砂型铸造高长型模型活块的紧固机构及其紧固方法与流程

1.本发明砂型铸造高长型模型活块的紧固结构及其紧固方法，涉及铸造行业技术领域，尤其涉及对高长型砂型铸造模型活块的位置固定装置及其固定方法。


背景技术：

2.砂型铸造过程中,模型是一个重要的生产组成部分，而模型在造型放砂后需从型砂中取出，个别部位的形状难以一次性取出，或者由于模型本身形状限制，为了方便调运、开箱等操作，无法与模型本体做成一体，必须脱离本体，因此，铸造模型的活块结构广泛应用在砂型铸造中。一般活块采用的是定位销、燕尾槽、嵌入式、套入式的方法进行固定，某些高长活块都采用嵌入式或套入式的方法与本体连接固定，该方法在理论上定位准确，但实际在造型生产过程中，由于混砂机放砂时的冲击力以及人工紧实时的作用力，会导致活块顶部发生摆动，造成最终铸件的形位尺寸变化，严重的直接导致铸件报废，所以在设计工艺时往往会避免出现这类高长型的活块，而因此无法达到最优工艺，浪费大量生产成本及操作工时。传统的模型活块定位方法，只能适用于小型活块，或者高度较低的大型活块，但不适用于高长型的活块，适用范围有限，而且在造型过程中极易发生位移，尤其是某些采用风压紧实装备的公司，紧实力度更大，即使在造型过程中采用人工辅助定位的方法，也无法保证模型活块的位置准确性，而且会造成模型活块的损坏，影响模型活块的使用寿命。目前还没有一种适用于高长型(高度达到或超过长、宽较小值的1.5倍)模型活块的有效固定方法。
3.针对上述现有技术中所存在的问题，研究设计一种新型的砂型铸造高长型模型活块的紧固结构及其紧固方法，从而克服现有技术中所存在的问题是十分必要的。


技术实现要素：

4.根据上述现有技术提出的传统活块定位方法不适用于高长型模型活块的固定，而且在造型过程中易发生位移，造成模型活块的损坏，影响模型活块的使用寿命等技术问题，而提供一种砂型铸造高长型模型活块的紧固结构及其紧固方法。
5.本发明采用的技术手段如下：
6.一种砂型铸造高长型模型活块的紧固装置包括：钢板、紧固螺钉、嵌入螺帽、螺杆和紧固螺母；
7.进一步地，钢板采用钢质材料切割制成，其上加工有至少两个以上的沉头通孔；
8.进一步地，紧固螺钉采用钢制材料制成，用于通过钢板上的沉头通孔把钢板紧固在模型本体上；
9.进一步地，嵌入螺帽采用钢制材料制成，通过焊接方式固定在钢板上；
10.进一步地，螺杆和紧固螺母均采用钢质材料制成，二者与嵌入螺帽的螺纹一致。
11.进一步地，钢板的轮廓尺寸以正好放入模型本体的嵌入凹坑为准；
12.进一步地，钢板上沉头通孔的数量根据钢板的轮廓大小而定；
13.进一步地，钢板通过多个紧固螺钉与沉头通孔配合紧固装配于模型本体的嵌入凹
坑内。
14.进一步地，螺杆的长度l＝活块长度l1 紧固螺母高度h。
15.一种砂型铸造高长型模型活块的紧固方法包括如下步骤：
16.步骤1、将活块与模型本体进行配合设计，活块局部可以嵌入到模型本体的嵌入凹坑内部；
17.步骤2、钢板的安装：
18.21、与现在钢板上加工出沉头通孔，具体数量根据钢板的实际轮廓而定，以能够将钢板牢固固定在模型本体上为准，所加工通孔尺寸与紧固螺钉相配合；沉头通孔的加工数量按照下述标准设计加工；当钢板轮廓面积在1600cm2以下，均布加工4个通孔；当钢板轮廓面积在1600-2500cm2之间，均布加工8个通孔；当钢板轮廓面积在2500cm2以上，均布加工12个通孔；
19.22、通过紧固螺钉和沉头通孔将钢板把合在模型本体的嵌入凹坑内，并确保钢板不会发生晃动；
20.23、采用焊接的方式将嵌入螺帽固定在钢板上，并对其进行轻微撬动，保证焊接牢固不会脱落；嵌入螺帽的数量根据活块的大小而定；当采用1个嵌入螺帽时，嵌入螺帽焊接在钢板的正中心，当采用2个或2个以上嵌入螺帽时，嵌入螺帽以均布的形式固定焊接；
21.步骤3、活动固定：
22.31、在活块对应嵌入螺帽的位置加工座孔，用于安装活块时，座孔正好套在嵌入螺帽上；座孔的直径大于嵌入螺帽外径约1-2mm，深度大于嵌入螺帽高度约1mm；
23.32、在座孔的中心位置加工通孔，贯穿整个活块的厚度，用于螺杆的穿入；通孔孔径大于螺杆外径约1-2mm；通孔垂直于座孔加工；活块体积较大时，需要加工多个通孔，配合多套嵌入螺帽、螺杆和紧固螺母对活块进行固定锁紧；
24.33、将活块与模型本体配合组装后，使用螺杆穿入活块中心的通孔，利用与嵌入螺帽的螺纹配合螺紧，直至螺杆转动受阻，此时螺杆与嵌入螺帽紧固把合；
25.34、螺杆固定完成后，会高出活块，将紧固螺母利用与螺杆的螺纹配合拧紧紧固螺母，通过紧固螺母、螺杆和嵌入螺帽配合将活块锁紧；
26.步骤4、待造型过程结束后，将紧固螺母、螺杆依次逆时针旋转卸下，将活块与模型本体分离；钢板与嵌入螺帽保留在模型本体上，以备再次使用。
27.较现有技术相比，本发明具有以下优点：
28.1、本发明提供的砂型铸造高长型模型活块的紧固结构及其紧固方法，固定方法操作简单，成本低廉，尤其适合高长活块的安装与固定；
29.2、本发明提供的砂型铸造高长型模型活块的紧固结构及其紧固方法，固定方法最大限度的保证了在造型操作过程中活块的形位尺寸，确保活块上端不会因为造型过程的操作而进行摆动，最终成品的尺寸不会偏差；
30.3、本发明提供的砂型铸造高长型模型活块的紧固结构及其紧固方法，固定方法没有复杂的操作过程和步骤，无需培训，简单易懂，操作者直接可上手操作；
31.4、本发明提供的砂型铸造高长型模型活块的紧固结构及其紧固方法，固定方法可以保证活块在转运以及造型操作过程中受力均匀，较好的延长了模型活块的使用寿命。
32.本发明作为一种通用的模型活块的固定方法，特别是对高长型的模型活块格外有
效。不仅解决了在造型过程中模型活块的形位尺寸准确等问题，更加方便了实际生产过程，通用性强，适合所有砂型铸造的模型活块固定。不仅更加准确的保证了成品铸件的尺寸，而且保证了最优工艺的可行性，极大提高铸件生产操作的工作效率,提高铸件的质量。
33.综上，应用本发明的技术方案解决了现有技术中的传统活块定位方法不适用于高长型模型活块的固定，而且在造型过程中易发生位移，造成模型活块的损坏，影响模型活块的使用寿命等问题。
附图说明
34.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
35.图1为本发明三维剖面示意图；
36.图2为本发明刚板结构示意图；
37.图3为本发明紧固螺钉结构示意图；
38.图4为本发明嵌入螺帽结构示意图；
39.图5为本发明螺杆结构示意图；
40.图6为本发明紧固螺母结构示意图；
41.图7为本发明紧固方法步骤1示意图；
42.图8为本发明紧固方法步骤2-21示意图；
43.图9为本发明紧固方法步骤2-22示意图；
44.图10为本发明紧固方法步骤2-23示意图；
45.图11为本发明紧固方法步骤3-31示意图；
46.图12为本发明紧固方法步骤3-32示意图；
47.图13为本发明紧固方法步骤3-33示意图；
48.图14为本发明紧固方法步骤3-34示意图。
49.图中：1、钢板 2、紧固螺钉 3、嵌入螺帽 4、螺杆 5、紧固螺母 6、模型本体 7、活块 8、嵌入凹坑 9、座孔。
具体实施方式
50.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
51.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。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。
52.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根
据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
53.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
54.在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
55.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
56.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
57.如图1-6所示，本发明提供了一种砂型铸造高长型模型活块的紧固装置包括：钢板1、紧固螺钉2、嵌入螺帽3、螺杆4和紧固螺母5；钢板1采用钢质材料切割制成，其上加工有至少两个以上的沉头通孔；紧固螺钉2采用钢制材料制成，用于通过钢板1上的沉头通孔把钢板1紧固在模型本体6上；嵌入螺帽3采用钢制材料制成，通过焊接方式固定在钢板1上；螺杆4和紧固螺母5均采用钢质材料制成，二者与嵌入螺帽3的螺纹一致。
58.钢板1的轮廓尺寸以正好放入模型本体6的嵌入凹坑8为准；钢板1上沉头通孔的数量根据钢板1的轮廓大小而定；钢板1通过多个紧固螺钉2与沉头通孔配合紧固装配于模型本体6的嵌入凹坑8内。
59.螺杆4的长度l＝活块7长度l1 紧固螺母5高度h。
60.如图7-14所示，一种砂型铸造高长型模型活块的紧固方法包括如下步骤：
61.步骤1、将活块7与模型本体6进行配合设计，活块7局部可以嵌入到模型本体6的嵌入凹坑8内部；
62.步骤2、钢板1的安装：
63.21、与现在钢板1上加工出沉头通孔，具体数量根据钢板1的实际轮廓而定，以能够将钢板1牢固固定在模型本体6上为准，所加工通孔尺寸与紧固螺钉2相配合；沉头通孔的加工数量按照下述标准设计加工；当钢板1轮廓面积在1600cm2以下，均布加工4个通孔；当钢板1轮廓面积在1600-2500cm2之间，均布加工8个通孔；当钢板1轮廓面积在2500cm2以上，均布加工12个通孔；
64.22、通过紧固螺钉2和沉头通孔将钢板1把合在模型本体6的嵌入凹坑8内，并确保钢板1不会发生晃动；
65.23、采用焊接的方式将嵌入螺帽3固定在钢板1上，并对其进行轻微撬动，保证焊接牢固不会脱落；嵌入螺帽3的数量根据活块7的大小而定；当采用1个嵌入螺帽3时，嵌入螺帽3焊接在钢板1的正中心，当采用2个或2个以上嵌入螺帽3时，嵌入螺帽3以均布的形式固定焊接；
66.步骤3、活动固定：
67.31、在活块7对应嵌入螺帽3的位置加工座孔9，用于安装活块7时，座孔正好套在嵌入螺帽3上；座孔9的直径大于嵌入螺帽3外径约1-2mm，深度大于嵌入螺帽3高度约1mm；
68.32、在座孔9的中心位置加工通孔，贯穿整个活块7的厚度，用于螺杆4的穿入；座孔9上加工的通孔孔径大于螺杆4外径约1-2mm；通孔垂直于座孔9加工；
69.33、将活块7与模型本体6配合组装后，使用螺杆4穿入活块7中心的通孔，利用与嵌入螺帽3的螺纹配合螺紧，直至螺杆4转动受阻，此时螺杆4与嵌入螺帽3紧固把合；
70.34、螺杆4固定完成后，会高出活块7，将紧固螺母5利用与螺杆4的螺纹配合拧紧紧固螺母5，通过紧固螺母5、螺杆4和嵌入螺帽3配合将活块7锁紧；活块7体积较大时，需要加工多个通孔，配合多套嵌入螺帽3、螺杆4和紧固螺母5对活块7进行固定锁紧；
71.步骤4、待造型过程结束后，将紧固螺母5、螺杆4依次逆时针旋转卸下，将活块7与模型本体6分离；钢板1与嵌入螺帽3保留在模型本体6上，以备再次使用。
72.实施例1
73.如图7-14所示，本发明提供了一种砂型铸造高长型模型活块的紧固方法：
74.某模型上有一高长的t型活块7，活块7总高度度450mm，长
×
宽为200
×
250mm，使用本发明方法进行紧固；
75.步骤1：模型本体6与活块7采用嵌入式配合制造，嵌入深度50mm；
76.步骤2：在模型本体6配合位置放置195
×
245mm钢板1一块，厚度10mm，并使用4个紧固螺钉2将钢板固定在模型本体上；
77.步骤3：在钢板正中心焊m16六角螺母，做为嵌入螺母3；
78.步骤4：活块7底部正中心做配合m16嵌入螺母3的座孔9；
79.步骤5：活块7以座孔9中心为基准，钻17mm圆形通孔；
80.步骤6：将活块7嵌入安装进模型本体6中；
81.步骤7：使用长度465mm的m16螺杆4插入模型活块7中心的通孔中，并顺时针旋转与钢板1上的m16嵌入螺母3拧紧，将活块7与模型本体6串联；
82.步骤8：在活块7上方露出的螺杆4位置，拧入另一个m16六角紧固螺母5，然后拧紧，达到紧固活块7的作用；
83.步骤9：进行正常的造型放砂操作，期间不需要任何人工辅助，待型砂放至活块上表面，即工艺要求位置停止；
84.步骤10：逆时针松卸活块7上方的m16六角紧固螺母5，并逆时针拧出m16螺杆4；
85.步骤11：取出活块7，进行后续操作。
86.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。