一种垂直分型无箱射压粘土砂自动造型的制造方法
【专利摘要】一种垂直分型无箱射压粘土砂自动造型机，包括机座，在机座上设置有反压板摆动连杆机构、快速射砂系统和快速充液阀组，其中反压板摆动连杆机构与快速射砂系统采用高气压密封结构，使得该造型机的造型全过程无砂尘外泄，造型速度快、定位精准、合型精度高，具有高效节能、环保的特点。同时该造型机所制作的砂型紧实度高而且均匀，用其浇铸出来的铸件废品率低，外形美观，几何尺寸精度高。
【专利说明】一种垂直分型无箱射压粘土砂自动造型机
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种铸造机械设备，具体为一种采用伺服电机驱动液压控制技术的全自动高速垂直分型造型机。主要用于铸造用粘土砂砂型的制作。
【背景技术】
[0002]粘土砂金属铸造成型是机械零件毛坯的主要生产方法之一，在机械制造工业中得到广泛的应用，并且占有重要地位。
[0003]其中粘土砂砂型的制作是铸件生产工艺过程中的关键环节之一，砂型的制作质量直接关系到铸件的质量和成品率，制作优质的砂型对提高铸件质量，降低铸件成本起着至关重要的作用，国外发达国家针对该造型工艺研制了各类高端自动化造型机，这类机械具有生产效率高、质量稳定、节能环保的优点，但因其价格相当昂贵，维护难度大，在一般客户中难以推广使用。目前国内绝大多数铸造企业仍在运用工艺简单、技术落后的震压式造型机或压实式造型机进行砂型制作，制作的砂型质量稳定性差、设备运行噪声高，劳动强度大，生产效率低，环境污染重，国内铸造行业急需高端自动化造型机取代现有落后的造型设备。
【发明内容】
[0004]本发明针对上述现有技术上的不足，设计了一种垂直分型无箱射压粘土砂自动造型机。解决了现有技术的垂直分型无箱射压粘土砂自动造型机存在的密封较差，成品率低的不足。
[0005]本发明的一种垂直分型无箱射压粘土砂自动造型机，包括由油箱、底座组成的机座，在机座上依次安装有造型型腔室、加砂射砂机构、造型推型机构、砂型压持机构、型腔开关翻转机构和液压系统、气路系统、集中润滑系统和电气控制系统，所述的自动造型机上设置有反压板摆动连杆机构、快速射砂系统和快速充液阀组，所述反压板摆动连杆机构与可摆动反压板连接，其特征在于所述的可摆动反压板的密封侧包括内侧密封盖板和外侧密封盖板，所述内侧密封盖板和外侧密封盖板将O形弹性密封柱塞、Ω形密封圈固定在盖板及反压板本体上，在盖板和反压板本体的结合面制作有多个通气气道；所述的快速射砂系统包括射砂锥形接管体及固定在射砂锥形接管体上的砂料箱，在砂料箱中部装有射砂气控阀，顶部装有落砂阀，所述的落砂阀装有料箱排气阀，所述落砂阀的落砂口侧由阀盖板支承，密封压盖、密封支承圈夹持，将聚氨酯材料制成的W形密封圈固定，使所述密封圈贴合在瓦状球形闸板上，并且在W形密封圈与瓦状球形闸板之间留有间隙，在阀盖板上制作有通气孔，注入气压后，气压将W形密封圈向外膨胀抱紧瓦状球形闸板进行密封，以避免砂箱内砂粒发生外泄漏；所述的快速充液阀组包括充液阀主阀芯，充液阀先导阀芯、充液阀阀体、充液阀弹簧和比例先导阀，其中充液阀先导阀芯和充液阀阀体组成伺服液压控制小容积密封腔，由比例先导阀进行伺服控制充液阀主阀芯的开启速度，关闭时由充液阀弹簧推动充液阀先导阀芯快速排出控制密封腔的液体，实现快速关闭。[0006]本发明的一种垂直分型无箱射压粘土砂自动造型机在型腔可摆动反压板上采用了新型气压膨紧式密封装置。通过注入气压推动柱塞使密封膨胀，可提高密封可靠性。延长使用寿命。上部落砂阀采用了气压胀紧式落砂口密封元件和瓦状球形闸板，阀门关闭后注入气压使密封元件膨胀抱紧瓦状球形闸板，提高密封可靠性，阀门开启时释放气压密封元件收缩，使密封元件与瓦状球形闸板之间形成间隙，保证不发生密封元件摩擦损坏。该造型机的造型全过程无砂尘外泄，造型速度快、定位精准、合型精度高，具有高效节能、环保的特点。同时该造型机所制作的砂型紧实度高而且均匀，用其浇铸出来的铸件废品率低，外形美观，几何尺寸精度高。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1是本发明的横向结构图-型腔处于开启状态；
图2是本发明的纵向结构图；
图3是快速充液阀详图；
图4是可摆动反压板详图；
图5是图4的A部放大示意图；
图6是落砂阀详图；
图7是图6的B部放大示意图。
[0008]图中1-反压板运动拉板；2-反压板运动拉杆；3-支撑架一；4-反压板油缸；5-反压板油缸位移传感器；6_快速充液阀组；7_正压板油缸位移传感器；8_支撑横梁；9-储气包；10_支撑架二 ；11_正压板油缸；12_射砂气控阀；13_料箱排气阀；14_落砂阀；15-砂料箱；16-射砂锥形接管体；17-推型正压板组件；18-造型腔组件；19-可摆动反压板；20_反压板运动支撑框架；21_反压板摆动连杆机构；22_机座；23_伺服电机泵机组；24-瓦状球形闸板；25_密封压盖；26-W形密封圈；27_阀盖板；28_密封支承圈；29_0形弹性密封柱塞；30-Ω形密封圈；31_内侧密封盖板；32_外侧密封盖板；33_盖板；34_反压板本体；35_充液阀主阀芯；36_充液阀先导阀芯；37_充液阀阀体；38_充液阀弹簧；39_比例先导阀。
【具体实施方式】
[0009]以下参照附图1-7对本发明的的发明要点作详细说明。
[0010]图1所不:机座22全部使用中厚钢板和型板焊接后进行机械精加工，构成了闻强度、平面度很高的机构安装基础。在机座上固定有造型腔组件18、支撑架一 3、支撑架二 10，造型腔组件18上固定有射砂锥形接管体16，反压板油缸4和正压板油缸11安装在支撑架
一3与造型腔组件18上，正压板油缸11杆头固定推型正压板组件17，支撑架一 3、支撑架
二10、造型腔组件18上装配有四根反压板运动拉杆2，反压板运动支撑框架20装在反压板运动拉杆2上、反压板运动支撑框架20上装有可摆动反压板19。由造型腔组件18、推型正压板组件17、射砂锥形接管体16、可摆动反压板19组成一个砂型成型密闭腔。
[0011]在支撑架一 3、支撑架二 10、射砂锥形接管体16上固定有二根支撑横梁8。快速充液阀组6装于反压板油缸4和正压板油缸11中间。由伺服电机泵机组23 (图二)、快速充液阀组6、反压板油缸4、正压板油缸11及液压系统组成合腔、压实、推型、合型、脱模、复位的液压控制及执行系统。
[0012]在机座上装有反压板摆动连杆机构21，反压板摆动连杆机构21与可摆动反压板19连接,反压板油缸4驱动反压板运动拉板1、反压板运动拉板I拉动反压板运动拉杆2、反压板运动支撑框架20左右移动，带动摆动连杆机构21沿一定的轨迹运动，驱动可摆动反压板19进行上下90°翻转，达到了左移关闭型腔，右移开启型腔。
[0013]在射砂锥形接管体16上装有砂料箱15。砂料箱15中部装有射砂气控阀12，顶部装有落砂阀14。落砂阀14装有料箱排气阀13。由射砂气控阀12、料箱排气阀13、落砂阀14、砂料箱15、射砂锥形接管体16组成一个可控的加料、高气压快速射砂系统。
[0014]在支撑横梁8上装有储气包9，用于储备足够的气压和供气量。
[0015]在正压板油缸11上装有正压板油缸位移传感器7，为电控系统提供准确的正压板油缸位置信号。
[0016]图2所示:在机座左侧下方装有伺服电机泵机组23，用于给液压系统提供可变流量的高压液压油液。
[0017]在反压板油缸4上装有反压板油缸位移传感器5，为电控系统提供准确的反压板油缸位置信号。
[0018]图3所示，快速充液阀由充液阀先导阀芯36、充液阀阀体37组成伺服液压控制小容积密封腔，使用比例先导阀39进行伺服控制，输入高压小流量液体能使充液阀主阀芯35快速打开，并且比例先导阀39可以控制开启速度，以减小震动。复位时，充液阀弹簧38推动充液阀先导阀芯36快速排出控制密封腔的液体，达到快速关闭。
[0019]图4-5所示,反压板密封侧由内侧密封盖板31、外侧密封盖板32将O形弹性密封柱塞29、Ω形密封圈30固定在盖板33、反压板本体34上。由弹性高、硬度高、密封性能好的橡胶材料制造而成的O形弹性密封柱塞29支承在机械强度高、外皮光滑、柔软性强、耐磨的聚氨酯材料制造而成的Ω形密封圈30内。盖板33、反压板本体34的结合面制作有多个通气气道，注入气压后，气压推动O形弹性密封柱塞29向外膨胀，使Ω形密封圈30与型腔贴紧进行密封，避免型砂高速高压射入型腔时发生外泄漏。在反压板开启脱模时卸掉气压，密封收缩降低了摩擦力，延长密封使用寿命。
[0020]图6-7所示，落砂阀落砂口侧由阀盖板27支承，密封压盖25、密封支承圈28夹持，将机械强度高、外皮光滑、柔软性强、耐磨的聚氨酯材料制造而成的W形密封26固定，使密封贴合在瓦状球形闸板24上，但W形密封圈26与瓦状球形闸板24之间留有一定间隙。阀盖板27上制作有通气孔，注入气压后，气压将W形密封圈26向外膨胀抱紧瓦状球形闸板24进行密封，避免砂箱内砂粒发生外泄漏。在阀门开启时卸掉气压，密封收缩降低了摩擦力，延长密封使用寿命。
[0021]伺服电机泵机组23由伺服电机和定量柱塞泵组成。伺服电机的转速可在150r/mn-3000 r/min之间运转，速度高低伺服响应高(IOOr响应时间0.05S)。伺服电机高低速快速变化驱动柱塞泵输出不同大小流量的高压油液，根据工艺要求驱动油缸快慢速运动，保证推型正压板、可摆动反压板慢启、慢停、快进、快退的速度要求。
[0022]自动造型机的工作过程如下:初始状态下，反压板油缸4、正压板油缸11处于收回状态，推型正压板组件17缩回到造型腔组件18内设定位置，可摆动反压板19开启至水平位置。落砂阀14处于关闭状态。射砂气控阀12关闭。料箱排气阀13关闭。启动运行后，反压板油缸4推出驱动可摆动反压板19慢速启动、快速旋转90度、慢速前行将型腔封闭。可摆动反压板19快速旋转时，快速充液阀组6对反压板油缸4进行快速充液。由气缸驱动打开落砂阀14给砂料箱15加料，加料至设定位置后关闭落砂阀14。射砂气控阀12打开向砂料箱15内输入高速高压气体，推动型砂向型腔内进行高速高压射砂，射砂气控阀12关闭。料箱排气阀13打开将砂料箱15内残留的气体排掉,料箱排气阀13关闭。正压板油缸11推出推动推型正压板组件17慢启、快速压实砂型，此时反压板油缸4同时推出拉动可摆动反压板19向型腔内施压进行砂型压实。反压板油缸4收回，驱动可摆动反压板19慢速启动脱模，快速旋转90度将型腔打开，同时气路控制可摆动反压板19内装的清扫喷嘴对砂型、台板的浮砂进行清扫。正压板油缸11推出推动推型正压板组件17快速前行将砂型推向合型位置，然后慢速加压合型。正压板油缸11慢速启动拖动推型正压板组件17退回脱模，脱模后快速退回到型腔的设定位置，同时气路控制推型正压板组件17内装的清扫喷嘴对型腔、台板的浮砂进行清扫，气路控制推型正压板组件11下部的气垫减少正压板与台板的摩擦力。进行下一次造型。自动造型机按照这种模式连续工作，完成不间断的造型生产。
【权利要求】
1.一种垂直分型无箱射压粘土砂自动造型机，包括由油箱、底座组成的机座，在机座上依次安装有造型型腔室、加砂射砂机构、造型推型机构、砂型压持机构、型腔开关翻转机构和液压系统、气路系统、集中润滑系统和电气控制系统，所述的自动造型机上设置有反压板摆动连杆机构、快速射砂系统和快速充液阀组，所述反压板摆动连杆机构(21)与可摆动反压板(19)连接，其特征在于所述的可摆动反压板(19)的密封侧包括内侧密封盖板(31)和外侧密封盖板(32)，所述内侧密封盖板(31)和外侧密封盖板(32)将O形弹性密封柱塞(29)、Ω形密封圈(30)固定在盖板(33)及反压板本体(34)上，在盖板(33)和反压板本体(34)的结合面制作有多个通气气道；所述的快速射砂系统包括射砂锥形接管体(16)及固定在射砂锥形接管体上的砂料箱(15)，在砂料箱(15)中部装有射砂气控阀(12 )，顶部装有落砂阀(14)，所述的落砂阀(14)装有料箱排气阀(13)，所述落砂阀(14)的落砂口侧由阀盖板(27)支承，密封压盖(25)、密封支承圈(28)夹持，将聚氨酯材料制成的W形密封圈(26)固定，使所述密封圈贴合在瓦状球形闸板(24)上，并且在W形密封圈(26)与瓦状球形闸板(24)之间留有间隙，在阀盖板(27)上制作有通气孔，注入气压后，气压将W形密封圈(26)向外膨胀抱紧瓦状球形闸板(24)进行密封，以避免砂箱内砂粒发生外泄漏；所述的快速充液阀组包括充液阀主阀芯(35)，充液阀先导阀芯(36)、充液阀阀体(37)、充液阀弹簧(38)和比例先导阀(39)，其中充液阀先导阀芯(36)和充液阀阀体(37)组成伺服液压控制小容积密封腔，由比例先导阀(39)进行伺服控制充液阀主阀芯(35)的开启速度，关闭时由充液阀弹簧(38)推动充液阀先导阀芯(36)快速排出控制密封腔的液体，实现快速关闭。
【文档编号】B22C15/24GK103433437SQ201210503165
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2012年11月30日 优先权日:2012年11月30日
【发明者】郭铁虎, 党建军 申请人:山西方盛液压机电设备有限公司