专利名称：砂箱组合、上下铸型造型装置及铸造生产线的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用砂箱组合铸造无箱或有箱上下铸型的砂箱组合、上下 铸型造型装置以及铸造生产线。
背景技术：
JP A 7-16705揭示了一种常用造型装置。该造型装置是一种水平分离式 造型装置，包括一喷嘴朝下的型砂吹入罐，以及一L形的框架， 一上砂箱位 于该L形框架的垂直侧的垂直面上，故该上砂箱垂直运动， 一下砂箱位于该 L形框架的水平侧的水平面上，故该下砂箱在相对上砂箱的位置以及远离该 相对位置的另一位置之间往复运动，其中该L形框架在远离型砂吹入罐的位 置以及该罐下方的另一位置之间旋转。在上述常用的造型装置中，由于上下砂箱由L形框架的侧面交叉支撑， 上下砂箱容易部分层叠，或移动，或在两者层叠时形成间隙。势必形成有飞 边或类似问题的缺陷铸件。本发明即为了解决上述问题。旨在提供一种上下砂箱能对准的砂箱组 合，而不是部分匹配，且砂箱侧面具有型砂吹入口。本发明的目的还在于提 供一种利用本砂箱组合铸造无箱或有箱上下铸型的造型装置以及生产线。本发明的砂箱组合制造层叠的上砂箱和下砂箱，该组合包括至少两个竖 直设置的连接杆； 一上砂箱可滑动地设置于连接杆上，并在其一侧形成一型 砂吹入口； 一下砂箱可滑动地设置于连接杆的下部，以位于上砂箱的下方与 上砂箱配合，并在其一侧形成一型砂吹入口。该砂箱组合的上下砂箱在连接杆上滑动，或者两者两端支撑，以彼此面对并配合。这个设计能防止两者不对准。另外，由于砂箱有型砂吹入口，所 以它们可以被使用在旋转砂箱的一类造型装置中。一方面，本发明的造型装置是利用本发明的砂箱组合制造层叠的上下砂 箱，包括一双面模板，其被放置于造型装置的砂箱组合的上下砂箱之间或从之间被抽出； 一使得砂箱组合可拆卸地安装其上的型砂挤压机构，使得双面 模板被夹持于上下砂箱之间，并使得上下挤压装置可以插入或退出上下砂箱 的没有被双面模板盖住的各自开口中，型砂挤压机构在两个位置之间顺时针 或逆时针旋转，其一位置是夹持着双面模板的上下砂箱在水平位置，另一位 置是夹持着双面模板的上下砂箱在垂直位置；还包括一旋转机构用于顺时针 或逆时针旋转型砂挤压机构； 一型砂吹入机构，用于将型砂由型砂吹入口吹 入处于垂直位置的上下砂箱中。本发明的造型生产线用来循环利用砂箱组合，包括用于制造本发明的层 叠上下砂箱的造型装置，该砂箱组合可拆卸地连接于该造型装置； 一浇注生 产线，用于将熔融金属浇入将被输送出造型装置的砂箱组合的上下砂箱中； 一铸型移除装置，用于将在浇注生产线上浇注了熔融金属的上下铸型从砂箱 组合中起出；以及一砂箱组合运送装置，用于将移除了上下铸型的砂箱组合 运送至造型装置再利用。另一方面，本发明的造型装置是利用权利要求1的砂箱组合制造层叠的 无箱上下铸型，包括一装置本体，砂箱可拆卸地安装于该装置本体； 一双面 模板，其放置于造型装置的砂箱组合的上下砂箱之间或从之间被抽出； 一型 砂挤压机构，使得双面模板被夹持于上下砂箱之间，并使得上下挤压装置可 以插入或退出上下砂箱的没有被双面模板盖住的各自开口中，型砂挤压机构 在两个位置之间顺时针或逆时针旋转，其一位置是夹持着双面模板的上下砂 箱在水平位置，另一位置是夹持着双面模板的上下砂箱在垂直位置；还包括 一旋转机构用于顺时针或逆时针旋转型砂挤压机构； 一型砂吹入机构，用于 将型砂由型砂吹入口吹入处于垂直位置的上下砂箱中； 一铸型起出机构，用于将上下铸型从处于水平位置的层叠的一对上下砂箱中起出；和一砂箱旋转 机构，用于间歇旋转两对以上层叠的水平分布于型砂挤压机构和铸型起出机 构之间的上下砂箱，并提升上砂箱。
图1为本发明的砂箱组合的最佳实施例的剖视图。 图2为图1砂箱组合的平面图。图3为利用砂箱组合最佳实施例的本发明的上下铸型造型装置的一个实施例的平面图。图4为图3的上下铸型造型装置的局部剖视图。图5为图3的上下铸型造型装置的平面图。图6为利用砂箱组合最佳实施例的造型生产线的框图。图7为利用砂箱组合最佳实施例的本发明的上下铸型造型装置的另一实施例的平面图。图8为沿着图7中箭头A， A的侧视图，表示了一双面模板被夹持于上下砂箱之间。图9为图7的上下铸型造型装置的平面图。
具体实施方式
在图1和图2中，本发明的砂箱组合1的最佳实施例包括一上砂箱3， 其上可滑动地连接或设置有上砂箱的两个连接杆4， 4，以及可滑动地连接或 设置于两个连接杆4, 4上的位于上砂箱3下方的一下砂箱6。上砂箱3的一 侧有一型砂吹入口 2，下砂箱的一侧有一型砂吹入口 5。本发明中，运用了可拆卸地安装于上下铸型造型装置上的砂箱组合1的 上下铸型造型装置100的一个实施例将利用图3 — 5说明。该上下铸型造型 装置IOO包括一在内部形成了一空间的机台101; —双面模板105，通过一 传送机构104将其置于砂箱组合1的上砂箱3和下砂箱6之间，或从其间抽出； 一型砂挤压机构109，该砂箱组合1通过一对夹紧机构128， 128可拆卸 地安装于其上，使得双面模板105被夹持于上砂箱3和下砂箱6之间，并使 得上挤压板，或挤压装置106，和下挤压板，或挤压装置107，可以插入或 退出上下砂箱的没有被双面模板盖住的各自开口中，型砂挤压机构109绕支 承轴108在两个位置之间顺时针或逆时针旋转，其一位置是夹持着双面模板 的上下砂箱在水平位置，另一位置是夹持着双面模板的上下砂箱在垂直位 置；还包括两个横向的气缸IIO， 110，作为顺时针或逆时针旋转型砂挤压机 构109的旋转装置； 一型砂吹入机构111,用于将型砂由型砂吹入口 2， 5 吹入被气缸IIO, IIO置于垂直位置的上下砂箱中。另外，在连接杆4， 4的上下部分，具有用来啮合夹紧机构128， 128的 爪部件130的槽，下文中将作详细说明。如图5所示，夹紧机构128， 128 安装于上升降框架114的前后外表面，并安装有一对摇动马达129， 129， 一 对爪部件130， 130嵌合于每个摇动马达129的摇动输出轴，使得当摇动马 达129， 129运作时，成对的爪部件能插入形成于连接杆4， 4上部的槽中， 来支撑其上部。相同的该夹紧机构128也安装于下升降框架115 (下述)的 前后外表面，故爪部件能插入形成于连接杆4， 4下部的槽中，支撑其下部。如图3， 4所示的型砂挤压机构109中， 一旋转框架112枢设于支承轴 108上，故其能在垂直平面内顺时针或逆时针旋转。一对垂直延伸的导杆113， 113，前后间隔地安装于旋转框架112的右侧。另外，形如倒置L的上升降 框架114，通过与上升降框架形成整体的支撑部件可滑动地安装于导杆113， 113的上部，从而使得其被支撑于导杆的上部之间，而形如L的下升降框架 115，通过与下升降框架形成整体的支撑部件可滑动地安装于导杆113， 113 的下部，从而使得其被支撑于导杆的下部之间。上下升降框架114， 115通 过安装于旋转框架112上的朝上气缸116和朝下气缸117的伸縮运动，来完 成彼此的靠近与远离。另外， 一系列用于推进与縮回上挤压板106的气缸119， 119安装于上升降框架114上， 一系列用于推进与縮回下挤压板107的气缸120， 120安 装于下升降框架115上。上下升降框架的水平上表面的尺寸被设置为足以推 动上砂箱3和下砂箱6的大小。另外，朝上的气缸122， 122安装于下升降 框架115的前后外表面， 一类似于框架的平整框架121安装于朝上气缸122， 122的活塞杆的上部末端，使得平整框架121可滑动地安装于下挤压板107 上。另外，如图3和图4所示，双面模板105的传送装置104包括一环形元 件123，枢设于型砂挤压机构109的支承轴108上， 一气缸124枢设于型砂 吹入机构111的旋转框架112上，且该气缸的活塞杆远端枢设于环形元件123 的一部分上，故该远端与环形元件一起运动， 一对近端与环形元件123连接 的悬臂125， 125，以及一下悬式台车(未表示)，左右往复搬运双面模板105。 因此，气缸124的伸縮使一对臂125， 125垂直旋转，以使得台车将双面模 板105传送至铸型挤压机构109的水平上下砂箱之间，或从之间移除。该对 臂125， 125也可以由马达等代替气缸124驱动。型砂吹入机构111放置于机台101的左上方，并设有两个气罐(未表示)。 尽管典型作法为只运用一个气罐将型砂吹入上下砂箱中，但此处气罐独立工 作，将型砂吹入上下砂箱中。压縮气体的压力约在0.05 — 0.18MPa之间。另外，如图6所示，容纳了由上述上下铸型造型装置100制造的上下铸 型的砂箱组合l，在造型生产线上循环，即，从造型装置100开始，经过向 上下砂箱中浇注熔融金属的浇注生产线51，以及将上下铸型从砂箱组合中起 出的移除装置52，再通过砂箱组合运送装置53运送或返回到造型装置100 进行再利用。造型装置的操作过程中，首先传送机构105通过传送机构104被移动至 水平砂箱组合的上下砂箱之间。然后通过气缸116的伸縮，上砂箱3被上下 移动一小段距离，同时通过传送机构104的气缸124的收縮将臂125顺时针 旋转，以使得臂与台车分离，且臂返回。型砂挤压机构109中朝上的气缸116和朝下的气缸117的收縮使得上砂箱3和下砂箱6通过上下升降框架114， 115互相靠近，并将双面模板夹持于之间。 一对下夹紧机构128， 128夹持连 接杆4， 4的下部。气缸119， 119， 120， 120伸长一理想距离，使得上下挤 压板106， 107分别插入上砂箱3和下砂箱6 —理想距离，形成两个造型空 间。气缸110随后伸长，将型砂挤压机构109绕支承轴108顺时针旋转，以 将上下砂箱3， 6垂直放置，并将型砂吹入口上移以连接气罐下方的口。型 砂吹入机构随后将型砂通过型砂吹入口吹入到上下造型空间中。气缸119， 119， 120， 120伸长，进一步推进上下挤压板挤压上下造型空间中的型砂。型砂在造型空间中被挤压时，作用于气缸119， 119， 120， 120上的反 作用力也同样作用于上下夹紧机构128， 128和连接杆4， 4上。气缸110随后收縮，使上下砂箱3， 6和双面模板105返回至水平位置， 同时下夹紧机构128， 128与连接杆4， 4分离。朝上和朝下的气缸106， 107 随后伸长，通过上下升降框架114， 115将上砂箱3上移，下砂箱6下移， 将容纳了由挤压型砂得到的砂铸型的上下砂箱3， 6与双面模板105分离开 来。下砂箱6由连接杆4， 4悬挂。气缸124收縮，通过臂125， 125将双面 模板105从上砂箱3和下砂箱6之间的位置移开。如果需要，则将型芯置于 铸型中，朝上和朝下的气缸106， 107随后收縮，通过上下升降装置114， 115 将上砂箱3下移，下砂箱6上移，以将上固定砂箱3层叠于下固定砂箱6之 上。夹紧机构128， 128随后与连接杆4， 4分离，包括上固定砂箱3和下固 定砂箱6的砂箱组合1，被移出造型装置100。砂箱组合1中的上下砂箱在 浇注生产线54上浇注熔融金属。上下铸型通过铸型移除装置52从砂箱组合 中起出，铸型起出后的砂箱组合被砂箱组合传送装置53从铸型移除装置52 传送至上下铸型造型装置100。尽管如上述实施例中，上下铸型造型装置100中的砂箱组合1是用来制造有箱铸型，但在下一个实施例中，造型装置中的该砂箱组合也用来制造无箱上铸型和无箱下铸型。S卩，如图7—9所示，制造无箱上铸型和无箱下铸型的造型装置包括一在内部形成有空间的平行六面体机台201; —装置本体 202，其上可拆卸地安装有砂箱组合l; 一双面模板205，将其置于砂箱组合 1的上砂箱3和下砂箱6之间，或将其从中抽出； 一型砂挤压机构209，使 得双面模板205被夹持于上砂箱3和下砂箱6之间，并使得作为上挤压装置 的上挤压板206，和作为下挤压装置的下挤压板207，可以插入或退出上砂 箱3和下砂箱6的没有被双面模板205盖住的各自开口中，且型砂挤压机构 在两个位置之间顺时针或逆时针旋转，其一位置是夹持着双面模板205的上 砂箱3和下砂箱6在水平位置，另一位置是夹持着双面模板205的上砂箱3 和下砂箱6在垂直位置； 一横向气缸210，作为顺时针或逆时针旋转型砂挤 压机构209的旋转装置； 一型砂吹入机构211，通过伸长横向汽缸210将型 砂由砂箱的型砂吹入口吹入处于垂直位置的上下砂箱中； 一铸型起出装置 212，用于将上下铸型从处于水平位置且层叠的一对上砂箱3和下砂箱6中 起出；以及一砂箱旋转机构213，用于在型砂挤压机构209和铸型起出机构 212之间间歇旋转两对以上层叠的水平分布的成对的上下砂箱，与上砂箱3 啮合时砂箱旋转机构213可升降。另外，如图7所示，两对上砂箱3和下砂箱6中，每个上砂箱3上都在 前后外表面的中心部位设有一个突出物3a，而当下砂箱6毗邻型砂挤压机构 209时，每个下砂箱6上都在前后外表面的右部设有一个突出物6a。另外，如图7所示，双面模板205的传送机构204包括一环形元件215， 该环形元件215枢设于型砂挤压机构209的支承轴208上， 一气缸216枢设 于型砂吹入机构211上，其活塞杆远端枢设于环形元件215的一部分上，故 该远端与环形元件一起运动，一对近端与环形元件123连接的悬臂217,217， 以及一下悬式台车245，左右往复搬运双面模板205。因此，气缸216的伸 縮能使得一对臂217， 217垂直旋转，使得台车245将双面模板205通过轨道(未表示)传送至位于铸型挤压机构209的水平上下砂箱之间，或将双面 模板205从其间移出。通过利用上砂箱3将台车245降低一较短距离并通过 伸縮气缸216以垂直旋转臂217， 217，使得臂可以与台车245连接或与其分 离。在图7所示的型砂挤压机构209中，支承轴208安装于机台201的上部 中心，旋转框架218枢设于支承轴208上，故该旋转框架218可在垂直平面 中顺时针或逆时针旋转。 一对垂直延伸的导杆219， 219，前后间隔安装于旋 转框架218的右侧。另外，形如倒置L的上升降框架220，通过与上升降框 架形成整体的支撑部件可滑动地安装于导杆219， 219的上部，从而使得其 被支撑于导杆的上部之间，而形如L的下升降框架221，通过与下升降框架 形成整体的支撑部件可滑动地安装于导杆219， 219的下部，从而使得其被 支撑于导杆的下部之间。上下升降框架220,221通过安装于旋转框架218上 的朝上的气缸222和朝下的气缸223的伸縮运动，来完成彼此的靠近与远离。 另外，旋转框架218上安装有轨道(未表示)，当上下砂箱3， 6在水平位置 时，用于引导台车245。上砂箱3， 3上安装有轨道(未表示)，用于引导台 车245，轨道的安装高度与当上砂箱被提升时旋转框架上安装的轨道的高度 相同。另外， 一系列用于推进与縮回上挤压板206的气缸224， 224安装于上 升降框架220上， 一系列用于推进与縮回下挤压板207的气缸225， 225安 装于下升降框架221上。上下升降框架220， 221的水平上表面的尺寸被设 置为足以推动上砂箱3和下砂箱6的大小。另外，型砂吹入机构211被设置于机台201的左上方，并设有两个气罐 227， 227，利用低压压縮气体(气体填充)，分别向上砂箱3和下砂箱6吹 填型砂。理想的低压约在0.05—0.18MPa之间。另外，气罐可以与真空源连 接，利用低于大气压的气体。气罐可以同时操作，或统一控制，以代替分别 地或独立地控制。铸型起出机构212中， 一朝下的气缸229安装于机台201的上部， 一起 出板228连接在朝下的气缸229的活塞杆的下端。起出板228通过气缸229 的伸縮而垂直运动，故其可插入水平层叠的上下砂箱3， 6中。 一可垂直移 动的铸型接收台230设置于起出板228的正下方，用于接收从上下砂箱3， 6 中起出的上下铸型。该铸型接收台230通过一由一气缸231驱动的縮放器232 垂直运动。该铸型接收台230也可以通过一由一普通气缸驱动的升降台垂直 运动。运用縮放器可以省去凹坑的设置。(见图8)在铸型旋转机构213中， 一垂直延伸的旋转轴233可旋转地安装于机台 201上。旋转轴233的上部连接于安装在机台201上部的马达234的输出轴 上。旋转轴233可利用马达234顺时针旋转180度和逆时针旋转180度。马 达也可以用气缸代替。 一支撑元件235连接在旋转轴233的上部，两对导杆 236， 236垂设于支撑元件233上。该两对导杆236， 236以旋转轴为中心左 右相对设置。 一与上砂箱3上的突出物3a， 3a啮合的上啮合元件237用于 在导杆236， 236的每一对上垂直滑动。每个啮合元件237与安装于旋转轴 233上的朝上气缸238的活塞杆上端连接。每个啮合元件237通过气缸238 的伸縮实现垂直移动。另外， 一下啮合元件239连接于两对导杆236， 236 的下端，用于啮合两个下砂箱6， 6的突出物6a， 6a。图7和图8中的数字 240表示铸型排出装置，用于将从上下砂箱3， 6中起出的铸型从铸型接收台 230上移除。利用上述的无箱造型装置，从图7所示的状态开始制造无箱上下铸型的 过程描述如下。首先，传送机构204的气缸216伸长，使得一对臂217， 217 将双面模板205置于水平位置的上下砂箱3， 6之间。型砂挤压机构209中朝上的气缸222和朝下的气缸223随后收縮，使得 上砂箱3和下砂箱6通过上下升降框架220， 221互相靠近，直至将双面模 板205夹持于砂箱之间。型砂挤压机构210的一系列气缸224， 224， 225， 225随后伸长一理想距离，使得上下挤压板206， 207插入上下砂箱3， 6中，形成两个造型空间。同时，气缸210伸长，将型砂挤压机构209绕支承轴208 顺时针旋转，以将上下砂箱3， 6和双面模板205垂直放置，并将型砂吹入 口上移，直至它们连接到气罐的下部。 一个大气缸和一个定位销的组合可以 代替气缸224和224，或者225和225的使用。型砂吹入机构221随后将型砂通过型砂吹入口吹入到两个造型空间中。 上下砂箱3， 6和双面模板205返回到水平位置，而挤压板206， 207进一步 推进，挤压两个造型空间中的型砂。随后朝上和朝下的气缸222， 223伸长， 以分离上下升降框架220， 221。铸型旋转机构213的气缸238随后伸长，使得容纳了由挤压型砂得到的 铸型的上砂箱3自上啮合元件237悬挂下来，并与双面模板205分离，而下 砂箱6被放置于铸型旋转机构213的下啮合元件239上。气缸216随后收縮， 使得成对的臂217， 217将双面模板205从上下砂箱3， 6之间的位置取出。 铸型旋转机构213的马达234随后驱动旋转轴233旋转一理想角度，将容纳 了铸型的上下砂箱3， 6运至铸型起出机构212。如果有必要，可以将一型芯 放置于铸型中，通过收縮气缸238，将容纳铸型的上砂箱3下降，放置于下 砂箱6上。铸型起出机构212的气缸231随后伸长，提升铸型接收台230用于接收 容纳铸型的上下砂箱3， 6。铸型起出机构212的气缸229伸长，使得起出板 228与上砂箱3中的铸型接触。气缸231随后收縮，降低铸型接收台230， 同时起出板228与铸型接收台一起降低。因此，铸型被从上下砂箱3， 6中 起出，放置在铸型接收台上。随后铸型被铸型排出装置240自铸型接收台上 推出。如果想要在旋转容纳了铸型的上下砂箱3， 6至铸型起出机构212的步 骤之前的任一步骤中放置一型芯于铸型中，该型芯即可以在那个步骤中放 入，随后用与上述相类似的方法将上下砂箱3， 6层叠，铸型被起出。
权利要求
1、一用于制造层叠的上下铸型的砂箱组合，包括至少两个竖直设置的连接杆；一可滑动地设置于该连接杆上、并在其一侧设有一型砂吹入口的上砂箱；一可滑动地设置于该连接杆上的下砂箱，该下砂箱为与该上砂箱配合而置于该上砂箱的下方，并在其一侧设有一型砂吹入口。
2. 一利用权利要求1所述的砂箱组合制造层叠上下铸型的造型装置， 包括一双面模板，其被放置于该造型装置的该砂箱组合的该上下砂箱之间或 从其间被抽出；一使得该砂箱组合被可拆卸地安装其上的型砂挤压机构，使得该双面模 板被夹持于该上下砂箱之间，并使得该上下挤压装置可以插入或退出该上下 砂箱的没有被该双面模板盖住的各自开口中，该型砂挤压机构可在两个位置 之间顺时针或逆时针旋转，其一位置是夹持着该双面模板的该上下砂箱在水 平位置，另一位置是夹持着该双面模板的该上下砂箱在垂直位置； 一旋转机构，用于顺时针或逆时针旋转该型砂挤压机构； 一型砂吹入机构，用于将型砂由该型砂吹入口吹入垂直位置的该上下砂 箱中。
3. 用于循环利用砂箱组合的造型生产线，包括制造权利要求2所述的层叠上下铸型的造型装置，该砂箱组合可拆卸地 连接于该造型装置；一浇注生产线，用于将熔融金属浇入自该造型装置运送出的该砂箱组合 的该上下砂箱中；一铸型移除装置，用于将在该浇注生产线上浇注了熔融金属的该上下铸型从该砂箱组合中起出；以及一砂箱组合运送装置，用于将移除了该上下铸型的该砂箱组合运送至该 造型装置再利用。
4、 一利用权利要求1所述的砂箱组合制造层叠的无箱上下铸型的造型 装置，包括一装置本体，该砂箱组合可拆卸地安装于该装置本体上； 一双面模板，其被放置于该造型装置的该砂箱组合的该上下砂箱之间或 被从其间抽出；一型砂挤压机构，使得该双面模板被夹持于该上下砂箱之间，并使得该 上下挤压装置可以插入或退出该上下砂箱的没有被该双面模板盖住的各自 开口中，该型砂挤压机构可在两个位置之间顺时针或逆时针旋转，其一位置 是夹持着该双面模板的该上下砂箱在水平位置，另一位置是夹持着该双面模 板的该上下砂箱在垂直位置；一旋转机构用于顺时针或逆时针旋转该型砂挤压机构； 一型砂吹入机构，用于将型砂由该型砂吹入口吹入垂直位置的该上下砂 箱中；一铸型起出机构，用于将该上下铸型从处于水平位置层叠的一对上下砂 箱中起出；以及一砂箱旋转机构，用于在该型砂挤压机构和该铸型起出机构之间，间歇 旋转两对以上层叠的水平分布的该上下砂箱，并能够提升该上砂箱。
全文摘要
一用于制造层叠的上下铸型的砂箱组合，包括至少两个竖直设置的连接杆(4)，一可滑动地设置于连接杆上、并在其一侧设有一型砂吹入口的上砂箱；一可滑动地设置于连接杆的下砂箱，该下砂箱为与上砂箱配合而置于上砂箱的下方，并在其一侧设有一型砂吹入口。
文档编号B22C21/02GK101232961SQ200680027928
公开日2008年7月30日 申请日期2006年6月2日 优先权日2005年6月7日
发明者平田实 申请人:新东工业株式会社