塞杆下端间。具有多个可升降的长方体的压缩构件即压实触头48、48的压缩器35架设在朝前后方向延伸的导轨50、50上并可通过轴支于侧面的多个带凸缘的辊51、51朝前后方向行走，该导轨50、50安装于支架38、38。在导轨50、50上可朝前后方向行走地架设型砂计量斗52。在左侧的液压缸42作为朝左右方向的搬运装置安装在可间歇地水平回转的转台49的中央部分。
下面，说明投入到规定铸型造型空间的型砂的压缩顺序。首先，在使液压缸36、36伸长从而使下辅助框32上升的状态下，使液压缸42、43收缩规定长度，将砂箱33载置到下辅助框32上地使升降支架40下降，接着，使上辅助框34重合到砂箱33上地使液压缸44、44进行伸长作动，围成铸型造型空间。
之后，从计量斗52将所需量的型砂投入到铸型造型空间，将斗52搬出，同时将压缩器35搬入到上辅助框34上方。使得液压缸36、36在收缩时停止油排出，从而使下辅助框32不能下降，并且，使得液压缸44、44在收缩时开放油排出侧，在该状态下，分别独立地使压缩器35的压缩构件38、38下降，压缩型砂，同时使液压缸42、43收缩，通过升降支架40将压缩器35下降到适当高度。这样，对铸型造型空间内的型砂进行第1压缩。
接着，使得液压缸36、36在收缩时开放油排出侧，从而使下辅助框32可下降，并且使液压缸44、44进行伸长作动，在该状态下，使液压缸42、43进一步收缩，使压缩器35、砂箱33、及上辅助框34进一步下降。这样，通过砂箱33、上辅助框34、及液压缸44、44将下辅助框32推下，型砂与砂箱33一体地下降，推压到模板31，结果，型砂被进一步压缩。在该场合，砂箱33内的型砂的下面(配合面)最好与砂箱33的下面高度大体一致。
型砂压缩结束后，使压缩构件48、48上升，并且，在使液压缸36、36进行伸长作动的同时使液压缸42、43进行伸长作动，使压缩器35和上辅助框34等上升，将内装有造型获得的铸型的砂箱33接合到带凸缘的辊37、37，从模板31分离。之后，使转台49水平回转180度，将别的模板31移动到压缩器35的正下方，向型砂计量斗52中补充型砂，再将别的空砂箱33搬入到搬运机构39上，完成1个循环。
在上述实施例中，造型获得的铸型可带砂箱33，但也可为从铸型推出的状态的无砂箱的铸型。在该场合，在第1压缩工序中，可使压缩构件48、48进入到上辅助框34和砂箱内的任意高度，而且可省略上辅助框34。
下面参照图2-图10说明本发明的铸型造型机的第2实施形式。
如图2所示，在造型机座1的左右两侧上朝上立设砂箱设定缸2、2，在该缸2、2的活塞杆2A、2A前端间架设升降支架3。在朝向图面相对砂箱设定缸2、2的左右方向成直交的方向设置模板更换装置4，该模板更换装置4可将载置模板5、5A的模板托架6、6A(参照图9)交替地搬入到造型机座1上方。更换装置4可由图中未示出的促动器沿相对图面成直角的方向自由移动地设置。
在模板更换装置4的两端以由图中未示出的弹簧抬起5mm左右的状态设定载置模板5、5A(上下模板)的模板托架6、6A，并且可交替地将模板5、5A搬入搬出到造型机座1中央上方地设置(参照图9)。
在模板托架6、6A上的模板5、5A的四角外侧位置埋设作为促动器起作用的起模缸7、7A，在其前端连接支承框状的起模支架8、8A，该起模支架8、8A可围住模板5、5A外周自由上下移动地设置。起模支架8、8A在起模缸7、7A的伸长状态下从模板5、5A的分型面稍朝上方凸出，在其缩回状态下与模板5、5a的分型面大体构成同一面(参照图6)。
在升降支架3吊设砂斗12，在其上端部设置由滑动砂闸板9开闭的砂投入口10，在其内部设置多个空气喷射腔室11、11。在砂斗12的上侧部连通供气管21，该供气管21通过图中未示出的换向阀导入低压空气(例如0.05-0.18MPa)，在其下方的砂斗内部通过图中未示出的1个换向阀将空气喷射腔室11、11连通到图中未示出的压缩空气源，向砂斗12内喷射低压空气(例如0.05-0.18MPa)，产生使型砂S悬浮流动化的松砂作用。另外，在砂斗12的下端设置分块方式的压实触头(压缩构件)13、13，在其周围配置砂充填用射砂头14、14。
围住分块方式的压实触头13、13和射砂头14、14的外周设置的余砂框16可由朝下设置于砂斗12下部的余砂框用缸17、17自由地上下移动，同时，在其上部设置到达图中未示出的排气控制腔室的通气孔15、15。砂箱20的输送机19吊设于在砂斗12的左右从升降支架3延伸到压实触头13、13下方的支架18、18。
下面参照图2-图10详细说明这样构成的本发明的铸型造型机的作动。
如图2所示，在砂斗12内投入型砂S，由全分块方式的压实触头13、13形成与下方的模板5的凹凸对应的凹凸，同时，在输送机19载置空的砂箱20。模板托架6在由弹簧从造型机座抬起5mm左右的状态下设置到模板更换装置4上。起模支架8由起模缸7、7A形成为从模板5的分型面朝上方凸出的状态。
在该状态下，由滑动砂闸板9关闭砂投入口10，然后，使余砂框用缸17、17进行伸长作动，使余砂框16下降并紧密接合到砂箱20的上面，使砂箱设定缸2、2进行收缩拉回作动，将砂箱20推压到在模板5外周朝上方凸出的起模支架8上，反抗图中未示出的弹簧将模板托架6压下，成为图3的状态。此时，在由模板5、起模支架8、砂箱20、余砂框16、及压实触头13、13围成的造型空间中压实触头13、13形成为与模板5的凹凸对应的凹凸形状。
接着，从多个空气喷射腔室11、11向砂斗12内喷射低压空气，在砂斗内的型砂S受到松砂的同时通过图中未示出的换向阀从供气管21将低压空气供给到砂斗12内，通过射砂头14、14对型砂S进行松砂充填，成为图4所示状态。此时，松砂充填时的低压空气从通气孔15、模板5的图中未示出的通气孔15排气。也可由图中未示出的排气控制腔室控制从通气孔15的排气量，从而可控制从图5的未示出的通气孔15的排气量。由此可局部地调整造型空间的模板5的复杂形状部分的型砂的充填密度。
接着，进一步使砂箱设定缸2、2进行收缩拉回作动，一边使余砂框用缸17、17收缩拉回一边使升降支架3和由其支承的构件进一步下降，进行型砂的1次压实即第1压缩，直到压实触头13、13下面全体变得平坦，同时，使滑动砂闸板9进行相反作动，开放砂投入口10，成为图5的状态。此时，砂箱设定缸2、2的收缩拉回作动持续到图中未示出的压力传感器检测出的压缩(压实)压力到达第1压实设定压力或砂箱设定缸2、2的图中未示出的编码器位置到达第1压实设定位置为止。
接着，切换到释放起模缸7、7的状态，同时，由比第1压实更高的压力使砂箱设定缸2、2进行收缩拉回作动，从而使砂箱20、余砂框16、及压实触头13、13一体下降，对型砂S进行2次压实(第2压缩)。这样，由起模缸7、7的收缩拉回使起模支架8下降，达到与模板5的分型面大体相同的高度，成为图6的状态。在起模支架8到达下降端时，如压实压力未达到2次压实的设定压力，则一边使余砂框用缸17、17收缩拉回，一边使砂箱设定缸2、2进一步进行收缩拉回作动，从而进行更强的压实。
当压实压力达到2次压实的设定压力时，使压实稳定定时器作动，在规定时间内维持压实。此时，为了对应起模支架8未到达下降端的场合，使余砂框用缸17、17进行伸长作动，使余砂框16下降，将砂箱20压下直到起模支架8到达下降端。由此可使砂箱20的下面和铸型下面每次大体处于同一面。
接着，在起模缸7、7进行伸长作动通过起模支架8将砂箱20推压到余砂框16的期间，使砂箱设定缸2、2进行相反作动，进行起模。此时，余砂框用缸17、17与砂箱20和压实触头13、13一体上升。
之后，进行了铸型造型的砂箱20由起模缸7、7通过起模支架8抬起支承，同时，与余砂框16和压实触头13、13一体化地上升，在其途中，对铸型进行了造型的砂箱20由输送机19提起，从模板完全分离，并且，将型砂S补充到砂斗12内，成为图7的状态。此时，造型获得的铸型与砂箱20一起从停止状态稍上升进行起模，同时，砂箱设定缸2、2的活塞杆2A、2A在收缩拉回的极限状态进行起模，所以，可获得高起模精度。
接着，进行了铸型造型的砂箱20通过输送机19搬出，将空的砂箱20搬入，同时，模板更换装置4由图中未示出的促动器作动，将模板5与模板5A置换，进而使分块式压实触头13、13作动，形成与模板5A的凹凸对应的凹凸，成为图8的状态，然后，反复进行上述一连串的作动。
在模板5、5A与别的模板交换的场合，由图中未示出的模板托架搬运装置从模板更换装置4搬出载置了模板5、5A的模板托架6、6A，将模板5、5A与别的模板交换，然后，搬入载置了别的模板的模板托架6、6A，设置到模板更换装置4。
在本发明的实施形式中，从砂斗12的下方周边和下方内部喷射低压空气，使型砂悬浮流动化，但也可从砂斗12的其它部位喷射低压空气。另外，虽未由流气(fluid-air)加压进行型砂的预备压缩，但也可设置旋转闸、压缩空气导入口等，由流气加压进行型砂的预备压缩。另外，说明了在多个空气喷射腔室11、11连通图中未示出的1个换向阀的形式，但也可分别对各空气喷射腔室设置换向阀，分别调整喷射的低压空气。
另外，在本发明的实施形式中，作为使起模支架8、8上下移动的促动器作动的起模缸7、7A内装于模板托架6、6A，但不限于此，也可内装于模板更换装置4。另外，模板托架的别的实施形式如图10所示那样，包括模板22的载置部、在模板22外侧上下滑动并将框状的起模支架23的底面水平地抬起的多个导向销24、使多个导向销24贯通模板托架25的空间部上下自由移动的作为多个促动器作动的起模缸26、及造型机座27，该多个起模缸26设置在该造型机座27，并使得在其收缩状态下使其前端不到达模板托架25的下面。
当然，应使得当模板更换装置28移动时模板更换装置和起模缸26不干涉。另外，在上述多个导向销24形成某种防落下处理(例如由图中未示出的连接装置对多个导向销24和起模支架23进行连接防止落下)。另外，在模板托架25设置图中未示出的夹紧构件，同时，在造型机座27设置夹紧该夹紧构件的图中未示出的夹紧装置。模板托架25在造型机座27的压接由该夹紧装置拉紧上述夹紧构件进行夹紧。
在图10所示实施形式的场合，起模缸26兼用来使模板更换装置28两端部的上下模板托架作动，所以，只要在造型机座设置起模缸26即可。因此，模板托架25不会变复杂，在使用工作流体的场合，其回路构成简单而且可减小工作流体动力。
下面，参照图11说明本发明的铸型造型机用的模板搬运装置的一实施形式。在箱状的模板搬运装置61的上端部可自由升降地配置余砂框62。余砂框62架设在安装于模板搬运装置61的多个朝上液压缸63、63的活塞杆前端间，由液压缸63、63的伸缩作动升降。
在多个液压缸63、63的后盖侧和多个液压缸63、63的前盖侧分别通过配管66、67连通地连接安装于模板搬运装置61左侧的第1特殊液压缸64的后盖侧和安装于模板搬运装置61右侧的第2特殊液压缸65的后盖侧。多个液压缸63、63通过第1和第2特殊液压缸64和65相互连动地交替进行收缩和伸长作动，将液体交替地供给/排出到后盖侧和前盖侧，从而进行伸缩作动。
第1特殊液压缸64由另行固定配置在模板搬运装置61外部的规定位置的液压缸68的伸长作动进行收缩作动。第2特殊液压缸65由另行固定配置在模板搬运装置61外部的规定位置的气缸69的伸长作动进行收缩作动。另外，液压缸68由液压供给回路70进行伸缩作动，同时，气缸69由空气供给回路71进行伸缩作动。在模板搬运装置61的上面安装模板72。
在如上述那样构成的实施形式中，将模板搬运装置61和余砂框62等移动到规定位置，使第1特殊液压缸64对抗液压缸68，第2特殊液压缸65对抗气缸69，液压缸68进行伸长作动，同时，第1特殊液压缸64进行收缩作动，由此将液体供给到液压缸63、63的后盖侧，使该液压缸63、63进行伸长作动，余砂框62上升。接着，将型砂吹入到由压实触头(图中未示出)、砂箱(图中未示出)、余砂框62、及模板72围成的铸型造型空间(图中未示出)，对吹入的型砂进行压缩，进行铸型造型。
铸型造型结束后，液压缸68进行收缩作动，同时，气缸69进行伸长作动，另外，第1特殊液压缸64进行伸长作动，同时，第2特殊液压缸65进行收缩作动，由此将液体供给到液压缸63、63的前盖侧，同时，从液压缸63、63的后盖侧排出，液压缸63、63进行收缩作动，余砂框62下降。
发明的效果按照本发明的第1实施形式，不设置需要凹坑那样的模板升降用的大型液压缸，可大体沿全体确实地将由模板和砂箱围成的铸型造型空间内的型砂压缩成所期望的硬度。
按照本发明的第2实施形式，大幅度减少散落砂和切削砂的发生，所以可定量地以良好效率充填型砂，同时，由于可进行与模板的凹凸对应的压实，所以可进行均匀的铸型造型。另外，由于可减少工作流体的动力和空气消费量，所以，可通过节省能量降低成本，可通过采用起模支架进行2阶段(2次)压实，同时，可提高起模精度。
另外，按照本发明的模板托架，可与起模支架一起使造型机本体的构造简化，另外，可由模板更换装置两端部的上下模板托架兼用，所以可由简单的构成使促动器数量减半，节约工作流体动力。
按照本发明的改良了的模板搬运装置的实施形式，带余砂框的模板搬运装置可小型化，同时，可省去配管装拆的麻烦，所以，搬运装置更换容易进行，可适当地自由移动地配置带余砂框的模板搬运装置。
本发明的模板托架式铸型造型机具有上述多种良好的应用效果。
权利要求
1.一种造型装置用模板托架，由载置模板的载置部分和围住上述模板周围自由升降地设置的框状起模支架构成。
2.根据权利要求1所述的造型装置用模板托架，其特征在于上述可自由升降地设置的框状起模支架可由内装于模板托架或模板更换装置中的促动器上下滑动。
3.如权利要求1所述的造型装置用模板托架，其特征在于还包括使上述框状起模支架向上方平行移动的多个导向销；及设于造型机座的多个促动器，上述促动器可贯通上述模板托架的空间部分地使上述多个导向销上下移动，同时，在其缩回端使前端不到达上述模板托架的下面。
4.根据权利要求2或3所述的造型装置用模板托架，其特征在于上述促动器为由工作流体驱动的液压缸。
5.根据权利要求2或3所述的造型装置用模板托架，其特征在于上述促动器为电动缸。
全文摘要
一种模板托架型铸型造型机，包含造型机座、砂箱设定缸、升降支架、及分块压实式砂压缩斗；其特征在于具有模板更换装置和可升降地配置的带通气孔的余砂框；带余砂框的小型模板更换装置的余砂框(62)可由多个朝上液压缸(63、63)升降地设置，该多个朝上液压缸(63、63)通过由外部缸(68、69)作动的特殊液压缸(64、65)驱动伸缩，充填到由模板和砂箱构件形成的选型空间的型砂在造型时被按2个阶段压缩，压缩时的条件为下辅助框被固定及下辅助框和砂箱构件被移动。
文档编号B22C15/06GK1644273SQ20051000463
公开日2005年7月27日 申请日期2001年4月17日 优先权日2000年4月21日
发明者金藤公一, 平田实, 波多野丰 申请人:新东工业株式会社