專利名稱：形成砂模的方法以及實(shí)現(xiàn)該方法的模板造型機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于形成砂模的方法，尤其是利用模板，上砂箱和下砂箱形成砂模的方法，以及實(shí)現(xiàn)該方法的自動(dòng)模板造型機(jī)。
背景技術(shù)：
鑄造廠使用自動(dòng)模板造型機(jī)來生產(chǎn)大量的濕砂模，然后由它們來生產(chǎn)金屬鑄件。眾所周知，砂模通常包括兩半，包括一個(gè)上砂箱，垂直位于下砂箱的上部。上砂箱和下砂箱由一個(gè)水平分型線分開并且限定了一個(gè)內(nèi)部型腔用于容納熔融的金屬材料。砂芯經(jīng)?？梢苑旁谏仙跋浜拖律跋渲g的內(nèi)部型腔里以改變由砂模生產(chǎn)的金屬鑄件形狀。上砂模有一個(gè)澆鑄口以便于熔融金屬澆鑄進(jìn)砂模的內(nèi)部型腔。一旦熔融金屬被容納在砂模里，就允許它冷卻和硬化。然后，砂?？梢员环珠_以放出形成的金屬鑄件。
盡管在生產(chǎn)砂模時(shí)存在著手工操作，然而形成砂模的現(xiàn)代方法是通過自動(dòng)模板造型機(jī)。用于生產(chǎn)砂模的現(xiàn)代自動(dòng)模板造型機(jī)披露在授予William A.Hunter的如下三個(gè)專利里，美國專利No.5,022,512，No.4,840,218，以及No.4,890,664，每一個(gè)都定名為“自動(dòng)模板造型系統(tǒng)”。這些專利通常都披露了使用由下砂箱，上砂箱以及它們之間的模板所組成的砂箱組件以形成砂模的概念。就像任何普通砂模的上砂箱和下砂箱一樣，在這些模板造型機(jī)里，上砂箱垂直位于下砂箱之上。就像在這些專利中披露的一樣，上砂箱在模板和下砂箱上滑下以組成砂箱組件。之后，垂直位于砂箱組件上面和下面的砂盒與上砂箱和下砂箱的垂直間隔的開口端相配合。然后處于流體狀態(tài)的砂子氣動(dòng)吹入上下砂箱里。之后，砂箱被打開以放出上砂模和下砂模。然后上砂模垂直位于下砂模之上并有一定的間隔以允許觀察形成為砂模的型腔，有時(shí)也允許將砂芯放入下砂模中，例如用授予William A.Hunter的美國專利No.4,590,982以及No.4,848,440中示出的自動(dòng)砂芯放置機(jī)。然后，上砂模向下降低在下砂模之上以組成砂模。盡管這些機(jī)器中所使用的一般技術(shù)實(shí)現(xiàn)了大體上的商業(yè)成功，它們也有缺點(diǎn)。一個(gè)缺點(diǎn)是這個(gè)機(jī)器必須克服重力垂直向上吹動(dòng)和擠壓砂子到下面的下砂模里。
本發(fā)明意識(shí)到了通過通常與模板平行的上砂箱和下砂箱的矩形側(cè)壁而不是通過上砂箱和下砂箱的垂直間隔的開口端引入和吹入砂子的一個(gè)嘗試。然而，這產(chǎn)生了一個(gè)相當(dāng)大的問題“陰影”。具體而言，模板的型板上的大的突起堵塞了砂子并使砂子偏斜，因而在突起的下游側(cè)會(huì)產(chǎn)生氣穴或空穴。這樣的氣穴或空穴是非常不希望得到的，因?yàn)樗鼈儠?huì)產(chǎn)生鑄造問題，這是因?yàn)槿廴诮饘贂?huì)填充這些空穴并進(jìn)而產(chǎn)生一個(gè)有缺陷的，畸形的金屬鑄件。
同樣地，現(xiàn)代自動(dòng)模板造型機(jī)仍然使用披露在上述現(xiàn)有的Hunter專利中的模板造型技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了一種將砂子吹入上砂箱和下砂箱的水平間隔的開口端的新方法，而砂箱組件被轉(zhuǎn)向水平方向(型板是垂直延伸的)。披露的方法使用了一個(gè)由下砂箱，上砂箱和模板所組成的砂箱組件。模板有一個(gè)用于形成砂模里的空腔的型板并且夾在上砂箱和下砂箱之間。此方法包括將砂箱組件以及型板定位在垂直方向，而上砂箱和下砂箱在型板的相對(duì)的兩側(cè)水平相對(duì)。此方法還包括在與型板垂直的填充方向上水平地氣動(dòng)傳遞砂子進(jìn)入砂箱組件以用砂子填充上砂箱和下砂箱。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式里包括了用于實(shí)現(xiàn)該方法的一種自動(dòng)模板造型機(jī)。自動(dòng)模板造型機(jī)包括一對(duì)水平間隔的砂盒，它的吹頭(噴頭)適于用砂子填充上砂箱和下砂箱。砂盒有一個(gè)填充位置，其中砂箱組件水平夾在砂盒之間。垂直延伸的分型線在填充位置的上砂箱和下砂箱之間，以至于砂箱組件以水平延伸的方式定位以便于砂子通過上砂箱和下砂箱的端部水平吹入砂箱里。
本發(fā)明還提供幾個(gè)特征和方面以獲得實(shí)用的并且相當(dāng)經(jīng)濟(jì)的自動(dòng)模板造型機(jī)。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，上砂箱和下砂箱可以在垂直位置和傾斜位置之間翻轉(zhuǎn)。在垂直位置機(jī)器拆開砂箱并移走砂模，并且當(dāng)處于翻轉(zhuǎn)位置時(shí)水平地用砂子填充砂模。在披露的實(shí)施方式中，一個(gè)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)塔在砂模形成站和拔出站之間承載兩個(gè)砂箱，在拔出站砂箱被拆開并且砂模被移走。例如液壓缸這樣的驅(qū)動(dòng)器往復(fù)地使轉(zhuǎn)塔旋轉(zhuǎn)以使兩個(gè)砂箱在砂模形成站和拔出站之間轉(zhuǎn)換。砂箱也可以相對(duì)于轉(zhuǎn)塔繞水平軸旋轉(zhuǎn)以便于砂箱在垂直位置和旋轉(zhuǎn)位置之間翻轉(zhuǎn)。
本發(fā)明的其他目的，方面，優(yōu)點(diǎn)和特征在下面闡述或示出在附圖中。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的模板造型機(jī)的后透視輪廓。
圖2是與圖1類似的透視輪廓，但是砂模形成站的砂箱在旋轉(zhuǎn)，并且虛線示出了砂盒的運(yùn)動(dòng)。
圖3是示出在前圖中的模板造型機(jī)的平面圖，其中一些部件被移走以更清楚地示出本發(fā)明的特定方面，其中一個(gè)砂箱在垂直位置而另一個(gè)在翻轉(zhuǎn)位置。
圖4是與圖3類似的模板造型機(jī)的另一個(gè)平面圖，但是在拔出站示出了其他的部件并且砂盒被移到了一起。
圖5是前面圖中示出的模板造型機(jī)的前視圖；圖6是前面圖中示出的模板造型機(jī)的右視圖；圖7是前面圖中示出的模板造型機(jī)的后視圖；圖8是前面圖中示出的模板造型機(jī)的轉(zhuǎn)塔和砂箱組件的部件側(cè)視圖；圖9與圖8類似，但是砂模形成站的砂箱組件繞水平軸旋轉(zhuǎn)；圖10A和10B是用于前面圖中示出的模板造型機(jī)的砂盒和軌道系統(tǒng)的局部剖視圖；圖11是前面圖中示出的模板造型機(jī)的拔出站的各種部件的部件前視圖；圖12是前面圖中示出的模板造型機(jī)的拔出站的各種部件的部件側(cè)視圖；圖13是前面圖中示出的模板造型機(jī)安裝在整個(gè)制模系統(tǒng)時(shí)的示意性的平面圖；
圖14-28是前面圖中示出的模板造型機(jī)的拔出站的各種部件的局部示意圖和局部剖視側(cè)視圖，以示出在拔出站時(shí)的操作順序。
圖29-38是前面圖中示出的模板造型機(jī)的砂模形成站的各種部件的局部示意圖和局部剖視后視圖，以示出在砂模形成站時(shí)的操作順序。
圖39是前面圖中示出的模板造型機(jī)的砂箱組件的分解軸測(cè)組件圖；圖40是前面圖中示出的模板造型機(jī)的砂箱組件的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
下面的例子繼續(xù)示出本發(fā)明，但是，當(dāng)然，無論如何不應(yīng)認(rèn)為限制了它的范圍。
為了闡述，圖中示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，一種模板造型機(jī)20被鑄造廠使用以形成濕砂模22，然后由濕砂模來生產(chǎn)金屬鑄件。如圖24所示，每個(gè)整個(gè)模具22通常包括一個(gè)上砂模24和一個(gè)下砂模26，它們沿著水平分型線28彼此相鄰。上砂模24和下砂模26限定了具有特定形狀的內(nèi)部空腔30，熔融金屬通過上砂模24里的澆鑄口32注入空腔30。
通常，模板造型機(jī)20會(huì)與圖13中示意性地示出的下游模具處理系統(tǒng)34一起使用。已知有許多種不同形式的模具處理系統(tǒng)并且可以與造型機(jī)20一起使用，例如在授予William A.Hunter和/或William G.Hunter的美國專利No.6,145，No.5,901,774，No.5,971,079，No.5,927,374以及No.4,589,467中示出的那些系統(tǒng)，或者其他合適的模具處理系統(tǒng)。一般說來，模具處理系統(tǒng)34包括一個(gè)澆鑄位置36，在這個(gè)位置模具被加上套，受重力的熔融金屬被注入模具，以及一個(gè)冷卻位置38，在這個(gè)位置模具里的熔融金屬被允許冷卻和硬化。一旦模具冷卻并且容納在其中的金屬已經(jīng)足夠硬化，模具就被打開，獲得形成的金屬鑄件。圖13也示出了一種液壓流體動(dòng)力系統(tǒng)可以安裝到機(jī)器20的后面。在這個(gè)實(shí)施例中，提供了兩個(gè)單獨(dú)的液壓動(dòng)力系統(tǒng)37，39以分別為形成站56和拔出站58提供單獨(dú)的液壓動(dòng)力。單獨(dú)的液壓系統(tǒng)37，39為兩個(gè)位置56，58提供更穩(wěn)定的液壓流體供應(yīng)。
為了便于理解模具制造過程，首先描述用于形成模具22的砂箱組件40。如圖39和40所示，砂箱組件40包括一個(gè)上砂箱42，用于形成上砂模24，一個(gè)下砂箱44，用于形成下砂模26，以及一個(gè)模板46，夾在上砂箱42和下砂箱44之間。模板46有一個(gè)型板48，適于形成上下砂模24，26之間的內(nèi)部空腔30。型板46包括一個(gè)澆鑄口形成器47，容納在凹槽形成器49(圖10A和10B)里以在砂模22里形成一個(gè)澆鑄凹槽51和內(nèi)澆鑄口32，為熔融金屬進(jìn)入模具提供一個(gè)入口(見圖24)。
參照?qǐng)D39和40，砂箱組件40還包括一個(gè)支撐墊50，就像在披露的實(shí)施例中示出的一樣，以便于模板46的定位以及模板46安裝到下砂箱44上。支撐墊50是一個(gè)窗形框架結(jié)構(gòu)，包括一個(gè)矩形開口55，容納上下砂箱42，44之間的模板46。支撐墊50的矩形開口55提供了一個(gè)中空的內(nèi)部，將模板46的型板48的上側(cè)和下側(cè)暴露給上下砂箱42，44的內(nèi)腔。下砂箱44包括位于相對(duì)的兩側(cè)的定位銷52，朝著上砂箱42伸出并且通過定位孔54容納在支撐墊50以及上砂箱42里以使上下砂箱42，44之間的支撐墊50和模板46快速地放置，移走和定位。下面會(huì)進(jìn)一步詳述，當(dāng)希望形成砂模22時(shí)，砂箱組件40被組裝在一起，當(dāng)希望將砂模22從砂箱里放出時(shí)，砂箱組件40被拆卸或分開。
參照?qǐng)D1和2，示出了造型機(jī)20處于兩種不同操作狀態(tài)時(shí)的透視輪廓圖，所披露實(shí)施例的模板造型機(jī)20包括一個(gè)砂模形成站56，用于形成新的砂模，以及一個(gè)拔出站58，用于組合砂箱，拆卸砂箱以及放出砂模。在披露的實(shí)施例中，砂模形成站56沿著機(jī)器20的后一半設(shè)置，而拔出站58沿著機(jī)器20的前一半設(shè)置。因?yàn)樘峁┝藘蓚€(gè)單獨(dú)的相鄰位置56，58，模板造型機(jī)20的披露的實(shí)施例可以使用兩個(gè)砂箱組件40，以使一個(gè)砂箱組件可以定位在每個(gè)不同的位置以使在每個(gè)位置56，58同時(shí)發(fā)生操作，以使砂模生產(chǎn)能力最大化并進(jìn)而提供砂模22的快速，可行的生產(chǎn)。盡管示出了兩個(gè)砂箱組件40，但在本發(fā)明的可選擇的實(shí)施例中，可以使用一個(gè)砂箱組件或者更多的砂箱組件，這是可以理解的。
在披露的實(shí)施例中，兩個(gè)砂箱組件40是由轉(zhuǎn)塔60承載的，轉(zhuǎn)塔60繞一個(gè)垂直軸旋轉(zhuǎn)或往復(fù)旋轉(zhuǎn)以使砂箱組件40在砂模形成站56和拔出站58之間轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)塔60在圖8，9和11中詳細(xì)示出。如這些圖中所示，轉(zhuǎn)塔60通過軸頸裝配或可旋轉(zhuǎn)安裝到一個(gè)固定圓柱或基座64上，所述基座64從模板造型機(jī)20的主支撐框架62向上延伸。一個(gè)液壓缸形式的驅(qū)動(dòng)器68使轉(zhuǎn)塔60繞垂直軸旋轉(zhuǎn)。液壓缸68的一端是通過一個(gè)安裝到固定圓柱或基座64的支撐托架支撐的，另一端與轉(zhuǎn)塔60在偏離垂直旋轉(zhuǎn)軸的一點(diǎn)配合。液壓缸68的伸出和收縮導(dǎo)致轉(zhuǎn)塔60循環(huán)地分度或間歇運(yùn)動(dòng)，使砂箱40在砂模形成站56與拔出站58之間往復(fù)轉(zhuǎn)換。披露的實(shí)施例的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于通過轉(zhuǎn)塔60的旋轉(zhuǎn)單個(gè)的驅(qū)動(dòng)器能夠通過單個(gè)的分度或間歇步驟快速而同時(shí)地使砂箱40在兩個(gè)位置56和58之間旋轉(zhuǎn)。
砂箱組件40也繞水平軸相對(duì)于轉(zhuǎn)塔60旋轉(zhuǎn)，在比較圖1和2，或8和9時(shí)可以看出。在圖8中，砂模形成站的砂箱組件40示出在垂直位置，而模板46(例如，模板平面)水平定位，以至水平分型線位于上下砂箱42，44之間。在圖9中，砂箱組件40被翻轉(zhuǎn)到一個(gè)翻轉(zhuǎn)位置或填充位置，模板46(例如，模板平面)在此處是垂直定位的以至垂直分型線位于上下砂箱42，44之間。
為便于砂箱組件40相對(duì)于轉(zhuǎn)塔60的翻轉(zhuǎn)，每個(gè)砂箱組件40的下砂箱44通過一個(gè)連接臂69通過軸頸裝配或可旋轉(zhuǎn)安裝到轉(zhuǎn)塔60上。連接臂69從轉(zhuǎn)塔60水平向外伸出，以一種懸臂方式支撐下砂箱并使下砂箱44與轉(zhuǎn)塔60間隔開。一種液壓缸形式的驅(qū)動(dòng)器70(見圖11)使每個(gè)砂箱組件40繞水平軸旋轉(zhuǎn)。每個(gè)液壓缸70的第一端由支撐臂72支撐，所述支撐臂72從轉(zhuǎn)塔60延伸并同定到轉(zhuǎn)塔60上，第二端隨著支撐下砂箱44的可旋轉(zhuǎn)的連接臂69運(yùn)動(dòng)，以至液壓缸70的伸出和收縮能夠使砂箱組件40在圖8和9所示的垂直位置和翻轉(zhuǎn)位置旋轉(zhuǎn)。
根據(jù)本發(fā)明，披露的實(shí)施例在砂箱組件40處于圖2，4和34所示的翻轉(zhuǎn)位置時(shí)將砂子吹進(jìn)上下砂箱42，44。當(dāng)處于翻轉(zhuǎn)位置時(shí)，砂子水平地氣動(dòng)傳遞入處于填充方向的砂箱組件40，所述填充方向不僅水平，而且與模板46垂直，如圖33和34所示，以用砂子填充上下砂箱42，44。通過朝著模板46垂直地吹砂，披露的方法以及模板造型機(jī)20避免了陰影效應(yīng)并進(jìn)而避免在生成的砂模22里產(chǎn)生不希望的氣穴。避免產(chǎn)生陰影的原因在于型板48以垂直的方式從模板46伸出并因此而使砂子不會(huì)繞型板偏斜，并且型板48的隱藏的下游側(cè)被消除或減少以防止產(chǎn)生由其他方式形成的不希望的氣穴。
為實(shí)現(xiàn)沿著朝向模板46的垂直填充方向水平地吹砂，并參照?qǐng)D2-4，模板造型機(jī)20的披露的實(shí)施例包括一對(duì)水平間隔的砂盒74，彼此朝向和遠(yuǎn)離地水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)，與砂箱組件40的相對(duì)的開口端76配合和脫離。參照?qǐng)D10A和10B，砂盒74在安裝于主支撐框架62之上的水平鋼框架軌道78上直線滑動(dòng)并往復(fù)運(yùn)動(dòng)。每個(gè)砂盒74的上滑塊80在軌道78的朝上表面82上滑動(dòng)，下滑塊84在軌道78的朝下表面86上滑動(dòng)。上滑塊80承受砂盒74的重量以及垂直載荷，而下滑塊84適于承受在發(fā)生砂模擠壓時(shí)而產(chǎn)生的力矩(見圖35)。為了分配每個(gè)砂盒的負(fù)載和重量，每個(gè)砂盒74包括至少兩個(gè)水平間隔的上滑塊80和至少一個(gè)下滑塊84。為了提供砂盒74的橫向支撐，在軌道78的每個(gè)橫向側(cè)面提供了成對(duì)的上下滑塊80，84以與一對(duì)橫向間隔的水平滑軌79在軌道的相對(duì)兩側(cè)配合，在觀察軌道78的端部時(shí)可以看到，如圖6所示。
參照?qǐng)D3，4和10B，每個(gè)砂盒74是由液壓缸形式的驅(qū)動(dòng)器87驅(qū)動(dòng)的。每個(gè)液壓缸87在成對(duì)的上下滑塊80，84里的橫向間隔之間與鋼框架軌道78在中心安裝。每個(gè)液壓缸87的一端由鋼框架軌道78的一個(gè)橫截面支撐，第二端與砂盒74的底部托架部分配合。液壓缸87的伸出和收縮使砂盒74沿著軌道78彼此朝向和遠(yuǎn)離地水平地直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
參照?qǐng)D10A和10B，示出了其中一個(gè)砂盒74的后視圖和局部剖視圖，每個(gè)砂盒74包括一個(gè)用于盛砂子的內(nèi)腔88，介于砂子入口端90與吹頭92之間。內(nèi)腔88足夠大以盛放足夠多的砂子用來填充和形成上下砂模中的一個(gè)。砂盒入口90位于砂盒74的頂部并且當(dāng)砂盒如圖1和29所示完全退回時(shí)，與頭頂?shù)恼駝?dòng)往返傳送帶96的出口對(duì)齊。振動(dòng)往返傳送帶96安裝到支撐框架62的頂部并且將砂子從頭頂?shù)牧隙?未示出)傳送到砂盒74以用砂子重新填滿砂盒。門94可滑動(dòng)安裝到砂盒74的頂部以打開和關(guān)閉入口90，如圖10A和10B所示。由砂盒74承載的氣壓或液壓缸98通過一個(gè)杠桿或機(jī)械連桿100作用在門94上以打開和關(guān)閉門94。門94在一個(gè)沿著砂盒74的上表面可靠安裝的導(dǎo)軌102里滑動(dòng)。導(dǎo)軌102提供垂直支撐以在門94關(guān)閉時(shí)使門94靠在砂盒74的上表面上以提供足夠的密封，所述密封允許砂盒被增壓用于吹砂操作并防止砂子溢出。每個(gè)砂盒74還包括一個(gè)隔板104，包含在砂盒的中空的內(nèi)腔里面以將砂子內(nèi)腔88與充氣腔106隔開。隔板104被開孔并且包括多個(gè)小的開口105以允許空氣通過它流通，當(dāng)砂盒用砂子重新填滿時(shí)，通?？捎脕矸乐股白踊亓鬟M(jìn)充氣腔106。充氣腔106有一個(gè)入口連接108，適于連接到一個(gè)高壓的壓縮空氣源以使砂盒74增壓用于氣動(dòng)吹砂操作。
相對(duì)的砂盒74的吹頭92彼此朝向并水平相對(duì)。每個(gè)吹頭92包括一個(gè)矩形的擠壓板112，緊緊地滑入砂箱組件40的一個(gè)開口端76里。如圖所示，擠壓板112位于一個(gè)垂直平面上并與砂盒74的端板110水平間隔。擠壓板112被開孔并且包括多個(gè)噴嘴114，通過擠壓板112并且通過端板110安裝，與包含在每個(gè)砂盒74里的砂子內(nèi)腔88流體連接。擠壓板112還包括噴嘴114周圍的多個(gè)通風(fēng)孔116，適于將空氣從砂箱組件40排到端板110與吹頭92之間的平的空氣排出間隙120里。通風(fēng)孔116包括鋼篩118以防止砂子通過通風(fēng)孔116排出。噴嘴114在擠壓板112上橫向和垂直間隔開并且在與其中一個(gè)砂箱組件40的開口端76配合期間垂直指向模板46。在氣動(dòng)吹砂操作期間，噴嘴114在一個(gè)垂直的軌道上將砂子引向模板46，比較圖33和34示意性地示出。上砂箱42的擠壓板112還包括凹槽形成器49，凹槽形成器49與澆鑄口形成器47協(xié)作，澆鑄口形成器47從模板46垂直延伸，用于在砂模里形成凹槽和內(nèi)澆鑄口。
每個(gè)噴嘴114限定了一個(gè)內(nèi)部水平通道122，連接到砂子內(nèi)腔(儲(chǔ)存器)88。在披露的實(shí)施例中，水平通道122不需要由門來循環(huán)地打開和關(guān)閉，但可以在砂子填充和形成操作期間由于噴嘴114的水平定位而持續(xù)打開。具體而言，每個(gè)水平通道122有一個(gè)足夠小的直徑以及一個(gè)足夠長的水平長度以防止在砂盒74通過入口端90而用砂子重新填滿并且在砂盒74充滿了砂子而空閑或者朝著固定的砂箱組件40移動(dòng)時(shí)，砂子由于重力而從噴嘴114濺出。
如圖7-9所示，砂模形成站56還包括一個(gè)支撐支架124，它包括一個(gè)A狀框架結(jié)構(gòu)，在鉸鏈126處可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接到機(jī)器20的主支撐框架62上。支撐支架124包括一個(gè)或多個(gè)鎖緊突起128，朝向A狀框架結(jié)構(gòu)的頂部，適于滑入位于沿著下砂箱40的側(cè)面突起的形成的凸臺(tái)上的凹槽130并與凹槽130配合。以液壓缸形式示出的驅(qū)動(dòng)器132適于使支撐支架124在分別如圖8和9所示的脫離位置與配合位置之間轉(zhuǎn)動(dòng)。液壓缸132的一端由機(jī)器的主支撐框架62支撐，第二端在一個(gè)偏離鉸鏈126的位置處作用在支架124上以至液壓缸132的線性伸出和收縮使支撐支架124在配合位置與脫離位置之間轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)砂盒74被驅(qū)動(dòng)朝向彼此運(yùn)動(dòng)以擠壓砂箱組件40里的砂子時(shí)，支撐支架124起著支撐下砂箱44的作用。每個(gè)砂箱組件40通常是以懸臂方式通過連接臂69由轉(zhuǎn)塔60支撐的。然而，當(dāng)支撐支架124與下砂箱44的相對(duì)兩側(cè)配合時(shí)，鎖緊突起128水平地與下砂箱凹槽130配合以通過支撐支架124承受主支撐框架62的水平負(fù)載并進(jìn)而消除或大大減少在吹砂操作和擠壓操作期間砂盒74承受不均勻的水平力而施加到轉(zhuǎn)塔60上的彎矩負(fù)載。
現(xiàn)在參照機(jī)器20前側(cè)的拔出站58，并參考圖3-5，機(jī)器20的前側(cè)在模板存儲(chǔ)倉134和輸出位置136之間水平地提供了拔出站58，輸出傳送帶(未示出)容納在所述輸出位置136以傳遞砂模用于接下來的澆鑄和冷卻操作。機(jī)器20的前側(cè)還包括一個(gè)操作輸入模塊138，適于接收來自機(jī)器操作者的人工輸入指令以控制機(jī)器20的各種操作。
拔出站58包括幾個(gè)不同的系統(tǒng)或部件以便于砂箱組件40的拆卸，砂模22的移走，以及砂箱組件40的重新組裝。這些系統(tǒng)或部件包括一個(gè)夾緊機(jī)構(gòu)140，一個(gè)拔出架(carriage)142，一個(gè)較低的液壓油缸144，以及一個(gè)較高的液壓油缸146，如圖11和12所示。
夾緊機(jī)構(gòu)140包括一對(duì)電動(dòng)改錐148，用于擰緊和松開夾緊螺旋147，所述螺旋147通過支撐墊和模板上的孔伸出，并且直接擰進(jìn)上下砂箱42，44里的相對(duì)的螺紋孔149，151里(上砂箱42里的孔149被攻絲)。螺旋147是夾緊的一種形式，起著將上下砂箱42，44夾在一起的作用，以至在砂箱組件旋轉(zhuǎn)或處于圖4所示的翻轉(zhuǎn)位置時(shí)，上砂箱42仍然可靠地夾緊在下砂箱44上，支撐墊和模板夾在它們中間。
每個(gè)改錐148都承載在一個(gè)旋轉(zhuǎn)的擺臂150上。擺臂150在鉸鏈152處可旋轉(zhuǎn)地安裝到主支撐框架62上。液壓缸或氣壓缸形式的驅(qū)動(dòng)器154使擺臂150和改錐148旋轉(zhuǎn)。改錐148還相對(duì)于擺臂150垂直滑動(dòng)并且由第二個(gè)液壓缸或氣壓缸156垂直驅(qū)動(dòng)。第一缸154的一端可旋轉(zhuǎn)地連接到主支撐框架62用于支撐，第二端作用在擺臂150上以至第一缸154的伸出和收縮可以導(dǎo)致擺臂150和改錐148擺進(jìn)合適的位置用于驅(qū)動(dòng)螺旋147以及擺出此位置以為砂箱的移動(dòng)提供空隙。第二缸156的一端由擺臂150支撐并且另一端作用在改錐148上以至缸156的伸出和收縮可以抬起和降下改錐148。
拔出架142通過一個(gè)線性滑動(dòng)組件向上和向下垂直滑動(dòng)，所述滑動(dòng)組件包括一對(duì)安裝到主支撐框架62上的垂直滑軌158以及在滑軌158上垂直滑動(dòng)的線性軸承(直線軸承)160。線性軸承160支撐一個(gè)包括一個(gè)水平延伸平臺(tái)162的框架。拔出架(carriage)142由液壓缸或氣壓缸163驅(qū)動(dòng)，所述液壓缸或氣壓缸的一端由主支撐框架62支撐并且另一端作用在托架平臺(tái)162上。托架平臺(tái)162承載多個(gè)拔出鉤164，包括前面一對(duì)和后面一對(duì)拔出鉤164。拔出鉤164通過安裝在托架平臺(tái)162上側(cè)的橫向滑動(dòng)組件165支撐以至拔出鉤164相對(duì)于平臺(tái)162向前和向后橫向滑動(dòng)，如圖16和17所示。安裝到平臺(tái)162上的氣壓缸166驅(qū)動(dòng)前面那對(duì)和后面那對(duì)拔出鉤165彼此朝向和遠(yuǎn)離，如圖4和12所示。每個(gè)拔出鉤164都有向內(nèi)彎曲的下端以提供提升突起168，所述提升突起168適于與支撐墊50和/或模板56的下表面配合并提供支撐。拔出鉤164還包括突出的提升爪(棘爪)170，沿著拔出鉤164的垂直長度位于中間，以提供一種結(jié)構(gòu)與相應(yīng)的爪(棘爪)172配合，所述爪172在上砂箱42的前側(cè)和后側(cè)向前和向后橫向突出。
參照?qǐng)D11和12，拔出站58還包括垂直間隔的壓頭144，146，當(dāng)定位在拔出站58時(shí)位于每個(gè)砂箱組件40之上和之下。下壓頭144包括一個(gè)伸縮式液壓缸174，支撐在主框架62上，所述液壓缸174承載一個(gè)砂模基座平臺(tái)176。砂模基座平臺(tái)176適于容納充分形成的砂模22并且降低砂模22使其從下砂箱44里出來達(dá)到一個(gè)較低的高度以通過砂模輸出位置136移動(dòng)到輸出傳送帶(未示出)上。上壓頭146包括一個(gè)液壓缸178，由拔出架平臺(tái)162支撐并且在其端部有一個(gè)推板180，適于將砂模元件從砂箱組件40里推出。
在拔出站58最好還有一個(gè)懸掛輔助系統(tǒng)182。懸掛輔助系統(tǒng)182安裝到主支撐框架62上并且可以垂直、水平以及橫向移動(dòng)以支撐支撐墊50的下表面并承受支撐墊50和模板46的垂直重力載荷以便于模板46移走，模板46放置在存儲(chǔ)倉134里，以及模板放置在拔出鉤上。
由于上面已經(jīng)闡述了各種系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)關(guān)系以及機(jī)器的元件，下面討論所披露實(shí)施例的操作。使用操作輸入模塊38或使用電子控制器(例如，微處理器或可編程邏輯控制器)可以人工控制操作順序，所述電子控制器是響應(yīng)近程式傳感器，位置傳感器，或其他合適的傳感器(傳感器未示出)以示出各個(gè)元件的位置和/或各個(gè)連續(xù)步驟的完成并進(jìn)而自動(dòng)繼續(xù)下一個(gè)順序步驟或任何人工和自動(dòng)控制的組合，這對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說是很容易理解的。如上所述，對(duì)于所提供的兩個(gè)不同的砂箱組件40，在拔出站58和砂模形成站56可以發(fā)生同時(shí)的并且是單獨(dú)的操作。每個(gè)在位置56，58執(zhí)行的操作都是彼此獨(dú)立的，并且單獨(dú)在圖14-28(對(duì)于砂模形成站56)，圖29-38(對(duì)于拔出站58)示意性地示出了連續(xù)的步驟。在這兩個(gè)位置上的操作順序在下面單獨(dú)描述。
首先，對(duì)于砂模形成站56，操作順序以局部示意圖的形式順序示出在圖29-38。參照?qǐng)D29-30，一個(gè)空的但組裝好的砂箱40首先通過轉(zhuǎn)塔60的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)位進(jìn)入砂模形成站56(轉(zhuǎn)塔60同時(shí)將另一個(gè)砂箱傳遞到拔出站58)。因?yàn)榘纬霾僮魍ǔ１壬澳Ｐ纬刹僮骰ㄙM(fèi)時(shí)間要長，砂盒74通常已經(jīng)重新填滿了砂子，準(zhǔn)備下一次的氣動(dòng)吹砂操作。如果沒有，那么砂子會(huì)繼續(xù)經(jīng)由振動(dòng)傳送帶96提供給砂盒74，直到預(yù)定數(shù)量的砂子存在于砂盒74中，足以用足夠的砂子填滿空的砂箱組件40以形成砂模22。
一旦空的砂箱組件40轉(zhuǎn)位進(jìn)入位置，它就會(huì)從圖30所示的垂直位置旋轉(zhuǎn)到圖31所示的翻轉(zhuǎn)或填充位置。夾緊螺旋147將上砂箱42固定到下砂箱44，支撐墊(或軟墊)和模板夾在其中，以防止上砂箱42在重力的作用下落下。因?yàn)樯昂?4已經(jīng)用砂子填滿或再填滿了，門94被驅(qū)動(dòng)以關(guān)閉或密封引向砂盒內(nèi)腔88的入口90，如圖31所示。
空的砂箱組件40旋轉(zhuǎn)到翻轉(zhuǎn)位置之后，此時(shí)它僅由轉(zhuǎn)塔60通過連接臂69支撐(見圖8和9)。為了對(duì)砂箱組件40提供更進(jìn)一步的支撐，A狀框架支架124被驅(qū)動(dòng)以與下砂箱44的相對(duì)的側(cè)面配合，如圖32所示。A狀框架支架124防止在吹砂和擠壓操作期間由于相對(duì)的砂盒74引起的水平力不均勻而產(chǎn)生的彎距負(fù)載使轉(zhuǎn)塔60旋轉(zhuǎn)。
由于與支架124的配合并且砂箱組件40更可靠地被支撐，砂盒74被驅(qū)動(dòng)向內(nèi)朝向彼此運(yùn)動(dòng)以使上砂箱42和下砂箱44的水平間隔的相對(duì)的開口端76配合(例如，通過穿透開口端76)。再參考圖40，砂盒74的吹頭92滑入開口端76，緊緊地靠在上砂箱42和下砂箱44的直壁部分184上以防止它們之間的砂子脫落。直壁部分184緊密裝配到擠壓板112的外部矩形邊緣以允許吹頭92緊緊地滑動(dòng)插入到上下砂箱42，44的開口端76以防止砂子在吹砂操作期間脫落，同時(shí)也允許進(jìn)一步的水平滑動(dòng)移動(dòng)以便于擠壓操作。錐形表面186沿著上下砂箱42，44從直壁部分184延伸，以提供大體梯形的砂模22以便于砂模壓出。
一旦吹頭92與上下砂箱42，44的相對(duì)的開口端76配合，充氣腔106通過高壓的壓縮空氣源增壓，并且壓縮空氣通過隔板104流動(dòng)，如圖34所示。通過隔板104流動(dòng)的壓縮空氣使容納在砂盒內(nèi)腔88里的砂子流質(zhì)化并將流質(zhì)化的砂子通過噴嘴114傳遞到上下砂箱42，44。一旦壓縮空氣通過通風(fēng)孔116進(jìn)入上砂箱42或下砂箱44，并且通過吹頭92與砂盒74的端板110之間的平的排出間距120離開上砂箱42或下砂箱44，壓縮空氣就被釋放。同定在通風(fēng)孔116里的鋼篩118允許壓縮空氣排出但將砂子留在砂箱組件40里。
比較圖33和34可以觀察到，在水平吹砂操作期間，噴嘴114有一個(gè)指向模板46的水平軌道，水平軌道與模板46在翻轉(zhuǎn)/填充位置的垂直平面相垂直。通過水平地垂直于模板吹砂，突出型板48沒有偏離噴嘴114的軌道的隱藏側(cè)面或部分以至于上下砂箱42，44可以被更完全地填充，產(chǎn)生的氣穴或裂口更少，所述氣穴或裂口會(huì)在金屬鑄造過程中產(chǎn)生缺陷。而且，因?yàn)檫@個(gè)過程是水下的，不需要克服重力以用砂子填充下砂箱44。
一旦上下砂箱42，44松散地由砂子填充，如圖34所示，并且吹砂操作結(jié)束，砂盒74在水平方向上被驅(qū)動(dòng)，甚至更緊地靠近在一起，如圖35中示意性地示出，以至相對(duì)的砂盒74的擠壓板112在上下砂箱42，44里壓縮并且更緊地壓緊砂子。在這個(gè)操作期間，水平力可以通過連接臂69經(jīng)由轉(zhuǎn)塔60，通過下砂箱44的相對(duì)的側(cè)面，以及通過與下砂箱44的相對(duì)的側(cè)面配合的A狀框架支架124來承受。由于由液壓缸87產(chǎn)生的以獲得足夠擠壓力的大的水平力，下滑塊84防止力矩負(fù)載使砂盒的前端從水平軌道78上垂直抬起。
在砂模22被擠壓并壓緊之后，砂盒74從砂箱組件40退回，如圖36所示(并且水平地彼此遠(yuǎn)離，如圖2所示)。一旦每個(gè)砂盒74都完全退回，入口90與頭頂?shù)恼駝?dòng)傳送帶96的進(jìn)給出口垂直對(duì)齊時(shí)，入口門94打開并且砂子可以進(jìn)入砂盒74里，如圖37所示，以在下一個(gè)循環(huán)里重新填充砂盒。通過砂盒74的壁安裝的傳感器(未示出)可以用來感知砂盒里的砂位以指示砂盒何時(shí)被完全填滿。在同一時(shí)間里或大約在同一時(shí)間里，支架124與下砂箱44脫離，并且旋轉(zhuǎn)離開以放開下砂箱44，并且為轉(zhuǎn)塔60的下一次轉(zhuǎn)位提供間隙。
一旦下砂箱44被放開，整個(gè)砂箱組件40旋轉(zhuǎn)回到垂直位置，如圖38所示。這里指出，下砂箱44不包括下側(cè)支撐以支撐已形成的下砂模26。相反，下砂模26里的砂子的致密性使砂模26懸掛在下砂箱44里。為進(jìn)一步確保在砂箱組件垂直時(shí)下砂模26固定在下砂箱44里，并參照?qǐng)D40，下砂箱的內(nèi)錐面186被減小到相對(duì)于垂直方向成2°，或其他合適的小于4°的傾斜角，這在先前的砂模造型機(jī)里是很普遍的。下砂箱44通常是鋼的，具有低的摩擦系數(shù)。砂箱組件40的內(nèi)表面可以被鍍上一層增加摩擦的涂層材料，例如聚亞安酯涂層188，以抑制砂模在下砂箱44里的垂直滑動(dòng)。涂層188以及內(nèi)錐面186的減小的角度都提供了一種方法以進(jìn)一步防止砂模在處于圖38所示的垂直位置時(shí)意外地從下砂箱44的開口底部掉出。一旦砂箱組件40旋轉(zhuǎn)到圖38所示的垂直位置，它就準(zhǔn)備轉(zhuǎn)位回到拔出站以拆卸砂箱并壓出上下砂模24，26。
砂箱40旋轉(zhuǎn)回到垂直位置，如圖30所示，它就準(zhǔn)備經(jīng)由轉(zhuǎn)塔60旋轉(zhuǎn)回到拔出站58。這樣，注意力就應(yīng)集中到位于機(jī)器20前一半的拔出站58，尤其是圖14-28，它們順序示出了在拔出站58執(zhí)行的各種操作。
參照?qǐng)D14，當(dāng)由上砂模24和下砂模26填充的砂箱組件40容納在拔出站58時(shí)，上砂箱42被夾緊并且螺紋固定到下砂箱44上。為了拆開砂箱組件40以允許移走上下砂模24，26，夾緊螺旋147被松開。這樣，在拔出站58發(fā)生的第一步是改錐148在氣壓缸154的驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)或擺動(dòng)以與每個(gè)夾緊螺旋147垂直對(duì)齊，如圖14所示。然后改錐148被垂直驅(qū)動(dòng)以配合并松開夾緊螺旋147，如圖14和15所示。
大約或是與此同時(shí)，發(fā)生螺旋的松開操作。承載拔出鉤164的拔出架142(先前被抬高以為轉(zhuǎn)塔60的旋轉(zhuǎn)以及填充了的砂箱的進(jìn)入提供旋轉(zhuǎn)間隙)被垂直降低進(jìn)入準(zhǔn)備拾取位置，如圖16所示。在托架降低的過程中，前后對(duì)拔出鉤164經(jīng)由缸166被驅(qū)動(dòng)到達(dá)一個(gè)膨脹位置以至拔出鉤164在降低時(shí)不與砂箱組件40配合。
一旦提升爪170位于上砂箱42上的相應(yīng)爪172的下面，拔出鉤164被驅(qū)動(dòng)朝向彼此向內(nèi)運(yùn)動(dòng)以配合上砂箱42上的爪172，如圖17所示?，F(xiàn)在上砂箱42從下砂箱44上松開，拔出架142被抬高以首先抬起上砂箱42離開模板46，如圖18所示。拔出架142接下來的向上運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致下提升突起168與支撐墊50的下側(cè)配合以抬高支撐墊50和模板46離開下砂箱44，如圖18所示。如圖17-19所示，這個(gè)操作順序使上砂箱42與模板46間隔開。
一旦托架142被充分地抬起，懸掛系統(tǒng)182在支撐墊50和模板46下被調(diào)整，并且托架142被略微降低以將支撐墊50和模板46放在懸掛系統(tǒng)182上，如圖20所示。然后懸掛系統(tǒng)182可以移動(dòng)模板46和支撐墊50，并且如果希望的話，將模板46返回到存儲(chǔ)倉(或物品架)134或用存儲(chǔ)在存儲(chǔ)倉(或物品架)134里的一個(gè)不同的模板來替換模板。模板46和支撐墊50暫時(shí)移除，如圖21所示，上砂模24和下砂模26里的內(nèi)腔30可以被人工檢查，并且如果希望的話，砂芯可以被放進(jìn)下砂模26里。在同一時(shí)間或大約在同一時(shí)間里，下壓頭144被伸出以將砂?；脚_(tái)176定位在下砂箱44里到達(dá)一個(gè)支撐位置，此時(shí)砂?；脚_(tái)176正好位于下砂模26的下面，如圖22所示。
此時(shí)，拔出架142被再次降低以將上砂箱42直接放在下砂箱44上，它們中間沒有模板或支撐墊。上液壓壓頭146也與拔出架142一起降低。一旦上砂箱42位于下砂箱44之上，上壓頭146被進(jìn)一步驅(qū)動(dòng)以通過下砂箱26的底部開口端推出上砂模24和下砂模26，如圖23所示。下壓頭144與上壓頭146同時(shí)移動(dòng)以在形成的砂模22離開砂箱42，44時(shí)支撐它們。
一旦砂模22被壓出，下壓頭144被降低以將砂模22放在一個(gè)較低的位置，此處它可以被推出輸出位置以進(jìn)一步處理，從而生成金屬鑄件，如圖24所示。
砂模22離開并且砂箱42，44現(xiàn)在是空的了，砂箱組件重新準(zhǔn)備好被組裝。這樣，拔出架142再次升起以將上砂箱42抬高到下砂箱44之上，如圖25所示。由于兩個(gè)砂箱之間的垂直間隔，模板46和支撐墊50可以被放在提升突起168上，如圖26所示。由于模板46和支撐墊50再次位于適當(dāng)?shù)奈恢?，拔出?42第三次被降低以將支撐墊50和模板46放在下砂箱44上(定位銷52通過孔54容納在支撐墊里以為了對(duì)齊)，并且在此之后立刻將上砂箱42放在支撐墊50的上面，如圖27和28所示。上砂箱42里的定位孔54也與支撐墊50和下砂箱44之上的上砂箱42對(duì)齊。
砂箱部件現(xiàn)在處于適當(dāng)位置了，改錐148再次被驅(qū)動(dòng)，但是這次是將夾緊螺旋147擰回到上砂箱42里以將上砂箱42可靠地固定或夾緊到下砂箱44上，支撐墊50和模板46可靠地夾在它們之間。此時(shí)，砂箱組件40被完全組裝好了，并且是空的，準(zhǔn)備好由新的砂模來填充。這樣，砂箱組件40準(zhǔn)備好被旋轉(zhuǎn)并且轉(zhuǎn)位返回到砂模形成站56。一旦拔出架142被抬高到不礙事的地方，并且改錐148旋轉(zhuǎn)到不礙事的地方，轉(zhuǎn)塔60再次被旋轉(zhuǎn)以將現(xiàn)在是空的砂箱傳遞到砂模形成站56并且將填充的砂箱傳遞到拔出站58。示出在圖14-28以及29-38的步驟順序可以被一次次地重復(fù)以連續(xù)生成砂模。
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權(quán)利要求
1.一種利用砂箱組件形成砂模的方法，砂箱組件包括下砂箱，上砂箱，以及型板，型板具有用于形成砂模中的內(nèi)腔的模型，型板在上、下砂箱之間，此方法包括將砂箱組件定位，型板處在垂直方向，上下砂箱在型板的相對(duì)側(cè)水平相對(duì)；以及水平地氣動(dòng)將砂子傳遞到砂箱組件，垂直朝向型板。
2.權(quán)利要求1的方法，其中型板限定了上下砂箱之間的平面，其中所述定位包括將砂箱組件從垂直位置翻轉(zhuǎn)到翻轉(zhuǎn)位置，其中在豎直位置所述平面水平延伸，在翻轉(zhuǎn)位置所述平面垂直延伸，所述氣動(dòng)傳遞在所述翻轉(zhuǎn)之后進(jìn)行；之后將砂箱組件返回到垂直位置；之后將砂箱組件拆開并取出形成的砂模。
3.權(quán)利要求2的方法，其中所述翻轉(zhuǎn)包括在垂直位置和翻轉(zhuǎn)位置之間旋轉(zhuǎn)砂箱組件。
4.權(quán)利要求2的方法還包括在砂箱組件的所述翻轉(zhuǎn)之前將上砂箱和下砂箱夾緊在一起；以及在所述拆卸過程中松開上砂箱和下砂箱。
5.權(quán)利要求1的方法，其中砂箱組件中的第一和第二個(gè)彼此鄰近提供，還包括將第一和第二砂箱組件在砂模形成站和砂模拔出站之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，其中所述氣動(dòng)傳遞在砂模形成站發(fā)生，拔出站所述拆卸在砂模拔出站發(fā)生。
6.權(quán)利要求5的方法，其中所述轉(zhuǎn)換包括使第一和第二砂箱組件繞垂直軸旋轉(zhuǎn)以使第一和第二砂箱組件在砂模形成站和砂模拔出站之間旋轉(zhuǎn)。
7.權(quán)利要求5的方法，其中砂箱組件以懸臂方式支撐在轉(zhuǎn)塔上的第一位置，轉(zhuǎn)塔使砂箱組件在砂模形成站和砂模拔出站之間旋轉(zhuǎn)，還包括在砂模形成站時(shí)在與所述第一位置相對(duì)的第二位置支住每個(gè)砂箱組件；之后擠壓上下砂箱里的砂子；之后移去在第二位置提供的支撐以允許第一和第二砂箱組件繞垂直軸旋轉(zhuǎn)。
8.權(quán)利要求1的方法，其中所述氣動(dòng)傳遞包括在第一水平延伸方向朝著型板吹砂以填充上砂箱并且在與所述第一水平延伸方向相反的第二水平延伸方向上朝著型板吹砂以填充下砂箱。
9.一種利用砂箱組件形成砂模的方法，砂箱組件包括下砂箱，上砂箱，以及模板，模板具有用于形成砂模里的內(nèi)腔的模型，模板在上下砂箱之間，此方法包括將模板，上砂箱以及下砂箱水平定位在第一和第二砂盒之間，第一和第二砂盒與上砂箱和下砂箱的相對(duì)的端部配合；從第一和第二砂盒通過上砂箱和下砂箱的相對(duì)的端部吹砂以用砂子填充上砂箱和下砂箱。
10.權(quán)利要求9的方法，其中模板限定了上下砂箱之間的平面，其中所述定位包括將砂箱組件從垂直位置翻轉(zhuǎn)到翻轉(zhuǎn)位置，其中在豎直位置所述平面水平延伸，在翻轉(zhuǎn)位置所述平面垂直延伸，所述吹砂在所述翻轉(zhuǎn)之后進(jìn)行；之后將砂箱組件返回到垂直位置；之后將砂箱組件拆開并取出形成的砂模。
11.權(quán)利要求10的方法，其中所述翻轉(zhuǎn)包括在垂直位置和翻轉(zhuǎn)位置之間旋轉(zhuǎn)砂箱組件。
12.權(quán)利要求10的方法，還包括在砂箱組件的所述翻轉(zhuǎn)之前將上砂箱和下砂箱夾緊在一起；以及在所述拆卸過程中松開上砂箱和下砂箱。
13.權(quán)利要求10的方法，其中砂箱組件中的第一和第二個(gè)彼此鄰近提供，還包括將第一和第二砂箱組件在砂模形成站和砂模拔出站之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，所述吹砂在砂模形成站發(fā)生，拔出站所述拆卸在砂模拔出站發(fā)生。
14.權(quán)利要求13的方法，其中所述轉(zhuǎn)換包括使第一和第二砂箱組件繞垂直軸旋轉(zhuǎn)以使第一和第二砂箱組件在砂模形成站和砂模拔出站之間旋轉(zhuǎn)。
15.權(quán)利要求13的方法，其中砂箱組件以懸臂方式支撐在轉(zhuǎn)塔上的第一位置，轉(zhuǎn)塔使砂箱組件在砂模形成站和砂模拔出站之間旋轉(zhuǎn)，還包括在砂模形成站時(shí)在與所述第一位置相對(duì)的第二位置支住每個(gè)砂箱組件；之后擠壓吹進(jìn)上下砂箱里的砂子；之后移去在第二位置提供的支撐以允許第一和第二砂箱組件繞垂直軸旋轉(zhuǎn)。
16.權(quán)利要求9的方法，還包括水平地朝向彼此驅(qū)動(dòng)第一和第二砂盒直到砂盒與上下砂箱的相對(duì)的端部配合以便于所述吹砂；水平地朝向彼此進(jìn)一步驅(qū)動(dòng)第一和第二砂盒以擠壓通過所述吹砂填充進(jìn)上下砂箱里的砂子，進(jìn)而形成砂模；以及退回第一和第二砂盒使它們彼此分開以放開砂箱組件。
17.權(quán)利要求9的方法，其中所述吹砂包括在第一水平方向朝著模板吹砂以填充上砂箱以及在與第一水平方向相反的第二水平方向朝著模板吹砂以填充下砂箱。
18.權(quán)利要求9的方法，還包括在所述吹砂之后將砂定量供應(yīng)到砂盒里以再次填滿砂盒。
19.一種模板造型機(jī)，包括砂箱組件，所述砂箱組件包括上砂箱，下砂箱以及上下砂箱之間的模板，模板具有用于形成砂模里的內(nèi)腔的模型；一對(duì)水平間隔的砂盒，所述砂盒具有吹頭，所述吹頭適于用砂子填充上下砂箱，砂盒具有填充位置，在該位置砂箱組件水平位于砂盒之間；并且其中垂直延伸的分型線位于在填充位置的下砂箱和上砂箱之間，上砂箱和下砂箱水平鄰近設(shè)置。
20.權(quán)利要求19的模板造型機(jī)，還包括砂模形成站，砂模形成站具有用于形成砂模的所述砂盒，以及拔出站，所述拔出站適于拆開砂箱組件并且從砂箱組件里取出形成的砂模，砂箱組件通過砂模形成站和拔出站循環(huán)，其中砂箱組件包括位于拔出站的拔出位置以及位于砂模形成站的填充位置，在拔出站砂箱組件在上下砂箱之間有水平延伸的分型線。
21.權(quán)利要求20的模板造型機(jī)，還包括轉(zhuǎn)塔，所述轉(zhuǎn)塔承載一對(duì)所述砂箱組件，轉(zhuǎn)塔可以繞垂直延伸軸旋轉(zhuǎn)，每個(gè)砂箱組件在轉(zhuǎn)塔上是可旋轉(zhuǎn)的，以繞水平延伸軸旋轉(zhuǎn)；第一驅(qū)動(dòng)器，所述第一驅(qū)動(dòng)器使轉(zhuǎn)塔繞垂直延伸軸旋轉(zhuǎn)以在拔出站和砂模形成站之間移動(dòng)砂箱組件；以及第二驅(qū)動(dòng)器，所述第二驅(qū)動(dòng)器獨(dú)立地使每個(gè)砂箱組件繞水平軸相對(duì)于轉(zhuǎn)塔旋轉(zhuǎn)。
22.權(quán)利要求21的模板造型機(jī)，還包括支撐支架，當(dāng)在砂模形成站的填充位置時(shí)在偏離轉(zhuǎn)塔的位置與每個(gè)砂箱組件配合。
23.權(quán)利要求22的模板造型機(jī)，其中支撐支架相對(duì)于砂箱組件旋轉(zhuǎn)，還包括驅(qū)動(dòng)器，該驅(qū)動(dòng)器使支撐支架旋轉(zhuǎn)以與砂箱組件配合和脫離。
24.權(quán)利要求20的模板造型機(jī)，還包括裝置，該裝置合并進(jìn)砂箱組件里并用于防止形成的砂模在從填充位置翻轉(zhuǎn)到拔出位置時(shí)在重力作用下從下砂箱掉出。
25.權(quán)利要求20的模板造型機(jī)，還包括至少一個(gè)夾具，所述夾具將上砂箱和下砂箱固定在一起，型板位于它們之間，以至于當(dāng)砂箱組件定位在填充位置時(shí)，砂箱組件保持在一起。
26.權(quán)利要求25的模板造型機(jī)，還包括裝置，所述裝置位于拔出站并用于夾緊和松開所述夾具以允許砂箱組件的裝配和拆卸。
27.權(quán)利要求19的模板造型機(jī)，其中每個(gè)砂盒相對(duì)于砂箱組件是可移動(dòng)的，還包括一對(duì)液壓缸，所述液壓缸分別使一對(duì)砂盒水平地彼此朝向和遠(yuǎn)離地往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
28.權(quán)利要求27的模板造型機(jī)，其中砂盒安裝到水平延伸的軌道上，每個(gè)砂盒包括至少三個(gè)在軌道上滑動(dòng)的滑塊，所述至少三個(gè)滑塊包括至少兩個(gè)沿著軌道的向上表面水平滑動(dòng)的滑塊，以及至少一個(gè)沿著軌道的向下表面水平滑動(dòng)的滑塊。
29.權(quán)利要求28的模板造型機(jī)，其中軌道包括一對(duì)橫向間隔的滑軌，其中橫向間隔的成對(duì)的至少兩個(gè)上滑塊沿著各自的滑軌的上表面滑動(dòng)，并且至少一對(duì)下滑塊沿著各自的滑軌的下表面滑動(dòng)，液壓缸橫向介于滑軌之間。
30.權(quán)利要求19的模板造型機(jī)，其中每個(gè)砂盒包括用于與砂箱組件的開口端可滑動(dòng)地配合的吹頭，吹頭包括多個(gè)噴嘴，當(dāng)在填充位置時(shí)所述多個(gè)噴嘴的軌跡相對(duì)于模板垂直指向；以及多個(gè)噴嘴之間的通風(fēng)孔，其中砂子通過噴嘴吹進(jìn)砂箱組件并且用于將砂子吹進(jìn)砂箱組件的壓縮空氣通過通風(fēng)孔排出。
31.權(quán)利要求30的模板造型機(jī)，其中所述噴嘴包括水平通道，所述水平通道具有用于將砂子保持在砂盒里的裝置，而不需要用門來堵住水平通道。
32.權(quán)利要求30的模板造型機(jī)，其中每個(gè)吹頭包括擠壓板，還包括至少一個(gè)液壓驅(qū)動(dòng)器，所述液壓驅(qū)動(dòng)器將相對(duì)的砂盒的擠壓板擠壓在一起以壓縮吹進(jìn)上下砂箱里的砂子。
33.權(quán)利要求20的模板造型機(jī)，其中拔出站包括拔出架，所述拔出架相對(duì)于砂箱組件是垂直可滑動(dòng)的，拔出架具有多個(gè)拔出鉤，該拔出鉤具有用于垂直升起上砂箱離開模板的第一升起裝置和用于垂直升起模板離開下砂箱的第二升起裝置。
34.權(quán)利要求33的模板造型機(jī)，還包括前和后對(duì)拔出鉤，前和后對(duì)拔出鉤相對(duì)于彼此是可以向前和向后橫向移動(dòng)的，還包括驅(qū)動(dòng)器，所述驅(qū)動(dòng)器向前和向后驅(qū)動(dòng)前和后對(duì)拔出鉤以擴(kuò)大和縮小拔出鉤之間的橫向間距。
35.權(quán)利要求34的模板造型機(jī)，其中拔出站還包括上流體動(dòng)力壓頭和下流體動(dòng)力壓頭，所述上流體動(dòng)力壓頭和下流體動(dòng)力壓頭分別適于進(jìn)入上砂箱和下砂箱的相對(duì)的開口端，上流體動(dòng)力壓頭適于將砂模從砂箱組件推出到下流體動(dòng)力壓頭上，下流體動(dòng)力壓頭適于降低砂模以離開模板造型機(jī)。
36.一種用于制作砂模的模板造型機(jī)，包括一對(duì)砂箱組件，該砂箱組件包括上砂箱，下砂箱以及上下砂箱之間的模板，模板具有用于形成砂模中的內(nèi)腔的模型；砂模形成站；與砂模形成站鄰近的砂模拔出站；轉(zhuǎn)塔，該轉(zhuǎn)塔位于砂模形成站和砂模拔出站之間，轉(zhuǎn)塔可以繞垂直軸旋轉(zhuǎn)，每個(gè)砂箱組件可旋轉(zhuǎn)地安裝到轉(zhuǎn)塔以繞水平軸旋轉(zhuǎn)；第一驅(qū)動(dòng)器，所述第一驅(qū)動(dòng)器使轉(zhuǎn)塔繞垂直軸旋轉(zhuǎn)以使砂箱組件在砂模拔出站和砂模形成站之間移動(dòng)；第二驅(qū)動(dòng)器，所述第二驅(qū)動(dòng)器由轉(zhuǎn)塔承載，使砂箱組件獨(dú)立繞第一和第二水平軸旋轉(zhuǎn)；一對(duì)水平間隔的砂盒，該水平間隔的砂盒可相對(duì)于彼此水平移動(dòng)，第一和第二砂盒適于與上下砂箱的相對(duì)端配合以將砂子填充進(jìn)上下砂箱里；以及至少一個(gè)第三驅(qū)動(dòng)器，所述第三驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)第一和第二砂盒彼此朝向和遠(yuǎn)離。
37.權(quán)利要求36的模板造型機(jī)，還包括在砂模形成站的支撐支架，該支架具有在砂模形成站支撐砂箱組件的配合位置和在砂模形成站釋放砂箱組件的脫離位置，還包括驅(qū)動(dòng)器，該驅(qū)動(dòng)器使支撐支架在配合位置和脫離位置之間移動(dòng)。
38.權(quán)利要求36的模板造型機(jī)，還包括裝置，該裝置合并進(jìn)砂箱組件里并用于防止在砂箱組件垂直旋轉(zhuǎn)，上下砂箱的開口端垂直間隔時(shí)，形成的砂模在重力的作用下從下砂箱里掉出。
39.權(quán)利要求36的模板造型機(jī)，還包括至少一個(gè)夾具，所述夾具將上下砂箱固定在一起，型板位于它們之間，以至當(dāng)砂箱組件旋轉(zhuǎn)時(shí)，砂箱組件保持在一起。
40.權(quán)利要求39的模板造型機(jī)，還包括裝置，該裝置位于拔出站并用于夾緊和松開所述夾具以安裝和拆卸砂箱組件。
41.權(quán)利要求36的模板造型機(jī)，其中所述至少一個(gè)第三液壓驅(qū)動(dòng)器包括一對(duì)液壓缸，所述液壓缸分別使一對(duì)砂盒水平地彼此朝向和遠(yuǎn)離地往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
42.權(quán)利要求41的模板造型機(jī)，其中砂盒在水平延伸軌道上滑動(dòng)，每個(gè)砂盒包括至少三個(gè)在軌道上滑動(dòng)的滑塊，所述至少三個(gè)滑塊包括至少兩個(gè)沿著軌道的向上表面水平滑動(dòng)的滑塊，以及至少一個(gè)沿著軌道的向下表面水平滑動(dòng)的滑塊。
43.權(quán)利要求42的模板造型機(jī)，其中軌道包括一對(duì)橫向間隔的滑軌，其中橫向間隔的成對(duì)的至少兩個(gè)上滑塊沿著各自的滑軌的上表面滑動(dòng)，并且至少一對(duì)下滑塊沿著各自的滑軌的下表面滑動(dòng)，液壓缸橫向介于滑軌之間。
44.權(quán)利要求36的模板造型機(jī)，其中每個(gè)砂盒包括用于與砂箱組件的開口端可滑動(dòng)地配合的吹頭，該吹頭包括多個(gè)噴嘴，當(dāng)砂盒與開口端滑動(dòng)配合時(shí)所述噴嘴的軌跡大體垂直指向模板；以及噴嘴之間的多個(gè)通風(fēng)孔，其中砂子通過噴嘴吹進(jìn)砂箱組件并且用于將砂子吹進(jìn)砂箱組件的壓縮空氣通過通風(fēng)孔排出。
45.權(quán)利要求44的模板造型機(jī)，其中所述噴嘴包括水平通道，所述水平通道具有用于將砂子保持在砂盒里的裝置，而不需要用門來堵住水平通道。
46.權(quán)利要求44的模板造型機(jī)，其中每個(gè)吹頭還包括擠壓板，還包括至少一個(gè)液壓驅(qū)動(dòng)器，所述液壓驅(qū)動(dòng)器將砂盒的擠壓板擠壓在一起以壓縮吹進(jìn)上下砂箱里的砂子。
47.權(quán)利要求36的模板造型機(jī)，其中拔出站包括拔出架，所述拔出架相對(duì)于砂箱組件是垂直可滑動(dòng)的，拔出架具有多個(gè)拔出鉤，該拔出鉤具有用于垂直升起上砂箱離開模板的第一升起裝置和用于垂直升起模板離開下砂箱的第二升起裝置。
48.權(quán)利要求47的模板造型機(jī)，還包括前和后對(duì)拔出鉤，前和后對(duì)拔出鉤相對(duì)于彼此是可以向前和向后橫向移動(dòng)的，還包括驅(qū)動(dòng)器，所述驅(qū)動(dòng)器向前和向后驅(qū)動(dòng)前和后對(duì)拔出鉤以擴(kuò)大和縮小拔出鉤之間的橫向間距。
49.權(quán)利要求48的模板造型機(jī)，其中拔出站還包括上流體動(dòng)力壓頭和下流體動(dòng)力壓頭，所述上流體動(dòng)力壓頭和下流體動(dòng)力壓頭分別適于進(jìn)入上砂箱和下砂箱的相對(duì)的開口端，上流體動(dòng)力壓頭適于將砂模從砂箱組件推出到下流動(dòng)力體壓頭上，下流體動(dòng)力壓頭適于降低砂模以離開模板造型機(jī)。
50.一種形成砂模的方法，所述砂模具有下砂模，當(dāng)在澆鑄方位時(shí)下砂模位于上砂模之下，此方法包括組裝上砂箱，下砂箱以及它們之間的模板以形成一組上下砂模；將組裝的砂箱定位于砂子填充方位，所述砂子填充方位與澆鑄方向大概成90°；從一對(duì)砂盒通過上下砂箱吹砂以填充上下砂箱；以及在拆卸砂箱，模板以及組裝砂模之前，將砂箱重新定位大約到澆鑄方位。
51.權(quán)利要求50的方法，還包括在所述定位之前將上砂箱和下砂箱夾緊在一起；以及在所述重新定位之后松開上砂箱和下砂箱。
52.權(quán)利要求51的方法，其中提供包括上砂箱，下砂箱以及模板的第一和第二砂箱組，還包括使第一和第二砂箱組在砂模形成站和砂模拔出站之間轉(zhuǎn)換，其中在砂模形成站發(fā)生所述吹砂，在砂模拔出站發(fā)生所述拆卸。
53.權(quán)利要求52的方法，其中所述轉(zhuǎn)換包括使第一和第二砂箱組繞垂直軸旋轉(zhuǎn)以使第一和第二砂箱組件在砂模形成站和砂模拔出站之間旋轉(zhuǎn)。
54.權(quán)利要求50的方法，還包括在砂子填充方位支住上砂箱，下砂箱以及模板；之后擠壓吹進(jìn)上下砂箱里的砂子；之后松開上砂箱，下砂箱以及模板。
55.權(quán)利要求50的方法，還包括一起水平驅(qū)動(dòng)砂盒以配合上下砂箱的相對(duì)的端部以便于所述吹砂；朝向彼此地進(jìn)一步水平驅(qū)動(dòng)砂盒以擠壓吹進(jìn)上下砂箱里的砂子，進(jìn)而形成砂模；以及使砂盒退回，彼此離開以放開砂箱組件。
56.權(quán)利要求50的方法，其中所述吹砂包括在第一水平延伸方向朝著模板吹砂以填充上砂箱以及在與第一水平方向相反的第二水平延伸方向朝著模板吹砂以填充下砂箱。
57.權(quán)利要求50的方法，還包括使砂子定量供應(yīng)到砂盒以在所述吹砂之后重新填充砂盒。
全文摘要
一種方法以及自動(dòng)模板造型機(jī)(20)，用于吹砂并水平進(jìn)入水平間隔的上砂箱(42)和下砂箱(44)的開口，其軌跡相對(duì)于上砂箱(42)和下砂箱(44)之間的垂直對(duì)齊的模板(46)是垂直的。砂子是氣動(dòng)地從砂盒(74)通過上砂箱(42)和下砂箱(44)的相對(duì)的端部朝著模板(46)水平吹的。上砂箱(42)和下砂箱(44)可在垂直和旋轉(zhuǎn)位置之間翻轉(zhuǎn)。機(jī)器(20)在垂直位置掩蓋下砂箱(44)并移走砂模，在旋轉(zhuǎn)位置用砂子水平填充砂模。模板造型機(jī)(20)包括旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)塔(60)，在砂模形成站和拔出站之間承載兩個(gè)砂箱(44)。砂箱(44)也可相對(duì)轉(zhuǎn)塔(60)繞水平軸旋轉(zhuǎn)以便于砂箱(44)在垂直位置和旋轉(zhuǎn)位置之間翻轉(zhuǎn)。
文檔編號(hào)B22C15/00GK1662320SQ03814577
公開日2005年8月31日 申請(qǐng)日期2003年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月26日
發(fā)明者威廉·A·亨特 申請(qǐng)人:亨特自動(dòng)機(jī)器有限公司