專利名稱：芯盒的制作方法
技術領域：
本發明涉及機械結構技術，尤其涉及一種芯盒。
背景技術：
大型制芯生產線用于制造鑄造類工件的型芯，比如制造鐵路貨車搖枕、轉向架側架等工件的型芯。型芯的制造流程為在芯盒內裝入芯砂；對芯砂進行硬化處理，以得到砂芯；起芯，即將砂芯從芯盒內取出。芯砂的硬化處理可以采取自硬化或其他方式的硬化處理。芯盒包括芯盒框和芯盒體底板，兩者拆卸式固定連接。
起芯方法包括翻轉起模起芯方法，以及芯盒框上脫落起芯方法。圖IA為現有技術中使用翻轉起模起芯方法翻轉前芯盒和芯板的示意圖，圖IB為現有技術中使用翻轉工具夾持芯盒和芯板的示意圖，圖IC為現有技術中翻轉完成后砂芯落在芯板上的示意圖。翻轉起模起芯方法是指將硬化后的砂芯41連同芯盒移至翻轉起模工位；在芯盒框I上方放上芯板2并夾緊；使用翻轉工具3將芯盒框I、芯盒體底板和芯板2 —同翻轉360°，使芯盒框I和芯盒體底板位于芯板2的上方；垂直吊起芯盒框1，使砂芯41脫落到芯板2上，以完成起芯。在圖IA至圖IC中，是以鐵路貨車轉向的側架的砂芯為例。圖2A為現有技術中使用芯盒框上脫落起芯方法起芯過程中芯盒框未脫落前的示意圖，圖2B為現有技術中吊起芯盒框后的示意圖，圖2C為現有技術中移除外側活塊后的示意圖，圖2D為現有技術中移除內側活塊后的砂芯示意圖。芯盒框上脫落起芯方法是指砂芯硬化后，將芯盒框I吊起，并移除砂芯周邊的活塊5，以將砂芯42漏出，采用專用吊具將砂芯42吊起，以完成起芯。參見圖2B至圖2D，可以看出活塊底板6的位置。現有技術中至少存在如下問題使用翻轉起模起芯方法，操作步驟多，生產效率低，且芯砂與上芯板緊貼，不利于砂芯的運輸；使用芯盒框上脫落起芯方法，人工輔助操作多，操作過程復雜，生產效率低。

發明內容
本發明提供一種芯盒，用以簡化起芯操作，提高生產效率。本發明提供一種芯盒，包括芯盒體底板和芯盒框，所述芯盒體底板設置在所述芯盒框的中部，用于將所述芯盒框分成上部和下部，所述芯盒框上部和芯盒體底板圍設的空間用于形成砂芯，其中所述芯盒還包括起芯裝置；所述芯盒體底板上開設有通孔；所述起芯裝置的一端從所述芯盒體底板未形成砂芯的一側伸入所述通孔，且伸入端與所述芯盒體底板的內表面平齊，所述伸入端的形狀與所述通孔的形狀匹配，所述起芯裝置的另一端用于與動力裝置連接，以在豎直方向動力的作用下通過所述伸入端抵頂抬升所述芯盒框內的砂芯。如上所述的芯盒，優選的是
所述起芯裝置包括頂芯桿和同步板；所述頂芯桿的一端伸入所述通孔中，伸入端與所述芯盒體底板的內表面平齊，且頂芯桿伸入端的形狀與所述通孔的形狀匹配；所述頂芯桿的另一端與所述同步板固定連接，所述同步板用于與動力裝置連接；所述芯盒框下部固定設置有支撐件，所述同步板放置在所述支撐件上。如上所述的芯盒，優選的是所述頂芯桿的伸入端固定設有頂芯板，所述頂芯板容置在所述通孔中，與所述芯盒體底板的內表面平齊，且頂芯板的形狀與所述通孔的形狀匹配。如上所述的芯盒，優選的是
所述通孔為階梯孔，所述階梯孔包括第一子孔和第二子孔，所述第一子孔用于容置所述頂芯板，所述第二子孔用于容置所述頂芯桿且直徑小于所述第一子孔，所述第一子孔的孔壁下邊緣四周開設有集砂槽。如上所述的芯盒，優選的是所述起芯裝置還包括導向桿；所述芯盒體底板上開設有第一圓孔；所述導向桿的一端與所述同步板固定；所述導向桿的另一端容置在所述第一圓孔內，以導引所述同步板沿著所述第一圓孔滑移。如上所述的芯盒，優選的是起芯裝置還包括耐磨套；所述耐磨套固定在所述第一圓孔的內壁上，且所述耐磨套的內徑與所述導向桿的外徑相等。如上所述的芯盒，優選的是還包括動力裝置；所述動力裝置的固定端與所述芯盒框固定連接，所述動力裝置的動力臂與所述起芯裝置抵頂連接，以向所述起芯裝置提供豎直方向的動力。如上所述的芯盒，優選的是所述起芯裝置還包括限位桿和限位螺栓；所述同步板上開設有第二圓孔；所述限位桿的一端與所述芯盒體底板固定連接，所述限位桿的另一端穿過所述第二圓孔，且與所述限位螺栓固定連接。如上所述的芯盒，優選的是所述動力裝置為氣缸，所述氣缸的固定端與所述芯盒框固定連接，所述氣缸的動力臂抵頂在所述同步板的下方。如上所述的芯盒，優選的是所述氣缸的數量至少為兩個，對稱設置在所述同步板的下方。本發明提供的芯盒，具有起芯裝置，無需對芯盒進行翻轉操作，也無需吊起芯盒框，且操作步驟少，起芯工藝簡單，有效提高了生產效率高。起芯完成的砂芯，便于運輸，也便于進行后續操作。設置起芯裝置后，芯盒內無需再設置用于輔助起芯的活塊，也避免了砂芯的表面出現活塊接痕，提聞了砂芯的質量。


圖IA為現有技術中使用翻轉起模起芯方法翻轉前芯盒和芯板的示意圖。圖IB為現有技術中使用翻轉工具加持芯盒和芯板的示意圖。圖IC為現有技術中翻轉完成后砂芯落在芯板上的不意圖。圖2A為現有技術中使用芯盒框上脫落起芯方法起芯過程中芯盒框未脫落前的示意圖。圖2B為現有技術中吊起芯盒框后的不意圖。 圖2C為現有技術中移除外側活塊后的示意圖。圖2D為現有技術中移除內側活塊后的砂芯示意圖。圖3A為本發明實施例一提供的芯盒示意圖。圖3B為圖3A的俯視示意圖。圖3C為3A的左視示意圖。圖3D為圖3B的A-A剖視示意圖。圖4A為本發明實施例二提供的芯盒示意圖。圖4B為圖4A的俯視示意圖。圖4C為圖4A的A-A向剖視示意圖。圖4D為圖4B的B-B向剖視示意圖。附圖標記I-芯盒框；2-芯板； 3-翻轉工具；41、42、43-砂芯； 5_活塊； 7_芯盒體底板；8-芯盒框；9-頂芯桿；10-同步板；11-支撐件；12-頂芯板； 13-導向桿；14-耐磨套；15-油缸；16-集砂槽；17-限位桿；18-限位螺栓；19-氣缸；6-活塊底板；71-通孔；711-第一子孔；712-第二子孔；102第一圓孔；103-第二圓孔；21-倒L型板；22-固定板； 23-T型板；121-彎鉤頂芯板；122-導框頂芯板；24_凹槽；123-斜弦頂芯板；124-二角孔頂芯板；125-大模頭頂芯板； 25-工位平面。
具體實施例方式為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。本發明實施例提供一種芯盒，包括芯盒體底板和芯盒框，芯盒體底板設置在芯盒框的中部，用于將芯盒框分成上部和下部，芯盒框上部和芯盒體底板圍設的空間用于形成砂芯，其中芯盒還包括起芯裝置；芯盒體底板上開設有通孔；起芯裝置的一端從芯盒體底板未形成砂芯的一側伸入通孔，且伸入端與芯盒體底板的內表面平齊，伸入端的形狀與通孔的形狀匹配，起芯裝置的另一端用于與動力裝置連接，以在豎直方向動力的作用下通過伸入端抵頂抬升芯盒框內的砂芯。伸入端的形狀與通孔的形狀匹配是指，伸入端的形狀與通孔的形狀一致，以使伸入端與芯盒體底板共同形成砂芯的成型面。本發明實施例提供的芯盒，包括起芯裝置，起芯裝置的一端容置在通孔中，且與芯盒體底板平面平齊，以保證形成的砂芯合格，起芯裝置的另一端位于芯盒體底板下方，用于與動力裝置連接，以在豎直方向動力的作用下抬升待起芯的砂芯。起芯的具體過程為，從芯盒芯盒體底板的下方為起芯裝置提供動力，起芯裝置在動力的作用下，整體向上移動，以抬升待起芯的砂芯。起芯裝置的數量和位置根據待起芯的砂芯形狀來確定，形狀越復雜的砂芯，起芯裝置應越多，以保證在起芯過程中的砂芯受力均勻，避免對砂芯造成損壞。可以理解的是，從芯盒芯盒體底板的下方為起芯裝置提供動力的實現方式有多種，比如，在起芯工位下方預留足夠的空間以設置動力設備；或者將芯盒設置于較高處以使動力設備能提供豎直方向的動力。本發明實施例提供的芯盒，具有起芯裝置，無需對芯盒進行翻轉操作，也無需吊起 芯盒框，且操作步驟少，起芯工藝簡單，有效提高了生產效率高。起芯完成的砂芯，便于運輸，也便于進行后續操作。設置起芯裝置后，芯盒內無需再設置用于輔助起芯的活塊，也避免了砂芯的表面出現活塊接痕，提高了砂芯的質量。實施例一圖3A為本發明實施例一提供的芯盒示意圖，圖3B為圖3A的俯視示意圖，圖3C為3A的左視示意圖，圖3D為圖3B的A-A剖視示意圖。本發明實施例一提供一種芯盒，包括芯盒體底板7和芯盒框8，芯盒體底板7設置在芯盒框8的中部，用于將芯盒框分成上部和下部，芯盒框8上部和芯盒體底板7圍設的空間用于形成砂芯，其中芯盒還包括起芯裝置；芯盒體底板7上開設有通孔71 ;起芯裝置的一端從芯盒體底板7未形成砂芯43的一側伸入通孔71，且伸入端與芯盒體底板7的內表面平齊，伸入端的形狀與通孔71的形狀匹配，起芯裝置的另一端用于與動力裝置連接，以在豎直方向動力的作用下通過伸入端抵頂抬升芯盒框8內的砂芯43。起芯裝置的優選實現方式為起芯裝置包括頂芯桿9和同步板10 ;頂芯桿9的一端伸入通孔71中，伸入端與芯盒體底板7的內表面平齊，且頂芯桿9伸入端的形狀與通孔71的形狀匹配；頂芯桿9的另一端與同步板10固定連接，同步板10用于與動力裝置連接；芯盒框8下部固定設置有支撐件11，同步板10放置在支撐件11上。如圖3A所示，支撐件為立柱，在不進行起芯操作時，同步板放置在立柱上，立柱起到支撐同步板的作用，并使起芯裝置與芯盒體底板或芯盒框始終保持連接關系。頂芯桿的數量與通孔的數量相同，數個頂芯桿可以與同一塊同位板固定連接。頂芯桿的數量越多，對砂芯的支撐作用越好，一個頂芯桿的受力也越小，對砂芯的破壞也越小。但頂芯桿的數量會增加安裝的難度。可以理解的是，在起芯過程中，芯盒框應該保持固定，可以在起芯工位上設置固定裝置，如圖3C所示，本實施例通過在工位上固定倒L型板21，在芯盒框8的最底端固定一塊固定板22，并在固定板22上對應固定T型板23，將T型板23卡在倒L型板21與工位平面25之間的凹槽24內來實現的。在芯盒框的最底端固定一塊固定板后，為了保證其他部件的順利安裝，固定板要開設足夠的通槽。這只是實現芯盒固定的一種方式，實際應用中，芯盒的固定有很多方式。在圖3A中，兩個油缸15的結構相同，其中一個示意為動力臂伸出的狀態，另一個示意為未伸出動力臂的狀態，可以理解的是，這只是為了顯示油缸的兩個工作狀態，實際起芯過程中，各個油缸是同時動作的，且油缸與地面固定。進一步地，頂芯桿9的伸入端固定設有頂芯板12，頂芯板12容置在通孔71中，與芯盒體底板7的內表面平齊，且頂芯板12的形狀與通孔71的形狀匹配。在本實施例中，伸入端都是以頂芯板為例進行的描述，在不設置頂芯板時，伸入端為頂芯桿的頂端。頂芯桿與砂芯的接觸面積小，在相同大小的力的作用下，接觸面積越小，壓強越大，增加頂芯板，可以增加與砂芯的接觸面積，以避免對砂芯造成破壞。更進一步地，通孔71為階梯孔，階梯孔包括第一子孔711和第二子孔712，第一子孔711用于容置頂芯板12，第二子孔712用于容置頂芯桿9且直徑小于第一子孔711，第一子孔711的孔壁下邊緣四周開設有集砂槽16。集砂槽的示意圖如圖3D所示，在起芯完畢后，芯盒內的浮砂要吹走，但實際應用中，浮砂往往難以全部吹走，設置集砂槽可以容置未被吹走的浮砂，從而保證起芯完成后，頂芯板能回落到位。可選的是，起芯裝置還包括導向桿13 ;芯盒體底板7上開設有第一圓孔102 ;導向桿13的一端與同步板10固定；導向桿13的另一端容置在第一圓孔102內，以導引同步板10沿著第一圓孔102滑移。·
在起芯過程中，若對砂芯施加的作用力的方向不完全豎直向上，有可能對砂芯造成破壞，設置導向桿可以更好地保證施加的作用力的方向。第一圓孔和第二圓孔的位置，在不同形狀砂芯的起芯過程中是不一樣的，實際應用中，第一圓孔和第二圓孔設置的位置只要不影響砂芯的形狀即可。導向桿的數量沒有限制，以本實施例而言，是以設置了三個導向桿為例進行的示意。更進一步地,芯裝置還包括耐磨套14 ;耐磨套14固定在第一圓孔102的內壁上，且耐磨套14的內徑與導向桿13的外徑相等。實際應用中，耐磨套的內徑可以稍大于導向桿的外徑，以避免在抬升砂芯的過程中阻力過大；在本實施例中耐磨套的內徑與導向桿的外徑相等，可以滿足導向和不增加阻力的要求。采用本發明實施例一提供的芯盒的起芯過程為向同步板提供動力，同步板帶動頂芯桿豎直向上運動，頂芯板與頂芯桿同步動作，以抬起砂芯。在同步板動作的過程中，同步板沿著導向桿向上運動，從而更好地保證了同步板施加給頂芯桿的力的方向，避免砂芯收到側向力的作用而損壞。本發明實施例一提供的芯盒，具有起芯裝置，起芯時，只要向起芯裝置提供豎直方向的動力，起芯裝置即可抵頂砂芯脫離芯盒框和芯盒體底板，以完成起芯。本發明實施例一提供的芯盒，無需再使用專用起芯夾具，降低了設備成本，簡化了工藝流程；另外，在起芯過程中，只有砂芯底部受力，有效避免了砂芯的損壞。實施例二圖4A為本發明實施例二提供的芯盒示意圖，圖4B為圖4A的俯視示意圖，圖4C為圖4A的A-A向剖視示意圖，圖4D為圖4B的B-B向剖視示意圖。考慮到砂芯和芯盒的對稱性，圖4A和4B都為半視圖。本發明實施例二與實施例一的不同之處在于，本發明實施例二提供的芯盒還包括動力裝置；動力裝置的固定端與芯盒框8固定連接，動力裝置的動力臂與起芯裝置抵頂連接，以向起芯裝置提供豎直方向的動力。在芯盒上設置動力裝置后，起芯工位設備無需再設置動力設備。動力裝置可以為氣缸19，氣缸19的固定端與芯盒框8固定連接，氣缸19的動力臂抵頂在同步板10的下方。在圖4A至圖4D中，氣缸的固定端與芯盒框的固定連接是通過將氣缸的固定端與芯盒框的側壁固定連接來實現的，實際應用中，還可以在芯盒框底部固定一塊固定板，將氣缸的動力端固定在固定板上來實現氣缸的固定。動力裝置也可以為液壓油缸或液壓千斤頂。在選擇動力設備時，應考慮設備的體積和行程。如圖4A所示，氣缸的缸體部分設置在芯盒芯盒體底板的下方，控制部件位于芯盒的外部，通過控制氣缸的控制閥，即可實現氣缸動力臂的升出、靜止和回縮。
實際應用中，氣缸19的數量至少為兩個，對稱設置在同步板10的下方。氣缸的數量越多，提供的動力越充足，設置多個氣缸時，應保證同步板的受力均勻，從而使砂芯在抬升過程中，受力均勻。本實施例以設置8個氣缸為例進行的說明，由于圖4A和圖4B都是半視圖，只示出了四個氣缸的位置。可選地，起芯裝置還包括限位桿17和限位螺栓18 ;同步板10上開設有第二圓孔103 ;限位桿17的一端與芯盒體底板7固定連接，限位桿17的另一端穿設第二圓孔103，且與限位螺栓18固定連接。限位桿可以和支撐件同時使用，也可以根據需要擇一選用。本實施例以單獨設置支撐件為例進行說明。限位桿的作用是使起芯裝置始終與芯盒體底板保持連接關系。限位桿的一端與芯盒體底板固定連接，另一端穿設同步板上的第二圓孔，且與限位螺栓固定連接，這種連接方式限制了同步板的位置。設置限位桿后，同步板介于限位螺栓和芯盒體底板之間，且只能沿著限位桿的方向移動。如圖4A所示，限位桿與芯盒體底板固定連接的位置，選擇為芯盒體底板較厚的部位，在此部位設置限位桿不會影響砂芯的成型和性能。圖4A至圖4D中的砂芯以鐵路貨車轉向架側架的砂芯為例，側架的砂芯結構可以參見圖1C，為了保證起芯過程中，頂芯板不對砂芯的結構造成破壞，本實施例具體設置了彎鉤頂芯板121、導框頂芯板122、斜弦頂芯桿123、三角孔頂芯板124，以及大模頭頂芯板125，這些頂芯板共同作用頂起砂芯，實現起芯。一般而言，在結構出現彎折的部位、直板結構的中間部位，以及特殊結構部位，比如三角孔部位，都可以設置頂芯板，以保證起芯后砂芯的質量和性能。圖4D和圖3D類似，都可以說明頂芯板的結構，以及集砂槽的位置和結構。在本實施例中，耐磨套選用鋼質耐磨套，鋼制耐磨套使用壽命長，成本低。與現有技術相比，采用本實施例二提供的芯盒，起芯的工作效率可以提高兩倍以上。本發明實施例二提供的芯盒，具有動力裝置，能方便實現砂芯的起芯操作，且實現了自動起芯，可以實現芯盒內的無活塊設計，砂芯表面光滑度大大提高，更有利于后續鑄造過程中產品質量的提高，以及起芯操作的工作效率的提高。最后應說明的是以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和范圍。
權利要求
1.一種芯盒，包括芯盒體底板和芯盒框，所述芯盒體底板設置在所述芯盒框的中部，用于將所述芯盒框分成上部和下部，所述芯盒框上部和芯盒體底板圍設的空間用于形成砂芯，其特征在于 所述芯盒還包括起芯裝置； 所述芯盒體底板上開設有通孔； 所述起芯裝置的一端從所述芯盒體底板未形成砂芯的一側伸入所述通孔，且伸入端與所述芯盒體底板的內表面平齊，所述伸入端的形狀與所述通孔的形狀匹配，所述起芯裝置的另一端用于與動力裝置連接，以在豎直方向動力的作用下通過所述伸入端抵頂抬升所述芯盒框內的砂芯。
2.根據權利要求I所述的芯盒，其特征在于 所述起芯裝置包括頂芯桿和同步板； 所述頂芯桿的一端伸入所述通孔中，伸入端與所述芯盒體底板的內表面平齊，且頂芯桿伸入端的形狀與所述通孔的形狀匹配；所述頂芯桿的另一端與所述同步板固定連接，所述同步板用于與動力裝置連接； 所述芯盒框下部固定設置有支撐件，所述同步板放置在所述支撐件上。
3.根據權利要求2所述的芯盒，其特征在于 所述頂芯桿的伸入端固定設有頂芯板，所述頂芯板容置在所述通孔中，與所述芯盒體底板的內表面平齊，且頂芯板的形狀與所述通孔的形狀匹配。
4.根據權利要求3所述的芯盒，其特征在于 所述通孔為階梯孔，所述階梯孔包括第一子孔和第二子孔，所述第一子孔用于容置所述頂芯板，所述第二子孔用于容置所述頂芯桿且直徑小于所述第一子孔，所述第一子孔的孔壁下邊緣四周開設有集砂槽。
5.根據權利要求3所述的芯盒，其特征在于 所述起芯裝置還包括導向桿； 所述芯盒體底板上開設有第一圓孔； 所述導向桿的一端與所述同步板固定；所述導向桿的另一端容置在所述第一圓孔內，以導引所述同步板沿著所述第一圓孔滑移。
6.根據權利要求5所述的芯盒，其特征在于 起芯裝置還包括耐磨套；所述耐磨套固定在所述第一圓孔的內壁上，且所述耐磨套的內徑與所述導向桿的外徑相等。
7.根據權利要求2-6任一所述的芯盒，其特征在于 還包括動力裝置； 所述動力裝置的固定端與所述芯盒框固定連接，所述動力裝置的動力臂與所述起芯裝置抵頂連接，以向所述起芯裝置提供豎直方向的動力。
8.根據權利要求7所述的芯盒，其特征在于 所述起芯裝置還包括限位桿和限位螺栓； 所述同步板上開設有第二圓孔； 所述限位桿的一端與所述芯盒體底板固定連接，所述限位桿的另一端穿過所述第二圓孔，且與所述限位螺栓固定連接。
9.根據權利要求7所述的芯盒，其特征在于 所述動力裝置為氣缸，所述氣缸的固定端與所述芯盒框固定連接，所述氣缸的動力臂抵頂在所述同步板的下方。
10.根據權利要求9所述的芯盒，其特征在于 所述氣缸的數量至少為兩個，對稱設置在所述同步板的下方。
全文摘要
本發明公開了一種芯盒，包括芯盒體底板和芯盒框，芯盒體底板設置在芯盒框的中部，用于將芯盒框分成上部和下部，芯盒框上部和芯盒體底板圍設的空間用于形成砂芯，其中芯盒還包括起芯裝置；芯盒體底板上開設有通孔；起芯裝置的一端從芯盒體底板未形成砂芯的一側伸入通孔，且伸入端與芯盒體底板的內表面平齊，伸入端的形狀與通孔的形狀匹配，起芯裝置的另一端用于與動力裝置連接，以在豎直方向動力的作用下通過伸入端抵頂抬升芯盒框內的砂芯。本發明提供的芯盒，起芯工藝簡單，有效提高了生產效率高。
文檔編號B22C7/06GK102909316SQ20111022093
公開日2013年2月6日 申請日期2011年8月3日 優先權日2011年8月3日
發明者凌云飛, 劉勝田, 陳擁軍, 景丹, 崔世海, 胡昌軍 申請人:齊齊哈爾軌道交通裝備有限責任公司