[发明专利]触头式动力撞击造型及造型机

说明书

本发明触头式动力撞击造型及造型机涉及铸造生产中潮模造型的一种新方法及新型造型机。

目前潮模造型有以下几种型式：

一种是GF公司的气冲造型，见图8。在气包内充入一定压力的压缩空气后，开启快开阀(开启时间＜0.02秒)，以高速气流冲击型砂，获得紧实铸型。此种造型不足之处在于：铸型型腔表面易发生“灰化”现象；型腔棱角不清晰；铸型背部浮砂层(厚度＞40mm)需刮去，造成型砂浪费；压缩空气消耗量大，能耗较高；工装之间(气冲头与充砂框、充砂框与砂箱、砂箱与模板框之间)要求密封良好，否则易喷砂，以及气冲时的冲击噪声均恶化环境；气路系统也较复杂。

一种是日本新东公司的静压造型，见图9。在气包内充入一定压力的压缩空气后，开启气阀(开启时间0.2～0.4秒)，气流对型砂进行“预紧实”(模板上设有排气塞)，然后主动多触头以04～1.2Mpa的比压压实型砂，获得紧实铸型。此种造型方法不足之处在于：压缩空气消耗量较大，总能耗高；工装之间要求密封良好，否则易喷砂，以及预紧实时的冲击噪声，均恶化环境；模板上需设排气塞；造型机头部主要部件是主动多触头，主动多触头压力为分区控制，设备结构复杂，造价高，难维修。

一种是丹麦DISA公司(原BMD公司)的动压脉冲造型，见图10。该设备压杆部分由若干单独气缸活塞杆组成，利用改变气压来单独调节每个压杆伸出压板的状态与各压杆背部压缩气体的压力，撞击压实型砂时各压杆随着包围活塞杆的压板箱以相同速度向型砂撞击，紧实砂型。各压杆有对应的压力控制系统，压板箱的撞击速度靠活塞上部是高压气体活塞下部是液压油的气液缸驱动来获得。此种造型方法不足之处在于：各压杆需单独控制，控制系统复杂；撞击速度受气液缸排油速度限制，撞击速度仅在0.5～5m/s范围内变化，且为分级设定；其总体结构较复杂，造价较高，维修困难。

本发明的目的就在于克服上述造型方法的缺点，以密封箱体内压缩气体气压为动力的多触头同时高速撞击型砂，使型砂发生“触变”现象，获得紧实度高而均匀的铸型。根据这一机理提出一种新的造型方法，称为“触头式动力撞击造型”，并设计出相应的新型造型机。

为达到上述目的，触头式动力撞击造型的标准工作过程设计为触头“复位”(上升)→触头“静止”(触头顶端密封空间降压)→触头撞击“准备”(多孔板下降)→触头高速“撞击紧实”(触头同时高速下冲撞击型砂)四个工作过程。为适应特殊铸件的生产，亦可采用二次成型方法，即触头“复位”后，第一次触头以一定速度压实型砂(即“预紧实”型砂)，第二次按前述标准工作过程紧实型砂。

本发明设计出的造型机之一(见图1、图2、图3)其主要组成部分有：提升多孔板用油缸、蓄有压缩气体的密封箱体、多孔板、触头(包括触头杆、触头顶端密封结构和触头头部)、前端带扩容器的油缸和气阀。

提升多孔板用油缸的功能是驱动多孔板作升降运动，该油缸可为一个油缸，亦可为二个油缸，可为上置式，亦可为下置式。

蓄有压缩气体的密封箱体是由箱体下体和顶盖组成。箱内的压缩气体是按需要事先充好，设备运行中(方案一、方案二)不消耗箱内的压缩气体，只需补充因密封不良造成压缩气体的泄漏部分或(方案三)消耗压缩气体极少。蓄有压缩气体的密封箱体的功能是利用箱内压缩气体的气压始终给触头提供撞击能量。按不同气压，箱内压缩气体可为压缩空气也可为压缩氮气。根据铸型紧实度要求，箱内压缩气体气压可连续设定(在0.5～2MPa范围内变化)。

多孔板(见图3)板上各孔为矩阵分布，其孔数、孔径与触头杆数和杆径相适应，多孔板可为单板，亦可为双板，以适应不同尺寸砂箱。其功能在于多孔板上升带动触头上升使触头“复位”或其下降为触头下冲作“准备”。