專利名稱：冷芯盒模具制芯固化氣體吹氣裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及砂型鑄造領(lǐng)域，特別涉及一種冷芯盒模具制芯固化氣體吹氣裝置及方 法。
背景技術(shù)：
冷芯盒模具(以下簡稱模具)屬于鑄造模具，用于制備鑄造砂芯，模具的工作原理 是模具安裝在射芯機(jī)上與射芯機(jī)協(xié)調(diào)工作，模具內(nèi)部有型腔，型腔通過射砂孔與模具上面 外部相通，模具上配備的射砂嘴通過射砂孔在壓縮空氣的作用下將混有固化劑的松散的鑄 造型砂射入模具型腔，射砂后，上頂芯桿將射砂孔遺留的不規(guī)則砂堆壓平(使型砂與型腔 內(nèi)尺寸相適配)，然后，再通過射砂孔吹入一種固化氣體，固化氣體滲透穿過型砂，與混合在 型砂里面的固化劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)將松散的型砂固化定型成為一個硬化的整體砂芯，砂芯固 化后，模具打開，砂芯被取出，制芯完成。在制芯過程中，固化氣體的吹入是一個重要的環(huán)節(jié)(最常用的固化氣體就是三乙 胺，這種氣體有一定的毒性，排放到大氣中會造成環(huán)境污染)，砂芯的固化時間長短直接決 定制芯機(jī)的工作循環(huán)周期，固化時間越短，制芯機(jī)的工作循環(huán)時間越短，制芯機(jī)的工作效率 就越高；為了減少環(huán)境污染和降低成本，吹氣時，吹氣裝置與模具是密封的，這樣可防止固 化氣體泄漏，固化氣體是通過化學(xué)反應(yīng)即時生成的，吹氣后反應(yīng)剩余的氣體無法回收，這部 分固化氣體在模具打開取芯時作為尾氣處理了。吹氣過程通常是通過一套吹氣裝置完成的，這套裝置安裝在射芯機(jī)上，現(xiàn)有的吹 氣裝置結(jié)構(gòu)如圖1所示。整個裝置的外觀就像一個底面敞口的方箱，在方箱的頂部開設(shè)有 固化氣體入口，箱體內(nèi)部頂面安裝有模具的上頂芯板連接機(jī)構(gòu)及連接油缸，箱體底面敞口 的一周裝有密封條。吹氣時，箱體底面壓在芯盒模具的上表面，與模具形成密封空腔，同時 將芯盒模具上面安裝的上頂芯板罩在箱體內(nèi)，箱體內(nèi)部頂面的連接機(jī)構(gòu)及油缸與上頂芯板 連接，吹氣硬化前，上頂芯板上的上頂芯桿先壓平射砂孔內(nèi)的砂堆。吹氣的方法是，帶有一 定氣壓的固化氣體通過箱體頂部入口進(jìn)入箱體，充滿箱體空間，箱體內(nèi)的固化氣再通過芯 盒上表面的射砂孔與上頂芯桿之間的間隙進(jìn)入芯盒型腔對砂芯進(jìn)行固化處理。上述現(xiàn)有技術(shù)的吹氣裝置雖然能滿足工作需要，但存在一定的缺點，主要表現(xiàn)在 1.吹氣箱的箱體體積較大，箱體內(nèi)固化氣體氣壓升壓慢，固化氣體流動速度慢，導(dǎo)致固化氣 體進(jìn)入型腔速度相應(yīng)變慢，固化時間長，制芯周期長，單位時間內(nèi)砂芯產(chǎn)出量低；2.上頂芯 板安裝在吹氣箱體內(nèi)，吹氣箱體結(jié)構(gòu)復(fù)雜；3.過大的吹氣箱體容積也造成了剩余固化氣體 量大，增加了的固化氣體生成和尾氣處理成本，造成一定程度上環(huán)境污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中缺陷，通過吹氣板的特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計及相應(yīng)的吹 氣方法，取消了現(xiàn)有技術(shù)的吹氣箱體，提高了砂芯的固化效率，節(jié)省了成本同時降低了環(huán)境 污染。
本發(fā)明提供的冷芯盒模具制芯固化氣體吹氣裝置，用于模具型腔內(nèi)的砂芯固化， 包括安裝于模具上的吹氣板，吹氣板下部中央、吹氣板與模具之間設(shè)空腔；吹氣板邊緣處設(shè) 固化氣體入口 ；吹氣板上部設(shè)上頂芯裝置，上頂芯裝置包括上頂芯桿，上頂芯桿貫穿于吹氣 板的相應(yīng)通孔內(nèi)，吹氣板通孔與模具射砂孔的位置和直徑相適配；固化氣體入口、空腔、模 具射砂孔以及模具型腔構(gòu)成完整的固化氣體氣流通道。優(yōu)選地，吹氣板下表面與模具的上表面之間的邊緣處設(shè)密封條。其中，上頂芯裝置還包括上頂芯板，上頂芯板與上頂芯桿一體成型；上頂芯板與油 壓裝置驅(qū)動連接，用于為上頂芯桿提供驅(qū)動力。其中，吹氣板與上頂芯板之間的端角處設(shè)導(dǎo)向桿和復(fù)位彈簧，復(fù)位彈簧套接于導(dǎo) 向桿外部，用于頂芯桿下壓后的復(fù)位。優(yōu)選地，吹氣板厚度為45mm ；所述空腔高度為IOmm ；吹氣板的通孔內(nèi)、上頂芯桿的 相應(yīng)位置處安裝環(huán)形密封圈和防塵圈。本發(fā)明還提供了一種應(yīng)用上述裝置的吹氣方法，具體包括在向模具型腔內(nèi)射砂 結(jié)束后，上頂芯板通過油壓裝置的驅(qū)動作用下壓上頂芯桿，壓平射砂孔處的未固化型砂；在 固化氣體入口處通入固化氣體，固化氣體依次進(jìn)入空腔、上頂芯桿和射砂孔的間隙，最后進(jìn) 入模具型腔，從而固化型腔內(nèi)、射砂孔處的型砂；關(guān)閉油壓驅(qū)動裝置，上頂芯桿在復(fù)位彈簧 的作用下上提并退出射砂孔；再次向固化氣體入口內(nèi)通入固化氣體，固化氣體依次進(jìn)入空 腔、射砂孔，最后進(jìn)入模具型腔，從而完成模具型腔內(nèi)全部型砂的固化。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的吹氣裝置和吹氣方法具有如下有益效果1、體積小巧，重量輕，設(shè)計緊湊；2、空腔的設(shè)計使得固化氣體流動通道容積小，固化氣體升壓快，氣體流速快，對砂 芯的的固化效率高，可有效提高生產(chǎn)率；3、頂芯板彈簧復(fù)位結(jié)構(gòu)使得制芯機(jī)與上頂芯板的連接簡單可靠，連接精度高；4、吹氣板與型腔模具之間、上頂芯桿與吹氣板之間的密封結(jié)構(gòu)設(shè)計可有效減少固 化氣體泄漏，避免環(huán)境污染；5、上提上頂芯桿之前，將少量固化氣體通入上頂芯桿與射砂孔之間的間隙，進(jìn)而 進(jìn)入型腔內(nèi)將射砂孔處的型砂初步固化，可有效防止大量固化氣體直接進(jìn)入型腔造成未固 化型砂被吹散的問題。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中冷芯盒模具制芯固化氣體吹氣裝置的剖視圖(圖中箭頭方向為 固化氣體流動方向)；圖2是本發(fā)明冷芯盒模具制芯固化氣體吹氣裝置的剖視圖(圖中箭頭方向為固化 氣體流動方向)。結(jié)合附圖在其上標(biāo)記以下附圖標(biāo)記1-吹氣板，2-上芯盒模具，3-空腔，4-固化氣體入口，5-上頂芯桿，6-吹氣板通 ？L，7-射砂孔，8-模具型腔，9-上頂芯板，10-導(dǎo)向桿，11-復(fù)位彈簧，12-制芯機(jī)推板，13-油 壓裝置，14-上頂芯桿環(huán)形密封圈和防塵圈，21-吹氣箱體(現(xiàn)有技術(shù))。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的一個具體實施方式
進(jìn)行詳細(xì)描述，但應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明 的保護(hù)范圍并不受具體實施方式
的限制。如圖2所示，本發(fā)明的冷芯盒模具制芯固化氣體吹氣裝置，用于模具型腔內(nèi)的砂 芯固化，包括安裝于模具上的吹氣裝置，取消了現(xiàn)有技術(shù)中的吹氣箱體，該吹氣裝置為一塊 吹氣板1，吹氣板1下部中央設(shè)凹槽，這樣在吹氣板安裝到上芯盒模具2之后，在兩者之間形 成一個空腔3。如果吹氣板1的厚度設(shè)計為45mm，該空腔的高度優(yōu)選為10mm。吹氣板1下 表面與上芯盒模具2的上表面之間的邊緣處設(shè)密封條，防止進(jìn)入該空腔3的固化氣體泄漏 造成環(huán)境污染。在吹氣板1的邊緣位置處設(shè)固化氣體入口 4，可通入固化氣體三乙胺。如圖 2箭頭所示，固化氣體入口 4、空腔3、模具射砂孔7以及模具型腔8構(gòu)成完整的固化氣體氣 流通道。在吹氣板1上部設(shè)上頂芯裝置，上頂芯裝置包括上頂芯桿5、上頂芯板9、制芯機(jī)推 板12以及油壓裝置13，上頂芯板9與上頂芯桿5 —體成型；上頂芯板與油壓裝置驅(qū)動連接 (即制芯機(jī)推板12位于上頂芯板9之上，油壓裝置13位于制芯機(jī)推板12之上，通過油壓裝 置的驅(qū)動可下壓上頂芯桿5)。上頂芯桿5貫穿于吹氣板通孔6內(nèi)，吹氣板通孔6與模具射 砂孔的位置和直徑相適配，上頂芯桿5下壓后，上頂芯桿穿入射砂孔7內(nèi)，這時上頂芯桿5 與射砂孔7之間存在一個間隙(該間隙的作用是在上頂芯桿5上提之前，一小部分固化氣 體可沿該間隙進(jìn)入模具型腔8，從而在大范圍固化型砂之前先將射砂孔處的型砂固化，避免 具備一定壓力的固化氣體吹散射砂孔處未固化的型砂)。上頂芯桿5下壓的作用是保證射砂結(jié)束、取出射砂嘴后，上頂芯桿可將射砂孔處 遺留的不規(guī)則砂堆壓平。為了實現(xiàn)上頂芯桿下壓后的復(fù)位(即上提)，在吹氣板1與上頂芯 板9之間的端角處設(shè)導(dǎo)向桿10和復(fù)位彈簧11，復(fù)位彈簧套接于導(dǎo)向桿外部，用于上頂芯桿 5下壓后的復(fù)位。為了保證固化氣體不泄露，吹氣板通孔6內(nèi)、上頂芯桿5的相應(yīng)位置處安 裝環(huán)形密封圈和防塵圈14。本發(fā)明的吹氣裝置取消了現(xiàn)有技術(shù)中使用的吹氣箱體，體積小巧，重量輕，設(shè)計緊 湊；空腔的設(shè)計使得固化氣體流動通道容積小，該容積只占吹氣裝置的6%左右，因此固化 氣體升壓快，氣體流速快，對砂芯的的固化效率高，可有效提高生產(chǎn)率；頂芯板彈簧復(fù)位結(jié) 構(gòu)使得制芯機(jī)與上頂芯板的連接簡單可靠，連接精度高。使用本發(fā)明的固化氣體吹氣裝置進(jìn)行吹氣固化型砂具體可包括如下步驟步驟1、在向模具型腔8內(nèi)射砂結(jié)束后，上頂芯板9通過油壓裝置13的驅(qū)動作用下 壓上頂芯桿5，壓平射砂孔7處的未固化型砂；步驟2、在固化氣體入口 4處通入固化氣體，固化氣體依次進(jìn)入空腔3、上頂芯桿5 和射砂孔7的間隙，最后進(jìn)入模具型腔8，從而固化型腔內(nèi)、射砂孔處的型砂；步驟3、關(guān)閉油壓驅(qū)動裝置13，上頂芯桿5在復(fù)位彈簧11的作用下上提并退出射 砂孔7 ；步驟4、此時再向固化氣體入口 4內(nèi)通入固化氣體，固化氣體依次進(jìn)入空腔3、射砂 孔7，最后進(jìn)入模具型腔8，使得固化氣體充分進(jìn)入型腔內(nèi)，從而完成模具型腔內(nèi)全部型砂 的固化。本發(fā)明的吹氣方法在使用相應(yīng)裝置的前提下，固化氣體用量少，尾氣含量小，節(jié)省成本且降低環(huán)境污染；在上提上頂芯桿之前，將少量固化氣體通入上頂芯桿與射砂孔之間 的間隙，進(jìn)而進(jìn)入型腔內(nèi)將射砂孔處的型砂初步固化，可有效防止具備一定壓力的大量固 化氣體直接進(jìn)入型腔造成未固化型砂被吹散的問題。 以上公開的僅為本發(fā)明的一個具體實施例，但是，本發(fā)明并非局限于此，任何本領(lǐng) 域的技術(shù)人員能思之的變化都應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種冷芯盒模具制芯固化氣體吹氣裝置，用于模具型腔內(nèi)的砂芯固化，其特征在于， 包括安裝于模具上的吹氣板，吹氣板下部中央、吹氣板與模具之間設(shè)空腔；吹氣板邊緣處設(shè) 固化氣體入口 ；所述吹氣板上部設(shè)上頂芯裝置，上頂芯裝置包括上頂芯桿，上頂芯桿貫穿于 吹氣板的相應(yīng)通孔內(nèi)，所述吹氣板通孔與模具射砂孔的位置和直徑相適配；所述固化氣體 入口、空腔、模具射砂孔以及模具型腔構(gòu)成完整的固化氣體氣流通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吹氣裝置，其特征在于，所述吹氣板下表面與模具的上表面 之間的邊緣處設(shè)密封條。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的吹氣裝置，其特征在于，所述上頂芯裝置還包括上頂芯 板，上頂芯板與上頂芯桿一體成型；上頂芯板與油壓裝置驅(qū)動連接，用于為所述上頂芯桿提 供驅(qū)動力。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的吹氣裝置，其特征在于，所述吹氣板與上頂芯板之間的端角 處設(shè)導(dǎo)向桿和復(fù)位彈簧，所述復(fù)位彈簧套接于導(dǎo)向桿外部，用于所述頂芯桿下壓后的復(fù)位。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的吹氣裝置，其特征在于，所述吹氣板厚度為45mm;所述空 腔高度為10mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的吹氣裝置，其特征在于，所述吹氣板的通孔內(nèi)、上頂芯桿 的相應(yīng)位置處安裝環(huán)形密封圈和防塵圈。
7.—種冷芯盒模具制芯固化氣體吹氣方法，其特征在于，包括在向模具型腔內(nèi)射砂結(jié)束后，上頂芯板通過油壓裝置的驅(qū)動作用下壓上頂芯桿，壓平 射砂孔處的未固化型砂；在固化氣體入口處通入固化氣體，固化氣體依次進(jìn)入空腔、上頂芯桿和射砂孔的間隙， 最后進(jìn)入模具型腔，從而固化型腔內(nèi)、射砂孔處的型砂；關(guān)閉油壓驅(qū)動裝置，上頂芯桿在復(fù)位彈簧的作用下上提并退出射砂孔；再次向固化氣體入口內(nèi)通入固化氣體，固化氣體依次進(jìn)入空腔、射砂孔，最后進(jìn)入模具 型腔，從而完成模具型腔內(nèi)全部型砂的固化。
全文摘要
本發(fā)明公開了冷芯盒模具制芯固化氣體吹氣裝置，用于模具型腔內(nèi)的砂芯固化，包括安裝于模具上的吹氣板，吹氣板下部中央、吹氣板與模具之間設(shè)空腔；吹氣板邊緣處設(shè)固化氣體入口；吹氣板上部設(shè)上頂芯裝置，上頂芯裝置包括上頂芯桿，上頂芯桿貫穿于吹氣板的相應(yīng)通孔內(nèi)，吹氣板通孔與模具射砂孔的位置和直徑相適配；固化氣體入口、空腔、模具射砂孔以及模具型腔構(gòu)成完整的固化氣體氣流通道。本發(fā)明還公開了一種應(yīng)用上述吹氣裝置的吹氣方法。本發(fā)明的吹氣裝置結(jié)構(gòu)緊湊，固化氣體利用率高，減少環(huán)境污染；該吹氣方法使得固化效果更佳。
文檔編號B22C7/06GK102085564SQ20091011461
公開日2011年6月8日 申請日期2009年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月2日
發(fā)明者馬國勝 申請人:廣西玉柴機(jī)器股份有限公司