專利名稱：液壓伺服控制全自動粘土砂造型機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種鑄造機(jī)械設(shè)備，具體為ー種采用液壓伺服控制的全自動水平分箱粘土砂造型機(jī)。主要用于鑄造用粘土砂砂型的制作。
背景技術(shù)：
粘土砂金屬鋳造成型是機(jī)械零件毛坯的主要生產(chǎn)方法之一，在機(jī)械制造エ業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用，并且占有重要地位。其中粘土砂砂型的制作是鑄件生產(chǎn)エ藝過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，砂型的制作質(zhì)量直接關(guān)系到鑄件的質(zhì)量和成品率，對提高鑄件質(zhì)量，降低鑄件成本起著至關(guān)重要的作用，國外發(fā)達(dá)國家為該造型エ藝研制了各類高端自動化造型機(jī)，這類機(jī)械具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量穩(wěn)定、節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，但因其價(jià)格相當(dāng)昂貴，維護(hù)難度大，在一般客戶中難以推廣使用。目前國內(nèi)絕大多數(shù)鋳造企業(yè)仍在運(yùn)用エ藝簡單、技術(shù)落后的震壓式造型機(jī)或壓實(shí)式造型機(jī)進(jìn)行砂型制作，制作的砂型質(zhì)量穩(wěn)定性差、設(shè)備運(yùn)行噪聲高，勞動強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低，環(huán)境污染重，國內(nèi)鋳造行業(yè)急需高端自動化造型機(jī)取代現(xiàn)有落后的造型設(shè)備。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，設(shè)計(jì)了一種液壓伺服控制全自動粘土砂造型機(jī)。一種液壓伺服控制全自動粘土砂造型機(jī)，包括由上梁、側(cè)立板和底座組成的機(jī)架，在兩側(cè)立板之間設(shè)置有翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，在機(jī)架上依次安裝有射砂機(jī)構(gòu)、捅箱機(jī)構(gòu)、壓實(shí)機(jī)構(gòu)、提升機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和接型機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的射砂機(jī)構(gòu)由包括ー個(gè)射沙罐，在射砂罐下部有兩個(gè)射砂頭，一個(gè)射砂頭升降氣缸控制所述射砂頭的升降，在射砂罐的上部安裝有砂門閘板和控制砂門閘板開閉的砂門閘板氣缸；所述的捅箱機(jī)構(gòu)為ー個(gè)捅箱油缸；所述的壓實(shí)機(jī)構(gòu)包括下壓實(shí)伺服油缸及置于所述油缸端部的下壓實(shí)板、與下壓實(shí)伺服油缸同軸并且相對設(shè)置的上壓實(shí)伺服油缸及置于該油缸端部的上壓實(shí)板，在上壓實(shí)板的端面還設(shè)置有澆帽棒；所述的提升機(jī)構(gòu)包括兩支導(dǎo)柱，通過導(dǎo)向環(huán)固定在導(dǎo)柱上的上砂箱和下砂箱，所述的 上砂箱與下砂箱分別連接上箱移動油缸、下箱移動油缸，通過所述上箱移動油缸及下箱移動油缸實(shí)現(xiàn)上砂箱與下砂箱的合箱與開模；所述的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)通過翻轉(zhuǎn)裝置油缸實(shí)現(xiàn)90°順時(shí)針/逆時(shí)針轉(zhuǎn)動，所述的翻轉(zhuǎn)裝置油缸為液壓伺服油缸；所述的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)套接在一起的同心軸，在兩個(gè)軸上分別固定有砂箱回轉(zhuǎn)平臺和型板框旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述的砂箱回轉(zhuǎn)平臺包括兩個(gè)互呈180°設(shè)置的下砂箱，在平臺下部固定安裝有與回轉(zhuǎn)馬達(dá)齒輪相嚙合的軸齒輪，所述的型板框旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括ー個(gè)固定在旋轉(zhuǎn)軸下部的旋轉(zhuǎn)氣缸和置于旋轉(zhuǎn)軸上部的型板框；所述的接型機(jī)構(gòu)由接型板及置于接型板下部的接型氣缸組成，并且接型板及接型氣缸與上部的砂箱處于同一中心軸線上。所述的液壓伺服控制全自動粘土砂造型機(jī)，其特征在于砂箱壓實(shí)板為三層疊加結(jié)構(gòu)，其中兩側(cè)較高的高側(cè)板和中間較低的夾板形成一個(gè)凹槽，在凹槽內(nèi)嵌入由高分子材料制造而成的中空式柔性橡膠圈，橡膠圈兩側(cè)與兩個(gè)高側(cè)板之間固定有V型擋圈。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是1、砂箱壓實(shí)板采用了中空液壓脹縮式新型密封元件。該密封元件具有高的機(jī)械強(qiáng)度、高的耐磨特性、高的使用壽命、高的密封可靠性。2、利用伺服控制技術(shù)驅(qū)動翻轉(zhuǎn)油缸，將上、下砂箱在水平和垂直兩個(gè)方向上進(jìn)行90度的回轉(zhuǎn)，保證砂箱在翻轉(zhuǎn)過程中做到緩啟、緩?fù)?、精?zhǔn)定位，不發(fā)生砂箱定位沖擊導(dǎo)致的砂型垮塌和砂型變形，確保了砂型制作的成品率。本實(shí)用新型的有益效果是該造型機(jī)的機(jī)械部件運(yùn)動快、定位精準(zhǔn)，無砂型外泄具有高效節(jié)能、環(huán)保的特點(diǎn)。同時(shí)該造型機(jī)所制作的砂型緊實(shí)度高而且均勻，用其澆鑄出來的鑄件廢品率低，外形美觀，幾何尺寸精度高。
圖I是本實(shí)用新型的橫向結(jié)構(gòu)圖-砂箱處于水平位置的分模狀態(tài)。圖2是本實(shí)用新型的縱向結(jié)構(gòu)圖。圖3是壓實(shí)板結(jié)構(gòu)示意圖。圖中I-砂門閘板，2-砂門閘板氣缸，3-射砂罐，4-射砂頭升降氣缸，5-射砂頭，6-捅箱油缸，7-下壓實(shí)伺服油缸，8-下壓實(shí)板，9-上壓實(shí)伺服油缸，10-上壓實(shí)板，11-澆帽棒，12-V型擋圈，13-翻轉(zhuǎn)裝置油缸，14-導(dǎo)柱，15-上砂箱，16-下砂箱，17-型板框，18-型板，19-砂箱回轉(zhuǎn)平臺，20-回轉(zhuǎn)馬達(dá)，21-接型板，22-接型板氣缸，23-型板框旋轉(zhuǎn)油缸，24-柔性橡膠圈，25-下箱移動油缸，26-上箱移動油缸，27-推型油缸，28-高側(cè)板，29-夾板，30-轉(zhuǎn)軸，31-上梁，32-側(cè)立板，33-底座，34-位移傳感器。
具體實(shí)施方式
圖I所示由上梁31、底座33與中間的兩個(gè)側(cè)立板32構(gòu)成了高強(qiáng)度機(jī)架。在上梁31的頂部垂直固定有捅箱油缸6。在捅箱油缸的右側(cè)安裝有由射砂罐3，砂門閘板I和砂門閘板氣缸2組成的射砂機(jī)構(gòu)，在射砂罐內(nèi)安有控制射砂頭5升降的射砂頭升降氣缸4。所述的射砂罐內(nèi)儲存型砂并將型砂在壓縮空氣的作用下高速沖入砂箱內(nèi)。上梁31的左側(cè)水平位置安裝有下壓實(shí)伺服油缸7，其頭部與下壓實(shí)板8連接，下壓實(shí)板在下壓實(shí)油缸的驅(qū)動下可沿導(dǎo)柱左右運(yùn)動。與下壓實(shí)油缸對稱的位置，在上梁的右側(cè)水平位置安裝有上壓實(shí)伺服油缸9，其頭部安裝上壓實(shí)板10和澆帽棒11，澆帽棒11用于型砂壓實(shí)過程中在砂型側(cè)面留出澆冒ロ。在上梁31和底座33之間兩塊側(cè)立板的中間內(nèi)部安裝有垂直翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，可驅(qū)動上、下砂箱進(jìn)行90度翻轉(zhuǎn)。上述翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的正面設(shè)置兩根精密導(dǎo)柱14，上砂箱15和下砂箱16通過側(cè)面的導(dǎo)向環(huán)固定在導(dǎo)柱14上，靠安裝在導(dǎo)柱內(nèi)側(cè)的下箱移動油缸25和上箱移動油缸26驅(qū)動，沿導(dǎo)柱上下運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)砂箱的合箱和開模過程。底座33位于機(jī)架的下部，與兩塊側(cè)立板焊接，在底座上安裝有接型機(jī)構(gòu)，上述接型機(jī)構(gòu)由接型板21和接型板氣缸22組成，接型氣缸垂直設(shè)置，與上方的砂箱處在同一中心軸線上，當(dāng)成型的砂型從砂箱內(nèi)捅出時(shí)，接型板21上升，托住型砂后再緩慢下降至推型位。底座33的左側(cè)安裝有砂箱回轉(zhuǎn)平臺和型板框旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，兩個(gè)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)具有相同的軸心。上述砂箱回轉(zhuǎn)平臺19兩端各放置一個(gè)下砂箱，平臺轉(zhuǎn)軸下部安裝齒輪并與其左側(cè)回轉(zhuǎn)馬達(dá)20的齒輪相嚙合，由回轉(zhuǎn)馬達(dá)驅(qū)動進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。型板旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)軸的上方固定型板框17，下方通過連接機(jī)構(gòu)與型板旋轉(zhuǎn)氣缸23連接。由氣缸驅(qū)動進(jìn)行90度旋轉(zhuǎn)，型板18放置在型板框上方，可根據(jù)不同的鑄件外形要求更換相應(yīng)的型板。圖2所示是本實(shí)用新型造型機(jī)的縱向結(jié)構(gòu)示意圖。在底座33上方的外側(cè)安裝有推型油缸27，用于將成型的砂型從造型機(jī)內(nèi)部推出到澆鑄線上。砂箱壓實(shí)板設(shè)計(jì)為三層的疊加結(jié)構(gòu)，兩側(cè)較高的高側(cè)板28和中間較低的夾板29形成一個(gè)凹槽，在凹槽內(nèi)嵌入由高分子材料制造而成的中空式柔性橡膠圈24，橡膠圈兩側(cè)與兩個(gè)高側(cè)板之間固定有V型擋圈12，該橡膠圈具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，外皮光滑、柔軟性強(qiáng)、耐磨。橡膠圈充液接ロ深入中間夾板內(nèi)，與外部的充油管路連接。當(dāng)壓實(shí)板進(jìn)入砂箱內(nèi)部射砂前，橡膠圈內(nèi)部充油膨脹，兩側(cè)貼住V型擋圈，頂部緊貼砂箱內(nèi)壁進(jìn)行密封，避免型砂高速射入砂箱時(shí)發(fā)生泄漏。型砂壓實(shí)過程中，通過控制橡膠圈的供油壓力，使橡膠圈保持在一個(gè)適當(dāng)?shù)呐蛎浂龋饶苓m度密封、減少型砂的泄漏，同時(shí)降低摩擦力，延長使用壽命。上、下砂箱在水平和垂直兩個(gè)方向的翻轉(zhuǎn)是通過翻轉(zhuǎn)裝置油缸13的驅(qū)動來實(shí)現(xiàn) 的。本實(shí)用新型采用液壓伺服技術(shù)進(jìn)行該油缸的控制，通過位移傳感器34檢測出油缸的位移從而確定砂箱所處的不同角度，使砂箱在翻轉(zhuǎn)過程中根據(jù)位置信號做到緩慢啟動、快速運(yùn)動、緩慢停止、精準(zhǔn)定位，可保證砂箱在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的前提下不發(fā)生啟動和停位時(shí)的末端沖擊，避免砂型塌陷、砂型變形，確保了砂型制作的成品率。自動造型機(jī)的工作過程如下初始狀態(tài)下，砂箱回轉(zhuǎn)平臺19的兩端各放置ー個(gè)下砂箱。其中一個(gè)下砂箱在機(jī)架內(nèi)側(cè)的造型位，另一個(gè)下砂箱在機(jī)架外側(cè)的下芯位，上下砂箱處于分箱狀態(tài)。型板框17處于機(jī)架外側(cè)，型板18放置在型板框上。上壓實(shí)油缸、下壓實(shí)油缸、捅箱油缸和接型板氣缸全部處于收回狀態(tài)。啟動運(yùn)行后，型板框旋轉(zhuǎn)油缸23伸出，帶動型板框17繞轉(zhuǎn)軸30旋轉(zhuǎn)90度，將型板18旋入機(jī)架內(nèi)側(cè)，處于上、下砂箱的中間，上砂箱15和下砂箱16分別在上箱移動油缸26和下箱移動油缸25的驅(qū)動下沿導(dǎo)柱14相向運(yùn)動，將型板夾在中間進(jìn)行一次合箱。之后，翻轉(zhuǎn)裝置油缸13伸出，驅(qū)動翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)順時(shí)針90度旋轉(zhuǎn)，將合箱后的上、下砂箱旋至垂直狀態(tài)，砂箱上的射砂ロ對準(zhǔn)頂部的射砂頭5后，射砂頭下降。同時(shí)，上梁左側(cè)的下壓實(shí)伺服油缸7和右側(cè)的上壓實(shí)伺服油缸9同時(shí)相向快速運(yùn)動，將下壓實(shí)板8和上壓實(shí)板10分別推入下砂箱和上砂箱的指定位置，使上、下砂箱和中間的型板形成兩個(gè)封閉容腔，這時(shí)，射砂罐3內(nèi)的型砂在壓縮空氣的作用下高速沖入砂箱內(nèi)，填滿上、下砂箱的整個(gè)空間。砂箱填充后，下壓實(shí)缸7慢速前進(jìn)、下箱移動油缸25和上箱移動油缸26動作，在幾個(gè)驅(qū)動油缸的共同作用下，砂箱內(nèi)的型砂被壓緊、震實(shí)。壓實(shí)完成后，射砂頭5上升，下壓實(shí)伺服油缸7和上壓實(shí)伺服油缸9同時(shí)緩慢后退，使緊實(shí)的砂型緩慢脫離上、下壓實(shí)板，避免型砂在外部壓カ突然釋放時(shí)產(chǎn)生局部崩塌。隨后，下壓實(shí)伺服油缸7和上壓實(shí)伺服油缸9同時(shí)快速后退，翻轉(zhuǎn)裝置油缸13收回，驅(qū)動翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)逆時(shí)針90度旋轉(zhuǎn)，將上、下砂箱旋至水平狀態(tài)，上箱移動油缸26和下箱移動油缸25同時(shí)后退，將砂箱打開，下砂箱落在回轉(zhuǎn)平臺上，型板框旋轉(zhuǎn)油缸23收回，帶動型板框旋轉(zhuǎn)90度，將型板至于機(jī)架外偵牝同時(shí)，平臺回轉(zhuǎn)馬達(dá)20旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動平臺進(jìn)行180度旋轉(zhuǎn)，將造型位和下芯位的下砂箱調(diào)換位置，將機(jī)架內(nèi)側(cè)的下砂箱旋至機(jī)架外側(cè)進(jìn)行下芯操作，剛才在機(jī)架外側(cè)下芯位裝好芯子的下砂箱旋入機(jī)架內(nèi)側(cè)，上、下砂箱在上箱移動油缸26和下箱移動油缸25的驅(qū)動下沿導(dǎo)柱14相向運(yùn)動，將芯子夾在中間進(jìn)行二次合箱。隨后，頂部的捅箱油缸6下降，將成型的型砂從砂箱中捅出，同時(shí)，下部的接型氣缸22上升，接型板21托住從砂箱中捅出的型砂，緩慢下降至推型位，側(cè)部的推型油缸27伸出，將型砂從機(jī)架內(nèi)推出至澆鑄線上，進(jìn)行鑄件澆鑄。至此，ー個(gè)造型周期結(jié)束。隨后，捅箱油缸6上升，砂箱打開，型板框再次旋入機(jī)架內(nèi)側(cè)，進(jìn) 行下一次造型。自動造型機(jī)按照這種模式連續(xù)工作，完成不間斷的造型生產(chǎn)。
權(quán)利要求1.一種液壓伺服控制全自動粘土砂造型機(jī)，包括由上梁(31)、側(cè)立板(32)和底座(33)組成的機(jī)架，在兩側(cè)立板之間設(shè)置有翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，在機(jī)架上依次安裝有射砂機(jī)構(gòu)、捅箱機(jī)構(gòu)、壓實(shí)機(jī)構(gòu)、提升機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和接型機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的射砂機(jī)構(gòu)由包括一個(gè)射沙罐(3)，在射砂罐下部有兩個(gè)射砂頭(5)，一個(gè)射砂頭升降氣缸(4)控制所述射砂頭(5)的升降，在射砂罐的上部安裝有砂門閘板(I)和控制砂門閘板開閉的砂門閘板氣缸(20);所述的捅箱機(jī)構(gòu)為一個(gè)捅箱油缸(6);所述的壓實(shí)機(jī)構(gòu)包括下壓實(shí)伺服油缸(7)及置于所述油缸端部的下壓實(shí)板(8)、與下壓實(shí)伺服油缸(7)同軸并且相對設(shè)置的上壓實(shí)伺服油缸(9)及置于該油缸端部的上壓實(shí)板(10)，在上壓實(shí) 板(10)的端面還設(shè)置有澆帽棒(11);所述的提升機(jī)構(gòu)包括兩支導(dǎo)柱(14),通過導(dǎo)向環(huán)固定在導(dǎo)柱(14)上的上砂箱(15)和下砂箱(16),所述的上砂箱與下砂箱分別連接上箱移動油缸(26)、下箱移動油缸(25)，通過所述上箱移動油缸及下箱移動油缸實(shí)現(xiàn)上砂箱與下砂箱的合箱與開模；所述的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)通過翻轉(zhuǎn)裝置油缸(13)實(shí)現(xiàn)90°順時(shí)針/逆時(shí)針轉(zhuǎn)動，所述的翻轉(zhuǎn)裝置油缸(13)為液壓伺服油缸；所述的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)套接在一起的同心軸，在兩個(gè)軸上分別固定有砂箱回轉(zhuǎn)平臺(19)和型板框旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述的砂箱回轉(zhuǎn)平臺(19)包括兩個(gè)互呈180°設(shè)置的下砂箱(16)，在平臺下部固定安裝有與回轉(zhuǎn)馬達(dá)(20)齒輪相嚙合的軸齒輪，所述的型板框旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括一個(gè)固定在旋轉(zhuǎn)軸下部的旋轉(zhuǎn)氣缸(23)和置于旋轉(zhuǎn)軸上部的型板框(17);所述的接型機(jī)構(gòu)由接型板(21)及置于接型板下部的接型氣缸(22)組成，并且接型板及接型氣缸與上部的砂箱處于同一中心軸線上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的液壓伺服控制全自動粘土砂造型機(jī)，其特征在于砂箱壓實(shí)板為三層疊加結(jié)構(gòu)，其中兩側(cè)較高的高側(cè)板(28)和中間較低的夾板(29)形成一個(gè)凹槽，在凹槽內(nèi)嵌入由高分子材料制造而成的中空式柔性橡膠圈(24)，橡膠圈兩側(cè)與兩個(gè)高側(cè)板之間固定有V型擋圈(12)。
專利摘要一種液壓伺服控制全自動粘土砂造型機(jī)，屬于鑄造機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域，用于濕型物理硬化砂型鑄造工藝的型砂制造。所述的造型機(jī)包括由上梁、側(cè)立板、底座組成的一個(gè)高強(qiáng)度機(jī)架，在機(jī)架上依次安裝有射砂機(jī)構(gòu)、捅箱機(jī)構(gòu)、壓實(shí)機(jī)構(gòu)、翻轉(zhuǎn)提升機(jī)構(gòu)、平臺回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和接型機(jī)構(gòu)幾大部件，機(jī)架與液壓系統(tǒng)、氣路系統(tǒng)、集中潤滑系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)共同構(gòu)成一個(gè)完整的全自動造型機(jī)。所述的砂箱壓實(shí)板設(shè)計(jì)為三層的組合結(jié)構(gòu)，實(shí)板密封圈采用了液壓漲縮式密封圈。該密封圈具有良好的密封性和使用壽命，所以整機(jī)在運(yùn)行時(shí)只有極少的砂粉外泄。該造型機(jī)的翻轉(zhuǎn)油缸采用液壓伺服技術(shù)進(jìn)行控制，使砂箱在翻轉(zhuǎn)過程中根據(jù)位置信號做到緩慢啟動、快速運(yùn)動、緩慢停止、精準(zhǔn)定位，可保證在砂箱在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的前提下不發(fā)生砂型塌陷、砂型變形，確保了砂型制作的成品率。
文檔編號B22C15/24GK202398787SQ20122011414
公開日2012年8月29日 申請日期2012年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月25日
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