[发明专利]用型砂造型的造型装置和造型方法

说明书

技术领域

本发明涉及铸造行业采用潮模砂造型的技术领域，特别涉及一种用型砂造型的造型装置和造型方法。

背景技术

由于汽车、铁路、冶金、风电、矿山都是铸件需求量极大的行业，而这些行业目前在中国正好是发展速度最快的行业，从而使得中国铸造行业迅猛发展，现在中国已经是世界最大的铸件生产国，产量是排名第二的美国的几倍！但是中国的铸造装备生产水平比较落后，每年需进口各种造型线和造型装置近百台套，几乎是整个欧洲和美国每年造型线采购量总和的几倍。

目前，现代造型线一般分为两大类，一类是有箱造型线，主要是造型时，一般采用两只造型砂箱（一只上箱、一只下箱）来造型，一般是水平分型，极少数造型法采用3个以上砂箱来造型，造型后需要用造型砂箱来输送、浇注和冷却；另一类是无箱造型线，主要是造型后，不需要用造型砂箱来输送砂型、浇注和冷却，其中又分为水平分型和垂直分型两大类，垂直分型造型线一般用于形状简单、泥芯少、效率高的产品，不能生产比较高和复杂的铸件；而水平分型可以生产几乎所有铸件，但是投资大、设备复杂，生产效率较低。

有箱造型线的主要工艺流程如下：采用两个造型砂箱，造型时分别造好上铸型和下铸型，而后将上铸型和下铸型输送到下芯工位下芯和检查铸型质量。然后进入合箱机将上箱和下箱合箱，合箱后由上箱卡机装上箱卡，防止涨箱和抬箱（有时采用压铁机加压铁）；然后进入浇注工位浇注；浇注后造型砂箱进入冷却段冷却；冷却并打开箱卡后进入捅箱机将铸型捅入落砂机落砂；空造型砂箱经过砂箱清扫机清洁后运输到分箱机，将上箱和下箱分开，准备进入造型机再次造型。有箱造型线是使用面最广的造型线，目前集中用于生产发动机机体缸盖、曲轴和凸轮轴的汽车零部件等，还应用于拖拉机、工程机械、铁路和矿山等需要大批量生产铸件的领域。目前有箱造型线实际生产率在50-70型/h，引进造型线的理论生产率为120型/h。

但是，目前的有箱造型线存在以下缺陷：

1、本发明在造型后不需要两个造型砂箱输送，造型线也就不需要为两个砂箱配置翻箱机、独立合箱机、分箱机、合箱卡机、取箱卡机等辅助机构，采用单砂箱输送铸型，从根本上避免了由于种种原因导致上下两个造型砂箱错开的故障（也称为错箱），从而降低铸件废品率；

2、在造型线需要翻箱机、合箱机、分箱机、合箱卡机、取箱卡机等许多辅助机构，每一个机构都有很多动作，每个动作都增加一个故障点，导致造型线故障率高，生产效率低；

3、在造型线需要翻箱机、合箱机、分箱机、合箱卡机、取箱卡机等许多辅助机构，该些辅助机构直接导致造型线的成本急剧上升；

4、造型砂箱必须能抵抗造型装置的高压，因此要求造型砂箱的强度和精度特别高，而造型砂箱也作为浇注砂箱，从而导致造型砂箱的制作成本急剧上升；

5、造型砂箱也作为浇注砂箱，高精度的造型砂箱，在参与浇注时很容易被高温铁水损坏，而且在浇注前后的造型砂箱热胀冷缩，往往也影响造型装置的造型精度；

6、造型砂箱也作为浇注砂箱，在浇注时，由于两个造型砂箱表面未清理干净、铁水抬箱力较大或设计吃砂量不够等等原因，铁水常常从两个造型砂箱的分型面逸出（俗称为跑火），一方面导致铁水和能源的浪费，另一方面导致铸件飞边毛刺大量产生，铸件缺陷增多，补缩困难。

无箱造型线的主要工艺流程如下：在造型装置内完成造型，下芯和合箱，合箱后将铸型捅出造型砂箱，而后将没有砂箱固定的铸型推出造型机，推到浇注线上输送。在输送线上完成加套箱、取放压铁、浇注和冷却等步骤。在输送线上，有的造型线采用套箱工艺，利用套箱减少错箱和减少涨箱，有的采用L型托板和压铁实现同样功能，有的干脆完全直接采用裸露的铸型，有的采用铸型互相挤压的办法等。水平无箱造型线主要用于批量生产中小铸件，一般铸型尺寸在300 – 800mm左右，实际生产率在60 – 150型/h，引进造型线的理论生产率最高可达200型/h。

目前的无箱造型线存在以下缺陷：

1、无箱造型线由于没有砂箱，一般依靠各个机构的精度来保证上、下铸型的错型率比较小，依靠上、下铸型的摩擦力来抵抗运动的惯性，因此错型率远远大于传统的有箱线；

2、为了减少错型一般采用套箱工艺，即在输送线上采用专门的套箱机将套箱套住正在输送的铸型，实际上这样安放套箱容易产生新的错箱，如由于惯性等导致铸型位置变化，套箱按照原设定位置套下，反而挤压铸型移动，这样为了防止错箱而采用的套箱，往往本身成了错箱产生的主要原因之一；