铸型造型装置及铸型造型方法.pdf

本发明提供一种铸型造型装置及铸型造型方法，能够使升降工作台的升降汽缸以及该升降汽缸的动作所需的部件等小型化。具备：安装于基台的升降汽缸；与升降汽缸连结的工作台；模板托架，其设有包围单面模板的外周且上下移动的框状框架，并且被在工作台的上方搬入搬出；配设于基台的上方的框架部；型箱搬入搬出机构，其在模板托架的上方搬入搬出型箱；配设于框架部的上方的压实单元；在型箱的上方可升降地配设的砂箱；定位部件，其固定于模板托架并且对该模板托架与框架部进行定位；楔打入单元，其向模板托架打入楔；砂仓，其配设于基台的外侧，并且在内部存储铸物砂。

1.  一种铸型造型装置，其特征在于，具备：
安装于基台的升降汽缸；与该升降汽缸连结的工作台；模板托架，其载放单面模板，设有包围该单面模板的外周且上下移动的框状框架，并且被搬入搬出于上述工作台的上方；配设于上述基台的上方的框架部；型箱搬入搬出机构，其配设于该框架部的内侧，并且将型箱搬入搬出于上述模板托架的上方；配设于上述框架部的上方的压实单元；在上述型箱的上方可升降地配设的砂箱；定位部件，其固定于上述模板托架并且对上述模板托架与上述框架部进行定位；楔打入单元，其安装于上述框架部，并且在由上述定位部件将上述模板托架与上述框架部的位置定位了的状态下，向上述模板托架打入楔；砂仓，其配设于上述基台的外侧，并且，在内部存储铸物砂，而该铸物砂是用来向从上述工作台的上方被搬出到上述基台的外侧的上述模板托架上的上述型箱及砂箱中填充的。

2.  一种铸型造型方法，其特征在于包括以下工序：
在载放单面模板并且设置了包围该单面模板的外周且上下移动的框状框架的2个模板托架当中，将一个模板托架配置于工作台上方，另一个模板托架配置于基台的外侧，而且在该另一个模板托架上载放有型箱及砂箱的状态下，向配置于上述一个模板托架的上方的砂箱与上述一个模板托架之间的位置搬入型箱的工序；使上述一个模板托架上升，在该一个模板托架上载放型箱及砂箱的工序；使设置于砂仓的砂填充用喷嘴进入砂箱内，由载放于上述另一个模板托架的单面模板、型箱、砂箱及上述砂仓形成造型空间的工序；将型箱搬入搬出机构打开的工序；经由上述砂填充用喷嘴向上述造型空间填充铸物砂的工序；使上述一个模板托架上载放的型箱及砂箱与该另一个模板托架一起下降的工序；使上述砂仓离开砂箱直至到达确保上述砂仓与砂箱之间存在间隙的位置的工序；将上述一个模板托架上载放的型箱及砂箱与该一个模板托架一起搬出到上述基台的外侧，并且，将上述另一个模板托架上载放的型箱及砂箱与该另一个模板托架一起搬入到上述工作台上方的工序；使上述另一个模板托架上升，由固定于该另一个模板托架的定位部件对该另一个模板托架与上述框架部进行定位的工序；在对上述另一个模板托架与上述框架部进行了定位的状态下，向该另一个模板托架打入楔的工序；使上述另一个模板托架的框状框架的上表面成为比单面模板的分型面突出的状态的工序；使压实单元中的压实部件下降，对上述铸物砂进行一次压实的工序；一边使上述框状框架下降一边使上述压实部件下降，对上述铸物砂进行二次压实的工序；使上述压实部件上升的工序；使上述框状框架上升进行脱箱的工序；将上述型箱搬入搬出机构关闭的工序；从上述另一个模板托架拔出上述楔的工序；使上述另一个模板托架下降的工序。

铸型造型装置及铸型造型方法
技术领域
本发明涉及将型箱内填充的铸物砂压实，来对铸型进行造型的铸型造型装置及铸型造型方法。
背景技术
以往，公知有如下铸型造型装置，即，通过升降汽缸的伸长动作使工作台及模型板上升，在模型板上载放型箱，在该型箱上载放砂箱，这样依次以重合状态载放，然后，向型箱内及砂箱内投入填充铸物砂，之后，利用多个压实脚将砂箱内及型箱内的铸物砂压实，对铸型进行造型(例如参照专利文献1)。
【专利文献1】JP特公平6-67531号公报
但是，专利文献1记载的装置，由于在使工作台及模型板升降的升降汽缸承受多个压实脚的压实力，存在导致该升降汽缸大型化的问题。此外，由于该升降汽缸通常为油压汽缸，因此，存在若该升降汽缸大型化，将会导致油压泵、油压配管等油压部件也大型化的问题。
发明内容
本发明鉴于上述问题而完成，其目的在于，提供能够实现使工作台及模型板(单面模板)升降的升降汽缸的小型化，并且也能够使该升降汽缸的动作所需的部件等小型化的铸型造型装置及铸型造型方法。
为了实现上述目的，本发明的铸型造型装置的特征在于，具备：安装于基台的升降汽缸；与该升降汽缸连结的工作台；模板托架，其载放单面模板，设有包围该单面模板的外周且上下移动的框状框架，并且被搬入搬出于上述工作台的上方；配设于上述基台的上方的框架部；型箱搬入搬出机构，其配设于该框架部的内侧，并且将型箱搬入搬出于上述模板托架的上方；配设于上述框架部的上方的压实单元；在上述型箱的上方可升降地配设的砂箱；定位部件，其固定于上述模板托架并且对上述模板托架与上述框架部进行定位；楔打入单元，其安装于上述框架部，并且在由上述定位部件将上述模板托架与上述框架部的位置定位了的状态下，向上述模板托架打入楔；砂仓，其配设于上述基台的外侧，并且，在内部存储铸物砂，而该铸物砂是用来向从上述工作台的上方被搬出到上述基台的外侧的上述模板托架上的上述型箱及砂箱中填充的。
此外，为了实现上述目的，本发明的铸型造型方法的特征在于，包括以下工序：在载放单面模板并且设置了包围该单面模板的外周且上下移动的框状框架的2个模板托架当中，将一个模板托架配置于工作台上方，另一个模板托架配置于基台的外侧，而且在该另一个模板托架上载放有型箱及砂箱的状态下，向配置于上述一个模板托架的上方的砂箱与上述一个模板托架之间的位置搬入型箱的工序；使上述一个模板托架上升，在该一个模板托架上载放型箱及砂箱的工序；使设置于砂仓的砂填充用喷嘴进入砂箱内，由载放于上述另一个模板托架的单面模板、型箱、砂箱及上述砂仓形成造型空间的工序；将型箱搬入搬出机构打开的工序；经由上述砂填充用喷嘴向上述造型空间填充铸物砂的工序；使上述一个模板托架上载放的型箱及砂箱与该另一个模板托架一起下降的工序；使上述砂仓离开砂箱直至到达确保上述砂仓与砂箱之间存在间隙的位置的工序；将上述一个模板托架上载放的型箱及砂箱与该一个模板托架一起搬出到上述基台的外侧，并且，将上述另一个模板托架上载放的型箱及砂箱与该另一个模板托架一起搬入到上述工作台上方的工序；使上述另一个模板托架上升，由固定于该另一个模板托架的定位部件对该另一个模板托架与上述框架部进行定位的工序；在对上述另一个模板托架与上述框架部进行了定位的状态下，向该另一个模板托架打入楔的工序；使上述另一个模板托架的框状框架的上表面成为比单面模板的分型面突出的状态的工序；使压实单元中的压实部件下降，对上述铸物砂进行一次压实的工序；一边使上述框状框架下降一边使上述压实部件下降，对上述铸物砂进行二次压实的工序；使上述压实部件上升的工序；使上述框状框架上升进行脱箱的工序；将上述型箱搬入搬出机构关闭的工序；从上述另一个模板托架拔出上述楔的工序；使上述另一个模板托架下降的工序。
本发明具备：安装于基台的升降汽缸；与该升降汽缸连结的工作台；载放单面模板并且设置包围该单面模板的外周而上下移动的框状框架，并且被搬入搬出于上述工作台的上方的模板托架；配设于上述基台的上方的框架部；配设于该框架部的内侧，并且在上述模板托架的上方搬入搬出型箱的型箱搬入搬出机构；配设于上述框架部的上方的压实单元；在上述型箱的上方可升降地配设的砂箱；固定于上述模板托架，并且对上述模板托架与上述框架部进行定位的定位部件；安装于上述框架部，并且在由上述定位部件将上述模板托架与上述框架部的定位了的状态下，向上述模板托架打入楔的楔打入单元；砂仓，其配设于上述基台的外侧，并且在内部存储铸物砂，而该铸物砂是用来从上述工作台的上方被搬出到上述基台的外侧的上述模板托架上的上述型箱及砂箱中填充的；因此，具有能够实现使工作台及单面模板升降的升降汽缸的小型化，并且该升降汽缸的动作所需的部件也能够小型化等多种效果。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的侧面剖视图，是表示向工作台上方的模板托架与砂箱之间的位置搬入空的型箱的状态的图。
图2是图1的A-A向视图(型箱搬入搬出输送机及砂箱等，省略了局部)。(但是表示砂仓退回到搬出位置的状态)
图3是表示在工作台侧于模板托架上载放型箱及砂箱，在基台的外侧形成了造型空间的状态的侧面剖视图。
图4是表示在工作台侧将型箱搬入搬出输送机打开，在基台的外侧向造型空间填充了铸物砂的状态的侧面剖视图。
图5是表示在工作台侧使型箱及砂箱与模板托架一起下降，在基台的外侧使砂仓离开砂箱直至到达确保砂仓与砂箱之间存在间隙的位置的状态的侧面剖视图。
图6是表示使旋转工作台旋转，在基台的外侧向砂仓内供给了铸物砂的状态的侧面剖视图。
图7是表示在工作台侧使模板托架、型箱及砂箱上升，向模板托架的楔用槽部打入楔，进而使框状框架的上表面成为比单面模板的分型面突出的状态的侧面剖视图。
图8是表示在工作台侧对铸物砂进行了一次及二次压实的状态的侧面剖视图。
图9是表示在工作台侧使压实脚上升之后进行脱箱，并且将型箱搬入搬出输送机关闭了的状态的侧面剖视图。
图10是表示在工作台侧从模板托架的楔用槽部拔出楔，使模板托架、型箱及砂箱下降，并且使框状框架下降了的状态的侧面剖视图。
符号说明如下
101...基台；102...升降汽缸；103...工作台；110、110A...模板托架；111、111A...单面模板；112...框状框架；113...定位部件；119...框架部；121...楔打入单元；121b...楔；122...型箱搬入搬出输送机；124...砂箱；125...压实单元；125b...压实部件；126...砂仓；129...砂填充用喷嘴；S...铸物砂；W...型箱。
具体实施方式
下面，结合附图详细地说明本发明的实施方式。在图1中，基台101的中央上部安装有升降汽缸102(本实施方式中为油压汽缸)，该升降汽缸102的头端连结有工作台103。而且，上述升降汽缸102的两外侧配设有导向杆104，该导向杆104以能够在安装于上述基台101上的支架105内上下滑动的方式将其贯通。同时，该导向杆104的头端连结于上述工作台103。
而且，在上述基台101上的左右两侧(参照图1)立设有支柱106，在该支柱106的上端间架设有上部框架107。而且，在上述支柱106中的一个(图1中左侧)的下部，旋转工作台108的中心部以能够在水平平面内旋转的方式被支承，该旋转工作台108的主轴兼用上述图1中左侧的支柱106。而且，该旋转工作台108上附带有支承部件109(参照图2)，在该旋转工作台108的两端部，经该支承部件109而载放有模板托架110、110A。另外，该旋转工作台108由未图示的致动器旋转，作为致动器，例如可以举出油压汽缸等。此外，上述模板托架110、110A在上述工作台103位于下降端的状态下，通过上述旋转工作台108进行旋转而被向上述工作台103的上方搬入搬出。
此外，在上述模板托架110、110A上载放有单面模板111、111A，在该模板托架110、110A上设置有包围该单面模板111、111A的外周且上下移动的框状框架112。而且，在上述模板托架110、110A的两端上，固定有与后述的框架部119进行定位的多个(在本实施方式中为4个)定位部件113。而且，在上述模板托架110、110A的两端下部，形成有打入后述的楔121b的多个(在本实施方式中为4个)楔用槽部114，在该楔用槽部114的槽顶部分固定有与上述楔121b接触的衬垫115。
此外，在上述工作台103安装有多个(在本实施方式中为4个)框状框架升降汽缸116(在本实施方式中为油压汽缸)，在该框状框架升降汽缸116的头端连结有杆头117。此外，在上述框状框架112的下面吊设有多个(在本实施方式中为4个)吊设杆118。另外，上述框状框架112通过上述框状框架升降汽缸116的伸缩动作，借助上述吊设杆118上下移动。另外，在上述工作台103安装有夹持上述模板托架110、110A的未图示的夹持装置。由此，在上述工作台103的下降端夹持被解除，若上述工作台103上升，则上述模板托架110、110A被夹持到该工作台103。
此外，在上述基台101的上方配设有框架部119。而且，在该框架部119安装有多个(在本实施方式中为4个)套筒120，这些套筒120供固定于上述模板托架110、110A的上述定位部件113插入，若上述模板托架110、110A上升，上述定位部件113插入该套筒120，则进行了上述模板托架110、110A与上述框架部119的定位。
而且，在上述框架部119的下部安装有多个(在本实施方式中为4个)楔打入单元121。该楔打入单元121包括横走式汽缸121a、与该横走式汽缸121a的头端连结的楔121b、对该楔121b的移动进行引导的导向部件121c。另外，若在进行了上述模板托架110、110A与上述框架部119的定位的状态下，使上述横走式汽缸121a进行伸长动作，则上述楔121b被打入上述楔用槽部114。
此外，在上述框架部119的内侧，配设有作为型箱搬入搬出机构的可开闭的型箱搬入搬出输送机122，该型箱搬入搬出机构在上述模板托架110、110A的上方搬入搬出型箱W。该型箱搬入搬出输送机122包括，上端与上述上部框架107的下端以可转动的方式连结的臂122a、安装于该臂122a的头端(下端)的辊子122b、固定于上述臂122a的垂直方向的中部位置的砂箱载放部件122c。
而且，在该砂箱载放部件122c的上部固定有多个(在本实施方式中为4个)定位销123。而且，在上述型箱W的上方配设有可升降的砂箱124，该砂箱124载放于上述砂箱载放部件122c上。利用该定位销123，上述砂箱载放部件122c与该砂箱124被定位。
而且，在砂箱124的两端上方配设有多个(在本实施方式中为4个)未图示的朝下汽缸(在本实施方式中为油压汽缸)，该朝下汽缸安装于上述上部框架107。而且，该朝下汽缸的头端分别连结有未图示的头部件。
此外，在上述框架部119的上方配设有压实单元125。该压实单元125包括，多个汽缸(在本实施方式中为油压汽缸)125a、作为与该汽缸125a的头端连结的压实部件的压实脚125b、支承该汽缸125a的支承体125c。另外，该压实单元125固定于上述上部框架107的中央下部。
此外，在图1中，在被搬出到上述基台101的外侧的上述模板托架110A上，载放有型箱W及砂箱124。而且，在上述基台101的外侧的该砂箱124的上方配设有砂仓126，该砂仓126在内部存储向该模板托架110A上的型箱W及砂箱124填充的铸物砂S。而且，在该砂仓126的上端设置有由滑动门127开闭的砂投入口128，在该砂仓126的下端设置有砂填充用喷嘴129。
此外，上述砂仓126可升降地贯通于移动式台车130的中空部。而且，在上述砂仓126的两外侧的该移动式台车130的上部，安装有多个(在本实施方式中为4个)砂仓升降汽缸131。而且，该砂仓升降汽缸131的头端与上述砂仓126连结，通过该砂仓升降汽缸131的伸缩动作来升降该砂仓126。
此外，在上述移动式台车130附带有辊子130a。而且，该辊子130a在沿型箱W行进方向延伸的轨道132上移动，该轨道132由未图示的支柱支承。另外，上述移动式台车130通过未图示的驱动单元(例如马达)而自动移动。此外，上述移动式台车130在搬入位置Z1与搬出位置Z2之间自动移动，其中，该搬入位置Z1为在被搬出到基台101的外侧的上述模板托架110A上载放的型箱W及砂箱124的正上位置，该搬出位置Z2为上述砂仓126的退回位置(参照图2)。
对上述那样构成的装置的动作进行说明。首先，两个模板托架110、110A当中，一个模板托架110(以下称为下型箱用模板托架)配置于工作台103上方，并且另一个模板托架110A(以下称为上型箱用模板托架)配置于基台101的外侧，在型箱W及砂箱124载放于上述上型箱用模板托架110A上的状态下，将空的型箱W搬入配置于上述下型箱用模板托架110的上方的砂箱124与上述下型箱用模板托架110之间的位置，成为图1的状态。另外，在图1的状态中，砂仓126配置于上述搬入位置Z1。
之后，通过使升降汽缸102进行伸长动作，借助工作台103，使下型箱用模板托架110、型箱W及砂箱124上升，将型箱W及砂箱124载放在该下型箱用模板托架110上。此时，从砂箱124拔出定位销123，型箱搬入搬出输送机122成为可打开的状态。
此外，在基台101的外侧，通过使砂仓升降汽缸131进行收缩动作而使砂仓126下降，从而，使砂填充用喷嘴129进入砂箱124内，由载放在上型箱用模板托架110A的单面模板111A、型箱W、砂箱124及砂仓126形成造型空间，成为图3的状态。另外，在砂仓126固定有未图示的编码器，通过该编码器能够使砂仓126在所期望的下降位置停止。由此，能够调整上述造型空间的体积。
接着，由未图示的开闭单元(例如汽缸)打开型箱搬入搬出输送机122。此外，在基台101的外侧，使滑动门127进行反向动作而将砂投入口128关闭之后，借助砂填充用喷嘴129向上述造型空间填充铸物砂S。另外，在砂仓126的周侧126a及下位内部126b，设置有未图示的压缩空气喷出腔室，该压缩空气喷出腔室与未图示的切换阀连通。若打开该切换阀，则从该压缩空气喷出腔室向砂仓126内喷出压缩空气，铸物砂S成为浮游流动态，并通过砂填充用喷嘴129被填充到上述造型空间(参照图4)。另外，作为本发明中的铸物砂S，例如可以举出生砂、陶瓷制的人工砂等。
接下来，通过使升降汽缸102进行收缩动作，借助工作台103，使载放在下型箱用模板托架110上的型箱W及砂箱124与该下型箱用模板托架110一起下降。此外，在基台101的外侧，通过使砂仓升降汽缸131进行伸长动作，来使砂仓126上升，从而使砂仓126从砂箱124离开，直至到达确保了在砂仓126与砂箱124之间存在间隙的位置。然后，使滑动门127进行正向动作而将砂投入口128打开，成为图5的状态。
接下来，通过旋转工作台108的旋转，载放在下型箱用模板托架110上的空的型箱W及砂箱124与该下型箱用模板托架110一起被搬出到基台101的外侧，并且，将在上型箱用模板托架110A上载放的铸物砂S填充完毕的型箱W及砂箱124与该上型箱用模板托架110A一起搬入到工作台103上方。此外，在基台101的外侧，通过未图示的铸物砂供给单元(例如带式给料机)，经由砂投入口128向砂仓126内供给铸物砂S(参照图6)。
接下来，通过使升降汽缸102进行伸长动作，借助工作台103使上型箱用模板托架110A、型箱W及砂箱124上升。于是，定位部件113插入套筒120，进行了上型箱用模板托架110A与框架部119的定位。之后，在进行了该上型箱用模板托架110A和框架部119的定位的状态下，使横走式汽缸121a进行伸长动作时，楔121b被打入上型箱用模板托架110A的楔用槽部114。此时，楔121b与衬垫115抵接。之后，通过使框状框架升降汽缸116进行伸长动作，成为使上型箱用模板托架110A处的框状框架112的上面比单面模板111A的分型面突出了的状态(在本实施方式中为30mm)，成为图7的状态。在该状态下，上述未图示的朝下汽缸的头部件下面和砂箱124上面接触。
接着，通过使多个汽缸125a进行伸长动作，使上述压实脚125b下降对铸物砂S进行一次压实。然后，通过使框状框架升降汽缸116进行收缩动作，一边使框状框架112下降，一边进一步使上述压实脚125b下降对铸物砂S进行二次压实(参照图8)。
接着，通过使多个汽缸125a进行收缩动作，来使上述压实脚125b上升。然后，通过使框状框架升降汽缸116进行伸长动作而使框状框架112上升，进行脱箱。另外，在进行该脱箱时，用上述未图示的朝下汽缸的头部件按压砂箱124上面。但是，由于朝下汽缸的动作压力比框状框架升降汽缸116的动作压力小，因此，随着框状框架112的上升，朝下汽缸一边用头部件按压砂箱124上面一边收缩。接下来，由上述未图示的开闭单元将型箱搬入搬出输送机122关闭(参照图9)。
之后，使横走式汽缸121a进行收缩动作，从上型箱用模板托架110A的楔用槽部114拔出楔121b。接着，通过使升降汽缸102进行收缩动作，借助工作台103使上型箱用模板托架110A、型箱W及砂箱124下降。于是，型箱W被载放于辊子122b上，砂箱124被载放于砂箱载放部件122c上，利用定位销123来进行定位。此时，随着砂箱124的下降，上述未图示的朝下汽缸的头部件下面与砂箱124上面分开。
接下来，通过在工作台103的下降端使框状框架升降汽缸116进行收缩动作，来使框状框架112下降，成为图10的状态。之后，由上述型箱搬入搬出输送机122将造型后的型箱W搬出，并且将空的型箱W搬入到砂箱124与上型箱用模板托架110A之间的位置，重复上述动作。
另外，在本发明中，如上所述，定位部件113插入套筒120，进行模板托架110、110A与框架部119的定位。若进行了该模板托架110、110A与框架部119的定位，则强行使模板托架110、110A成为水平状态。而且，在该状态下将楔121b打入模板托架110、110A的楔用槽部114。因此，模板托架110、110A被框架部119和楔121b挟持而被固定。在本发明中，在该状态下由上述压实脚125b进行压实，因此，楔121b受到该压实脚125b的压实力。于是，升降汽缸102无需承受该压实脚125b的压实力。由此，能够实现升降汽缸102的小型化，并且该升降汽缸102的动作所需的部件等也能够小型化。
此外通常若在升降汽缸102伸长的状态下进行脱箱，模板托架110、110A会发生摇晃等，而容易导致脱箱精度不良。但是，在本发明中，即便在升降汽缸102伸长的状态下，也在模板托架110、110A用框架部119和楔121b挟持固定住了的状态下来进行脱箱。因此，能够防止该脱箱时的模板托架110、110A的摇晃等，从而能够进行高精度的脱箱。
另外，在本发明的实施方式中，在向上述造型空间填充铸物砂S之前，未进行靠模砂装入或冷铁(冷硬铁)载放等作业，但不局限于此，可以在向上述造型空间填充铸物砂S之前进行靠模砂装入或冷铁载放等作业。这种情况下，如上所述，由未图示的铸物砂供给单元经由砂投入口128向砂仓126内供给了铸物砂S之后，由未图示的驱动单元使移动式台车130自动移动至搬出位置Z2，使该砂仓126退回。之后，对在被搬出到基台101的外侧的模板托架(在图7中为110)上载放的单面模板(在图7中为111)，通过手动操作或机械装置来载放冷铁。此外，以手动操作或机械装置向该模板托架上的型箱W内装入靠模砂。之后，在为了使砂填充用喷嘴129进入砂箱124内而开始砂仓126下降之前，由未图示的驱动单元使移动式台车130自动移动至搬入位置Z1，将砂仓126配置到在被搬出到基台101的外侧的该模板托架上载放的型箱W及砂箱124的正上方。
此外，在本发明的实施方式中，在基台101的外侧，由砂仓升降汽缸131来使砂仓126升降，但不局限于此，可以不升降该砂仓126，而使被搬出到基台101的外侧的模板托架(在图3中为110A)、型箱W及砂箱124升降。这种情况下，通过使被搬出到该基台101的外侧的模板托架、型箱W及砂箱124上升，来使砂填充用喷嘴129进入砂箱124内，形成上述造型空间。另外，为了使被搬出到该基台101的外侧的模板托架、型箱W及砂箱124升降，可以在该模板托架的下方(正下)设置升降机。
而且，在本发明的实施方式中，作为压实部件而使用了多个压实脚125b，但不局限于此，作为压实部件例如可以以平板状来使用1张压实板。另外，在这种情况下，使该压实板升降的汽缸可以是1个，也可以是多个。