大金属薄件成型用砂模的连续制造装置及其制造砂模方法技术领域
本发明涉及铸造工艺及设备，特别是涉及金属薄件的砂模制造工艺及设备。
背景技术
在航空航天、汽车、船舶、农业养殖等领域，有很多大的薄壁铸件，尤其是大型复杂
薄壁铝合金舱体、箱体铸件的需求和应用正越来越广泛。 以农业养殖行业的养猪用漏粪板
（见图18）为例，具有轮廓尺寸大（长或宽最大1.5m左右）、薄壁（最薄2.5mm左右）的特点，该
类铸件呈扁平状，采用常规的一次冲压成型，用力过大容易使砂模中砂受力不均匀，力度小
时又含有较多气孔，因此，此类模型铸造难度大大高于普通铸件模型，常常需要人工完成，
效率低下。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种大金属薄件成型用砂模的连
续制造装置及其制造砂模方法。
本发明采用的技术方案如下。
大金属薄件成型用砂模的连续制造装置，其特征在于：包括架体、若干模具组件、
直线传动组件、若干滚压组件、加砂组件。
所述模具组件包括模具底板、底板支架、模型、砂箱，砂箱包括一长方形框架，模具
底板安装在底板支架上，砂箱安装在模具底板的顶面上，模型安装在模具底板的顶面上且
位于砂箱的方形框架内；所述模具组件从直线传动组件的模具进入端进入直线传动组件上
并可沿直线传动组件的模具进入端向直线传动组件的模具输出端直线运动。
所述滚压组件包括若干位于模具组件的砂箱上方一定高度处的可沿其中轴线转
动的压辊，压辊的中轴线均垂直于直线传动组件的模具进入端与模具输出端之间的连线；
加砂组件位于直线传动组件的模具进入端的上方。
当加砂组件向一砂箱加满砂后且砂箱被直线传动组件输送到各压辊的下方时，压
辊可将该砂箱内的砂挤逐步压密实。
本发明的有益效果是：半模砂箱内的砂经过多次的滚压，压辊的动作如同人手揉
搓的仿生设计，制造的砂模气孔少、密实度好、质量高；模具组件运动过程中不用停留，可快
速、连续地制造大金属薄件成型用砂模，效率高。
进一步，至少有一个压辊的径向外周表面上设有若干凹槽，至少有一个压辊的径
向外周表面为光滑面，压辊的长度不小于砂箱的长度。设有凹槽，便于将砂箱内的砂不均挤
压，如同人的双手揉面，消除砂型内不均匀受力部分的气孔。
进一步，所述凹槽的中心线为垂直于压辊的中轴线的圆。
进一步，压辊越靠近直线传动组件的模具输出端，其中轴线距离直线传动组件的
顶面的距离越小。采用这一技术方案，可以逐步密室砂。
进一步，如权利要求1所述的大金属薄件成型用砂模的连续制造装置，其特征在
于：距离距离直线传动组件的顶面最近的压辊的径向外周表面与通过其下的砂箱的顶面之
间的距离为1-10 cm。
进一步，所述直线传动组件包括传送装置、传送驱动装置，所述传送驱动装置为驱
动电机。
进一步，所述传送装置为传送带，传送带与传送驱动装置相连。
进一步，所述传送装置为一组平行排列的传送滚柱，传送滚柱上设有传动齿轮，相
邻两传动齿轮通过传动链条连接在一起，至少有一个传送滚柱与传送驱动装置相连。
进一步，所述加砂组件包括加砂口、供砂装置，加砂口通过管道与供砂装置相连。
进一步，所述架体上设有可调整压辊的中轴线与直线传动组件的顶面的距离的压
辊高度调节装置。
进一步，所述压辊高度调节装置包括位于架体上的纵向为通孔的垂直向有一定长
度的长条孔、压辊轴承、连接螺栓，压辊安装在压辊轴承上，压辊轴承通过连接螺栓安装在
长条孔的一定高度处。
底板支架包括架体、顶板、顶柱、旋转轴、齿轮盘、转动杆、立柱；架体上设有立柱及
设在立柱一侧且与立柱垂直的旋转轴，旋转轴上设有齿轮盘，立柱设有与齿轮盘的外周表
面啮合的螺纹，旋转轴与转动杆相连；顶板安装在立柱的顶面上，顶板通过顶柱与模具底板
相连。
采用上述的造型装置制造砂模的方法，包括如下步骤：
步骤1：将模具组件从直线传动组件的模具进入端放入直线传动组件上，在直线传动组
件的作用下，模具组件沿直线传动组件的模具进入端向直线传动组件的模具输出端运动；
步骤2：模具组件运动到加砂组件的下方，通过加砂组件向砂箱加砂，使砂箱加满砂并
使砂箱内的砂的上表面高于砂箱的顶面；
步骤3：模具组件运动到滚压组件的下方，各压辊将砂箱内的砂逐步挤压密实，从模具
底板取下砂箱，完成一个半模砂箱的制备；重复步骤1-3，完成另一个半模砂箱的制备；
步骤4：将两个半模砂箱的底面对接组合在一起，即完成一个大大金属薄件成型用砂
模；重复步骤1到步骤4，即可连续制作多个大金属薄件成型用砂模。
附图说明
图1是本发明大金属薄件成型用砂模的连续制造装置实施例1的正视图。
图2是图1的A部分的局部放大图。
图3是图1的B部分的局部放大图。
图4是本发明大金属薄件成型用砂模的连续制造装置实施例1的右视图。
图5是本发明大金属薄件成型用砂模的连续制造装置实施例2的正视图。
图6是图5的C部分的局部放大图。
图7是本发明大金属薄件成型用砂模的连续制造装置实施例2的右视图。
图8是本发明大金属薄件成型用砂模的连续制造装置实施例3的正视图。
图9是图8的D部分的局部放大图。
图10是本发明大金属薄件成型用砂模的连续制造装置实施例4的正视图。
图11是图10的E部分的局部放大图。
图12是压辊的结构示意图。
图13是压辊的结构示意图。
图14是砂箱的结构示意图。
图15是砂箱的结构示意图。
图16是模具组件的结构示意图。
图17是两个半模砂箱的底面对接组合在一起时的示意图。
图18是实施例1中大金属薄件结构示意图。
其中：架体-1；模具组件-2；直线传动组件-3；模具进入端-31；模具输出端-32；滚
压组件-4；加砂组件-5；模具底板-6；底板支架-7；模型-8；砂箱-9；压辊-10；凹槽-11；传送
带-12；传动链条-13；传送滚柱-14；驱动电机-15；长条孔-16；压辊轴承-17；连接螺栓-18；
压辊高度调节装置-19；架体-20；顶板-21；顶柱-22；旋转轴-23；齿轮盘-24；转动杆-25；立
柱-26；传动齿轮27；把手-28；定位孔-29；定位柱-30；大金属薄件-31；夹紧装置-32；砂-33；
浇注孔-34；加强筋-35。
具体实施方式
下面，结合附图和实施例对发明作进一步说明。
实施例1。如图1到图4所示，1.大金属薄件成型用砂模的连续制造装置，其特征在
于：包括架体1、若干模具组件2、直线传动组件3、四个滚压组件4、加砂组件5；
所述模具组件2包括模具底板6、底板支架7、模型8、砂箱9，砂箱9包括一长方形框架，模
具底板安装在底板支架7上，砂箱9安装在模具底板6的顶面上，模型8安装在模具底板6的顶
面上且位于砂箱9的方形框架内；所述模具组件2从直线传动组件3的模具进入端31进入直
线传动组件3上并可沿直线传动组件3的模具进入端31向直线传动组件3的模具输出端32直
线运动；
所述滚压组件4包括若干位于模具组件2的砂箱9上方一定高度处的可沿其中轴线转动
的压辊10，压辊10的中轴线均垂直于直线传动组件3的中轴线（即模具进入端31与模具输出
端32之间的连线）；加砂组件5位于直线传动组件3的模具进入端31的上方；直线传动组件3
的模具进入端31位于直线传动组件3的右端。直线传动组件3的模具输出端32位于直线传动
组件3的左端。
当加砂组件5向一砂箱9加满砂后且砂箱9被直线传动组件3输送到压辊10的下方
时，压辊10可将该砂箱9内的砂挤压密实。底板支架7为一立方体状的框架。
最左端的压辊10的径向外周表面为光滑面，见图12。其余的压辊10的径向外周表
面上设有若干凹槽11，见图13。压辊10的长度不小于砂箱9的长度。
所述凹槽11的中心线为垂直于压辊10的中轴线的圆。
压辊10越靠近直线传动组件3的模具输出端32，其中轴线距离直线传动组件3的顶
面的距离越小。
如权利要求1所述的大金属薄件成型用砂模的连续制造装置，其特征在于：距离距
离直线传动组件的顶面最近的压辊的径向外周表面与通过其下的砂箱的顶面之间的距离
为1-10 cm。
所述直线传动组件3包括传送装置、传送驱动装置，所述传送驱动装置为驱动电机
15；
所述加砂组件5包括加砂口、供砂装置，加砂口通过管道与供砂装置相连。
实施例2。如图5-7所示，本实施例与实施例1的不同在于：所述架体1上设有可调整
压辊10的中轴线与直线传动组件3的顶面的距离的压辊高度调节装置19。所述压辊高度调
节装置19包括位于架体1上的纵向为通孔的垂直向有一定长度的长条孔16、压辊轴承17、连
接螺栓18，压辊10安装在压辊轴承17上，压辊轴承17通过连接螺栓18安装在长条孔16的一
定高度处。
如图16所示，底板支架7包括架体20、顶板21、顶柱22、旋转轴23、齿轮盘24、转动杆
25、立柱26；架体20上设有立柱26及设在立柱26一侧且与立柱26垂直的旋转轴23，旋转轴23
上设有齿轮盘24，立柱26设有与齿轮盘24的外周表面啮合的螺纹，旋转轴23与转动杆25相
连；顶板21安装在立柱26的顶面上，顶板21通过顶柱22与模具底板6相连。
采用本造型装置制造砂模的方法，包括如下步骤：
步骤1：将模具组件2从直线传动组件3的模具进入端31放入直线传动组件3上，在直线
传动组件3的作用下，模具组件2沿直线传动组件3的模具进入端31向直线传动组件3的模具
输出端32运动；
步骤2：模具组件2运动到加砂组件5的下方，通过加砂组件5向砂箱9加砂，使砂箱9加满
砂并使砂箱9内的砂的上表面高于砂箱9的顶面1-5cm；砂箱9结构见图14或图15。
步骤3：模具组件2运动到滚压组件4的下方，各压辊10将砂箱9内的砂挤压密实，从
模具底板6取下砂箱9，完成一个半模砂箱9的制备；重复步骤1-3，完成另一个半模砂箱9的
制备。
步骤4：如图17，将两个半模砂箱9的底面对接组合在一起，并在上半模砂箱插一个
浇注孔34，即完成一个大金属薄件见图18成型用砂模；重复步骤1到步骤4，即可连续制作多
个大金属薄件成型用砂模。
半模砂箱内的砂经过多次的滚压，压辊的动作如同人手揉搓面的仿生设计，制造
的砂模气孔少、密实度好、质量高；模具组件2运动过程中不用停留，可快速、连续地制造大
金属薄件成型用砂模，效率高。
实施例3。如图8-9所示，本实施例与实施例1的不同在于：所述传送装置为一组平
行排列的传送滚柱14，传送滚柱14上设有传动齿轮27，相邻两传动齿轮27通过传动链条13
连接在一起，至少有一个传送滚柱14与传送驱动装置相连；
实施例4。如图10-11所示，本实施例与实施例1的不同在于：所述传送装置为传送带12，
传送带12与传送驱动装置相连。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通
过上述 优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在
形式上和 细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。