CN118143203B - 一种精密铸造用自动填充砂箱的装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于挤压填充砂箱领域，具体公开了一种精密铸造用自动填充砂箱的装置，包括可调节泄压机构、自适应恒压断路机构、闭合挡板组件和主体机架组件。本发明基于压力阈值这一恒定因素，创造性地提出了可调节泄压机构和自适应恒压断路机构，通过达到压力后自动泄压的方式能够避免压力过大，并且利用泄压时产生的力自动完成液压通道的闭合，使得液压力能够保持在当前状态。

Description

一种精密铸造用自动填充砂箱的装置

技术领域

本发明属于挤压填充砂箱技术领域，具体是指一种精密铸造用自动填充砂箱的装置。

背景技术

填充砂箱的过程包括将型砂放入砂箱中，以及将型芯和型砂压实两个步骤，传统的填充过程中，由于压实过程在最后一个步骤，并且一般仅仅从顶部施加压力，因此位于下方（特别是型芯的下方）的型砂仍然可能存在空洞和结合不紧密的情况，导致型砂难以成形；理论上来讲，想要对型砂施加均匀的压力，一种方法是逐层施压，即每铺一层就滚压一次，另一种方法则是从各个方向一同施加压力，这两种方式由于各种技术限制目前均未有可行的方案。

不仅如此，除了压力均匀性的问题，型砂所受的压力自身的大小也需要进行控制，若压力过小，则会导致型砂结合不紧密、难以成形；若压力过大，一些结构强度不高的型芯，如“蜡模”等，则在挤压型砂时容易被压坏。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提出了一种从六个方向同时施压、并且能够控制压力阈值的精密铸造用自动填充砂箱的装置，由于预填充的型砂数量、型芯的大小等因素都会对挤压过程产生影响，本发明基于压力阈值这一恒定因素，创造性地提出了可调节泄压机构和自适应恒压断路机构，通过达到压力后自动泄压的方式能够避免压力过大，并且利用泄压时产生的力自动完成液压通道的闭合，使得液压力能够保持在当前状态。

本发明采取的技术方案如下：本发明提出了一种精密铸造用自动填充砂箱的装置，包括可调节泄压机构、自适应恒压断路机构、闭合挡板组件和主体机架组件，所述可调节泄压机构设于主体机架组件上，所述自适应恒压断路机构设于可调节泄压机构上，所述闭合挡板组件设于可调节泄压机构的末端。

进一步地，所述可调节泄压机构包括泄压组件和压力阈值调节组件，所述泄压组件设于主体机架组件上，所述压力阈值调节组件设于泄压组件中；所述泄压组件包括液压缸套、双层中空缸套和实心顶板，所述液压缸套设于主体机架组件上，所述液压缸套上设有进液接头，所述双层中空缸套卡合滑动设于液压缸套中，所述双层中空缸套的外侧设有缸套接头，所述双层中空缸套的内壁上设有缸套泄压窗，所述实心顶板卡合设于双层中空缸套的内壁中。

作为优选地，泄压组件能够通过供入液体的方式，推动双层中空缸套伸出，从而持续增加闭合挡板组件的压力，通过各组闭合挡板组件的位置移动，能够将包裹砂芯的型砂块的各个方向都达到预设的压力数值；在这个压力数值下，既能保证型砂结合紧密，又不会压坏内部的砂芯。

作为本发明的进一步优选，所述压力阈值调节组件包括滑动压感槽、施压弹簧和螺纹顶帽，所述滑动压感槽卡合滑动设于双层中空缸套的内壁中，所述滑动压感槽上设有与缸套泄压窗对应的压感槽泄压窗，所述滑动压感槽的中心位置还设有中心螺纹孔，所述螺纹顶帽和中心螺纹孔螺纹连接，所述施压弹簧设于实心顶板和螺纹顶帽之间。

施压弹簧的弹力和作用在压力阈值调节组件上的液压力相互平衡、使得闭合挡板组件能够稳定在当前状态，由于滑动压感槽和双层中空缸套之间会产生相对滑动，因此此时停止推进的判定条件既不依赖于悬臂式推杆的滑动幅度，也不取决于液压缸套中的进液量，而是通过施压弹簧的压缩量来判断，从而避免型芯大小和型砂多少带来的影响、实现定压力泄压的技术目的。

通过旋转螺纹顶帽的方式，能够改变缸套泄压窗和压感槽泄压窗重合时施压弹簧的压缩幅度，从而对泄压时的缸内临界压力进行调节。

进一步地，所述自适应恒压断路机构包括进液管道组件、滑动阀门组件和液力联动组件，所述进液管道组件设于可调节泄压机构上，所述滑动阀门组件设于进液管道组件上，所述液力联动组件设于滑动阀门组件和可调节泄压机构之间。

作为优选地，所述进液管道组件包括进液管道一和进液管道二，所述进液管道一卡合设于进液接头中，所述进液管道二和进液管道一呈同轴布置，所述进液管道一和进液管道二的端面之间存在间隙。

作为本发明的进一步优选，所述滑动阀门组件包括方形阀壳和滑动阀瓣，所述方形阀壳的两端设有圆形安装孔，所述进液管道一和进液管道二均卡合设于圆形安装孔中，所述方形阀壳的侧面设有贯通的方形滑槽，所述滑动阀瓣卡合滑动设于方形滑槽中，所述滑动阀瓣卡合滑动设于进液管道一和进液管道二的间隙中，所述滑动阀瓣上设有阀瓣中心孔。

通过控制阀瓣中心孔和进液管道组件的中心孔是否重叠，能够改变整个液压回路的驱动和断开。

作为优选地，所述液力联动组件包括液压缸架、阀瓣联动液压缸和联动管道，所述液压缸架固接于方形阀壳上，所述阀瓣联动液压缸的固定部卡合设于液压缸架中，所述阀瓣联动液压缸的伸缩部固接于滑动阀瓣上，所述联动管道设于阀瓣联动液压缸和缸套接头之间。

联动管道能够在双层中空缸套的内部压力升高时推动滑动阀瓣，从而实现液压缸套的缸内压力达到阈值时自动切断液压、使得闭合挡板组件对内部型砂和型芯的压力维持在当前状态的技术目的。

进一步地，所述闭合挡板组件包括悬臂式推杆和穹顶式挡板，所述悬臂式推杆固接于实心顶板上，所述穹顶式挡板固接于悬臂式推杆上。

作为优选地，所述穹顶式挡板为弹性材质。

六组穹顶式挡板能够围成一个立方体，并且通过穹顶式挡板自身的卷曲变形，能够使得立方体的体积逐渐缩小、型砂之间的空隙逐渐减小、挤压力逐渐增大；在此过程中穹顶式挡板之间的缝隙也逐渐缩小，通过六面施压的方式，能够将位于型芯各个方向的型砂都进行充分地挤压，解决了传统挤压时，位于型芯下方的型砂仍然存在空隙的问题。

进一步地，所述主体机架组件包括主体底板、侧立式支架、可拆卸横梁和回收砂箱，所述侧立式支架设于主体底板上，所述可拆卸横梁可拆卸设于侧立式支架上，所述回收砂箱环形均布设于主体底板上。

作为优选地，水平布置的四组所述液压缸套固接于侧立式支架上，位于底部的所述液压缸套固接于主体底板上，位于顶部的所述液压缸套固接于可拆卸横梁上。

采用上述结构本发明取得的有益效果如下：

（1）泄压组件能够通过供入液体的方式，推动双层中空缸套伸出，从而持续增加闭合挡板组件的压力，通过各组闭合挡板组件的位置移动，能够将包裹砂芯的型砂块的各个方向都达到预设的压力数值；在这个压力数值下，既能保证型砂结合紧密，又不会压坏内部的砂芯。

（2）施压弹簧的弹力和作用在压力阈值调节组件上的液压力相互平衡、使得闭合挡板组件能够稳定在当前状态，由于滑动压感槽和双层中空缸套之间会产生相对滑动，因此此时停止推进的判定条件既不依赖于悬臂式推杆的滑动幅度，也不取决于液压缸套中的进液量，而是通过施压弹簧的压缩量来判断，从而避免型芯大小和型砂量的多少带来的影响、实现定压力泄压的技术目的。

（3）通过旋转螺纹顶帽的方式，能够改变缸套泄压窗和压感槽泄压窗重合时施压弹簧的压缩幅度，从而对泄压时的缸内临界压力值进行调节。

（4）通过控制阀瓣中心孔和进液管道组件的中心孔是否重叠，能够改变整个液压回路的驱动和断开。

（5）联动管道能够在双层中空缸套的内部压力升高时推动滑动阀瓣，从而实现液压缸套的缸内压力达到阈值时自动切断液压、使得闭合挡板组件对内部型砂和型芯的压力维持在当前状态的技术目的。

（6）六组穹顶式挡板能够围成一个立方体，并且通过穹顶式挡板自身的卷曲变形，能够使得立方体的体积逐渐缩小、型砂之间的空隙逐渐减小、挤压力逐渐增大；在此过程中穹顶式挡板之间的缝隙也逐渐缩小，通过六面施压的方式，能够将位于型芯各个方向的型砂都进行充分地挤压，解决了传统挤压时，位于型芯下方的型砂仍然存在空隙的问题。

附图说明

图1为本发明提出的一种精密铸造用自动填充砂箱的装置的立体图；

图2为本发明提出的一种精密铸造用自动填充砂箱的装置的主视图；

图3为本发明提出的一种精密铸造用自动填充砂箱的装置的俯视图；

图4为图2中沿着剖切线A-A的剖视图；

图5为图2中沿着剖切线B-B的剖视图；

图6为本发明提出的一种精密铸造用自动填充砂箱的装置的爆炸视图；

图7为图4中Ⅰ处的局部放大图；

图8为图6中Ⅱ处的局部放大图；

图9为图6中Ⅲ处的局部放大图；

图10为图5中Ⅳ处的局部放大图。

其中，1、可调节泄压机构，2、自适应恒压断路机构，3、闭合挡板组件，4、主体机架组件，5、泄压组件，6、压力阈值调节组件，7、液压缸套，8、双层中空缸套，9、实心顶板，10、滑动压感槽，11、施压弹簧，12、螺纹顶帽，13、进液接头，14、缸套泄压窗，15、缸套接头，16、压感槽泄压窗，17、中心螺纹孔，18、进液管道组件，19、滑动阀门组件，20、液力联动组件，21、进液管道一，22、进液管道二，23、方形阀壳，24、滑动阀瓣，25、液压缸架，26、阀瓣联动液压缸，27、联动管道，28、圆形安装孔，29、方形滑槽，30、阀瓣中心孔，31、悬臂式推杆，32、穹顶式挡板，33、主体底板，34、侧立式支架，35、可拆卸横梁，36、回收砂箱。

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1~图10所示，本发明提出了一种精密铸造用自动填充砂箱的装置，包括可调节泄压机构1、自适应恒压断路机构2、闭合挡板组件3和主体机架组件4，可调节泄压机构1设于主体机架组件4上，自适应恒压断路机构2设于可调节泄压机构1上，闭合挡板组件3设于可调节泄压机构1的末端。

主体机架组件4包括主体底板33、侧立式支架34、可拆卸横梁35和回收砂箱36，侧立式支架34设于主体底板33上，可拆卸横梁35可拆卸设于侧立式支架34上，回收砂箱36环形均布设于主体底板33上。

水平布置的四组液压缸套7固接于侧立式支架34上，位于底部的液压缸套7固接于主体底板33上，位于顶部的液压缸套7固接于可拆卸横梁35上。

可调节泄压机构1包括泄压组件5和压力阈值调节组件6，泄压组件5设于主体机架组件4上，压力阈值调节组件6设于泄压组件5中；泄压组件5包括液压缸套7、双层中空缸套8和实心顶板9，液压缸套7设于主体机架组件4上，液压缸套7上设有进液接头13，双层中空缸套8卡合滑动设于液压缸套7中，双层中空缸套8的外侧设有缸套接头15，双层中空缸套8的内壁上设有缸套泄压窗14，实心顶板9卡合设于双层中空缸套8的内壁中。

泄压组件5能够通过供入液体的方式，推动双层中空缸套8伸出，从而持续增加闭合挡板组件3的压力，通过各组闭合挡板组件3的位置移动，能够将包裹砂芯的型砂块的各个方向都达到预设的压力数值；在这个压力数值下，既能保证型砂结合紧密，又不会压坏内部的砂芯。

压力阈值调节组件6包括滑动压感槽10、施压弹簧11和螺纹顶帽12，滑动压感槽10卡合滑动设于双层中空缸套8的内壁中，滑动压感槽10上设有与缸套泄压窗14对应的压感槽泄压窗16，滑动压感槽10的中心位置还设有中心螺纹孔17，螺纹顶帽12和中心螺纹孔17螺纹连接，施压弹簧11设于实心顶板9和螺纹顶帽12之间。

施压弹簧11的弹力和作用在压力阈值调节组件6上的液压力相互平衡、使得闭合挡板组件3能够稳定在当前状态，由于滑动压感槽10和双层中空缸套8之间会产生相对滑动，因此此时停止推进的判定条件既不依赖于悬臂式推杆31的滑动幅度，也不取决于液压缸套7中的进液量，而是通过施压弹簧11的压缩量来判断，从而避免型芯大小和型砂多少带来的影响、实现定压力泄压的技术目的。

通过旋转螺纹顶帽12的方式，能够改变缸套泄压窗14和压感槽泄压窗16重合时施压弹簧11的压缩幅度，从而对泄压时的缸内临界压力进行调节。

自适应恒压断路机构2包括进液管道组件18、滑动阀门组件19和液力联动组件20，进液管道组件18设于可调节泄压机构1上，滑动阀门组件19设于进液管道组件18上，液力联动组件20设于滑动阀门组件19和可调节泄压机构1之间。

进液管道组件18包括进液管道一21和进液管道二22，进液管道一21卡合设于进液接头13中，进液管道二22和进液管道一21呈同轴布置，进液管道一21和进液管道二22的端面之间存在间隙。

滑动阀门组件19包括方形阀壳23和滑动阀瓣24，方形阀壳23的两端设有圆形安装孔28，进液管道一21和进液管道二22均卡合设于圆形安装孔28中，方形阀壳23的侧面设有贯通的方形滑槽29，滑动阀瓣24卡合滑动设于方形滑槽29中，滑动阀瓣24卡合滑动设于进液管道一21和进液管道二22的间隙中，滑动阀瓣24上设有阀瓣中心孔30。

通过控制阀瓣中心孔30和进液管道组件18的中心孔是否重叠，能够改变整个液压回路的驱动和断开。

液力联动组件20包括液压缸架25、阀瓣联动液压缸26和联动管道27，液压缸架25固接于方形阀壳23上，阀瓣联动液压缸26的固定部卡合设于液压缸架25中，阀瓣联动液压缸26的伸缩部固接于滑动阀瓣24上，联动管道27设于阀瓣联动液压缸26和缸套接头15之间。

联动管道27能够在双层中空缸套8的内部压力升高时推动滑动阀瓣24，从而实现液压缸套7的缸内压力达到阈值时自动切断液压、使得闭合挡板组件3对内部型砂和型芯的压力维持在当前状态的技术目的。

闭合挡板组件3包括悬臂式推杆31和穹顶式挡板32，悬臂式推杆31固接于实心顶板9上，穹顶式挡板32固接于悬臂式推杆31上。

穹顶式挡板32为弹性材质。

六组穹顶式挡板32能够围成一个立方体，并且通过穹顶式挡板32自身的卷曲变形，能够使得立方体的体积逐渐缩小、型砂之间的空隙逐渐减小、挤压力逐渐增大；在此过程中穹顶式挡板32之间的缝隙也逐渐缩小，通过六面施压的方式，能够将位于型芯各个方向的型砂都进行充分地挤压，解决了传统挤压时，位于型芯下方的型砂仍然存在空隙的问题。

具体使用时，首先用户需要将可拆卸横梁35以及位于上方的可调节泄压机构1、自适应恒压断路机构2和闭合挡板组件3整体取下，然后使底部以及水平均布的四组可调节泄压机构1、自适应恒压断路机构2和闭合挡板组件3组成一个顶部开口的盒体；在放入型砂后放入型芯，然后再通过型砂将型芯掩埋，最后安装可拆卸横梁35，使得型芯的位置位于六组施压装置的中心；

由于穹顶式挡板32自身为“穹顶形”或者“锅盖形”，相互挤压的穹顶式挡板32在接触部位会挤压和形变，使得六组穹顶式挡板32共同组成一个近似立方体的容器，容器壁的小幅度弯曲并不影响其功能；在初始阶段，容器的八个角处会存在间隙，挤压的过程中容器内部的型砂会从间隙流出并落到回收砂箱36中，但是随着悬臂式推杆31的伸出，容器角落的间隙会越来越小、型砂压力越来越大，直到型砂无法从间隙流出。

随着液体进入液压缸套7中，液体会推动滑动压感槽10，滑动压感槽10压缩施压弹簧11后通过施压弹簧11的弹力推动双层中空缸套8滑动，从而驱动悬臂式推杆31伸出，因此悬臂式推杆31的压力实际只与施压弹簧11的压缩量有关，与液压缸套7中的进液量以及悬臂式推杆31的伸长量都无关；

随着悬臂式推杆31的伸出以及施压弹簧11压缩量的增大，当施压弹簧11的压缩幅度达到一定程度时，缸套泄压窗14和压感槽泄压窗16出现重合，此时液压缸套7中的液体能够通过缸套泄压窗14和压感槽泄压窗16进入双层中空缸套8中，然后通过联动管道27进入阀瓣联动液压缸26中并推动阀瓣联动液压缸26的伸缩部伸出，阀瓣联动液压缸26伸出时滑动阀瓣24跟随滑动；在此过程中若施压弹簧11的压缩量减小，则缸套泄压窗14和压感槽泄压窗16不再重合，而液体进入阀瓣联动液压缸26中的过程中，施压弹簧11也不会继续被压缩，因此施压弹簧11的压缩幅度会维持在当前状态；

随着滑动阀瓣24的滑动，当阀瓣中心孔30和进液管道组件18的中心孔不再重合时，便完成了整个液压回路的切断，然后悬臂式推杆31和穹顶式挡板32施加给内部型砂的压力便会维持在当前状态。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种精密铸造用自动填充砂箱的装置，其特征在于：包括可调节泄压机构（1）、自适应恒压断路机构（2）、闭合挡板组件（3）和主体机架组件（4），所述可调节泄压机构（1）设于主体机架组件（4）上，所述自适应恒压断路机构（2）设于可调节泄压机构（1）上，所述闭合挡板组件（3）设于可调节泄压机构（1）的末端；

所述可调节泄压机构（1）包括泄压组件（5）和压力阈值调节组件（6），所述泄压组件（5）设于主体机架组件（4）上，所述压力阈值调节组件（6）设于泄压组件（5）中；

所述泄压组件（5）包括液压缸套（7）、双层中空缸套（8）和实心顶板（9），所述液压缸套（7）设于主体机架组件（4）上，所述液压缸套（7）上设有进液接头（13），所述双层中空缸套（8）卡合滑动设于液压缸套（7）中，所述双层中空缸套（8）的外侧设有缸套接头（15），所述双层中空缸套（8）的内壁上设有缸套泄压窗（14），所述实心顶板（9）卡合设于双层中空缸套（8）的内壁中；

所述压力阈值调节组件（6）包括滑动压感槽（10）、施压弹簧（11）和螺纹顶帽（12），所述滑动压感槽（10）卡合滑动设于双层中空缸套（8）的内壁中，所述滑动压感槽（10）上设有与缸套泄压窗（14）对应的压感槽泄压窗（16），所述滑动压感槽（10）的中心位置还设有中心螺纹孔（17），所述螺纹顶帽（12）和中心螺纹孔（17）螺纹连接，所述施压弹簧（11）设于实心顶板（9）和螺纹顶帽（12）之间；

所述自适应恒压断路机构（2）包括进液管道组件（18）、滑动阀门组件（19）和液力联动组件（20），所述进液管道组件（18）设于可调节泄压机构（1）上，所述滑动阀门组件（19）设于进液管道组件（18）上，所述液力联动组件（20）设于滑动阀门组件（19）和可调节泄压机构（1）之间；

所述进液管道组件（18）包括进液管道一（21）和进液管道二（22），所述进液管道一（21）卡合设于进液接头（13）中，所述进液管道二（22）和进液管道一（21）呈同轴布置，所述进液管道一（21）和进液管道二（22）的端面之间存在间隙；

所述滑动阀门组件（19）包括方形阀壳（23）和滑动阀瓣（24），所述方形阀壳（23）的两端设有圆形安装孔（28），所述进液管道一（21）和进液管道二（22）均卡合设于圆形安装孔（28）中，所述方形阀壳（23）的侧面设有贯通的方形滑槽（29），所述滑动阀瓣（24）卡合滑动设于方形滑槽（29）中，所述滑动阀瓣（24）卡合滑动设于进液管道一（21）和进液管道二（22）的间隙中，所述滑动阀瓣（24）上设有阀瓣中心孔（30）；

所述液力联动组件（20）包括液压缸架（25）、阀瓣联动液压缸（26）和联动管道（27），所述液压缸架（25）固接于方形阀壳（23）上，所述阀瓣联动液压缸（26）的固定部卡合设于液压缸架（25）中，所述阀瓣联动液压缸（26）的伸缩部固接于滑动阀瓣（24）上，所述联动管道（27）设于阀瓣联动液压缸（26）和缸套接头（15）之间；

所述闭合挡板组件（3）包括悬臂式推杆（31）和穹顶式挡板（32），所述悬臂式推杆（31）固接于实心顶板（9）上，所述穹顶式挡板（32）固接于悬臂式推杆（31）上；

所述主体机架组件（4）包括主体底板（33）、侧立式支架（34）、可拆卸横梁（35）和回收砂箱（36），所述侧立式支架（34）设于主体底板（33）上，所述可拆卸横梁（35）可拆卸设于侧立式支架（34）上，所述回收砂箱（36）环形均布设于主体底板（33）上；

水平布置的四组所述液压缸套（7）固接于侧立式支架（34）上，位于底部的所述液压缸套（7）固接于主体底板（33）上，位于顶部的所述液压缸套（7）固接于可拆卸横梁（35）上。

2.根据权利要求1所述的一种精密铸造用自动填充砂箱的装置，其特征在于：所述穹顶式挡板（32）为弹性材质。