本发明专利技术公开了一种航天铝镁铸件型芯制备装置及方法，涉及铸造技术领域，装置包括双工位混砂机、大型平台、自动化负压造型取芯间、轨道、旋转台车、砂型模具和中控柜；本发明专利技术利用单台混砂机建设两条型芯自动化生产流水线，型芯的造型、硬化和取芯均在自动化负压造型取芯间完成，全流程自动化作业，仅需1名操作人员在中控台位置监测和操作，节约了人力生产成本，型芯制备效率高，制备的型芯强度、性能良好，批产质量稳定，设备占地面积小。混砂过程可针对航天铸件型芯需求加入改性物质进行改性，制芯过程能够及时吸出自动化负压造型取芯间内硬化气体并进行无害化处理，全过程无异味，无环境污染。污染。污染。
【技术实现步骤摘要】
一种航天铝镁铸件型芯制备装置及方法
[0001]本专利技术涉及铸造
，特别是涉及一种航天铝镁铸件型芯制备装置及方法。
技术介绍
[0002]为了减轻航天飞行器的重量，提高飞行器机动性和作战半径，航天飞行器大量采用铝、镁合金铸件。该类铸件大量采用砂型反重力铸造工艺成形，铸件尺寸精度、表面质量及内部质量要求高。对铸型表面质量、尺寸精度、物理化学性能(强度、发气量、退让性)及批产稳定性要求严格。
[0003]铸造用树脂黏结剂砂按其所用黏结剂化学结构可分为呋喃树脂砂、酚醛树脂砂、酚尿烷树脂砂、多元醇尿烷树脂砂、醇酸油尿烷树脂砂、环氧树脂砂、丙烯酸(盐)树脂砂、环氧丙烯基聚氨酯树脂砂和聚乙烯醇树脂砂等；按其造型及制芯工艺又可分为酸(酯或胺)自硬冷芯盒法、热(温)芯盒法、壳法、气硬冷芯盒法和烘干法等。其中采用呋喃树脂砂的自硬冷芯盒法是目前国内航天铸件铸型的主要成形方法。但呋喃树脂砂的自硬冷芯盒法硬化时间较长，铸型强度和起模时间受环境温度、湿度影响大，砂芯终强度偏高，退让性和溃散性偏低，容易导致航天铝镁合金铸件出现热裂等缺陷，生产效率低。
[0004]气硬冷芯盒工艺是一种节能、高效的造型及制芯工艺。树脂砂借助于气体或气雾催化或硬化，在室温下瞬时成型。芯砂可使时间较长，起模时间短，生产率高，适合于大批量型芯的生产，铸件尺寸精度高，因此气硬冷芯盒工艺在汽车、拖拉机、内燃机和机车车辆等行业得到应用，但常规气硬冷芯盒工艺中混砂、填砂、吹气、拆模、取芯等各个环节均需要大量人工和独立的设备、场地进行操作，人工、场地成本高，生产效率不足，铸型质量稳定性差。且树脂和硬化气体易进入空气中，难以清除，不仅会对环境造成污染，同时会产生强烈的刺激性气味。
[0005]“十四五”期间，随着我国不断加速武器装备升级换代和智能化武器装备发展，武器装备列装由过去的“研制定性及小批量生产”转变为“备战能力即放量建设”，作为航天飞行器关键结构件的铝镁合金铸件市场迅猛增长。采用自硬冷芯盒的工艺无法满足航天铝镁合金铸件批产效率和稳定性要求，而气硬冷芯盒工艺场地、人员、设备成本高，环境污染大，工作条件恶劣，铸型质量稳定性低。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的是提供一种航天铝镁铸件型芯制备装置及方法，以解决上述现有技术存在的问题，本专利技术设备集成度高，占用场地面积小，型芯批产效率和质量稳定性高，环境污染低，还能对铸型进行改性，调节铸型整体强度、退让性和溃散性，制备出满足航天铸件成形需求的优质铸型。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0008]本专利技术提供一种航天铝镁铸件型芯制备装置，包括双工位混砂机、大型平台、自动化负压造型取芯间、轨道、旋转台车、砂型模具和中控柜；
[0009]所述中控柜主体为中控电脑和PLC电控系统，所述中控柜与所述双工位混砂机、大型平台、自动化负压造型取芯间和旋转台车能够进行实时通讯和控制；
[0010]所述双工位混砂机的主体为双臂树脂混砂机，所述双工位混砂机的底部出口安装分流阀，所述分流阀的阀口与所述自动化负压造型取芯间内的注砂管连通，所述分流阀受所述中控柜控制，两侧独立开闭；
[0011]所述大型平台为整套装置的液压站、负压抽气管道、所述自动化负压造型取芯间和所述双工位混砂机的安装平台，所述液压站与装置中所有液压油缸连接并控制其运动；
[0012]所述自动化负压造型取芯间内由进口到出口的方向依次设置有注砂工位、制型工位和取型工位，所述注砂工位处设置有所述注砂管和注砂机械手，所述制型工位处安装硬化气体喷吹系统，所述取型工位处设置有用于分离砂型模具与砂芯的取芯系统；
[0013]所述轨道沿着所述自动化负压造型取芯间的进口到出口的方向铺设，所述旋转台车能够沿着所述轨道行走，所述砂型模具设置于所述旋转台车上；所述旋转台车上设置有转盘，所述砂型模具放置于所述转盘上。
[0014]优选地，所述自动化负压造型取芯间设置有两个，所述分流阀的两个阀口分别连接两个所述自动化负压造型取芯间内的所述注砂管。
[0015]优选地，所述硬化气体喷吹系统包括液压油缸和由液压油缸推动上下移动的端板，所述端板用于压紧砂型模具型砂，所述端板上还安装有多路喷嘴，所述喷嘴与外部储存高压硬化气体的储气罐相连。
[0016]优选地，所述取芯系统侧向翻转机构和上下取芯机构；
[0017]所述侧向翻转空机构包括分别设置于所述自动化负压造型取芯间两侧的液压缸和翻转伺服电机，两个所述液压缸的伸缩杆上分别转动连接有一夹持杆，所述翻转伺服电机固定在其中一个所述液压缸的伸缩杆上，所述翻转伺服电机的动力输出轴上设置有齿轮一，对应的一个所述夹持杆上设置有齿轮二，所述齿轮一与所述齿轮二啮合连接，两个所述液压缸驱动两个所述夹持杆对向伸出夹紧所述砂型模具，所述翻转伺服电机通过齿轮传动带动所述夹持杆转动，使所述砂型模具能够翻转；
[0018]所述上下取芯机构包括设置于所述自动化负压造型取芯间顶部的上顶紧液压缸和设置于所述自动化负压造型取芯间底部的下顶出液压缸，所述上顶紧液压缸的底部设置顶紧杆，所述下顶出液压缸的顶部设置有顶出杆。
[0019]优选地，所述旋转台车的车体上设置有供所述顶出杆穿过的通孔，所述顶出杆能够穿过所述旋转台车的车体对所述旋转台车顶部的所述砂型模具进行顶出作业。
[0020]优选地，所述自动化负压造型取芯间的进口和出口处分别设置有由所述中控柜控制开闭的前卷帘门和后卷帘门。
[0021]优选地，所述自动化负压造型取芯间还连接负压抽气管道，所述负压抽气管道一端连接所述自动化负压造型取芯间，另一端与外部有毒气体洗涤器连接。
[0022]本专利技术还提供一种航天铝镁铸件型芯制备方法，应用上述航天铝镁铸件型芯制备装置，包括以下步骤：
[0023]1)砂型模具准备；
[0024]将砂型模具摆放完成，放置于旋转台车上；
[0025]2)注砂；
[0026]所述旋转台车将所述砂型模具运输至自动化负压造型取芯间的进口处，进口处的前卷帘门打开，所述旋转台车进入所述自动化负压造型取芯间，将砂型模具运输至注砂工位，混砂机的分流阀打开，混合后的树脂砂通过所述分流阀及注砂管定量输送至所述砂型模具中，输送完成后，注砂机械手将所述砂型模具表面的型砂推平并压紧，所述旋转台车将所述砂型模具运输至制型工位；
[0027]3)制型；
[0028]所述砂型模具进入制型工位后，硬化气体喷吹系统在液压油缸推动下，压紧型砂，喷嘴与歧管对接，通过高压硬化气体储气罐向型砂内喷射硬化气体，直至砂芯硬化完成；
[0029]4)取型；
[0030]砂芯硬化完成后，所述硬化气体喷吹系统上升，所述旋转台车将所述砂型模具输送至取型工位；
[0031]砂芯为铸件内芯时，根据铸件内芯的形状来判断是否需要翻转砂型模具；当铸件内芯为底部尺寸大于顶部的尺寸的结构时或当铸件外型中浇道模具或冒口模具拔模斜度与底部顶出方向相反时，为了使铸件内芯或浇道模具本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种航天铝镁铸件型芯制备装置，其特征在于：包括双工位混砂机、大型平台、自动化负压造型取芯间、轨道、旋转台车、砂型模具和中控柜；所述中控柜主体为中控电脑和PLC电控系统，所述中控柜与所述双工位混砂机、大型平台、自动化负压造型取芯间和旋转台车能够进行实时通讯和控制；所述双工位混砂机的主体为双臂树脂混砂机，所述双工位混砂机的底部出口安装分流阀，所述分流阀的阀口与所述自动化负压造型取芯间内的注砂管连通，所述分流阀受所述中控柜控制，两侧独立开闭；所述大型平台为整套装置的液压站、负压抽气管道、所述自动化负压造型取芯间和所述双工位混砂机的安装平台，所述液压站与装置中所有液压油缸连接并控制其运动；所述自动化负压造型取芯间内由进口到出口的方向依次设置有注砂工位、制型工位和取型工位，所述注砂工位处设置有所述注砂管和注砂机械手，所述制型工位处安装硬化气体喷吹系统，所述取型工位处设置有用于分离砂型/砂芯与模具的取芯系统；所述轨道沿着所述自动化负压造型取芯间的进口到出口的方向铺设，所述旋转台车能够沿着所述轨道行走，所述砂型模具放置于所述旋转台车上；所述旋转台车上设置有转盘，所述砂型模具放置于所述转盘上。2.根据权利要求1所述的航天铝镁铸件型芯制备装置，其特征在于：所述自动化负压造型取芯间设置有两个，所述分流阀的两个阀口分别连接两个所述自动化负压造型取芯间内的所述注砂管。3.根据权利要求1所述的航天铝镁铸件型芯制备装置，其特征在于：所述硬化气体喷吹系统包括液压油缸和由液压油缸推动上下移动的端板，所述端板用于压紧砂型模具型砂，所述端板上还安装有多路喷嘴，所述喷嘴与外部储存高压硬化气体的储气罐相连。4.根据权利要求1所述的航天铝镁铸件型芯制备装置，其特征在于：所述取芯系统包括侧向翻转机构和上下取芯机构；所述侧向翻转空机构包括分别设置于所述自动化负压造型取芯间两侧的液压缸和翻转伺服电机，两个所述液压缸的伸缩杆上分别转动连接有一夹持杆，所述翻转伺服电机固定在其中一个所述液压缸的伸缩杆上，所述翻转伺服电机的动力输出轴上设置有齿轮一，对应的一个所述夹持杆上设置有齿轮二，所述齿轮一与所述齿轮二啮合连接，两个所述液压缸驱动两个所述夹持杆对向伸出夹紧所述砂型模具，所述翻转伺服电机通过齿轮传动带动所述夹持杆转动，使所述砂型模具能够翻转；所述上下取芯机构包括设置于所述自动化负压造型取芯间顶部的上顶紧液压缸和设置于所述自动化负压造型取芯间底部的下顶出液压缸，所述上顶紧液压缸的底部设置顶紧杆，所述下顶出液压缸的顶部设置有顶出杆。5.根据权利要求4所述的航天铝镁铸件型芯制备装置，其特征在于：所述旋转台车的车体上设置有供所述顶出杆穿过的通孔，所述顶出杆能够穿过所述旋转台车的车体对所述旋转台车顶部的所述砂型模具进行顶出作业。6.根据权利要求1所述的航天铝镁铸件型芯制备装置，其特征在于：所述自动化负压...
【专利技术属性】
技术研发人员：李泽华，冯志军，李宇飞，安如爽，李笑，
申请(专利权)人：沈阳铸研科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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