一種呋喃自硬樹脂砂鑄造自動造型線的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種呋喃自硬樹脂砂鑄造自動造型線，包括造型主機單元、砂型翻轉單元、砂型中轉單元、運輸固化單元和具有輸入裝置的控制單元，所述的造型主機單元、砂型翻轉單元、砂型中轉單元、運輸固化單元均與控制單元電連接，造型主機單元與砂型翻轉單元相連，砂型翻轉單元與砂型固化單元之間設置砂型中轉單元。本發明實現了造型單元（造型主機單元）、砂型翻轉單元、砂型中轉單元以及運輸固化單元的相互配合，線路結構合理、緊湊，便于對生產過程進行有效控制，縮小了用地面積，自動造型線實現了所需呋喃樹脂砂型的自動生產、造型參數實現參數化控制，消除了人工操作帶來的砂型變形問題，并能夠有效降低工人作業強度、能夠有效地減員增效。
【專利說明】
一種呋喃自硬樹脂砂鑄造自動造型線
技術領域
[0001]本發明涉及樹脂砂造型領域，特別涉及一種呋喃自硬樹脂砂鑄造自動造型線。
【背景技術】
[0002]我國從七十年代初期開始研究呋喃樹脂自硬砂工藝，通過四十余年的發展，目前呋喃樹脂砂工藝已經在國內眾多鑄造企業廣泛運用，主要用于汽車、風電以及船舶等行業所需結構復雜、尺寸要求較高的零件生產。但是由于該工藝的固化原理，導致呋喃樹脂砂普遍運用于中小型鑄造廠，且大部分用于手工造型制芯作業，手工作業容易造型砂型變形。
[0003]目前市場上的呋喃樹脂砂造型制芯設備很多，但是其類型多為低振幅、高頻率型，且為勞動力需求較大的類型。鑄造行業相對于其他行業的作業環境是比較差的，隨著生活水平的提高以及就業機會的增加，老一輩的鑄造工人不再愿意從事鑄造行業，而年輕一代的80、90后更不會選擇這個行業，因此招工對于人力資源的壓力在逐年增加。同時隨著用工成本的上漲，鑄造工廠的成本壓力也越來越大。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種造型單元、砂型翻轉單元、砂型中轉單元以及運輸固化單元相互配合，實現所需呋喃樹脂砂型的自動生產、造型參數實現參數化控制，消除人工操作帶來的砂型變形問題，并能夠有效降低工人作業強度的呋喃自硬樹脂砂鑄造自動造型線。
[0005]本發明的目的是通過以下技術方案來實現的:一種呋喃自硬樹脂砂鑄造自動造型線，它包括造型主機單元、砂型翻轉單元、砂型中轉單元、運輸固化單元和具有輸入裝置的控制單元，所述的造型主機單元、砂型翻轉單元、砂型中轉單元、運輸固化單元均與控制單元電連接，造型主機單元與砂型翻轉單元相連，砂型翻轉單元與砂型固化單元之間設置砂型中轉單元。
[0006]作為優選方式，所述的控制單元為PLC控制器。
[0007]作為優選方式，所述的輸入裝置包括鍵盤、鼠標、按鈕或觸摸屏中的一種或多種的組合。
[0008]作為優選方式，所述的控制單元設置在造型主機單元旁。
[0009]作為優選方式，所述的砂型翻轉單元包括運輸軌道A、翻轉電機和支撐架、升降氣缸以及模框，所述的支撐架設置軌道A上，并可通過鏈條拉動在軌道A上往返運動，支撐架內安裝有升降氣缸，氣缸一端與模框連接，可實現模框的上下運動，模框內設置砂箱，所述的翻轉電機設置在支撐架上。
[0010]作為優選方式，所述的砂型中轉單元包括運輸小車和中轉軌道B，運輸小車置于中轉軌道B上，中轉軌道B設置在軌道A的端部，中轉軌道B由橫向中轉軌道和縱向中轉軌道組成，運輸小車包括橫向運輸小車和縱向運輸小車，所述的縱向運輸小車設置在縱向中轉軌道上，橫向中轉軌道一端部設置在縱向運輸小車上，橫向運輸小車設置在橫向中轉軌道上，運輸小車通過與固定在中轉軌道上的氣缸連接實現在中轉軌道B上運動。
[0011 ]作為優選方式，所述的運輸固化單元包括傳送皮帶，傳送皮帶設置在縱向中轉軌道旁，砂型通過傳動皮帶末端的氣缸推動，實現從運輸小車到皮帶的運輸。
[0012]作為優選方式，所述的造型主機單元包括安裝板、造型平臺、振動裝置、加熱裝置以及模具，安裝板設置在振動裝置上，安裝板上依次設置加熱裝置和模具，造型平臺與安裝板連接，所述的造型主機單元設置在砂框和砂箱的下方。
[0013]作為優選方式，所述的振動裝置包括跳動氣缸和跳板，跳板與跳動氣缸相連，所述的安裝板設置在跳板上。
[0014]作為優選方式，所述的跳板與安裝板之間設置有舉升氣缸，跳板與造型平臺之間設置立柱，立柱貫穿安裝板并與安裝板固定，所述的立柱端部穿過跳板，并且立柱底部超出跳板部分的長度至少為30_。
[0015]—種呋喃自硬樹脂砂自動造型線造型方法，包括以下步驟:
S1:造型前，預先對模具以及砂框加熱到工藝要求溫度；
52:將提前混合好的呋喃樹脂砂填入到砂箱內，砂箱為四瓣組成(四張板子組成)，砂箱安裝在砂框的內側；
53:通過控制單元控制震動裝置起震，跳動氣缸帶動工作臺產生震動，實際生產過程發現，跳板的震動幅度大于30mm，震動頻率為60?120次/分鐘，即采用低頻率、高震幅的震動方式所生產的砂型表面緊實度最好，鑄件表面光潔度最佳；
54:砂型震實后，控制單元可自動控制砂型(呋喃樹脂砂的成型形狀)的加熱固化時間，當達到工藝要求時間后，模具自動完成脫模(模具與砂型分離)過程，砂型翻轉機構兩側的舉升氣缸將砂箱舉起，并通過鏈條傳動裝置將砂箱沿軌道A牽引到砂箱中轉單元處，在砂箱沿軌道A牽引到砂箱中轉單元處的同時，控制單元控制翻轉電機轉軸旋轉完成砂型翻轉過程，當砂箱翻轉到運輸小車上方時，砂箱通過兩側氣缸完成下降動作，并放置在運輸小車上，之后砂箱通過四周氣缸完成砂型與砂型的分離；
S5:運輸小車通過氣缸推動沿著橫向中轉軌道和縱向中轉軌道送到運輸固化單元的傳送皮帶端部；
S6:砂型在傳送皮帶上完成最終固化以及傳動到后續的浸涂工序處。
[0016]作為優選方式，所述的砂箱為四開模結構(四面抽芯模具)。
[0017]作為優選方式，步驟S2中涉及砂箱的合模以及步驟S4中的砂箱通過四周氣缸完成砂型與砂型的分離;砂箱的合模以及開模可通過在砂箱背面設置限位氣缸并通過限位氣缸來實現砂箱的開合。具體地，限位氣缸通過連接裝置連接砂箱上的抽芯機構，限位氣缸控制抽芯機構的開合。
[0018]自硬砂型脫模后到達浸涂裝置之間，呋喃砂型都在自動硬化，到達浸涂工序時呋喃樹脂砂型的強度能夠達到使用強度的80%?90%，甚至更高，滿足后續工序的砂型強度要求。
[0019]本發明的有益效果是:本發明實現了造型單元(造型主機單元)、砂型翻轉單元、砂型中轉單元以及運輸固化單元的相互配合，線路結構合理、緊湊，便于對生產過程進行有效控制，縮小了用地面積，而且自動造型線實現了所需呋喃樹脂砂型的自動生產、造型參數實現參數化控制，消除了人工操作帶來的砂型變形問題，并能夠有效降低工人作業強度、有效的起到了減員增效的作用。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發明設置雙工位并隱去其中一條線部分零件的側向結構示意圖；
圖2為本發明設置雙工位并隱去其中一條線部分零件的俯視結構示意圖；
圖3為本發明造型主機單元的結構示意圖；
圖中，1-造型主機單元，2-砂型翻轉單元，3-砂型中轉單元，4-運輸固化單元，5-控制單元，1.1-跳動氣缸，1.2-舉升氣缸，1.3-加熱裝置，1.4-立柱，1.5-造型平臺，1.6-模具，1.7-安裝板，1.8-跳板。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖進一步詳細描述本發明的技術方案，但本發明的保護范圍不局限于以下所述。
[0022]如圖1?圖3所示，一種呋喃自硬樹脂砂鑄造自動造型線，它包括造型主機單元1、砂型翻轉單元2、砂型中轉單元3、運輸固化單元4和具有輸入裝置的控制單元5，所述的造型主機單元1、砂型翻轉單元2、砂型中轉單元3、運輸固化單元4均與控制單元5電連接，造型主機單元I與砂型翻轉單元2相連，砂型翻轉單元2與砂型固化單元之間設置砂型中轉單元3。
[0023]優選地，所述的控制單元5為PLC控制器或PLC控制屏。
[0024]優選地，所述的輸入裝置包括鍵盤、鼠標、按鈕或觸摸屏中的一種或多種的組合。
[0025]優選地，所述的控制單元5設置在造型主機單元I旁。
[0026]優選地，所述的砂型翻轉單元2包括運輸軌道A、翻轉電機和支撐架、升降氣缸以及模框，所述的支撐架設置軌道A上，并可通過鏈條拉動在軌道A上往返運動，支撐架內安裝有升降氣缸，氣缸一端與模框連接，可實現模框的上下運動，模框內設置砂箱，所述的翻轉電機設置在支撐架上。
[0027]優選地，所述的砂型中轉單元3包括運輸小車和中轉軌道B，運輸小車置于中轉軌道B上，中轉軌道B設置在軌道A的端部，中轉軌道B由橫向中轉軌道和縱向中轉軌道組成，運輸小車包括橫向運輸小車和縱向運輸小車，所述的縱向運輸小車設置在縱向中轉軌道上，橫向中轉軌道一端部設置在縱向運輸小車上，橫向運輸小車設置在橫向中轉軌道上，運輸小車通過與固定在中轉軌道上的氣缸連接實現在中轉軌道B上運動。
[0028]優選地，所述的運輸固化單元4包括傳送皮帶，傳送皮帶設置在縱向中轉軌道旁，砂型通過傳動皮帶末端的氣缸推動，實現從運輸小車到皮帶的運輸。
[0029]優選地，所述的造型主機單元I包括安裝板1.7、造型平臺1.5、振動裝置、加熱裝置I.3以及模具1.6，安裝板1.7設置在振動裝置上，安裝板1.7上依次設置加熱裝置1.3和模具1.6，造型平臺1.5與安裝板1.7連接，所述的造型主機單元I設置在砂框和砂箱的下方。
[0030]優選地，所述的振動裝置包括跳動氣缸1.1和跳板1.8，跳板1.8與跳動氣缸1.1相連，所述的安裝板1.7設置在跳板1.8上。
[0031 ]優選地，所述的跳板1.8與安裝板1.7之間設置有舉升氣缸1.2，跳板1.8與造型平臺1.5之間設置立柱1.4，立柱1.4貫穿安裝板1.7并與安裝板1.7固定，所述的立柱1.4端部穿過跳板1.8，并且立柱1.4底部超出跳板1.8部分的長度至少為30mm，這部分預留長度與設置的震動幅度一致，振動時可以保證安裝板1.7的平穩。
[0032]造型主機單元I可自動實現模具1.6加熱、砂箱開合、砂型緊實、砂型固化以及自動脫模等動作。其原理大致為:造型主機單元I依靠底部的跳動氣缸1.1來實現低頻高震幅的震擊方式，跳動氣缸1.1通過與跳板1.8連接來傳遞動作，而跳板1.8最后通過四根立柱1.4將動作傳遞到造型平臺1.5以及安裝板1.7，安裝板1.7上面安裝需要生產的模具1.6，下面連接舉升氣缸1.2，模具1.6以及安裝板1.7可以依靠底部的舉升氣缸1.2來實現合模以及脫模動作。通過在模具1.6上設計限位裝置，可使模具1.6與造型平臺1.5之間保持固定的位置關系。通過在模具1.6底部增加電加熱裝置1.3以及測溫偶頭，可以實現模具1.6的加熱以及溫控功能。
[0033]—種呋喃自硬樹脂砂自動造型線造型方法，包括以下步驟:
S1:造型前，預先對模具1.6以及砂框加熱到工藝要求溫度；
S2:將提前混合好的呋喃樹脂砂填入到砂箱內，砂箱為四瓣組成(四張板子組成)，砂箱安裝在砂框的內側；
S3:通過控制單元5控制震動裝置起震，跳動氣缸1.1帶動工作臺產生震動，實際生產過程發現，跳板1.8的震動幅度大于30mm，震動頻率為60?120次/分鐘，即采用低頻率、高震幅的震動方式所生產的砂型表面緊實度最好，鑄件表面光潔度最佳；
S4:砂型震實后，控制單元5可自動控制砂型(呋喃樹脂砂的成型形狀)的加熱固化時間，當達到工藝要求時間后，模具1.6自動完成脫模(模具1.6與砂型分離)過程，砂型翻轉機構兩側的舉升氣缸1.2將砂箱舉起，并通過鏈條傳動裝置將砂箱沿軌道A牽引到砂箱中轉單元處，在砂箱沿軌道A牽引到砂箱中轉單元處的同時，控制單元5控制翻轉電機轉軸旋轉完成砂型翻轉過程，當砂箱翻轉到運輸小車上方時，砂箱通過兩側氣缸完成下降動作，并放置在運輸小車上，之后砂箱通過四周氣缸完成砂型與砂型的分離；
S5:運輸小車通過氣缸推動沿著橫向中轉軌道和縱向中轉軌道送到運輸固化單元4的傳送皮帶端部；
S6:砂型在傳送皮帶上完成最終固化以及傳動到后續的浸涂工序處。
[0034]優選地，所述的砂箱為四開模結構(四面抽芯模具1.6)。
[0035]優選地，步驟S2中涉及砂箱的合模以及步驟S4中的砂箱通過四周氣缸完成砂型與砂型的分離;砂箱的合模以及開模可通過在砂箱背面設置限位氣缸并通過限位氣缸來實現砂箱的開合。具體地，限位氣缸通過連接裝置連接砂箱上的抽芯機構，限位氣缸控制抽芯機構的開合。
[0036]自硬砂型脫模后到達浸涂裝置之間，呋喃砂型都在自動硬化，到達浸涂工序時呋喃樹脂砂型的強度能夠達到使用強度的80%?90%，甚至更高，滿足后續工序的砂型強度要求。本發明實現了從模具1.6加熱，到砂型震實、固化、脫模、翻轉取型、砂型運輸等全過程參數控制，該自動化造型線相對于傳統手工造型方式，不僅提升了砂型尺寸的一致性，而且還大大降低了工人的勞動強度。本發明還可以采用兩條線同時進行生產，如圖1、圖2所示，進一步提尚生廣效率。
[0037]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，應當指出的是，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種呋喃自硬樹脂砂鑄造自動造型線，其特征在于:它包括造型主機單元、砂型翻轉單元、砂型中轉單元、運輸固化單元和具有輸入裝置的控制單元，所述的造型主機單元、砂型翻轉單元、砂型中轉單元、運輸固化單元均與控制單元電連接，造型主機單元與砂型翻轉單元相連，砂型翻轉單元與砂型固化單元之間設置砂型中轉單元。2.根據權利要求1所述的一種呋喃自硬樹脂砂鑄造自動造型線，其特征在于:所述的控制單元為PLC控制器。3.根據權利要求1或2所述的一種呋喃自硬樹脂砂鑄造自動造型線，其特征在于:所述的輸入裝置包括鍵盤、鼠標、按鈕或觸摸屏中的一種或多種的組合。4.根據權利要求3所述的一種呋喃自硬樹脂砂鑄造自動造型線，其特征在于:所述的控制單元設置在造型主機單元旁。5.根據權利要求1所述的一種呋喃自硬樹脂砂鑄造自動造型線，其特征在于:所述的砂型翻轉單元包括運輸軌道A、翻轉電機和支撐架、升降氣缸以及模框，所述的支撐架設置軌道A上，并可通過鏈條拉動在軌道A上往返運動，支撐架內安裝有升降氣缸，氣缸一端與模框連接，可實現模框的上下運動，模框內設置砂箱，所述的翻轉電機設置在支撐架上。6.根據權利要求5所述的一種呋喃自硬樹脂砂鑄造自動造型線，其特征在于:所述的砂型中轉單元包括運輸小車和中轉軌道B，運輸小車置于中轉軌道B上，中轉軌道B設置在軌道A的端部，中轉軌道B由橫向中轉軌道和縱向中轉軌道組成，運輸小車包括橫向運輸小車和縱向運輸小車，所述的縱向運輸小車設置在縱向中轉軌道上，橫向中轉軌道一端部設置在縱向運輸小車上，橫向運輸小車設置在橫向中轉軌道上，運輸小車通過與固定在中轉軌道上的氣缸連接實現在中轉軌道B上運動。7.根據權利要求6所述的一種呋喃自硬樹脂砂鑄造自動造型線，其特征在于:所述的運輸固化單元包括傳送皮帶，傳送皮帶設置在縱向中轉軌道旁，砂型通過傳動皮帶末端的氣缸推動，實現從運輸小車到皮帶的運輸。8.根據權利要求5所述的一種呋喃自硬樹脂砂鑄造自動造型線，其特征在于:所述的造型主機單元包括安裝板、造型平臺、振動裝置、加熱裝置以及模具，安裝板設置在振動裝置上，安裝板上依次設置加熱裝置和模具，造型平臺與安裝板連接，所述的造型主機單元設置在砂框和砂箱的下方。9.根據權利要求8所述的一種呋喃自硬樹脂砂鑄造自動造型線，其特征在于:所述的振動裝置包括跳動氣缸和跳板，跳板與跳動氣缸相連，所述的安裝板設置在跳板上。10.根據權利要求9所述的一種呋喃自硬樹脂砂鑄造自動造型線，其特征在于:所述的跳板與安裝板之間設置有舉升氣缸，跳板與造型平臺之間設置立柱，立柱貫穿安裝板并與安裝板固定，所述的立柱端部穿過跳板，并且立柱底部超出跳板部分的長度至少為30mm。
【文檔編號】B22C15/14GK105964953SQ201610550968
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年7月14日
【發明人】付秋, 任向東
【申請人】成都桐林鑄造實業有限公司