專利名稱：低熔點合金填充及回收裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及機械設備技術領域，具體講是一種低熔點合金填充及回收裝置。
背景技術：
低熔點合金的熔化溫度低、性能穩(wěn)定、回收方便，所以在管材、型材的彎曲工藝中常作為填料使用，以簡化彎曲工藝中的工裝設計、縮短工裝設計周期，具有較高的使用價值和明顯的經(jīng)濟效益，同時在提高產(chǎn)品的質量方面也有其獨到之處。管材和型材彎曲成形過程中常出現(xiàn)彎曲塌陷和變形，為獲得一定形狀及精度的彎曲件，在實際生產(chǎn)中常采用填充具有一定強度和韌性的低熔點合金作為支撐，但目前在低熔點合金的填充、融化和回收等一系列工位上都采用人工方式來完成，周期長、效率低，存在一系列弊端，具體表現(xiàn)在于(I)當大批量生產(chǎn)時，若人工方式填充、熔化和回收，這些工位多是分開處理的，填充所需要的低熔點合金的量大，周轉資金大，生產(chǎn)成本高，且存在占地面積大、生產(chǎn)周期長和工序復雜等缺點；( 2 )采用人工填充操作A、低熔點合金采用水浴加熱熔化，填充時經(jīng)常有水伴隨澆鑄進去，造成填充不均勻及水泡夾雜，若水泡正好位于管壁處，就會造成局部無支撐，如果水泡較大且正好位于變形區(qū)域，會造成該處無支撐而變形無控制，嚴重影響成形質量；B、傳統(tǒng)的先填充再緩慢冷卻方式，凝固收縮大，管材與低熔點合金易分離，填充不緊實，彎曲變形大，廢品率較高，特別是靠近工件端部最后澆鑄的低熔點合金凝固收縮最為嚴重；其次，先填充后再緩慢冷卻凝固，生產(chǎn)周期長，生產(chǎn)效率低。C、填充時需多人合作，自動化程度低，生產(chǎn)效率低，人工成本高。D、低熔點合金中鉛、鎘等元素屬有毒物質，長期工作有害身體健康。(3)回收方式采用水浴融化，溫水能量使用率不高，低熔點合金回收效率低下；低熔點合金與管材是否完全分離完全靠人工來判斷，費時費力，加大了工人的工作量。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是，提供一種能夠自動化填充及回收低熔點合金的低熔點合金填充及回收裝置，進而避免了人工填充及回收低熔點合金所產(chǎn)生的一系列弊端。本發(fā)明的技術方案是，本發(fā)明低熔點合金填充及回收裝置，它包括水箱、轉盤、澆口、冷卻噴頭、可從轉盤上取放工件的第一機械手、可從澆口下取放工件的第二機械手、可帶動冷卻噴頭沿工件中的低熔點合金填充方向移動的第三機械手；水箱內設有安裝座和水溫保持單元，轉盤與安裝座可轉動連接，轉盤的轉動平面與水平面相交；澆口和水箱間設有用于連通澆口與水箱的可開閉的連接管，連接管一端與水箱底部連接，連接管另一端與澆口連接；冷卻噴頭位于澆口下方，并呈可圍繞工件外壁的環(huán)形，冷卻噴頭與第三機械手連接。、
本發(fā)明的工作原理是，水箱內預設一定量的低熔點合金和水以進行連續(xù)作業(yè)，由于低熔點合金的密度要大于水的密度，低熔點合金沉在水底，所以低熔點合金與水之間會出現(xiàn)分層，即低熔點合金位于水箱底部，水位于低熔點合金上面；因轉盤的轉動平面與水平面相交，所以轉盤一部分位于水面以下；回收過程通過第一機械手，填充有低熔點合金的工件能夠被自動放置在轉盤的露出于水面的部分上，放好工件后，轉盤轉動以帶動工件落入水中，利用水溫，工件中的低熔點合金將會融化并從工件流出進入水箱后沉到水箱底部，轉盤繼續(xù)轉動將水中工件帶出水面，第一機械手將這個工件帶離轉盤，然后放上下一個工件，以此周而復始來進行回收過程，轉盤轉動有利于帶動水的流動，不僅使工件中的低熔點合金始終能夠接觸到溫度較高的水，且有利于低熔點合金流出；填充過程通過第二機械手，未填充有低熔點合金的工件能夠被自動放 置在澆口下，可開閉的連接管打開來將水箱底部的低熔點合金引流至工件需填充的部位，填充的同時，第三機械手帶動冷卻噴頭沿工件中的低熔點合金填充方向移動，環(huán)形冷卻噴頭噴射的冷卻水所覆蓋的平面與低熔點合金的填充橫截面基本位于同一平面，就這樣，邊填充邊冷卻，填充完后，可開閉的連接管關閉，同時第二機械手將填充好低熔點合金的工件取出，然后放入下一個未填充有低熔點合金的工件，以此周而復始來進行填充過程；通過填充過程和回收過程的銜接，就能夠進行連續(xù)作業(yè)，且水箱內總是會有一定量的低熔點合金，從而使水被隔離，不會因填充消耗低熔點合金使水進入需填充低熔點合金的工件中，即利用了低熔點合金的隔離作用。采用上述結構后，本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點本發(fā)明各部件的協(xié)調工作，完全實現(xiàn)了自動化，避免了人工填充及回收低熔點合金所產(chǎn)生的一系列弊端，即具體表現(xiàn)在于(I)當大批量生產(chǎn)時，圍繞本發(fā)明組織的生產(chǎn)線各工位能夠較為集中，填充所需要的低熔點合金能夠用回收的部分直接補充，對所需要的低熔點合金的總量的要求降低，周轉資金小，生產(chǎn)成本低，且占地面積小、生產(chǎn)周期短和工序變簡單等優(yōu)點；(2)A、利用低熔點合金的隔離作用，避免填充時經(jīng)常有水伴隨澆鑄進去，這樣就不會造成填充不均勻及水泡夾雜，保證了成形質量；B、由于邊填充邊冷卻，凝固收縮小，管材與低熔點合金不易分離，填充緊實，彎曲變形好，廢品率較低，同時，邊填充邊冷卻還使得生產(chǎn)周期縮短，生產(chǎn)效率提高；C、填充實現(xiàn)自動化，生產(chǎn)效率高，人工成本降低；D、低熔點合金中鉛、鎘等元素屬有毒物質，在填充和回收時避免了工作人員因太靠近而身體健康受到影響；(3)由于直接將工件浸入水中，低熔點合金直接與水接觸，水溫的能量使用率較高，低熔點合金回收效率提高；低熔點合金與管材分離徹底，無需人工判斷。作為改進，所述水箱包括溶解箱和支撐箱，溶解箱安放在支撐箱中；所述安裝座設于溶解箱中，所述連接管和水溫保持單元均設于支撐箱中；所述溶解箱設有倒圓臺形底部；所述連接管一端與水箱底部連接是指連接管一端與底部連接，這樣，倒圓臺形底部就像一個漏斗，能夠迅速引流低熔點合金至通向連接管的出口，且少量的低熔點合金就能夠覆蓋出口，隔離水的同時，對預留的低熔點合金的量的要求較低；溶解箱和支撐箱均填充有水，支撐箱的水溫能夠保證流經(jīng)連接管的低熔點合金仍然是處于可流動狀態(tài)；水溫保持單元位于支撐箱，避免了與溶解箱的低熔點合金直接接觸的可能；綜合上述，更利于本發(fā)明性能的提聞。作為進一步改進，它還包括一出多分流管；連接管一端與隔板連接是指，分流管一端與隔板最低點連接，分流管另一端與各連接管連接，這樣就能夠同時填充多個工件，進一步提聞生廣效率。作為進一步改進，所述溶解箱的內側面設有噴丸層，噴丸層下邊緣與底部11邊緣接壤，噴丸層的高度的取值范圍為閉區(qū)間[5cm，20cm]，當?shù)腿埸c合金的上平面高于噴丸層下邊緣，且由于噴丸層為粗糙面，這樣，利用粗糙面，就能夠徹底防止低熔點合金伴著水一起流入工件，使得低熔點合金隔離水的 作用將更加有效。作為進一步改進，所述水箱設有蓋子，蓋子設有可供轉盤的一部分露在蓋子外的開口，蓋子有利于水的保溫，較為節(jié)能，也可以盡可能防止異物掉入水箱中。作為進一步改進，所述轉盤包括支柱、十字形支桿、設于支桿周向各末端的座體，支柱的上部周向均布有四個凹陷，支桿上設有可進出所述凹陷的彈珠；轉盤與安裝座可轉動連接是指，支柱與安裝座固定連接，支桿與支柱可轉動連接，這樣，十字形支桿重量較輕，轉動靈活，支桿周向有四個末端，能夠同時放上四個工件，此外，彈珠能夠進行限位，使末端定位準確。作為進一步改進，當彈珠落入凹陷，所述各末端中處于最高點的末端與支桿轉動面的最高點相偏離，由于彈珠落入凹陷，彈珠就起限位作用，只要所述末端與最高點不重合，即偏離最高點，那么當放上填充有低熔點合金的工件，因填充有低熔點合金的工件的重量較重，所以，利用重量產(chǎn)生的一個轉動力矩，填充有低熔點合金的工件就能夠克服彈珠限位作用，使彈珠從凹陷中滾出，從而推動十字形支桿轉動，而回收后剩下的空的工件因重量不夠，不會推動十字形支桿轉動，因此十字形支桿轉動無需額外提供動力，非常節(jié)能。作為進一步改進，所述轉盤周向設有若干槳葉，槳葉沿轉盤周向均勻分布，這樣，若干槳葉構成一個葉輪，當轉盤轉動時，槳葉也被帶動，槳葉與水接觸時，會給轉盤施加一個反向力，這個反向力能夠用于控制轉盤的轉速，使得轉盤的轉動速度為可控。作為進一步改進，轉盤的轉動平面與水平面的夾角的取值范圍為閉區(qū)間[60° ,85° ]，這些夾角更有利于轉盤利用工件自重來轉動，同時也方便取放工件。


圖I是本發(fā)明低熔點合金填充及回收裝置的結構示意圖。圖2是本發(fā)明低熔點合金填充及回收裝置的部分爆炸示意圖。圖3是本發(fā)明低熔點合金填充及回收裝置的局部仰視圖。圖4是本發(fā)明低熔點合金填充及回收裝置的轉盤的結構示意圖。圖5是本發(fā)明低熔點合金填充及回收裝置的轉盤的爆炸示意圖。圖6是本發(fā)明低熔點合金填充及回收裝置的轉盤的半剖視示意圖。圖7是本發(fā)明低熔點合金填充及回收裝置的轉盤的爆炸示意圖。圖中所示，I、溶解箱，2、支撐箱，3、澆口，4、冷卻噴頭，5、第一機械手，6、第二機械手，7、第三機械手，8、安裝座，9、水溫保持單元，10、連接管，11、底板，12、噴丸層，13、蓋子，14、開口，15、分流管，16、支柱，17、支桿，18、座體，19、凹陷，20、彈珠，21、軸套，22、電磁閥，23、槳葉，24、圓盤座，25、噴嘴。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明。本發(fā)明低熔點合金填充及回收裝置，它包括水箱、轉盤、澆口 3、冷卻噴頭4、可從轉盤上取放工件的第一機械手5、可從澆口 3下取放工件的第二機械手6、可帶動冷卻噴頭4沿工件中的低熔點合金填充方向移動的第三機械手7 ;水箱內設有安裝座8和水溫保持單元9，轉盤與安裝座8可轉動連接，轉盤的轉動平面與水平面相交；澆口 3和水箱間設有用于連通澆口 3與水箱的可開閉的連接管10，連接管10 —端與水箱底部連接，連接管10另一端與澆口 3連接；冷卻噴頭4位于澆口 3下方，并呈可圍繞工件外壁的環(huán)形，冷卻噴頭4與第三機械手7連接。 所述水箱包括溶解箱I和支撐箱2，溶解箱I安放在支撐箱2中；所述安裝座8設于溶解箱I中，所述連接管10和水溫保持單元9均設于支撐箱2中；所述溶解箱I設有倒圓臺形底部11 ;所述連接管10 —端與水箱底部連接是指連接管10 —端與底部11連接。它還包括一出多分流管15 ;連接管10 —端與隔板11連接是指，分流管15 —端與隔板11最低點連接，分流管15另一端與各連接管10連接。所述溶解箱I的內側面設有噴丸層12，噴丸層12下邊緣與底部11邊緣接壤，噴丸層12的高度的取值范圍為閉區(qū)間[5cm，20cm]，本例中，噴丸層12的高度為15cm。所述水箱設有蓋子13,蓋子13設有可供轉盤的一部分露在蓋子13外的開口 14。所述轉盤包括支柱16、十字形支桿17、設于支桿17周向各末端的座體18，支柱16的上部12周向均布有四個凹陷19，支桿17上設有可進出所述凹陷19的彈珠20，彈珠20由彈簧頂??；轉盤與安裝座8可轉動連接是指，支柱16與安裝座8固定連接，支桿17與支柱16可轉動連接；所述座體18為四個，在彈珠起限位作用時，這四個座體18中正好有一個通過開口 14露在蓋子13外，而其他三個座體18則位于蓋子13下。當彈珠20落入凹陷19，所述各末端中處于最高點的末端與支桿17轉動面的最高點相偏離。所述轉盤周向設有若干槳葉23，槳葉23沿轉盤周向均勻分布，本例中，所述轉盤設有用于安裝槳葉23的環(huán)形圓盤座24，槳葉23垂直環(huán)形圓盤座24表面安裝。轉盤的轉動平面與水平面的夾角的取值范圍為閉區(qū)間[60° ,85° ]，本例中，所述夾角為75°。所述水箱安裝有液位計，以方便觀察和控制水的高度。現(xiàn)有技術的機械手比較豐富，所述第一機械手5、第二機械手6和第三機械手7均可采用現(xiàn)有技術，本例中，所述第一機械手5能夠實現(xiàn)升降、回轉以及水平移動，具體由電機驅動絲桿、回轉氣缸以及直線移動氣缸實現(xiàn)；所述第二機械手6能夠實現(xiàn)水平移動，具體由電機驅動絲桿實現(xiàn)，絲桿帶動托盤，工件置于托盤上；所述第三機械手7能夠實現(xiàn)升降，具體由伺服氣缸實現(xiàn)。所述澆口 3、冷卻噴頭4和連接管10均為四個，連接管10環(huán)形部分設有多個噴嘴25，這多個噴嘴25沿環(huán)形依序分布，噴水方向為向環(huán)形中心噴射。所述連接管10上安裝有電磁閥22，通過電磁閥來控制連接管10的開閉。
為減少磨損，同時靈活轉動,支桿17與支柱16可轉動連接處設有軸套21,軸套21上端面低于所述凹陷19，即軸套21不會干涉彈珠20的運動。所述水溫保持單元9為外部套有防水導熱殼體的電阻絲加熱單元。所述第一機械手5、第二機械手6、第三機械手7、水溫保持單元9、冷卻噴頭4的供水、電磁閥22所采用的相關控制單元，既可以分開設置，相互并列，也可以由一個控制單元集中控制，但不管是分開還是 集中，均可采用現(xiàn)有技術的單片機或者PLC等控制技術，為常規(guī)，在這里就不加以詳述。
權利要求
1.一種低熔點合金填充及回收裝置，其特征在于，它包括水箱、轉盤、澆口(3)、冷卻噴頭(4)、可從轉盤上取放工件的第一機械手(5)、可從澆口(3)下取放工件的第二機械手(6)、可帶動冷卻噴頭(4)沿工件中的低熔點合金填充方向移動的第三機械手(7);水箱內設有安裝座(8)和水溫保持單元(9)，轉盤與安裝座(8)可轉動連接，轉盤的轉動平面與水平面相交；澆口(3)和水箱間設有用于連通澆口(3)與水箱的可開閉的連接管(10)，連接管(10) —端與水箱底部連接，連接管(10)另一端與澆口(3)連接；冷卻噴頭(4)位于澆口(3)下方，并呈可圍繞工件外壁的環(huán)形，冷卻噴頭(4)與第三機械手(7)連接。
2.根據(jù)權利要求I所述的低熔點合金填充及回收裝置，其特征在于，所述水箱包括溶解箱(I)和支撐箱(2)，溶解箱(I)安放在支撐箱(2)中；所述安裝座(8)設于溶解箱(I)中，所述連接管(10)和水溫保持單元(9)均設于支撐箱(2)中；所述溶解箱(I)設有倒圓臺形底部(11);所述連接管(10) —端與水箱底部連接是指連接管(10) —端與底部(11)連接。
3.根據(jù)權利要求2所述的低熔點合金填充及回收裝置，其特征在于，它還包括一出多分流管(15);連接管(10) —端與底部(11)連接是指，分流管(15) —端與底部(11)最低點連接，分流管(15)另一端與各連接管(10)連接。
4.根據(jù)權利要求2所述的低熔點合金填充及回收裝置，其特征在于，所述溶解箱(I)的內側面設有噴丸層(12)，噴丸層(12)下邊緣與底部(11)邊緣接壤，噴丸層(12)的高度的取值范圍為閉區(qū)間[5cm，20cm]。
5.根據(jù)權利要求I所述的低熔點合金填充及回收裝置，其特征在于，所述水箱設有蓋子(13)，蓋子(13)設有可供轉盤的一部分露在蓋子(13)外的開口(14)。
6.根據(jù)權利要求I所述的低熔點合金填充及回收裝置，其特征在于，所述轉盤包括支柱(16)、十字形支桿(17)、設于支桿(17)周向各末端的座體(18)，支柱(16)的上部(12)周向均布有四個凹陷(19)，支桿(17)上設有可進出所述凹陷(19)的彈珠(20);轉盤與安裝座(8)可轉動連接是指，支柱(16)與安裝座(8)固定連接，支桿(17)與支柱(16)可轉動連接。
7.根據(jù)權利要求6所述的低熔點合金填充及回收裝置，其特征在于，當彈珠(20)落入凹陷(19)，所述各末端中處于最高點的末端與支桿(17)轉動面的最高點相偏離。
8.根據(jù)權利要求I所述的低熔點合金填充及回收裝置，其特征在于，所述轉盤周向設有若干槳葉(23)，槳葉(23)沿轉盤周向均勻分布。
9.根據(jù)權利要求I所述的低熔點合金填充及回收裝置，其特征在于，轉盤的轉動平面與水平面的夾角的取值范圍為閉區(qū)間[60° ,85° ]。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種能夠自動化填充及回收低熔點合金的低熔點合金填充及回收裝置，它包括水箱、轉盤、澆口(3)、冷卻噴頭(4)、可從轉盤上取放工件的第一機械手(5)、可從澆口(3)下取放工件的第二機械手(6)、可帶動冷卻噴頭(4)沿工件中的低熔點合金填充方向移動的第三機械手(7)；水箱內設有安裝座(8)和水溫保持單元(9)，轉盤與安裝座(8)可轉動連接，轉盤的轉動平面與水平面相交；澆口(3)和水箱間設有用于連通澆口(3)與水箱的可開閉的連接管(10)，連接管(10)一端與水箱底部連接，連接管(10)另一端與澆口(3)連接；冷卻噴頭(4)位于澆口(3)下方，并呈可圍繞工件外壁的環(huán)形。
文檔編號B21D9/16GK102641926SQ20121011324
公開日2012年8月22日 申請日期2012年4月17日 優(yōu)先權日2012年4月17日
發(fā)明者俞凱逸, 劉 文, 李繼強, 莫偉偉, 馬挺, 馬文箏 申請人:浙江大學寧波理工學院