專利名稱：鑄模制造設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種通過對裝入到由模板確定的制模區的型砂進行擠壓來制造鑄模的設備，它具有一個模板和一個安裝在該模板上的型箱。
通常所使用的幾種鑄模制造方法均是通過一個壓板對裝入到由模板和砂箱所確定的制模空間的型砂進行壓實，例如，日本專利公開第60—6246號揭示了一種壓實型砂的方法，其中壓板就剛好設置并暫時固定在充滿型砂的砂箱之上，將高壓氣流施加到壓板頂部直到壓力達到一個預定值，而后釋放被固定的壓板，借此快速降下壓板以壓實型砂。
但是，由于施加的是高壓氣流，因此執行這種方法的制模設備需要幾十噸的夾緊力來固定砂箱的和模板。這樣，該設備必須具有較大的剛度和強度從而該設備是重型的。這是一種缺陷。
本發明克服了這一缺陷。其目的在于提供一種具有較小剛度和較小強度的型砂壓實設備。
為實現本發明的目的，該設備包括一個可在型砂裝入區和制模區之間移動的用于支撐其上安裝有砂箱的模板的工作臺、一個用于垂直移動工作臺的氣缸、一個在其下部有一個開口的閉合罩，該開口與砂箱的一個上開口連通，該閉合罩具有一個階梯結構部分，使得其下部的橫截面積小于其上部的橫截面積、至少一個與該閉合罩的上部連通的供氣管、一個與該供氣管連通的用來把外界空氣引入該供氣管的氣閥、一個在該閉合罩的上側部形成的與一個真空源連通的開口、和一個懸置在該閉合罩內能垂直移動的壓板，并且該壓板能被氣密地插入到閉合罩的小的下部中。
在上述結構的本發明中，由于型砂首先是利用大氣壓力與真空之間的壓力差而機械壓實的，因此該設備不需要高壓并且機構的剛度和強度可以較低。
圖1是本發明設備的一個實施例在裝入型砂之后的局部橫斷面示意圖；圖2是本實施例在其閉合空間尚未形成時的局部橫斷面示意圖；圖3是本實施例在其閉合空間剛剛形成時的局部橫斷面示意圖；圖4是本實施例在其閉合空間被壓板分成上和下兩部分時的局部橫斷面示意圖；圖5是用于本實施例的供氣管和氣閥的平面示意圖；圖6是圖5的供氣管和氣閥的示意放大剖視圖；圖7是另一種實施例的供氣管和氣閥的示意放大平面圖；圖8是圖7的供氣管和氣閥的示意放大剖視圖。
現在將參照附圖對本發明的實施例作詳細的闡述。在圖1中，一組立柱2，2被安裝在機座1上。一個氣流頭和壓板組件3被固定地安裝在立柱2，2的頂部。此外，一對水平延伸的導軌4，4(圖中見到的只有一條軌道，從左向右延伸)被安裝在立柱2，2的頂部和機座1之間中間部位的立柱上。一個氣缸5被安裝在該導軌上，其一端固定在導軌上并由其支撐。該氣缸5在其另一端有一個活塞桿6。該活塞桿與一個工作臺7相連使得它也可以與該工作臺脫開。該工作臺7有一個空腔。用于垂直地移動該工作臺的裝置即氣缸9被安裝在工作臺7的底板8上，這樣它延伸到工作臺7的空腔中。一個板10被固定地安裝在氣缸9的朝下導引的活塞桿上。其上具有模型11的模板12被安置在工作臺7的上部，且一個型箱13和一個填充框13a被放在模板12之上。模版12、型箱13和填充框13a確定了一個制模區，型砂就被裝入到該制模區內。由一組氣缸7a，7a提升的一對導軌15，15和一對導輪16，16被布置在型箱13的外邊。該導軌15，15通過一個連接件7b與填充框13a相連。
圖2是圖1所示設備的側視圖，其中，一個頂板17被固定在立柱2，2的頂部。一個閉合罩18固定在該頂板17上。該閉合罩18在其下端有一個與型箱13或填充框13a的上開口相對應的開口。該閉合罩還具有一個階梯結構部分，使得其上部的橫截面積大于其下部的橫截面積。
此外，一個朝下導引的氣缸20和一個導柱21被安裝在閉合罩18的平頂19的中部。一個壓板23既固定在氣缸20的活塞桿22的下端又固定在導銷21的下端，這樣周圍配有密封件23a的壓板23能氣密地插入到閉合罩18的小的下部中，以垂直運動。為確保壓板23能快速地向下移動，給氣缸20加裝了一個安全閥20a，同時給導銷21加裝一個對置的限位開關桿21a和限位開關21b，以測定導銷21的垂直位置。
再有，在環形孔28b內(見圖5)配置了一個或多個供氣管28，且在供氣管28之上配置了一個環形氣閥29。如在圖5和6中清楚所見，該氣閥29包括一個可在該閥29的內壁表面上滑動的活塞30，并且通過該活塞30的下部空間31，它將供氣管28打開，以與外界空氣連通。通過一個電磁閥33，該活塞30的上部空間32與一個真空源27連通。此外，在閉合罩18下端和機座1的中間布置一個帶式輸送器34，用來卸下型箱。
現在將描述上述設備的運行。在圖1中，首先通過任何已知的裝置(未示出)將型砂14輸送給設置在模板12上的型箱13和填充框13a。然后使支撐模板12、型箱13和填充框13a的工作臺7向右移動，直到它到達在氣流頭和壓板組件3之下的制模區。圖2是該設備在工作臺7停到組件下方時的側視圖。
在圖3中，垂直移動工作臺的氣缸9，將型箱13和填充框13a升起，直到填充框架13a觸到閉合罩18的底部以借此確定一個閉合空間。在工作臺升起之前，它與活塞桿6脫開。然后開啟電磁閥26，并且通過真空源27把閉合空間內的空氣、包括存在于型砂14中的空氣排空。當閉合空間達到一個預先確定的真空度時，使電磁閥26關閉。電磁閥33開啟以排空在活塞30的上部空間32中的空氣，向上移動活塞30，并且從活塞30的下部空間31迅速地把外界氣流導入到閉合空間中，由此使得外界氣流從型砂14的表面穿過型砂到達模板12，以初步壓實型砂。在型砂初步壓實之后，關閉電磁閥33，以降下活塞30從而關閉供氣管。然后，重新開啟電磁閥26，以排空閉合空間內的空氣。當達到一個預先確定的直空度時，使電磁閥26關閉，而電磁閥34開啟以降下壓板23。當配備有密封件23a的壓板23剛好進入閉合罩18的小的下部18a時(見圖4)，由限位開關桿21a啟動限位開關21b，并且一個來自開啟的限位開關21b的信號觸發電磁閥33。這樣，活塞30再次上升，通過活塞31的下部和供氣管28迅速地把外界空氣引入閉合空間。在壓板23上方和下方的空氣之間的壓力差使得壓板23迅速地壓向型砂的上表面，因此以高速沖擊型砂14并將其壓實。在這一過程中，安全閥20a用來排空氣缸20中的空氣以防止其內壓力升高，以便不妨礙壓板23的快速向下的運動。
當壓板23中止向下移動時，電磁閥33閉合，讓壓板23重新回到其初始位置。然后，垂直移動工作臺的氣缸9下降，把填充框13a與閉合罩18分開，并且讓氣缸9致動，以保持在導輪16，16的水平上，與輸送器34處于同一水平，同時降下工作臺，由導輪16，16支撐型箱13，以便把填充框13a與砂箱分開，并且把型箱13以及制好的鑄模輸送到輸送器34上。
由于壓板23上方的外界空氣壓力和在其下方的真空之間的壓力差很大，由于壓板的自身重量及這種壓力差，由于在下落的壓板下方沒有空氣，因此沒有任何空氣阻力能阻止壓板的下落，并且由于在下落的壓板下方沒有空氣，因此，它不會受到只有在其下存有空氣時才會產生的由壓板壓縮空氣而形成的向上的力，從而又快又好地把型砂14壓實。
雖然在上述實施例中是用空氣氣缸把可垂直移動的壓板懸置在閉合罩中的，但其它的裝置，例如電動氣缸或其它機械支承裝置，也是可以使用的。
此外，當供氣管28是環形的，如在本實施例中，則導入到閉合空間的外界空氣就不會受壓板23的影響，這樣便完成了對型砂的適當和初步的壓實。就是說，當供氣管28如在圖5和6中所示的那樣為環形時，則空氣可被引入到閉合罩18和壓板23之間而不會遭遇到大的阻力，如在圖3中所見到的那樣。此外，可以用一組布置在周圍的環形管28，28代替單個的供氣管28，如圖7所示。
在型砂上表面與壓板23的底面之間的距離(即壓板下落的高度)至少為30mm，且最好為100mm到150mm。為實現這一距離，壓板23的底面必須高于閉合罩18的下端30mm。
如果該下落距離小于30mm，則壓板下落的速度就會很慢，這就導致較弱的機械壓實。實驗顯示，如果該下落距離大于150mm，則在初步壓實過程中，壓板的速度增加率便變得較小，由此導致制模能力的下降，并且制出的鑄模壓實不足。對這種情況來說壓板的下落速度的方程式如下壓板的下落速度＝\2×(F/m＋1)×9.8×h，其中F是在壓板上方和下方的空氣之間的壓力差，m是壓板的質量，和h是壓板的下落高度。
此外，壓板23的單位重量必須大于30g/cm2，且最好是100—200g/cm2。這一數值相對于壓板的下落高度是最佳值。
綜上所述可清楚地看出，由于本發明的設備使用的是外界壓力與真空之間的壓力差，因此它的剛度和強度可以較低。另外，由于本設備是在一個沒有空氣的腔室中壓實型砂，因此壓板不會受到向上的力。這些對工藝來說均是顯著的優點。
權利要求
1.一種用于制造鑄模的設備，它包括一個可在型砂裝入區和制模區之間移動的用于支撐其上安裝有砂箱(13)的模板(12)的工作臺(7)；一個用于垂直移動工作臺的氣缸(9)；一個在其下部有一個開口的閉合罩(18)，該開口與砂箱的一個上開口連通，該閉合罩具有一個階梯結構部分，使得其下部的橫截面積小于其上部的橫截面積；至少一個用于與該閉合罩的上部連通的供氣管(28)；一個用于與該供氣管連通的用來把外界氣流引入到該供氣管中的氣閥(29)；一個形成于該閉合罩的上側部的用于與一個真空源(27)連通的開口(24)；和一個懸置在該閉合罩內能垂直移動的壓板(23)，這樣該壓板能被氣密地插入到閉合罩的小的下部中。
2.根據權利要求1的設備，其特征在于所說氣閥(29)是環形的。
3.根據權利要求1的設備，其特征在于所說氣閥包括一組布置在周圍的開孔。
4.根據權利要求1的設備，其特征在于在壓板的底面和閉合罩之間的間隔大于30mm。
5.根據權利要求1的設備，其特征在于壓板的單位重量大于30g/cm2。
全文摘要
一種用于制造鑄模的具有較小機械剛度和強度的設備包括可在型砂裝入區和制模區之間移動的用于支撐模板的工作臺、用于垂直移動工作臺的氣缸、在其下部有一個開口的閉合罩，該開口與砂箱的一個上開口連通，閉合罩具有一個階梯結構部分、至少一個與閉合罩上部連通的供氣管、與供氣管連通用來引入外界氣流的氣閥、與一個真空源連通的開口和懸置在閉合罩內能垂直移動的壓板，該壓板能被氣密地插入閉合罩的小的下部。
文檔編號B22C15/08GK1131592SQ9512162
公開日1996年9月25日 申請日期1995年12月8日 優先權日1994年12月9日
發明者永人鵜崎, 宇吉大石, 良治金山, 浩伸天野, 斗紀也寺部 申請人:新東工業株式會社