一種新型鑄造切料震砂的制造方法
【專利摘要】一種新型鑄造切料震砂機(jī)，其特征在于它由充液箱、主機(jī)、減震膠板、限位裝置、液壓站及震動(dòng)器構(gòu)成；所述充液箱安裝在主機(jī)頂部；所述限位裝置安裝在主機(jī)的一側(cè)；所述減震膠板安裝在主機(jī)上的滑塊與主缸上的連接鎖母之間將二者隔離；所述液壓站與主機(jī)連接；所述震動(dòng)器安裝在主機(jī)工作臺(tái)底部。優(yōu)越性：采用本方案既發(fā)揮四柱液壓機(jī)對鑄造件切割澆道功能，也可實(shí)現(xiàn)將鑄造件內(nèi)部砂芯通過沖擊震動(dòng)，達(dá)到分離、疏松的工藝要求；從模具中取出工件后，可以方便，輕松地清除工件內(nèi)部的砂芯；縮短工藝流程，消除工作中不安全因素，提高了整個(gè)鑄造件整形加工系統(tǒng)效率，減輕了操作者勞動(dòng)強(qiáng)度。
【專利說明】一種新型鑄造切料震砂機(jī)
(-)【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本實(shí)用新型涉及一種通用機(jī)械，尤其是一種新型鑄造切料震砂機(jī)。
(二)【背景技術(shù)】:
[0002]在機(jī)械技術(shù)、流體技術(shù)、電氣技術(shù)、電子與計(jì)算機(jī)技術(shù)，以及精密制造工藝相關(guān)的技術(shù)推動(dòng)下，液壓技術(shù)得以迅猛發(fā)展，其占據(jù)了裝備體系中40%份額。由于鋁及鋁合金材料具有一系列的優(yōu)良特性，被廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，成為發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)與提高人民物質(zhì)生活和文化生活水平的重要基礎(chǔ)材料。
[0003]在鋁合金制造行業(yè)中，鑄造件通過重力鑄造機(jī)上模具完成工件成形后，需要將澆道、料柄和內(nèi)部砂芯清理干凈。一般國內(nèi)外鑄造企業(yè)按照產(chǎn)品技術(shù)及工藝要求，通常將鑄件降溫冷卻，把澆道和料柄按照工藝要求，用液壓機(jī)和模具加工去除，然后震砂、清砂，再將冒口等鑄造時(shí)產(chǎn)生的工藝材料切割。由于切邊整形和震砂兩個(gè)工序之間需要轉(zhuǎn)序，因此對于鑄件質(zhì)量為IOkg左右大約需要人工定額5秒?8秒。工件越重，轉(zhuǎn)序時(shí)間越長。在大批量生產(chǎn)過程中往往縮短I秒鐘，將會(huì)使整個(gè)生產(chǎn)效率提高幾倍，其增加的經(jīng)濟(jì)效益和市場影響都是無法估量的。所以廣大鑄件制造商迫切需要具有綜合功能的新型鑄造切邊清砂設(shè)備，即在同一臺(tái)設(shè)備上利用模具先進(jìn)行切邊整形，然后開啟震動(dòng)打擊頭對工件關(guān)鍵部位按照一定頻率進(jìn)行打擊，將工件內(nèi)部砂芯震疏以利于后序清砂工藝順利完成。
(三)實(shí)用新型內(nèi)容:
[0004]本實(shí)用新型的目的在于設(shè)計(jì)一種新型鑄造切料震砂機(jī)，它能夠解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，是在四柱液壓機(jī)基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)的一種新型把鑄造件澆道切掉、震動(dòng)砂芯工藝綜合一起的多功能的切邊液壓機(jī)；節(jié)省轉(zhuǎn)序時(shí)間，縮短生產(chǎn)節(jié)拍，提高生產(chǎn)效率；該設(shè)備可實(shí)現(xiàn)快速更換模具，具有一定柔性加工能力，此外消除了在轉(zhuǎn)序過程中不安全隱患，提高了操作者生產(chǎn)安全性，改善工作環(huán)境。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案:一種新型鑄造切料震砂機(jī)，其特征在于它由充液箱、主機(jī)、減震膠板、限位裝置、液壓站及震動(dòng)器構(gòu)成；所述充液箱安裝在主機(jī)頂部；所述限位裝置安裝在主機(jī)的一側(cè)；所述減震膠板安裝在主機(jī)上的滑塊與主缸上的連接鎖母之間將二者隔離；所述液壓站與主機(jī)連接；所述震動(dòng)器安裝在主機(jī)工作臺(tái)底部。
[0006]所述主機(jī)為三梁四柱結(jié)構(gòu)。
[0007]所述液壓站上安裝插裝閥，通過柔性軟管向主機(jī)提供液壓動(dòng)力源。
[0008]所述限位裝置配置有限位開關(guān)。
[0009]所述震動(dòng)器通過連接夾緊電磁閥、震動(dòng)電磁閥和三聯(lián)件連接氣源。
[0010]所述主機(jī)的支腳與地基之間設(shè)置有緩沖膠板；所述震動(dòng)器與主機(jī)的工作臺(tái)之間設(shè)置有緩沖膠板。
[0011]本實(shí)用新型的工藝過程:
[0012]按照鑄件產(chǎn)品技術(shù)要求、特征及液壓機(jī)標(biāo)準(zhǔn)公稱壓力，確定機(jī)床輸出的壓力值和震動(dòng)器的沖擊力。合理選擇模具后，分別將模具上下模安裝在滑塊和工作臺(tái)面上。在模具和工作面之間布置橡膠板及壓簧。在機(jī)床底座和地基之間布置了減震墊，通過一定長度化學(xué)螺栓將機(jī)床緊固在地表面上。震動(dòng)器上沖擊頭位置設(shè)計(jì)在工件砂芯幾何尺寸中心和鑄造件澆冒口處，以最佳震動(dòng)效果處理砂芯。在完成切割澆道、整形后，通過電控裝置啟動(dòng)震動(dòng)器，對鑄造件實(shí)施定時(shí)打擊，完成砂芯脫離鑄件工藝過程。
[0013]鑄造件放在下模中一滑塊(上模)快速下行一滑塊(上模)慢速下行一~^切割澆道一.^合模(上、下模通過支撐連接一起)、保壓一.^震動(dòng)器沖擊頭上行一.^震動(dòng)器沖擊
頭打擊--^震動(dòng)器沖擊頭回程--^開模、泄壓--^滑塊(上模)快速回程--^滑塊(上模)慢
速回程--滑塊(上模)停止--^取出工件
[0014]本實(shí)用新型的工作原理:
[0015]由上、下模具將鑄造件切邊后夾緊，沖擊頭先由夾緊電磁閥控制頂住鑄造件，然后啟動(dòng)震動(dòng)電磁閥對工件實(shí)施震動(dòng)打擊。工件震動(dòng)位置是有效清砂的關(guān)鍵點(diǎn)，一般該點(diǎn)位置是多元素函數(shù)。
[0016]C (X Y Z)=f(L,ff, H, S, h)
[0017]L一鑄造件長度mm
[0018]W—鑄造件寬度_
[0019]H—鑄造件高度mm
[0020]S—鑄件澆冒口面積mm[0021 ] h—鑄件澆冒口高度_
[0022]確定沖擊點(diǎn)位置有三種方法:
[0023]a.估算法:按照工件重心確定震動(dòng)點(diǎn)。按分割法先將不規(guī)則的零部件近似劃分成若干個(gè)規(guī)則的立體幾何形狀體，如:長方體、正方體、圓柱體等。依據(jù)公式求出零件的重心位置:
[0024]Xc=sV1X^V2X2+ +VnXn/ (V^V2+ +Vn)
[0025]Yc= Σ V1VV2Y2+—+VnYn/ (VV—+Vn)
[0026]Zc=XV1Z^V2Z2+---+VnZn/ (V^V2+---+Vn)
[0027]以X。Y。Z。三個(gè)數(shù)值最大兩個(gè)數(shù)作為震動(dòng)面，如果在工件的非加工面，可將其移動(dòng)到附近加工表面，以保證在機(jī)加后將震動(dòng)痕跡切削。
[0028]b.計(jì)算法:該方法是通過繪圖軟件顯示出工件的三維立體圖形，按照軟件提供的計(jì)算工具分別確定重心位置(X。Y。Z。)。將X。Y。Z。中的兩個(gè)最大值選擇平面；或就近確定加工面上的點(diǎn)為震動(dòng)點(diǎn)。
[0029]c.實(shí)驗(yàn)法:通過類比和經(jīng)驗(yàn)，將已掌握類似零部件震動(dòng)點(diǎn)初步確定為該鑄造件的沖擊點(diǎn)。先將震動(dòng)頭對著該點(diǎn)進(jìn)行加工，觀看效果。如果不理想，可按總長度的5%~10%向鑄件澆冒口厚度最大的方向移動(dòng)試震，直到符合工藝要求。
[0030]按照以上三種方法確定沖擊點(diǎn)時(shí)還要考慮切邊模具制造工藝性，擇優(yōu)選定。
[0031]通過PLC控制器控制震動(dòng)電磁閥通斷時(shí)間的長短，可改變震動(dòng)器的頻率f。由比例減壓閥可達(dá)到改變震動(dòng)頭的力度即振幅值。其振動(dòng)頻率為:
[0032]f=l/T Hz
[0033]其中:T一為振動(dòng)周期s Τ=2 π (m/C)1/2[0034]C一為剛性系數(shù)N/m C= λ S
[0035]λ —比剛度N/m3通常為30000
[0036]S—工件X、Y投影面積m2
[0037]置鑄造件于下模具中，上模具在滑塊的拖動(dòng)下快速接近工件，對澆道進(jìn)行切割，然后壓在立柱內(nèi)側(cè)的支承塊上保壓延時(shí)，待沖擊錘對工件實(shí)施震動(dòng)打擊后，再上升回到初始位置等待下一次加工命令。
[0038]該設(shè)備是將鋁鑄件切邊、整形和振砂工序整合一起。利用滑塊與工作臺(tái)上連接的上下切邊模具完成切割，在工件整形時(shí)對鑄件的關(guān)鍵重心點(diǎn)實(shí)施沖擊，動(dòng)作結(jié)束后回復(fù)到初始位置。取出鑄件，再繼續(xù)清砂等后序工作。
[0039]確定沖擊點(diǎn)是利用估算法計(jì)算出工件的重心X。Y。Z。，且以三個(gè)數(shù)值最大兩個(gè)數(shù)作為震動(dòng)面，在考慮模具制造工藝情況下對震動(dòng)面上的震動(dòng)點(diǎn)進(jìn)行修正；其次計(jì)算法是通過繪圖軟件顯示出工件的三維立體圖形，按照軟件提供的計(jì)算工具確定重心位置(X。Y。Z。);另外利用已掌握類似零部件震動(dòng)點(diǎn)初步確定為該鑄造件的沖擊點(diǎn)。先將震動(dòng)頭對著該點(diǎn)進(jìn)行加工，觀看效果。如果不理想，可按總長度的5%?10%向鑄件澆冒口厚度最大的方向移動(dòng)試震，直到符合工藝要求。
[0040]振動(dòng)頻率的確定是將鑄造件抽象成一個(gè)振子，計(jì)算出振動(dòng)周期。再經(jīng)過測試對推導(dǎo)公式進(jìn)行修正。由比例減壓閥調(diào)整沖擊力。利用設(shè)備上PLC控制器或時(shí)間繼電器控制振動(dòng)時(shí)間，使振動(dòng)工藝達(dá)到最優(yōu)化。
[0041]按照鑄件產(chǎn)品技術(shù)要求、特征確定機(jī)床輸出的壓力值和震動(dòng)器的沖擊力。合理設(shè)計(jì)制造模具后，分別將模具上下模安裝在滑塊和工作臺(tái)面上。在模具與工作面之間布置橡膠板及壓簧，在機(jī)床底座和地基之間布置了減震墊。震動(dòng)器上沖擊頭位置設(shè)計(jì)在工件砂芯幾何尺寸中心和鑄造件澆冒口處，以最佳震動(dòng)效果處理砂芯。在完成切割澆道、整形后，通過PLC控制裝置啟動(dòng)震動(dòng)器，對鑄造件實(shí)施定時(shí)打擊。使切邊、整形和震砂工序高度集中，增強(qiáng)設(shè)備功能，為后序工藝奠定基礎(chǔ)。
[0042]本實(shí)用新型的優(yōu)越性:1、采用本方案既發(fā)揮四柱液壓機(jī)對鑄造件切割澆道功能，也可實(shí)現(xiàn)將鑄造件內(nèi)部砂芯通過沖擊震動(dòng)，達(dá)到分離、疏松的工藝要求；從模具中取出工件后，可以方便，輕松地清除工件內(nèi)部的砂芯；縮短工藝流程，消除工作中不安全因素，提高了整個(gè)鑄造件整形加工系統(tǒng)效率，減輕了操作者勞動(dòng)強(qiáng)度；2、該裝置應(yīng)用在鋁鑄造整形、清理工藝中，效果良好；彌補(bǔ)了我國重力鑄造設(shè)備品種少，可靠性差的空白，拓展了鍛壓設(shè)備使用范圍，打破了制造行業(yè)設(shè)備之間界限，利潤遞增30 %，市場擴(kuò)展了 40%，品種增加了 20%，更重要是開發(fā)了系列產(chǎn)品；3、改變以往鑄造件加工工藝，將工序高度集中，縮短20%加工時(shí)間，充分發(fā)揮了液壓系統(tǒng)傳動(dòng)流動(dòng)液體能量的同時(shí)，具有吸收振動(dòng)沖擊力的功能；消除操作過程安全隱患，提高了整個(gè)制造系統(tǒng)可靠性，使加工效率提高2.5倍以上，拓展了 30%銷量；
4、本實(shí)用新型將四柱液壓機(jī)工作臺(tái)下頂出缸去掉，取而代之的選用一個(gè)沖擊震動(dòng)器；按照工作臺(tái)結(jié)構(gòu)、模具的形狀確定打擊點(diǎn)；在模具和滑塊、工作臺(tái)之間安裝了一定厚度、高韌性橡膠板，將震源隔離；另外，在四個(gè)地腳處按照不同安裝方式分別布置減震板，起到緩沖降低噪音作用；5、為了避免震動(dòng)區(qū)域?qū)τ拖鋭?dòng)力源與主缸連接油管的影響，選擇高強(qiáng)度的柔性軟管；其耐壓程度為額定壓力的1.4倍，用聚氨脂管架將軟管固定在主機(jī)上，實(shí)現(xiàn)軟連接；一方面降低液壓系統(tǒng)內(nèi)部沖擊，另一方面避免軟管與油缸連接處脫落發(fā)生噴油事故，增加設(shè)備可靠性，安全性；6、該設(shè)備是將四柱液壓機(jī)和單工位震動(dòng)除芯機(jī)綜合一起；切邊模具和震動(dòng)夾具綜合一起。以彈性力學(xué)理論為基礎(chǔ)，在模具與設(shè)備、設(shè)備與地基、主機(jī)與液壓站之間均采取一定減震措施，避免由于震動(dòng)降低設(shè)備使用性能和可靠性，另外減輕了工作時(shí)的噪聲，保護(hù)了操作者身體健康。
(四)【專利附圖】

【附圖說明】:
[0043]附圖圖1為本實(shí)用新型所涉一種新型鑄造切料震砂機(jī)的結(jié)構(gòu)不意圖。
[0044]其中，I為充液箱,2為主機(jī),3為減震膠板,4為限位裝置,5為插裝閥,6為液壓站，7為震動(dòng)器，8為夾緊電磁閥，9為震動(dòng)電磁閥，10為三聯(lián)件，11為氣源。
(五)【具體實(shí)施方式】:
[0045]實(shí)施例:一種新型鑄造切料震砂機(jī)(見附圖)，其特征在于它由充液箱1、主機(jī)2、減震膠板3、限位裝置4、液壓站6及震動(dòng)器7構(gòu)成；所述充液箱I安裝在主機(jī)2頂部；所述限位裝置4安裝在主機(jī)的一側(cè)；所述減震膠板3安裝在主機(jī)2上的滑塊與主缸上的連接鎖母之間將二者隔離；所述液壓站6與主機(jī)2連接；所述震動(dòng)器7安裝在主機(jī)2工作臺(tái)底部。
[0046]所述主機(jī)2為三梁四柱結(jié)構(gòu)。(見附圖)
[0047]所述液壓站6上安裝插裝閥5，通過柔性軟管向主機(jī)2提供液壓動(dòng)力源。(見附圖)
[0048]所述限位裝置4配置有限位開關(guān)。(見附圖)
[0049]所述震動(dòng)器7通過連接夾緊電磁閥8、震動(dòng)電磁閥9和三聯(lián)件10連接氣源11。(見附圖)
[0050]所述主機(jī)2的支腳與地基之間設(shè)置有緩沖膠板；所述震動(dòng)器7與主機(jī)2的工作臺(tái)之間設(shè)置有緩沖膠板。(見附圖)
【權(quán)利要求】
1.一種新型鑄造切料震砂機(jī)，其特征在于它由充液箱、主機(jī)、減震膠板、限位裝置、液壓站及震動(dòng)器構(gòu)成；所述充液箱安裝在主機(jī)頂部；所述限位裝置安裝在主機(jī)的一側(cè)；所述減震膠板安裝在主機(jī)上的滑塊與主缸上的連接鎖母之間將二者隔離；所述液壓站與主機(jī)連接；所述震動(dòng)器安裝在主機(jī)工作臺(tái)底部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種新型鑄造切料震砂機(jī)，其特征在于所述主機(jī)為三梁四柱結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種新型鑄造切料震砂機(jī)，其特征在于所述液壓站上安裝插裝閥，通過柔性軟管向主機(jī)提供液壓動(dòng)力源。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種新型鑄造切料震砂機(jī)，其特征在于所述限位裝置配置有限位開關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種新型鑄造切料震砂機(jī)，其特征在于所述震動(dòng)器通過連接夾緊電磁閥、震動(dòng)電磁閥和三聯(lián)件連接氣源。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種新型鑄造切料震砂機(jī)，其特征在于所述主機(jī)的支腳與地基之間設(shè)置有緩沖膠板；所述震動(dòng)器與主機(jī)的工作臺(tái)之間設(shè)置有緩沖膠板。
【文檔編號】B22D29/02GK203725744SQ201420096425
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年3月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月5日
【發(fā)明者】王金奎, 紀(jì)國群 申請人:天津市天鍛液壓有限公司