一种铸造装置以及下芯方法与流程

1.本发明涉及铸造技术领域，具体地，涉及一种铸造装置以及下芯方法。


背景技术：

2.铸造工艺是生产发动机的主要方式。在铸造的过程中，需要将砂芯下入至对应的下砂箱内。但是人工下芯会造成下芯偏差，从而造成铸件的尺寸精度不准确，偏差较大。由此，选择使用机械下芯的方式来减小下芯误差。传统的机械下芯方式通常是通过设置下芯定位框，首先使得下芯定位框与砂芯相匹配，再将下芯定位框与下砂箱定位连接，使用吊具吊起砂芯后，使得吊具与下芯定位框定位配合后进行单个砂芯的下芯操作。
3.但是，使用下芯定位框下芯的方式效率较低。
4.有鉴于此，亟需提供一种方法能够保证下芯精度的同时提高下芯效率。


技术实现要素：

5.本发明的一个目的是提供一种铸造装置以及下芯方法的新技术方案，通过对铸造装置的结构与构造进行改进，以在保证下芯精度的同时提高下芯效率。
6.本发明的一个方面，提供了一种铸造装置，该装置包括芯部；砂箱，用以容纳芯部，砂箱包括第一箱体，第一箱体设置有第一配合部，第一配合部与芯部的下芯位置相对应；吊装部，用以移动芯组，吊装部设置有与第一配合部相适配定位部，当吊装部与第一箱体形成配合后，定位部插入第一配合部。
7.采用本发明实施例的下芯方法,通过第一箱体设置有与芯组对应下芯位置相匹配的第一配合部，吊具设置有与第一配合部相适配的定位部，吊具与芯组形成定位配合后夹持芯组并移动至下芯工位后，通过定位部与第一配合部对应插接的方式，使得芯组被下入至对应的下芯位置，由此，通过在第一箱体设置与吊具的定位部相适配的第一配合部的方式，取消了传统的下芯定位框结构，减小了下芯过程中的累计误差，在保证下芯精确的前提下简化了下芯研箱工序，进而保证了铸件的尺寸精度。
8.可选地，芯部包括第一芯组和第二芯组，
9.第一配合部包括第一配合组件、第二配合组件和第三配合组件，第一配合组件对应于第一芯组的下芯位置，第二配合组件对应于第二芯组的下芯位置，第一配合组件和第二配合组件对称分布于对称中心的两侧；
10.定位部包括与第一配合组件适配的第一定位组件，吊装部沿对称中心旋转0
°
后第一定位组件能配合于第二配合组件。
11.可选地，芯部还包括第三芯组，第三芯组的下芯位置位于第一芯组和第二芯组的下芯位置之间；
12.第三配合组件对应于第三芯组的下芯位置，定位部还包括与第三配合组件相适配的第三定位组件。
13.可选地，第一配合组件在第一箱体的第一方向设置于第一箱体的一侧，第二配合
组件设置于另一侧；
14.第三配合组件包括在第一方向分设于第一箱体两侧的第五配件和第六配件。
15.可选地，还包括：
16.胎具，用以设置芯部；
17.胎具设置有与定位部相适配的第二配合部。
18.可选地，胎具包括定位架，芯部设置于定位架，定位架能够在竖直方向转动以带动芯部在起吊位置和组装位置之间切换。
19.可选地，胎具还包括机架和驱转部件，驱转部件设置于机架，定位架与芯部连接，驱转部件与定位架传动连接。
20.可选地，吊装部包括吊架，所述定位部包括插销，插销设置于吊架，并能沿高度方向移动以伸出吊架或回缩于吊架。
21.可选地，插销设置有限位杆，吊架设置有与限位杆相适配的挡块。
22.本发明的一个方面，提供了一种下芯方法，该下芯方法包括配置铸造装置；通过吊装部对芯部进行定位吊装；控制吊装部的定位部插接于配合部，以将芯部下入至设定的下芯位置。
23.通过以下参照附图对本说明书的示例性实施例的详细描述，本说明书的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
24.被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本说明书的实施例，并且连同其说明一起用于解释本说明书的原理。
25.图1是本发明实施例中铸造装置的砂箱的俯视图；
26.图2是第三吊具与胎具定位配合的侧视图，沿第二方向视角；
27.图3是第三吊具与第一箱体定位配合的侧视图，沿第二方向视角；
28.图4是第三吊具与第一箱体定位配合的侧视图，沿第一方向视角；
29.图5是第一吊具与胎具定位配合的侧视图，沿第一方向视角；
30.图6是第一吊具与胎具定位配合的侧视图，沿第二方向视角正向视角；
31.图7是第一吊具与胎具定位配合的侧视图，沿第二方向视角负向视角；
32.图8是第一吊具与第一箱体定位配合的侧视图，沿第一方向视角；
33.图9是第二吊具与第一箱体定位配合的侧视图，沿第二方向视角；
34.图10是图3的局部放大示意图。
具体实施方式
35.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
36.根据本技术的一个实施例，参考图1-图9描述本实施例中的铸造装置，其中第一方向为图1中x轴所示方向，第二方向为图1中y轴所示方向，高度方向为垂直于x轴以及y轴所示的方向，也即图2中z轴所示方向。该铸造装置包括至少一个芯部、砂箱、胎具4和吊装部，吊装部包括至少一个吊具。
37.具体而言，芯部可以是多个也可以是一个，每个芯部包括一个芯组或多个芯组，每个芯组包括一个砂芯或多个砂芯。胎具4设置于预组工位，芯组配合于胎具4。
38.当芯组包括一个砂芯时，将砂芯设置于胎具4，当芯组包括多个砂芯时，分别将每个砂芯依次放置于胎具4，再将多个砂芯形成连接，例如使用螺栓将多个砂芯连接以构成一个芯组。
39.可以理解的是，也可以不设置胎具4，芯组放置于预组工位所在的地面上。当不设置胎具4的时候，吊具可以与芯组直接形成定位配合后移动芯组。吊具用以移动芯组。其中，吊具移动芯组的方法为现有技术，在此不再赘述。
40.但是，由于芯组的外形不规则，通过设置胎具4的方式，能够更好地固定芯组。
41.砂箱包括第一箱体21和第二箱体，第一箱体21和第二箱体(图中未示出)拼合形成砂箱。第一箱体21用以容纳芯部。例如，在第一箱体21设置有第一合箱孔81a和第二合箱孔81b，在第二箱体设置有与第一合箱孔81a和第二合箱孔81b相匹配的第三合箱孔和第四合箱孔，在合箱时，第一合箱孔81a和第二合箱孔81b分别与其对应的第三合箱孔和第四合箱孔对齐后，使用连接销插入第一合箱孔81a和第三合箱孔以及第二合箱孔81b和第四合箱孔内以连接第一箱体21和第二箱体。
42.在下芯过程中，先将芯组下入至第一箱体21后，再将第二箱体扣合于第一箱体21。第一箱体21设置有第一配合部。例如，第一配合部至少包括两个与芯组的下芯位置相匹配销孔。
43.吊具设置有与第一配合部相适配的定位部，定位部至少包括两个插销。插销沿竖直方向延伸，与下芯方向相一致。
44.吊具能在预组工位和下芯工位之间移动，当吊具移动至预组工位时，定位部配合于胎具4。例如，胎具4上设置有与定位部相适配的第二配合部。例如，第二配合部包括至少两个定位孔51。当吊具移动至预组工位时，芯组已经与吊具形成定位配合，在销插入对应的定位孔51后，吊具与胎具4形成定位配合，芯组也与吊具形成定位配合，吊具起吊芯组。
45.由此，能够通过吊具与胎具4定位的方式，使得吊具与芯组定位配合，此外，定位部能够与胎具4的定位孔51相适配的同时与第一箱体21的第一配合部相适配，由此能够简化吊具的结构。可以理解的是，在本发明的实施例中，以定位部为插销，第一配合部、第二配合部为销孔为例进行说明。定位部和第一配合部以及第二配合部并不限于插销与销孔的定位结构，也可以为凹槽与凸块的定位结构等。在这里不对定位部为插销，第一配合部和第二配合部为销孔进行限定，以能够实现定位功能即可。
46.参见图3、图8和图9吊具移动至下芯工位，并将芯组下入设定的芯位置，插销插入对应的销孔。销孔与对应芯组在第一箱体21内的下芯位置相匹配，从而当吊具的插销插入销孔内时，芯组便被下入第一箱体21设定的下芯位置。其中，下芯位置为与芯组所对应的砂型部在第一箱体21内的位置，在本发明中，第一箱体21可以包括多个砂型部，每个砂型部对应一个芯组。
47.采用本发明实施例的铸造装置,通过第一箱体21设置有与芯组对应下芯位置相匹配的第一配合部，吊具设置有与第一配合部相适配的定位部，吊具通过胎具4与芯组形成定位配合后夹持芯组并移动至下芯工位后，通过定位部与第一配合部对应插接的方式，使得芯组被下入至对应的下芯位置，由此，取消了传统的下芯定位框结构，在保证下芯精确的前
提下简化了下芯研箱工序，进而保证了铸件的尺寸精度。
48.在本发明的一些实施例中，参见图1第一箱体21包括第一侧壁211和第二侧壁212，在第一箱体21的第一方向第一侧壁211与第二侧壁212相对，第一侧壁211设有第一配合组件61，第二侧壁212设有第二配合组件62。第一方向与砂箱的高度方向相垂直。
49.例如，参见图9，铸造装置包括芯部，芯部包括第一芯组11和第二芯组12，第一芯组11的至少局部靠近第一侧壁211，第二芯组12的至少局部靠近第二侧壁212。可以是，在砂箱的高度方向上，第一芯组11的局部与第二芯组12的局部形成叠落，第一芯组11对第二芯组12的局部形成包裹，局部在第一方向上并列分布；也可以是在砂箱的第一方向，第一芯组11与第二芯组12并列设置。
50.参见图5，吊具的定位部与第一配合组件61和第二配合组件62相适配。吊具包括本体和夹臂，夹臂能够相对于本体朝向靠近彼此或远离彼此的方向移动，以夹持和松开芯组。
51.在本实施例中，参见图5-图9，吊具包括用以夹持第一芯组11的第一吊具31和用以夹持第二芯组12的第二吊具32，第一吊具31包括至少一个第一夹臂组，第二吊具32包括至少一个第二夹臂组321，每个第一夹臂组中包括第一夹臂311a和第二夹臂311b，每个第二夹臂组321中包括两个第二夹臂。
52.例如，第一夹臂311a、第一夹臂311b以及两个第二夹臂均沿第二方向相对设置。第一芯组11和第二芯组12在第二方向的尺寸大于第一方向的尺寸，通过在长度更大的方向对第一芯组11和第二芯组12进行夹持的方式，能够增加吊具对第一芯组11和第二芯组12夹持的稳定性。可以理解的是，第一夹臂311a和第一夹臂311b也可以沿第一方向相对设置，这样，吊具的夹持稳定性较低。
53.例如，参见图5-图8，第一吊具31的定位部包括第一定位组件71，第一定位组件71与第一配合组件61相配合，第二吊具32的定位部包括第二定位组件，第二定位组件与第二配合组件62相配合；
54.或者也可以是，第一吊具31能够夹持第一芯组11和第二芯组12，在第一方向上，第一定位组件71和第二定位组件分别设置于同一个吊具的两侧；
55.或者还可以是，第一吊具31能够水平旋转180
°
，第一定位组件71能够与第一配合组件61形成配合，在第一吊具31旋转180
°
后，第一定位组件71能够与第二配合组件62形成配合。
56.例如，参见图1第一配合组件61包括第一配件611和第二配件612，第二配合组件62包括第三配件621和第四配件622，第一配件611和第二配件612之间的距离与第三配件621和第四配件622的距离相等，由此能够使得同一个吊具对两个芯组进行下芯操作，节省了下芯的成本。例如，第一配合组件61的第一配件611和第二配件612为第一销孔和第二销孔，第三配件621和第四配件622为第三销孔和第四销孔。
57.可选地，如图1、图5、图6图7所示，以第一吊具31能够夹持第一芯组11和第二芯组12为例进行说明。第一定位组件71包括第一定位件711和第二定位件712，例如，第一定位件711为第一插销，第二定位件为第二插销712。第一插销和第二插销在第二方向的中线位于第一吊具31在第二方向的中点。第一定位组件71位于图6和图7中d箭头所指位置。在图6和图7中，与第一定位组件71相适配的定位孔51位于c箭头所指位置。
58.同时，参见图1，第一配件611与第三配件621第一配件611与第三配件621相对于第
一对称中心对称设置，第二配件612与第四配件614相对于第二对称中心对称设置，第一对称中心与第二对称中心相重合，第一配件611和第四配件622在第一方向相对设置，第二配件612和第三配件621在第一方向相对设置。由此，也能够实现同一个吊具对两个芯组进行下芯操作，从而节省了下芯成本，同时能够提高吊具与砂箱定位的精确程度。
59.在一些实施例中，参见图2、图3、图4以及图9，芯部还包括第三芯组13，第三芯组13在第一方向位于第一芯组11和第二芯组12之间。可以理解的是，在第一芯组11和第二芯组12之间还可以设置多个第三芯组13，在此以一个第三芯组13为例进行说明。
60.参见图2和图3，吊具还包括第三吊具33，第三吊具33用以夹持第三芯组13。第三吊具33包括第三定位组件，第三定位组件包括第五定位件731和第六定位件732，第六定位件732位于图2中箭头a所指位置。例如，第五定位件731和第六定位件732为第五插销和第六插销。
61.参见图1第一配合部还包括第三配件组63，第三配件组63至少包括第五配件631和第六配件632，第五配件631和第六配件632分设于第一侧壁211和第二侧壁212；或，第一箱体21还包括在第二方向相对的第三侧壁213和第四侧壁214，第五配件631和第六配件632分设于第三侧壁213和第四侧壁214，第一方向垂直于第二方向。例如，第五配件631和第六配件632为第五销孔和第六销孔。
62.在一个例子中，参见图3和图4，第三吊具33包括多个第三夹臂组，多个第三夹臂组在第二方向上间隔排布，每个第三夹臂组包括第三夹臂331a和第三夹臂331b,第三夹臂331a沿第二方向分布并在第一方向位于第三芯组13的一侧，第三夹臂331b沿第二方向分布并在第一方向位于第三芯组13的另一侧，第三夹臂331a和第三夹臂331b在第一方向相对设置。由此设置多组沿第二方向间隔排布的多个第三夹臂组，能够显著地增加第三吊具33对第三芯组13的夹持强度。
63.在一些实施例中，参见图2和图10，以第三吊具33为例进行说明，第三吊具33包括吊架34，第五定位件731为第五插销，第五插销能够沿吊架34的高度方向移动以伸出吊架34或回缩于吊架34。当第三吊具33悬置于空中时，第五插销在重力的作用下由吊架34伸出，当第三吊具33使用完毕进行收纳时，吊架34压持于地面，第五插销被推回于吊架34内，从而方便了吊具的收纳。可以理解的是，本发明中的插销可以均为上述结构。
64.可选地，参见图10，第五插销设置有限位杆741，吊架34设置有与限位杆741相适配的挡块341。使用时，可以人工移动第五插销将第五插销缩回至吊架34内，并将限位杆741配合于挡块341，以防止第五插销在重力的作用下移动。
65.由此，在第三吊具33与胎具4或第三吊具33与第一箱体21完成定位后，可以人工将第五插销收纳于吊架34，再将第三吊具33与胎具4或第一箱体21分离，从而避免第三吊具33与胎具4或第一箱体21分离时，第五插销对第五配件631或定位孔51产生应力，在长时间的使用后，使得定位孔51或第五销孔形成磨损，从而影响定位精度。
66.可选地，在定位架42内还固设有导向套75，第五插销穿设于导向套75内，并能沿轴向移动，由此，避免第五插销在径向的晃动。
67.在一些实施例中，为了提高发动机的集成性，每个芯组包括多个砂芯，多个砂芯相套叠。例如，一个芯组包括第一砂芯(图中未示出)、第二砂芯(图中未示出)和第三砂芯(图中未示出)，第一砂芯围成一端开口的第一腔，在第一腔内放置第二砂芯，第二砂芯围成一
端开口的第二腔，在第二腔内放置第三砂芯。
68.参见图5、图6和图7，为了方便芯组的预组，胎具4包括机架41、定位架42和驱转部件43，驱转部件43设置于机架41并与定位架42连接，以驱使定位架42带动芯部在竖直方向转动，从而使得芯部在起吊位置和组装位置之间切换。
69.在预组时，在定位架42的设定位置放置第一砂芯，通过驱转部件43驱使定位架42转动以使得第一砂芯的开口竖直向上，以位于组装位置；而后将第二砂芯开口竖直向上的放入第一腔内，再将第三砂芯放置于第二腔，最后将第一砂芯、第二砂芯和第三砂芯通过螺纹连接以形成芯组，而后驱转部件43驱使芯组转动至与吊具相适配的位置。
70.在一个具体的例子中，参见图5，转臂组件包括第一转臂432a和第二转臂432b。机架41沿竖直方向设置有支杆组件，支杆组件包括第一支杆44a和第二支杆44b，第一转臂432a和第二432b对应设置于第一支杆44a和第二支杆44b。定位架42连接于第一转臂432a和第二转臂432b之间。减速机431的输出轴穿过第一支杆44a与第一转臂432a传动连接。减速机431的输出轴沿水平方向延伸，转臂组件垂直于减速机431输出轴的延伸方向设置。当减速机431的输出轴转动时，能够带动转臂组件在竖直方向转动。
71.通过本发明中能够在竖直方向转动的定位架，多个砂芯能够在胎具上进行预组以形成芯组后，通过吊具吊装移动芯组的方式将多个砂芯下入至砂箱内，避免了逐个将每个砂芯下入至砂箱内的方式中，每个砂芯之间的位置出现误差；同时提高了下芯的效率，也避免了逐个下入多个砂芯的方式中的累计误差大的情况。
72.此外，通过本发明实施例中在第一箱体与吊具通过定位部和第一配合部的方式，取消了现有技术中的定位框，也避免了下芯定位的累计误差，在此基础上，将多个砂芯在预组工位进行预组的方式，能够提高多个砂芯的下芯效率，也能够避免将砂芯逐个通过定位框下入砂箱的方式导致的下芯步骤增加，累计误差大的情况发生。
73.在本发明的一些实施例中，还提供了一种下芯方法，该下芯方法包括：步骤1、配置铸造装置；
74.步骤2、通过吊装部对芯部进行定位吊装；
75.步骤3、控制吊装部的定位部插接于第一配合部，以将芯部下入至设定的下芯位置。
76.例如，吊具移动至预组工位，与芯组形成定位配合，夹持芯组并移动至下芯工位，吊具在竖直方向上朝向第一箱体21移动，定位部的插销插入销孔后吊具释放芯组。
77.采用本发明实施例的下芯方法,通过第一箱体21设置有与芯组对应下芯位置相匹配的第一配合部，吊具设置有与第一配合部相适配的定位部，吊具与芯组形成定位配合后夹持芯组并移动至下芯工位后，通过定位部与第一配合部对应插接的方式，使得芯组被下入至对应的下芯位置，由此，通过在第一箱体21设置与吊具的定位部相适配的第一配合部的方式，取消了传统的下芯定位框结构，在保证下芯精确的前提下简化了下芯研箱工序，进而保证了铸件的尺寸精度。

技术特征：
1.一种铸造装置，其特征在于，包括：芯部；砂箱，所述砂箱包括第一箱体(21)，用以容纳所述芯部，所述第一箱体(21)设置有第一配合部，所述第一配合部与所述芯部的下芯位置相对应；吊装部，用以移动所述芯组，所述吊装部设置有与所述第一配合部相适配的定位部，当所述吊装部与所述第一箱体(21)形成配合后，所述定位部插入所述第一配合部。2.根据权利要求1所述铸造装置，其特征在于，所述芯部包括第一芯组(11)和第二芯组(12)，所述第一配合部包括第一配合组件(61)和第二配合组件(62)，所述第一配合组件(61)对应于所述第一芯组(11)的下芯位置，所述第二配合组件(62)对应于所述第二芯组(12)的下芯位置，所述第一配合组件(61)和所述第二配合组件(62)对称分布于对称中心的两侧；所述定位部包括与所述第一配合组件(61)适配的第一定位组件，所述吊装部沿所述对称中心旋转180
°
后所述第一定位组件能配合于所述第二配合组件(62)。3.根据权利要求2所述铸造装置，其特征在于，所述芯部还包括第三芯组(13)，所述第三芯组(13)的下芯位置位于所述第一芯组(11)和所述第二芯组(12)的下芯位置之间；所述第一配合部包括第三配合组件(63)，所述第三配合组件(63)对应于所述第三芯组(13)的下芯位置，所述定位部还包括与所述第三配合组件(63)相适配的第三定位件。4.根据权利要求3所述铸造装置，其特征在于，所述第一配合组件(61)在所述第一箱体(21)的第一方向设置于所述第一箱体(21)的一侧，所述第二配合组件(62)设置于另一侧；所述第三配合组件(63)包括在第一方向分设于所述第一箱体(21)两侧的第五配件(631)和第六配件(632)。5.根据权利要求1-4任一项所述铸造装置，其特征在于，还包括：胎具(4)，用以设置所述芯部；所述胎具(4)设置有与所述定位部相适配的第二配合部。6.根据权利要求5所述铸造装置，其特征在于，所述胎具(4)包括定位架(42)，所述芯部设置于所述定位架(42)，所述定位架(42)能够在竖直方向转动以带动所述芯部在起吊位置和组装位置之间切换。7.根据权利要求6所述铸造装置，其特征在于，所述胎具(4)还包括机架(41)和驱转部件(43)，所述驱转部件(43)设置于所述机架(41)，所述定位架(42)与所述芯部连接，所述驱转部件(43)与所述定位架(42)传动连接。8.根据权利要求1-4任一项所述铸造装置，其特征在于，所述吊装部包括吊架(34)，所述定位部包括插销，所述插销设置于所述吊架，并能沿高度方向移动以伸出所述吊架(34)或回缩于所述吊架(34)。9.根据权利要求8所述铸造装置，其特征在于，所述插销设置有限位杆(741)，所述吊架(34)设置有与所述限位杆(741)相适配的挡块(341)。10.一种使用权利要求1-9任一项所述铸造装置的下芯方法，其特征在于，包括：配置所述铸造装置；通过所述吊装部对所述芯部进行定位吊装；控制所述吊装部的所述定位部插接于所述第一配合部，以将所述芯部下入至设定的下
芯位置。

技术总结
本发明公开了一种铸造装置以及下芯方法，该装置包括该装置包括芯部；砂箱，用以容纳芯部，砂箱包括第一箱体，第一箱体设置有第一配合部，第一配合部与芯部的下芯位置相对应；吊装部，用以移动芯组，吊装部设置有与第一配合部相适配定位部，当吊装部与第一箱体形成配合后，定位部插入第一配合部。定位部插入第一配合部。定位部插入第一配合部。


技术研发人员：秦鹏 崔迁义 韩强 臧加伦 毕海香 邢伟 张洋洋
受保护的技术使用者：潍柴动力股份有限公司
技术研发日：2023.03.30
技术公布日：2023/7/21