专利名称：整体砂芯下芯设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及铸造技术领域，特别是涉及一种用于整体砂芯的下芯 设备。
背景技术：
砂型铸造所用的造型材料价廉易得，铸型制造简便，对铸件的单 件生产、成批生产和大量生产均能适应，长期以来， 一直是铸造生产 中的基本工艺。其砂芯由粘结剂和硅砂粘结而成，强度较低，操作中 易损坏。
对于一些结构复杂、要求较高的铸件，例如转向架中的摇枕和侧 架等复杂工件，需要采用整体芯工艺制作。其整体砂芯是釆用机器制 芯，并在下芯之前完成形状完整、各表面光滑平顺的一体砂芯。即将 产品互相连接在一起的空腔由一个砂芯形成，或在重要受力部位由一 个砂芯形成，以提高铸件内腔的质量。整体砂芯与原来的砂芯组总体 形状相同。
请参考图1,图1为现有技术中一种典型下芯设备的结构示意图。 现有的整体砂芯吊具结构比较筒单，整个吊具由横梁1和吊装带
2构成，其中横梁1为长1000mm左右、截面30mm左右的方管，吊 装带2为普通的尼龙带；横梁1的两端焊接有档块11,横梁1的中间 焊接有吊环12。
在需要吊装整体砂芯时，将吊装带2套装于整体砂芯的两端，横 梁1上的档块11能防止吊装带2在工作中脱离横梁而滑落，吊环12 与起吊设备连接，起吊设备工作后，吊环12带动横梁1、吊装带2和 整体砂芯达到预期的吊装位置；在需要卸下砂芯时，将吊装带2从整 体砂芯上取下，起吊设备将空载的吊具复位。
从上述的工作过程不难看出，现有的整体砂芯吊具在下芯、运输、 吊起时，均完全依靠手工定位，在定位过程中容易出现位置偏差，使 整体砂芯下芯时相对砂型的位置不够精准；而且，由于工人劳动强度较大，人为因素对整体砂芯定位的影响很难避免。
另外， 一些整体砂芯的重心不在中心线上，在下芯过程中很难控制平衡、容易将其它砂芯碰坏，不仅造成不必要的生产浪费，而且影响生产效率。
而且，现有的下芯设备一次只能吊装一个整体砂芯，对于一箱两件的工艺，需要两次下芯，生产效率较低，难以满足社会高速发展的需求。
因此，如何提高整体砂芯的定位精度，减少人为操作对下芯的影响，进而提高吊装效率，成为本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于整体砂芯的下芯设备，其操作简单，人工操作对下芯的影响较小，且整体砂芯定位准确，利用该下芯设备能明显提高整体砂芯的下芯效率。
本发明提供一种用于整体砂芯的下芯设备，包括吊具框架、确定所述吊具框架与砂箱的预定相对位置的第一定位装置、与所述吊具框架固定连接的定位部件，以及设于吊具框架上并用于推动所述整体砂
芯靠近所述定位部件的动力部件；当所述动力部件与所述定位部件共同夹持所述整体砂芯时，所述整体砂芯位于预定的下芯位置。
优选地，所述第一定位装置为与所述吊具框架的两端固定连接的定位销，所述砂箱的两端具有与所述定位销配合的定位孔。
优选地，所述定位销的数目为两个，其中一个为圓销，另一个为扁销，所述扁销与所述定位孔之间有适当的间隙。
优选地，所述动力部件包括与所述吊具框架固定连接的缸筒、与所述缸筒配合的活塞杆，以及设于所述活塞杆的外端并用于推动所述整体砂芯的推板。
优选地，所述吊具框架具有楔形槽，所述推板部分卡入所述楔形槽并沿所述楔形槽滑动。
优选地，所述动力部件和所述定位部件的数目为两个，且均以两所述定位销的连线为对称轴对称地设置。 优选地，所述吊具框架由方管制造。 优选地，所述定位部件为定位板。
在整体砂芯吊装过程中，通过第一定位装置将吊具框架和砂箱固
定到预定的相对位置；使整体砂芯被吊装到砂箱上方时，吊具框架与
砂箱的位置唯一确定。另外，吊具框架上固定连接有定位部件和动力
部件，该动力部件将砂芯向所述定位部件推动，最终达到所述动力部 件和所为定位部件共同夹持所述砂芯，使整体砂芯达到预定的下芯位
置。这样，第一定位装置在下芯过程中起到初步定位的作用，使整体 砂芯在下芯时先相对于砂箱的位置基本准确；然后，配合使用的动力 部件和定位部件对整体砂芯进行二次定位，使整体妙、芯相对吊具框架 的位置准确。经过初步定位和二次定位，使整体砂芯相对砂箱的位置 准确、相对^^少型的位置准确，/人而有效减小定位误差，实现准确下芯； 而且该下芯设备能有效减小下芯过程中对人工操作的需求，减小吊装 成本，提高吊装效率。
在一种优选的实施方式中，所述定位销的数目为两个，其中一个 为圆销，另一个为扁销，且所述扁销与所述定位孔之间有适当的间隙。 在铸造过程中，砂箱在高温作用下容易出现变形，如果两端的定位孔 均与圆销配合，虽然能实现吊具框架与砂箱的准确定位，但是容易出 现锁死现象，不利于吊具框架与砂箱分离。由于扁销与定位孔之间有 适当的间隙，可以允许定位孔有一定的偏移量，所以，当砂箱出现微 量变形时，扁销仍可以较灵活地实现定位销与定位孔的配合，并较容 易从定位孔中取出。因此，圓销和扁销配合使用能确保下芯设备能稳 定下芯操作，保证下芯设备的可靠性。
在另一种优选的实施方式中，所述吊具框架由方管制造。吊装整 体砂芯过程中，吊具框架的上端连接吊装动力部件、下端连接被吊装 —-韵整体砂芯，所以，吊具框架必须有一定的强度，而且，其自身的重 量不能过大，否则将增加吊装载荷，增大吊装难度。所以，本发明所 提供的吊具框架由方管制造，它既可以使吊具框架具有足够的结构强度，又可以降低吊具框架的整体重量，从而可以减小吊装载荷，提高
吊装安全性。
图1为现有技术中一种典型下芯设备的结构示意图2为本发明所提供下芯设备第一种具体实施方式
的结构示意
图3为图2所示下芯设备的俯视图4为本发明所提供下芯设备第二种具体实施方式
的结构示意
图5为图4所示下芯设备的俯视图6为本发明所提供圆销的结构示意图7为本发明所提供扁销的结构示意图8为本发明所提供动力部件一种具体实施方式
的结构示意图；图9为本发明所提供楔形槽的结构示意图。
具体实施例方式
本发明的核心是提供 一 种用于整体砂芯的下芯设备，其操作简
单，人工操作对下芯的影响较小，且整体砂芯定位准确，利用该下芯
设备能明显提高整体砂芯的下芯效率。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步的详细说明。
请参考图2至图5,图2为本发明所提供下芯设备第一种具体实施方式
的结构示意图；图3为图2'所示下芯设备的俯视图；图4为本发明所提供下芯设备第二种具体实施方式
的结构示意图；图5为图4所示下芯设备的俯视图。
在整体砂芯3吊装过程中，先将整体砂芯3放置于砂芯托板(图中未示出)上，由与吊具框架4固定连接的吊钩5将整体砂芯3吊起，移动至砂箱6的上方,-通过第一定位装置7将吊具框架4固定到砂箱6上的预定的相对位置；使吊具框架4与砂箱6的位置准确。
上文所述预定的相对位置，系指吊具框架4到达砂箱6上方时，整体砂、芯3也大体位于与之配合的^^、型的上方，而且整体^P少芯3的方 向应该大体能与；少型相配合。
在生产中使用的砂芯托板数量较多，由于制造砂芯托板的过程中 无法保证每一块砂芯托板的尺寸完全相同，导致工人将整体砂芯放置 在砂芯托板上时需要不断地调整位置，其定位效率受人工影响。因此， 可以在砂芯托板上设置定位件，以便固定整体砂芯3与砂芯托板的位 置。但是，砂芯托板在长期使用过程后，其上固定的定位件因为与整 体砂芯3摩擦而产生磨损，影响其定位精度；而且整体砂芯3吊起后， 吊钩可能会在空中摆动，影响整体砂芯3下芯时的准确性。
因此，本发明所提供的下芯设备还包括定位部件8和动力部件9, 其中，定位部件8与吊具框架4固定连接，动力部件9设于吊具框架 4上并推动整体砂芯3向定位部件8移动，最终达到动力部件9和定 位部件8共同夹持整体砂芯3,使整体砂芯3达到预定的下芯位置。
上文所述预定的下芯位置，即是妙、箱6中应该》文入整体砂芯3的 准确位置。
这样，第一定位装置7在下芯过程中起到初步定位的作用，使整 体砂芯3在下芯时，吊具框架4先相对于砂箱6的位置准确；然后，配 合使用的动力部件9和定位部件8对整体砂芯3进行二次定位，使整 体砂芯3相对吊具框架4的位置准确。经过初步定位和二次定位，使 整体砂芯3进入砂箱6时相对砂型的位置准确，从而有效减小下芯误 差；而且该下芯设备能有效减小下芯过程中对人工操作的需求，减小 吊装成本，提高吊装效率。
在一种具体的实施方式中，第一定位装置7可以为定位销，该定 位销与吊具框架4的两端固定连接，砂、箱6的两端具有与定位销配合 的定位孔61。这样，当定位销与砂箱6两端的定位孔61配合时，能 确定砂箱6与吊具框架4的相对位置。
由于定位销-与吊具框架4的位置是唯一确定的，砂箱6上定位孔 61的位置也是唯一确定的，当定位销与定位孔61配合，则吊具框架4 与砂箱6的位置也唯一确定。这样，吊装在吊具框架4上的整体砂芯
73与,少箱6的位置大体确定。
而且，销是常用的定位工件，经济实用，也便于更换，利用定位
销实现整体砂芯3与砂箱6的初步定位有利于降低生产成本，提高生产效率。
需要指出的是，第一定位装置7也可以是其它结构，只要能使吊具框架4与砂箱6的位置唯一确定，就能实现整体砂芯3与砂箱6初步定位，就能满足本发明的要求。
具体地，上述定位销的数目可以为两个，其中一个为圓销71,另一个为扁销72，圆销71和扁销72分别作用于砂箱6两端的定位孔61,且扁销72与定位孔61有适当的间隙。
请参考图6和图7，图6为本发明所提供圆销的结构示意图；图7为本发明所提供扁销的结构示意图。
在铸造过程中，砂箱6处在高温下容易出现变形，如果两端的定位孔61均与圆销71配合，容易出现锁死现象，既不利于下芯，又不利于吊具框架4与砂箱6分离。由于扁销72与定位孔61之间有适当的间隙，可以允许其在定位孔61内有一定的偏移量，当砂箱6出现孩i量变形时，扁销72仍可以比较灵活地与定位孔61配合，并專交容易地从定位孔61中取出。
另外，扁销72在适当的位置与圆销71配合也能保证吊具框架4与^ 少箱6的准确定位。例如当扁销72的外壁与定位孔61的内壁4妄触时，吊具构架4与砂箱6刚好达到预定位置。显然，扁销72和圓销71还可以有其它准确定位的方法。
这样，圓销71和扁销72既能保证吊具框架4和砂、箱6准确定位，又能实现灵活操作。从而确保稳定下芯，提高下芯设备的可靠性。
显然，如果吊具框架4的两端均设置圆销71或者其它形状的销
也能达到定位的目的，只是考虑到下芯设备的适用性和可操作性，将圆销71和扁销72配合使用时，确定吊具框架4与砂箱6的相对位置更方便，下芯效率更高。
除了上述第一定位装置7,本发明所提供的下芯设备还包括定位部件8和动力部件9。
请参考图8,图8为本发明所提供动力部件一种具体实施方式
的 结构示意图。
在一种具体的实施方式中，动力部件9可以为风釭，包括釭筒91、 设于缸筒91内部并与缸筒91配合的活塞杆92,以及i殳于活塞杆92 的外端并用于推动整体砂芯3的推板93,缸筒91与吊具框架4固定 连接。这样，随着缸筒91内压力的增大，活塞杆92推动推板93、推 板93推动整体砂芯3向定位部件8靠近，直到定位部件8和推板93 共同夹持整体砂芯3。这样，定位部件8和动力部件9对整体砂芯3 与砂箱6的相对位置作了进一步地限定，使整体砂芯3相对砂型的位 置更准确。
当整体砂芯3靠在定位部件8上，活塞杆92也运动到位，此时 风缸的行程还未处于极限状态，可以保证有一定的压力作用于整体砂 芯3,确保整体砂芯3不会发生移动。这样，整体砂芯3可以在定位 部件8和推板93的共同作用下，位置唯一确定。从而有效保证整体砂、 芯3在下芯时的位置准确。
显然，动力部件9也可以具有其它结构，只要能使整体砂芯3向 定位部件8靠近，使整体砂芯3与吊具框架4的位置唯一确定，就能 满足本发明的要求。
请参考图9，图9为本发明所提供楔形槽的结构示意图。
具体地，吊具框架4上可以具有为推板93导向的楔形槽94,推 板93部分卡入楔形槽94并沿该楔形槽94滑动，以便活塞杆92能便 捷而准确地推动整体砂芯3调整位置，逐渐向定位部件8靠近。楔形 槽94属于工业机械领域常用的结构，其结构成熟，便于加工。
在一种具体的实施方式中，上述的定位部件8可以为定位板，将 定位板固定在吊具框架4上，其具体连接方式可以有很多种，比如说 可以-通过螺钉连接，将定位板固定在与砂型对应的位置，当动力部件 9将整体砂芯3推向定位部件8，并最终与定位部件8共同夹持整体砂 芯3时，整体砂芯3正好位于预定位置，从而达到准确下芯的目的。在另一种具体的实施方式中，吊具框架4由方管制造。吊装整体
砂芯3的过程中，吊具框架4的上端连接吊装动力源，下端连接被吊装的整体砂芯3，所以，吊具框架4必须有一定的强度，而且，其自身的重量不能过大，否则将增加吊装载荷，增大吊装难度。所以，本发明所提供的吊具框架4由方管制造，它既可以使吊具框架4具有足够的结构强度，又可以降低吊具框架4的整体重量，从而可以减小吊装载荷，提高吊装安全性。
显然，吊具框架4采用其它材料和结构制造也是可以的，其主要功能是连接吊装动力源和整体砂芯3，只要它能为整体砂芯3提供动力源，其实际采用的制造材料和实际存在的结构不应受本说明书的限制。
在一种具体的实施方式中，本发明所提供的下芯设备具有轴对称结构，其对称轴为两个定位销的连线，定位部件8和动力部件9均对称地设置。这样，该下芯设备可以一次吊装两个整体砂芯3,满足一箱两件工艺的需要，从而可以明显提高下芯效率。
显然，只要吊具框架4的结构合适，上述的下芯系统可以吊装多个整体妙、芯3，吊具框架可以不以两定位销的连线为对称轴，吊具框架4也可以不是轴对称结构，只要吊具框架4可以连接吊钩5吊起整体砂芯3,并能利用定位部件8和动力部件9对整体砂芯3进行二次定位，就能满足本发明的要求，都应该在本发明的保护范围之内。
以上对本发明所提供的整体砂芯下芯设备进行了详细介绍。本文
例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
权利要求
1、一种用于整体砂芯的下芯设备，其特征在于，包括吊具框架、确定所述吊具框架与砂箱的预定相对位置的第一定位装置、与所述吊具框架固定连接的定位部件，以及设于吊具框架上并用于推动所述整体砂芯靠近所述定位部件的动力部件；当所述动力部件与所述定位部件共同夹持所述整体砂芯时，所述整体砂芯位于预定的下芯位置。
2、 根据权利要求1所述的下芯设备，其特征在于，所述第一定 位装置为与所述吊具框架的两端固定连接的定位销，所述砂箱的两端 具有与所述定位销配合的定位孔。
3、 根据权利要求2所述的下芯设备，其特征在于，所述定位销 的数目为两个，其中一个为圆销，另一个为扁销，所述扁销与所述定 位孔之间有适当的间隙。
4、 根据权利要求3所述的下芯设备，其特征在于，所述动力部 件包括与所述吊具框架固定连接的釭筒、与所述缸筒配合的活塞杆， 以及设于所述活塞杆的外端并用于推动所述整体砂芯的推板。
5、 根据权利要求4所述的下芯设备，其特征在于，所述吊具框 架具有楔形槽，所述推板部分卡入所述楔形槽并沿所述楔形槽滑动。
6、 根据权利要求2至5任一项所述的下芯设备，其特征在于， 所述动力部件和所述定位部件的数目为两个，且均以两所述定位销的 连线为对称轴对称地设置。
7、 根据权利要求1至5任一项所述的下芯设备，其特征在于， 所述吊具框架由方管制造。.
8、 根据权利要求1至5任一项所述的下芯设备，其特征在于， 所述定位部件为定位板。
全文摘要
本发明公开了一种用于整体砂芯的下芯设备，包括吊具框架、确定所述吊具框架与砂箱的预定相对位置的第一定位装置、与所述吊具框架固定连接的定位部件，以及设于吊具框架上并用于推动所述整体砂芯靠近所述定位部件的动力部件；当所述动力部件与所述定位部件共同夹持所述整体砂芯时，所述整体砂芯位于预定的下芯位置。该下芯设备操作简单，人工操作对下芯的影响较小，且整体砂芯定位准确，利用该下芯设备能明显提高整体砂芯的下芯效率。
文档编号B22C19/00GK101602091SQ200910140379
公开日2009年12月16日 申请日期2009年7月21日 优先权日2009年7月21日
发明者温宝利, 王克明, 王金朋, 郝施奇 申请人:齐齐哈尔轨道交通装备有限责任公司