專利名稱：聚苯乙烯發(fā)泡型消失模鑄造工藝及所用的砂箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鑄造方法及設(shè)備，更具體地說(shuō)，關(guān)系到一種改進(jìn)的聚苯乙烯發(fā)泡型消失模鑄造工藝及其在澆注中所用的砂箱。
通常，聚苯乙烯發(fā)泡型消失模鑄造過程中，聚苯乙烯發(fā)泡型消失模安放在裝有型砂的砂箱內(nèi)，砂箱則成列地裝載在循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)的輸送帶上進(jìn)行輪番作業(yè)。當(dāng)裝有上述消失模的一個(gè)砂箱移動(dòng)到一定位置，鐵水澆包從上部向砂箱中的消失模澆注熔融鐵水，澆注完畢后砂箱隨輸送帶向前運(yùn)行，這樣一個(gè)砂箱一個(gè)砂箱地對(duì)聚苯乙烯發(fā)泡型消失模進(jìn)行澆注。在任一個(gè)砂箱經(jīng)輸送帶運(yùn)轉(zhuǎn)到預(yù)定倒出鑄件位置時(shí)，傾轉(zhuǎn)砂箱將鑄件傾卸到場(chǎng)地上。然后，可進(jìn)行新一輪鑄件的澆注和卸出的作業(yè)。在上述鑄造工藝中，不僅需配備一條有一定規(guī)模的流水線和安裝眾多的控制儀表，而且從澆注起到開箱傾出鑄件通常都需要40分鐘左右，在這期間型砂受到剛澆注好的鑄件較長(zhǎng)時(shí)間的烘烤，吸收和積聚了大量熱量。為此，如將這些型砂作常規(guī)的冷卻處理，在處理后其溫度還在70℃左右。由于型砂的溫度居高不下，所以不能將這些型砂馬上由輸送帶送回砂庫(kù)而供繼續(xù)使用，從而必然導(dǎo)致需增大砂庫(kù)的容量及冷卻設(shè)備。為使型砂的溫度很快下降，以達(dá)到型砂可連續(xù)使用的目的，就需進(jìn)行超常規(guī)的冷卻處理或者增加冷卻時(shí)間，這樣，必需增大冷卻設(shè)備的容量和冷卻能力。由此可見，現(xiàn)有技術(shù)的鑄造工藝需用的設(shè)備多，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，并且造成生產(chǎn)投資大，成本高和效率低。此外，現(xiàn)有技術(shù)工藝過程中，鑄件從砂箱中倒出通常用機(jī)械化的砂箱推倒設(shè)備，需要較大的電功率。而且，這種倒出方式也易于造成鑄件彼此相碰撞，而使部分鑄件撞壞，影響鑄件的質(zhì)量和成品率。
本發(fā)明的目的是為了克服上述鑄造工藝中的缺陷而提供一種將聚苯乙烯發(fā)泡型消失模放置在填滿型砂的砂箱中，該砂箱則固定安裝在生產(chǎn)場(chǎng)地上并以序排列。在用鐵水澆包對(duì)上述消失模澆注鐵水后，待較短時(shí)間即可打開砂箱，使型砂從箱底卸去，鑄件從上面取出的鑄造工藝方法及采用這種工藝方法所使用的砂箱。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的聚苯乙烯發(fā)泡型消失模的鑄造工藝包括(1)向砂箱底部注干砂，保證型砂均勻地鋪置在箱底上，其高度約為50-200mm或埋過柵條30至170毫米；(2)將聚苯乙烯發(fā)泡型消失模放入砂箱內(nèi)并位于底砂上，再由模板或泥芯定位；(3)注上干砂及振動(dòng)砂箱，將上述消失模除了部分直澆口外全部埋在型砂中，消失模上覆蓋砂量為50-200mm；(4)砂箱上加蓋蓋板并壓緊以及放上澆口杯等待澆注鐵水；(5)在對(duì)砂箱進(jìn)行抽氣的同時(shí)進(jìn)行澆注鐵水；(6)在鑄件溫度達(dá)到700-800℃，或者在澆注鐵水后15-20分鐘，就可移去澆口杯和蓋板，然后打開砂箱箱底上的底板卸除型砂；(7)從砂箱上部將位于柵條上的鑄件取出或吊出，放在預(yù)定的場(chǎng)地上；(8)關(guān)閉砂箱的底板，為下一輪生產(chǎn)作準(zhǔn)備。
本發(fā)明的砂箱為若干整齊排列在生產(chǎn)場(chǎng)地上固定的砂箱，它包括箱體、箱蓋和箱底，震動(dòng)器及抽氣裝置，所述砂箱的箱底是由一底框、2塊或2塊以上底板和底板的開閉機(jī)構(gòu)組成，所述底框下設(shè)有彈簧地腳，所述砂箱通過彈簧地腳擱置在工場(chǎng)的地基上，所述底板的每一塊在長(zhǎng)度方向設(shè)有固定的支承軸且通過支承軸可被轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在箱體下部?jī)上鄬?duì)側(cè)壁上，所述開閉機(jī)構(gòu)位于箱體的后下側(cè)，它包括一對(duì)分別位于箱體兩側(cè)的拉桿，若干對(duì)其一端與底板兩端的支承軸剛性連接而其另一端通過銷軸與拉桿活動(dòng)連接的支桿，一固定安裝在箱體后壁上的活塞氣缸裝置，兩位于活塞氣缸裝置下箱體后壁上的固定桿，一其相對(duì)二豎桿的中部和下部分別與固定桿和拉桿的端部樞軸連接而其橫桿在位于固定桿緊上部的中心部與活塞桿連接的工字型撐架，此外，還包括2根或2根以上架設(shè)在箱體下部緊靠底板的兩相對(duì)側(cè)壁上的柵條，這些柵條可作為澆注后所形成的鑄件的擱架。
因而，本發(fā)明的聚苯乙烯發(fā)泡型消失模鑄造工藝及所用的砂箱具有工藝合理，開箱時(shí)間短而生產(chǎn)周期縮短，尤其是型砂烘烤時(shí)間也相應(yīng)縮短而其吸收熱量減少，所以型砂僅需作常規(guī)處理即可返回砂庫(kù)繼續(xù)使用，同時(shí)，在澆注后，打開砂箱型砂和鑄件能及時(shí)分離，鑄件可直接從上取出不會(huì)相互撞碰而造成損壞，提高質(zhì)量及成品率，而且，砂箱因是固定的，可擴(kuò)大其容積，從而可對(duì)鑄件生產(chǎn)采用底注法進(jìn)行澆注，可大幅度提高生產(chǎn)率，此外，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用輔助設(shè)備少，所以生產(chǎn)的投資小，產(chǎn)品的成本可降低。


圖1表示-本發(fā)明第一實(shí)施例的裝有消失模的砂箱的局部截面正視圖；圖2表示-圖1的砂箱的俯視圖；圖3表示-圖1的砂箱移去箱蓋后模板定位的視圖；圖4表示-砂箱在澆注前消失模泥芯和澆口板的視圖；圖5表示-砂箱在澆注后鑄件和型砂的配置狀況的局部截面正視圖；圖6表示-砂箱在底板打開后的局部截面正視圖；圖7表示-本發(fā)明第二實(shí)施例的裝有消失模的砂箱的局部截面正視圖8表示-圖7的俯視圖；圖9表示-圖7的砂箱由二塊底板及其開閉機(jī)構(gòu)組成的示意圖。
請(qǐng)參閱圖1至6，通常，本發(fā)明的聚苯乙烯發(fā)泡型消失模鑄造工藝先注底砂，即將型砂注入一固定在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的砂箱中，型砂的注入量，或在箱底上的砂層的厚度約高于靠近砂箱箱底所設(shè)柵條50-70毫米；放入已準(zhǔn)備好的消失模模型；接著，用泥芯或模板將消失模定位；在消失模定位后可注上砂，即除了直澆口外型砂鋪至將消失模埋入在內(nèi)，同時(shí)邊加型砂邊由振動(dòng)器振動(dòng)以使型砂緊實(shí)，為保持砂箱上部的吃砂量，型砂一般蓋過消失模50-200毫米，但這種情況也可根據(jù)被澆注零部件的尺寸或體積作適當(dāng)調(diào)整；在上述基礎(chǔ)上可加蓋澆口板，固定上蓋板等等待澆注。澆注時(shí)，對(duì)砂箱伴隨進(jìn)行抽氣；澆注完畢根據(jù)鑄件尺寸經(jīng)15-20分鐘的自然冷卻即可把砂箱打開，一般先揭去蓋板和澆口板再打開底板；型砂將從箱底流下落到熱砂輸送帶上，鑄件則擱靠在砂箱的柵條上，此時(shí)，鑄件的溫度在700°-800℃，由吊車之類的起重設(shè)備將它逐件取出，放置到指定安放場(chǎng)地上。型砂由輸送帶送到常規(guī)冷卻處理裝置內(nèi)進(jìn)行冷卻，經(jīng)冷卻型砂溫度可降低到45-55℃，隨后可由輸送帶送入砂庫(kù)，供繼續(xù)使用。
參閱圖1，2，5和6，在第一實(shí)施例中，作為本發(fā)明的聚苯乙烯發(fā)泡型消失模所用的砂箱包括箱體2，箱蓋或蓋板3和箱底4，其中，箱底4由框架(在圖中未畫出)，底板5和底板開閉機(jī)構(gòu)組成，在框架下安裝彈簧地腳，所述砂箱通過彈簧地腳固定安裝在工場(chǎng)的地基上，所述底板的數(shù)量和尺寸可根據(jù)砂箱的容積大小來(lái)選定，在本實(shí)施例中底板為12塊。每塊底板的長(zhǎng)度方向設(shè)有固定的支承軸6，底板5通過支承軸6可轉(zhuǎn)動(dòng)地裝配在箱體2下部靠近下沿的兩相對(duì)側(cè)壁上。所述底板的開閉機(jī)構(gòu)處于箱底下部和側(cè)部位置，它包括一對(duì)位于箱體橫向兩側(cè)的拉桿7，若干對(duì)其一端與底板5上支承軸6固定連接而其另一端可通過銷軸8與拉桿7活動(dòng)連接的支桿9，一安裝在箱體后側(cè)上的帶活塞桿10的活塞汽缸裝置11，兩位于活塞汽缸裝置下方箱體后側(cè)上的固定座12，一工字型撐架13，該工字型撐架13的兩豎桿14的中下部處分別與固定座12和拉桿7的端部樞軸滑動(dòng)連接，該工字型撐架13的橫桿15與活塞汽缸裝置11的活塞桿10樞軸連接。這樣，底板開閉機(jī)構(gòu)可借助活塞汽缸裝置的驅(qū)動(dòng)使底板5打開或關(guān)閉。例如，活塞汽缸裝置11促動(dòng)活塞桿10向外推出時(shí)，工字型撐架13的橫桿15也向外或向右推去，工字型撐架13的豎桿14的下部繞固定座12的連接軸作順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)，將拉桿7推向左邊，從而使與拉桿7樞軸連接的各支桿9以及底板5也繞軸8作順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，也就是，使底板5一塊一塊在箱底上構(gòu)成密閉的一列而把箱底關(guān)閉起來(lái)，如圖1所示。相反，在活塞汽缸裝置驅(qū)動(dòng)下而將活塞桿10以與向外推動(dòng)時(shí)相反的方向推動(dòng)，使與拉桿樞軸連接的各支桿9以及底板以逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，可使底板與形成底板板面間相平行的排面將箱底打開，如圖6所示。
此外，本裝置還包括在箱底下部靠近箱底的兩側(cè)側(cè)壁上設(shè)置的多根柵條16。在本實(shí)施例中為34條。柵條16一般距箱底底端距離為30-60mm，在一些較大的窖的砂箱中，這個(gè)距離可以增大。柵條16之間的間距可根據(jù)所鑄造的零件大小來(lái)選定，至少大于10mm。
請(qǐng)參閱圖3-4，從這些圖中可看到本發(fā)明的砂箱在安放消失模模型29時(shí)用泥芯30，如圖3所示或用模板32定位，如圖4所示。圖中還畫出了對(duì)消失模模型進(jìn)行澆注時(shí)所用的澆口板31和模板32的情況。特別應(yīng)該指示，本發(fā)明的砂箱容積可做得比較大，可容納較多的消失模模型或鑄造較多的鑄件，并且可采用設(shè)共用澆注道而將多個(gè)產(chǎn)品的澆注口任意連接，可進(jìn)行底注，實(shí)現(xiàn)一箱多注和一箱多鑄的目的，提高產(chǎn)品的生產(chǎn)率，減少?gòu)U品率，以及因可無(wú)須將各個(gè)模型膠合成焊合做成樹枝狀模簇，大大簡(jiǎn)化了模型的加工工藝。
請(qǐng)參閱圖7-9，這為本發(fā)明的消失模鑄造工藝所用的砂箱的第二個(gè)實(shí)施例。在這個(gè)實(shí)施例中，除了砂箱的箱體設(shè)有分隔成小室的隔板17以及箱底采用不同形式的底板18和底板的開閉機(jī)構(gòu)外，其它的部件或部分的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例相同。如圖8所示，為使在澆注時(shí)，特別是鑄造又大又精密或者高精密零件時(shí)不使火焰竄動(dòng)，可在箱體內(nèi)設(shè)置一塊或多塊隔板17，例如，在圖8中的砂箱設(shè)有5塊隔板，也就可將砂箱分成六個(gè)均等或不均等的小室，可放置六個(gè)消失模模型。澆炷它們之中任一個(gè)時(shí)因火焰不互相竄動(dòng)就不會(huì)造成消失模模型的損壞。在本實(shí)施例中所述底框?yàn)?7，在底框37下裝有彈簧地腳36，所述彈簧地腳36則直接固定于工場(chǎng)地基上。為此，砂箱只能在彈簧地腳上振動(dòng)而不能搬動(dòng)。所述底板18為二塊，分別與箱體底部的兩相對(duì)內(nèi)外側(cè)壁或其相對(duì)端面通絞接件28絞接。所述底板開閉機(jī)構(gòu)包括一對(duì)安裝在箱體兩側(cè)上的支架21，一轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在支架21上的絲桿22，一齒輪減速箱19，一與減速箱主動(dòng)輪輸入軸連接的手輪20，一其二頭分別與減速箱輸出輪和絲桿22連接的萬(wàn)向節(jié)23，兩個(gè)其一端分別與兩底板的中部鉸接而其另一端通過其上設(shè)有可滑動(dòng)的對(duì)開螺母與所述絲桿22嚙合的支撐桿24。所述減速齒輪箱的減速齒輪為一對(duì)傘齒輪。在一些大型的砂箱中，底板18可設(shè)4塊或更多，相對(duì)應(yīng)的底板18的開閥機(jī)構(gòu)有2個(gè)或多個(gè)，在圖8中有4塊底板，二個(gè)底板的開閥機(jī)構(gòu)。
從圖7和圖8中還可清楚地看到，本發(fā)明的砂箱所使用的抽氣裝置的吸管35以及振動(dòng)器38的情況。所述的吸管35以常規(guī)方式安裝在箱體壁上可通過箱體壁與箱體內(nèi)部連通。所述振動(dòng)器38可裝在箱體的側(cè)壁上，也可裝在底板5，18上，起到震動(dòng)壓緊型砂作用，也可作清砂用。
權(quán)利要求
1.一種聚苯乙烯發(fā)泡型消失模鑄造工藝；其特征在于鑄造步驟為(1)向砂箱底部注干砂，保證型砂均勻地鋪置在箱底上，其高度為50-200mm或蓋過柵條30至70毫米；(2)將聚苯乙烯發(fā)泡型消失模放入砂箱內(nèi)，再由模板或泥芯定位；(3)注上干砂及振動(dòng)砂箱，將上述消失模除了部分直澆口外全部埋在型砂中，消失模上覆蓋砂量為50-200mm；(4)砂箱上加蓋蓋板并壓緊且放上澆口杯等等傳澆注鐵水；(5)在對(duì)砂箱進(jìn)行抽氣的同時(shí)進(jìn)行澆注鐵水；(6)在鑄件溫度達(dá)到700-800℃，或者在澆注鐵水后15-20分鐘內(nèi)就可移動(dòng)澆口杯和蓋板，然后打開砂箱箱底上的底板卸除型砂；(7)從砂箱上部將位于柵條上的鑄件取出或吊出，放在指定的場(chǎng)地上；(8)關(guān)閉砂箱的底板，為下一輪生產(chǎn)作準(zhǔn)備。
2.一種聚苯乙烯發(fā)泡型消失模鑄造所用的砂箱，包括箱體，箱蓋和箱底震動(dòng)器及抽氣裝置，其特征在于所述的箱底是由一底框，二塊或2塊以上底板和底板的開閉機(jī)構(gòu)所組成的，所述底框下設(shè)有彈簧地腳，所述砂箱通過彈簧地腳安置在工場(chǎng)地基上，所述底板的每一塊在長(zhǎng)度方向設(shè)有固定的支承軸且通過支承軸可被轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在箱體下部?jī)上鄬?duì)側(cè)壁上，所述開閉機(jī)構(gòu)位于箱體的后下側(cè)，它包括一對(duì)分別位于箱體兩側(cè)的拉桿，若干對(duì)其一端與底板兩端的支承軸剛性連接而其另一端通過銷軸與拉桿活動(dòng)連接的支桿，一固定安裝在箱體后壁上的活塞氣缸裝置，兩位于活塞氣缸裝置下箱體后壁上的固定桿，一其相對(duì)兩豎桿的中部和下部分別與固定桿和拉桿的端部樞軸連接而其橫桿在位置于固定桿緊上部的在中心部與活塞桿連接的工字型撐架。此外，還包括二根或二根以上架設(shè)在箱體下部緊靠底板的兩相對(duì)側(cè)壁上的柵條。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的砂箱，其特征在于所述柵條距箱底底端距離為30-60mm，所述柵條之間的至少大于10mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的砂箱，其特征在于所述箱底由一框架，兩塊底板和底板的開閉機(jī)構(gòu)組成，所述底板分別與箱體底部的兩相對(duì)內(nèi)外側(cè)壁或相對(duì)端面通過絞接件絞接，所述底板的開閉機(jī)構(gòu)包括一對(duì)安裝在箱體上的支架，一可轉(zhuǎn)動(dòng)擱置在支架上的絲桿，一齒輪減速箱，一與減速箱之動(dòng)輪出軸連接的手輪，一其兩頭分別與減速箱輸出軸和絲桿連接的萬(wàn)向節(jié)23，兩個(gè)其一頭分別與兩底板的中部絞接而其另一頭通過對(duì)開螺母與絲桿螺接的支撐桿。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的砂箱，其特征在于所述的減速箱的齒輪為一對(duì)傘齒輪。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的砂箱，其特征在于所述箱體內(nèi)設(shè)置一塊或多塊隔板，可將砂箱分成多個(gè)小室。
全文摘要
一種聚苯乙烯發(fā)泡型消失模鑄造工藝及所用的砂箱，工藝步驟為向砂箱底部注干砂；放入消失模模型；注上干砂及振動(dòng)；加蓋蓋板且放澆口杯；澆注鐵水；澆注后15—20分鐘后，就可打開砂箱底板卸除型砂及從砂箱上取出鑄件。砂箱包括箱體，箱蓋，箱底；箱底由一底框、兩塊或多塊底板和底板的開閉機(jī)構(gòu)所組成，可通過彈簧地腳安置于工場(chǎng)地基上，箱體下部?jī)蓚?cè)壁上設(shè)柵條；本發(fā)明具有工藝合理，生產(chǎn)周期短，輔助設(shè)備少，成本低并可大幅度提高生產(chǎn)率。
文檔編號(hào)B22C21/00GK1100977SQ9311836
公開日1995年4月5日 申請(qǐng)日期1993年9月30日 優(yōu)先權(quán)日1993年9月30日
發(fā)明者加內(nèi)特·H·卡拿翰, 卡洛琳·卡拿翰 申請(qǐng)人:上海卡拿翰五金電器有限公司