專利名稱:熔模鑄造殼模造型的設備和方法
本發(fā)明廣義上是同熔模鑄造技術有關，特別是同熔模鑄造法的陶瓷殼型造型技術有關。殼型鑄模用于鑄造金屬，它是這樣來制備，在可置換的模型外建立一層耐熔材料，接著再將模型取出。
制備陶瓷殼型用的模型是鑄件的復制品，并可能包含必要的澆口和冒口。模型用任何易消耗的材料制成，如蠟、適當?shù)暮铣蓸渲蛘呦灪蜆渲幕旌衔?。這些模型都附加到中心支持體或澆鑄道上以形成一個所謂的“工件構(gòu)型”或“樹”。在美國專利U·S·3，424，227中圖示說明了一個“工件構(gòu)型”的實例。這個專利屬于本發(fā)明人，作為參考插到這里。
樹周圍殼型的成型一般是應用控制粘度的耐熔型芯粘合漿涂層，通過定向排放使模型整個涂刷來完成。當多余的粘合漿從樹上排出后趁涂層濕時用粗糙的耐熔材料上砂或撒砂。這涂層用強制通風在室溫下干燥而硬化，結(jié)果得到表面嵌進耐熔顆粒的陶瓷材料層。在第一層陶瓷膜充分硬化和干燥之后，又重復涂漿、排漿、撒砂和干燥這些步驟，直到在樹周圍建立起一層足夠厚的耐熔殼層以經(jīng)得起后面處理時對其所加的壓力。在接著取出模型的操作中，樹包括模型從殼模中取出為鑄造作好準備。
過去工件的涂刷是強度很大的勞動，人們想使涂層過程自動化。在美國專利3，278，998和4，295，444中圖示說明了攜帶工件通過一系列涂刷工序的機器。一般說來，這兩個機器本質(zhì)上是旋轉(zhuǎn)的，它攜帶要涂的工件經(jīng)過按預定間隔排列在園形軌道上的各加工點。
本發(fā)明為熔模鑄造過程中陶瓷殼型的自動成型提供一種新的改進的造型設備和方法。
在優(yōu)先的實施方案中，設備包括若干個構(gòu)成加工線的加工站，加工線將傳送工件裝置(包括一個或幾個模型)通過各加工站。美國專利U·S·3，424，227圖示說明在下面被稱為“鼓”的“工件構(gòu)型”的例子。不言而喻，本發(fā)明并不局限于圖示的特殊鼓形的“工件構(gòu)型”裝置。
按照示范的實施方案，第一加工站包括用來在空間上分開放置若干鼓的支持機構(gòu)和將這些安放在支持機構(gòu)上的鼓依次托起的拾取臂裝置。拾取臂裝置將托起的鼓從支持機構(gòu)傳送到型芯粘合漿單元。
至少部分鼓浸沒在粘合漿單元的型芯粘合漿槽中。旋轉(zhuǎn)鼓以使鼓和模型的表面均勻地涂上粘合漿溶液。
第二站在第一站側(cè)面附近，它包括傳送臂裝置用來托住粘合漿單元中的鼓并將鼓傳送到第二站的甩出槽。在那里再使鼓旋轉(zhuǎn)以便甩出多余的粘合漿，由此在模型上沉積一層均勻的粘合漿涂層。
鄰近第二站的第三站包括另一個傳送臂裝置，其作用是托起甩出槽中的鼓并把它傳送到撒砂槽，在槽中鼓在沸騰撒砂中旋轉(zhuǎn)。通過鼓的旋轉(zhuǎn)，在粘合漿還是濕時模型上涂上一層干的撒砂材料。
第四站與第三站側(cè)面相鄰，包括一個傳送臂裝置，其功能是托住撒砂槽中的鼓并將它傳送到刮刀單元，在那里從一個或幾個分離盤上刮掉粘合漿和撒砂涂層。第五站的卸料臂裝置托起鼓并把它放到另一鼓的支持機構(gòu)上。
按照優(yōu)先的圖示實施方案，在加工線首尾兩端鼓的支持機構(gòu)包括一個可動的鋼架或傳送車，傳送車上有空間上垂直排成一列側(cè)向伸出的支架。每個支架的構(gòu)形適合在其兩端各支持一個鼓。
按照本發(fā)明的特征，位于加工線開端的轉(zhuǎn)盤機構(gòu)可用來使傳送車旋轉(zhuǎn)180°。用這種機構(gòu)，位于每個支架一端的鼓被拾取臂裝置順序托起并傳送到型芯粘合漿單元，當傳送車一側(cè)的所有鼓都托走后，傳送車旋轉(zhuǎn)180°，使傳送車的另一側(cè)對著第一站，以便拾取臂裝置能托起這些鼓。
在加工線的尾端有一個類似的轉(zhuǎn)盤裝置，從而可以把這些鼓安放到傳送車支架的兩端。
按照本發(fā)明的另一個特征是通過傳送臂裝置的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)使鼓在粘合漿單元、甩出槽、撒砂槽和刮刀單元中旋轉(zhuǎn)。用優(yōu)先的系統(tǒng)，這些鼓不僅能在各個槽中旋轉(zhuǎn)而且在傳送它們時也能繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。例如，當把鼓從粘合漿單元中提起并傳送到甩出槽的過程中繼續(xù)使其旋轉(zhuǎn)以便甩出多余的粘合漿。
在優(yōu)先的結(jié)構(gòu)中，每個臂裝置都包含一對空間上平行的臂從共同的樞軸徑向伸出。傳送臂裝置托起和放下鼓是由位于這兩個臂末端的一對執(zhí)行機構(gòu)完成。鼓通常包含一根延著鼓的中心軸向穿過它的支持柱或軸，這軸穿過鼓的端板或側(cè)板。給定的臂裝置，每個臂上都有一個能托起鼓軸一端的聯(lián)軸節(jié)。由安裝在臂的末端與聯(lián)軸節(jié)有效地連結(jié)在一起的執(zhí)行機構(gòu)驅(qū)動聯(lián)軸節(jié)移向或離開軸的相連端。
為使那些臂能旋轉(zhuǎn)鼓，在其中一個臂上裝有驅(qū)動馬達，它可在它的支座內(nèi)滑動并與聯(lián)軸節(jié)的執(zhí)行機構(gòu)相聯(lián)。在裝有驅(qū)動馬達的那些臂上，實際上由液壓馬達驅(qū)動聯(lián)軸節(jié)的執(zhí)行機構(gòu)實現(xiàn)鼓的嚙合，包括軸的聯(lián)結(jié)，使其移向或離開鼓軸的一端以托起和放下鼓。
按照本發(fā)明的又一個特征，甩出槽裝置用作型芯粘合漿單元的型芯粘合漿貯槽。根據(jù)這樣的按排，鼓甩出的多余粘合漿可重復使用并最后回到粘合漿槽。另外在優(yōu)先的實施方案中，因粘合漿槽中的粘合漿不斷消耗，補加的粘合漿是加到補給槽然后再傳送到粘合漿槽。
根據(jù)公布的設備和方法可以實現(xiàn)工件或鼓的全自動涂刷。只需將要涂的鼓放到傳送車，然后將車移到加工線的起點放到轉(zhuǎn)盤上。一旦放上轉(zhuǎn)盤，第一站的拾取臂裝置就能順序地從傳送車上托起鼓并把它傳送到粘合漿單元。于是涂好的鼓最終傳送到位于加工線末端的卸料車上，然后它們可以被送到進一步加工的另一個工序或者也可送回到加工線的起點再進行附加的涂刷。
讀了下面的詳細描述及其附圖，本發(fā)明的其它特征將顯而易見，且能更充分地被理解。
圖1是實施本發(fā)明陶瓷殼型自動成型的設備示意圖;
圖2a-2d是構(gòu)成圖1所示設備各加工站的正視圖;
圖3是圖2-2b所示裝置的局部頂視圖;
圖4是圖2b-2c所示裝置的局部頂視圖;
圖5是本發(fā)明組成部分的轉(zhuǎn)盤裝置局部頂視圖;
圖6是圖5所示裝置的側(cè)面視圖;
圖7是圖5所示裝置的局部側(cè)視圖，為清晰起見，部分省略;
圖8是本發(fā)明組成部分拾取臂裝置的側(cè)視圖;
圖9是按照本發(fā)明優(yōu)先實施方案建立的鼓驅(qū)動裝置的局部視圖;
圖10是從圖9中10-10線所指平面?zhèn)纫暤臄嗝鎴D;
圖11是本發(fā)明組成部分聯(lián)軸節(jié)裝置的局部視圖;
圖12是從圖11中12-12線所指平面?zhèn)纫暤臄嗝鎴D;
圖13是圖3中13-13線所指平面看的剖面圖。
本發(fā)明包括熔模鑄造過程中自動涂刷工件或“鼓”的設備和方法。眾所周知，工件有一根中心支持軸，工件可以是鼓形，攜帶若干由易消耗材料象蠟所制的模型。僅為了解釋的目的，將工件稱作為“鼓”。
參看圖1，全部裝置規(guī)定了大體上是直線的加工線，線上有五個傳送站，分別由標號10、12、14、16、18表示。
由標號20表示的鼓供應站位于加工線的開端，類似于供應站的卸料站位于加工線的末端，標號為22。
供應站20包括轉(zhuǎn)盤裝置24，其作用是支持并旋轉(zhuǎn)傳送車26。傳送車26適合于裝載若干要涂的工件或鼓28。在圖示的實施方案中，設計的傳送車裝置26可裝載8個鼓28。
再參看圖2A，第一傳送站10包括拾取臂30，它由與轉(zhuǎn)盤24側(cè)面相鄰的支架32支持，能旋轉(zhuǎn)和作直線運動。
參看圖1和2B，第二站12包括型芯粘合漿傳送臂裝置40，它由支架42支持，圍繞橫軸旋轉(zhuǎn)。
拾取臂裝置30開始涂刷過程，詳細地說是把鼓28′傳送到標號為34的型芯粘合漿單元，它包括粘合漿槽34a。
粘合漿傳送臂40有兩個功能，一是當鼓裝入并部分浸在型芯粘合漿溶液中時托住鼓28′，并使鼓旋轉(zhuǎn)以將所有模型都涂上粘合漿。在粘合漿槽34a中停留預定的時間后，粘合漿傳送臂裝置40將鼓傳送到標號為44的粘合漿甩出槽中。
參看圖1、2B和2C，第三加工站14包含裝在支架52上圍繞橫軸旋轉(zhuǎn)的粘合漿甩出傳送臂裝置50。象粘合漿傳送臂裝置40一樣，粘合漿甩出臂裝置50也具有兩個功能，一是當鼓裝入到甩出槽44時托住鼓并使其旋轉(zhuǎn)以甩出多余的粘合漿;二是經(jīng)過預定的停留時間后，粘合漿甩出傳送臂裝置50把鼓28′傳送到撒砂槽56中，在槽56中鼓被均勻地涂上粉狀的耐熔材料。
第四傳送站16包括裝在支架62上圍繞橫軸旋轉(zhuǎn)的撒砂傳送臂裝置60。撒砂傳送臂裝置60的作用是托住撒砂槽56中的鼓28′，并令其旋轉(zhuǎn)以使鼓在粘合漿槽34a中所涂的粘合漿還是濕的時候沉積上一層均勻的耐熔材料的涂層。經(jīng)過預定的停留時間后，臂60將鼓28′傳送到刮刀單元66。在那里從鼓的“分離盤”(未表示)刮掉堆積的粘合泥漿和耐熔涂層。分離盤的刮擦促進在涂刷過程完成后鼓各組成部分的分離。鼓的端板67也被刮去。
參看圖1和2D，第五傳送站18包括最后一個傳送和卸料臂裝置70，它安裝在支架72上作旋轉(zhuǎn)和直線運動。臂70用來托住位于刮擦單元66中的鼓28′并使其旋轉(zhuǎn)以便刮刀單元66(僅顯示在圖2C中)能從鼓的一個或幾個分離盤上抓住和刮掉粘合漿涂層。
在刮擦操作完成后，最后的傳送臂裝置70將鼓28′從刮擦單元66中傳送到另一個傳送車80，它可與位于加工線開端的傳送車26相同。傳送車80也適于裝載若干個鼓28。
卸料站22包括另一個轉(zhuǎn)盤裝置90，它支持傳送車80繞垂直軸旋轉(zhuǎn)。
現(xiàn)在將更加詳細地描述各加工站的特征。首先參看圖2A和圖5-7，圖示的轉(zhuǎn)盤裝置24。在優(yōu)先的實施方案中卸料站22的轉(zhuǎn)盤90有類似的結(jié)構(gòu)，因此將僅描述一個轉(zhuǎn)盤裝置。
轉(zhuǎn)盤24包含一個底板100，上面有4個空間上對稱安裝的執(zhí)行機構(gòu)102。執(zhí)行機構(gòu)102能旋轉(zhuǎn)地支持板104。為了做到這點，每個執(zhí)行機構(gòu)102都在它相連的驅(qū)動桿108上端帶有一個滾珠軸承106。特別是，軸承座110包括放滾珠軸承106的凹槽110a是裝在最上端。在支持板104內(nèi)有環(huán)形凹槽112作為各軸承106的共同軌道。操作時執(zhí)行機構(gòu)102增壓，使與它們相連的驅(qū)動桿108伸出，于是支持板104圍繞垂直軸旋轉(zhuǎn)180°，下面將講述旋轉(zhuǎn)的目的。
圖2A中清楚可見，傳送車26包括底座140，由若干輪子142支撐在地面上，最好是4個輪子(圖中只畫出2個)。從底座140向上立起一根直柱144，柱上裝有若干對橫梁146形成樹狀。圖中僅表示成對橫梁中的一組146。在每個高度上，直柱144的兩側(cè)裝有一對支架146。兩組支架146之間的距離至少應等于鼓的軸向長度，以便由一對支架146支持一根通常穿過鼓28中心的支持軸145的兩端。支架146上有一V形缺口146a防止鼓28從支架146上掉落。
每對支架146在其兩頭各支持一個鼓28。在直柱144一側(cè)的鼓裝置實際上是垂直排成一直線。
操作時，傳送車26上裝載要涂的鼓28在轉(zhuǎn)盤24上轉(zhuǎn)動。參看圖5和6，轉(zhuǎn)盤支持板104的兩側(cè)安裝一對向下有凸緣的靠板114。加固板116加強每個有凸緣靠板114的固定。每個靠板114包含側(cè)面伸出的輪座道114a，其作用是引導傳送車26定位使它與支持板104對齊。兩個輪座114b之間的橫向尺寸對應于兩個輪子142內(nèi)側(cè)之間的橫向距離。這樣傳送車被定位與轉(zhuǎn)盤板104對齊從而使輪座114b被定位在兩個輪子之間，這樣在支持板104上就可旋轉(zhuǎn)傳送車。
由圖5和7清楚可見，鎖緊裝置將傳送車與支持板104保持縱向排齊。圖中顯示在支持板104的下面4個角附近裝有4個執(zhí)行機構(gòu)130。每個執(zhí)行機構(gòu)都包含一個帶著制動棒134的執(zhí)行桿132。支持板104一側(cè)的執(zhí)行機構(gòu)130一起作用以制動在轉(zhuǎn)盤24上旋轉(zhuǎn)著的傳送車26。一旦傳送車到達一對制動機構(gòu)130的位置，另一對制動機構(gòu)130就抬起以固定傳送車26的位置，使其與支持板104按預定的方向?qū)R。
從圖2A清晰可見，裝在傳送車26上垂直排成一列的鼓能被拾取臂裝置30托起。為了托起并移動裝在直柱144左側(cè)(如圖2A所示)的鼓，傳送車必須旋轉(zhuǎn)180°。
旋轉(zhuǎn)執(zhí)行機構(gòu)120使支柱板104旋轉(zhuǎn)，它包括固定在轉(zhuǎn)盤蓋124上的驅(qū)動軸122。轉(zhuǎn)盤蓋又通過螺栓連到支持板104上。驅(qū)動軸122是旋轉(zhuǎn)的垂直軸。
為使傳送車旋轉(zhuǎn)，執(zhí)行機構(gòu)102必須通電頂起支持板104以便將傳送車從地面上抬起。接著執(zhí)行機構(gòu)130斷電收回其相連的執(zhí)行桿132，并使制動棒134向下運動脫離支持板104。當支持板104被頂起并脫離制動棒134后旋轉(zhuǎn)執(zhí)行機構(gòu)120通電使支持板104旋轉(zhuǎn)180°。旋轉(zhuǎn)180°后執(zhí)行機構(gòu)130再次通電把板104鎖緊在它新的位置，也同時把傳送車26鎖在板104上。
下面將進一步解釋，位于第一站10的拾取臂裝置30順序托起傳送車26一側(cè)的鼓28并把它們傳送到型芯粘合漿槽34a(圖1所示)。當卸下4個鼓28后，轉(zhuǎn)盤裝置24通電旋轉(zhuǎn)傳送車26將位于直柱144另一側(cè)的4個鼓供給拾取臂，使它們也能被傳送到粘合漿槽34a中。很明顯，執(zhí)行機構(gòu)102要抬起傳送車26使車輪142離開地面后車才能旋轉(zhuǎn)。當鼓28全部從傳送車上卸下時，執(zhí)行機構(gòu)102斷電，使車落到地面上從而使車可自己轉(zhuǎn)動離開轉(zhuǎn)盤24。然后另一個裝滿鼓的傳送車26移到轉(zhuǎn)盤24上又重新開始整個程序。
參看圖1、2A、3和8，現(xiàn)在將描述第一傳送站的結(jié)構(gòu)。如上所示，拾取臂裝置30安裝在支架32上。支架32包括若干由橫梁152、154和156連起來的立腿150。立腿150固定在橫放的工字梁158(僅顯示在圖1和2A)上。工字梁158由連結(jié)板160與轉(zhuǎn)盤24相連，這樣固定了轉(zhuǎn)盤裝置24與第一站的相對位置。
如圖3和8所示，臂30由一對樞軸可移動的臂162、164組成。臂162、164與相連的驅(qū)動部件安裝在相對支架32可橫向移動(見圖2A)的滑動裝置166上。臂30橫向移動的終點位置用點劃線和實線圖示說明。臂30的最右邊位置在圖2A中由點劃線表示。
滑動裝置166包括一個稍窄的底板166a，上面安裝軸端168a伸出的旋轉(zhuǎn)執(zhí)行機構(gòu)168。執(zhí)行機構(gòu)可以是常規(guī)結(jié)構(gòu)。這種執(zhí)行機構(gòu)的樣品可從海內(nèi)克(HELAC)公司買到。底板166a上裝有一對軸臺170，布置在執(zhí)行機構(gòu)168伸出的軸端168a附近。每個軸臺170支持一根軸172，它們分別與臂162和164相連，并通過聯(lián)軸節(jié)174依次與執(zhí)行機構(gòu)168伸出的兩個軸端168a聯(lián)結(jié)。當旋轉(zhuǎn)執(zhí)行機構(gòu)168動作時，臂162、164繞著由軸172所確定的樞軸172a協(xié)調(diào)地運動(見圖2A)。
從圖2A清楚可見，當鼓28′由臂162、164托起后，它沿著垂直的弓形路徑運動，由拾取臂裝置30將它放到粘合漿單元34中(見圖2B)。
如上討論，傳送車26提供若干垂直排列的鼓28。為了托住4個鼓中的任何一個，必須調(diào)節(jié)拾取臂30的樞軸172a與被托的鼓28′的軸145之間的徑向距離以補償鼓安裝高度上的差別。這由滑動裝置166來調(diào)節(jié)。從圖8中可見，橫梁154(僅顯示一個)上裝有橫向伸張的執(zhí)行機構(gòu)180。在優(yōu)先的實施方案中它包括鋼索傳動。圖示的執(zhí)行機構(gòu)180是常規(guī)結(jié)構(gòu)，有商品名稱為CABLE-TROL的產(chǎn)品出售。鋼索181(或是鏈)穿過一對滑輪180a連到驅(qū)動托架182上。驅(qū)動托架又接在底板166a的下面。執(zhí)行機構(gòu)180有雙重作用能推動托架向左或向右(見圖2A)。當驅(qū)動托架182向右時，拾取臂向右運動。反之，當驅(qū)動托架182向左時，拾取臂30移向傳送車26。
請詳細參看圖2A、3、8和13，為了橫向運動底板166a是安裝在支架32上，底板166a騎在固定于支架32頂上的支持板184上。支持板184包括機器負荷承重板184a，直接承受滑動裝置166。
從圖13清晰可見，滑動裝置166還包括導向板186，它固定在裝有若干滾輪187的底板166a上。滾輪187穿過底板166a內(nèi)的縫隙185騎在承重板184a上。在優(yōu)先的方案中滾輪187是可調(diào)的，可以靠近或偏離板184a，從而能調(diào)節(jié)它使底板166a和板184a之間產(chǎn)生細縫，如數(shù)字189所示。
如圖3和8所示，一對壓板188從底板166a上跨過，使底板166a保持在支持板184的頂上。導向塊183固定在底板166a的下面，沿著支持板184a的側(cè)面邊緣移動，從而將底板166a保持在預定的直線位置，并把側(cè)向推力負載從臂30傳遞到支架32。向下的固定板188a將壓板188固定在支架32上。
壓板188防止底板166a與支架32在垂直方向分離，導向塊183控制支持板166a也就是使拾取臂30進行準確的側(cè)向移動。此外裝在壓板188兩端的固定板188a作為支座防止底板166a從支架32上滑落。
通過控制執(zhí)行機構(gòu)180的動作可以移動臂162，164托起位于傳送車26上4個鼓28中的任何一個。在優(yōu)先的實施方案中一個或兩個臂162、164的徑向位置由位置傳感器如平常的旋轉(zhuǎn)編碼器193監(jiān)測。當鼓28′被托起后，臂162、164依樞軸旋轉(zhuǎn)，如果必要整個臂裝置30向右移動以便能把托起的鼓28′放到型芯粘合漿槽34a中。
最好由液壓操作的執(zhí)行機構(gòu)驅(qū)動聯(lián)軸節(jié)使臂162，164托起和放下鼓28′。詳細參看圖3，鼓的托架裝置最好分別位于每個臂162，164末端162a，164a附近。鼓的托架裝置包含執(zhí)行機構(gòu)190，它有一根裝在聯(lián)軸節(jié)194的執(zhí)行桿192。執(zhí)行機構(gòu)190有雙重作用，可是常規(guī)結(jié)構(gòu)。這些部件裝在固定于每個臂162，164末端的套筒樣部件196內(nèi)。加固板198裝在套筒196和每個臂的中心板200之間以加強套筒196的固定。通過焊接把加強肋板202，204適當?shù)毓潭ㄔ谥行陌?00的兩側(cè)以加強和加固臂。
操作時，縮回執(zhí)行機構(gòu)190以使聯(lián)軸節(jié)194向外移動到縮進位置，縮回后聯(lián)軸節(jié)194端面194a之間的距離大于鼓支持軸145的長度。
為了托起位于傳送車26上的鼓28′，旋轉(zhuǎn)拾取臂30并橫向移動直到兩聯(lián)軸節(jié)194與鼓支持軸145的兩端對齊為止。然后起動液壓缸190伸出它們的執(zhí)行桿192，使得聯(lián)軸節(jié)194相向移動聯(lián)結(jié)并夾緊鼓支持軸145的兩端。接著臂裝置就將鼓提起并傳送到粘合漿槽34a中。
再參看圖2B，拾取臂30把鼓28′放到粘合漿槽34a的鼓座上。這支座包括一對位于粘合漿槽兩側(cè)的板220a。每塊220a板上有適于放置鼓支持軸145的凹口222。
參看圖2A，2B和4，粘合漿單元34包括支架34b，它由立腿252和橫梁254組成。立腿252固定在工字梁158上。
粘合漿槽34a包括貯槽或池256，里面裝有預定數(shù)量的耐熔粘合漿。為保持漿料成懸浮狀槽內(nèi)裝有攪拌機構(gòu)258。該機構(gòu)包括驅(qū)動馬達260，用連桿266將它與攪拌裝置262相連。
攪拌裝置包含一對垂直滑桿268，它由固定在粘合漿貯槽34a側(cè)面的滑動阻止塊270可滑動地支持?；瑮U268連著弓形攪拌器272，圖中可見攪拌器272的形狀與貯槽256的形狀很相似。攪拌器橫向跨過貯槽256由馬達260帶動在槽256內(nèi)作垂直往復運動。攪拌器有在粘合漿溶液中進行攪拌的橫向部件(未表示)。
從圖2B中可見，當鼓28′位于鼓支座220a上時其下部浸沒在粘合漿溶液中。旋轉(zhuǎn)鼓以使整個鼓與粘合漿溶液接觸，使鼓所帶全部模型都涂上漿。
在優(yōu)先的實施方案中，粘合漿傳送臂裝置40使鼓旋轉(zhuǎn)。參看圖4，粘合漿傳送臂裝置的結(jié)構(gòu)與拾取臂裝置30相似。詳細地說傳送臂裝置40包括一對平行的臂300，302。每個臂與旋轉(zhuǎn)執(zhí)行機構(gòu)303可旋轉(zhuǎn)聯(lián)結(jié)，執(zhí)行機構(gòu)303可與第一傳送站10所用的執(zhí)行機構(gòu)168相同。相似或相同的軸臺、驅(qū)動軸和聯(lián)軸節(jié)把臂300，302與執(zhí)行機構(gòu)聯(lián)結(jié)。傳送臂裝置40安裝在支架42上。從圖2B中可見支架42固定在相互連接的工字梁158和305上。支架42包括一個主體42a和一個升起的平臺42b。
在圖示的實施方案中，臂300，302比拾取臂162，164短。但應說明這些臂可以一樣長。象臂162，164一樣，臂300，302包括縱向加強肋304，306a，306b。套筒308，310裝在臂300，302的末端。加固板312，313加強相連套筒308，310的固定。
參看圖9-12，臂300裝有執(zhí)行機構(gòu)314，它可與臂162的執(zhí)行機構(gòu)190相同或相似。套筒308裝有驅(qū)動馬達316。驅(qū)動馬達316可滑動地安裝在套筒308里，由執(zhí)行機構(gòu)314通過執(zhí)行桿314a將驅(qū)動馬達316移向和離開鼓支持軸145的末端。驅(qū)動馬達移向和離開軸145的運動實現(xiàn)聯(lián)軸節(jié)318抓住和松開軸145。
螺栓319將聯(lián)軸節(jié)318固定在馬達316上。馬達軸316a與驅(qū)動件317用鍵316b相連。驅(qū)動件317由一對軸承315支持。驅(qū)動件317的外端為錐形。驅(qū)動件錐形的末端317a適于插入鼓支持軸145末端上的槽口(未表示)因而馬達軸可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)結(jié)到鼓軸145上，所以馬達軸旋轉(zhuǎn)帶動鼓軸145隨著旋轉(zhuǎn)。
為了滑動，馬達316裝在套筒308里。馬達安裝板313上有一個槽口313a，它適合接納一個或幾個有錐形頭的緊固件311。緊固件311用螺紋與套筒板308a連接，使馬達316保持在套筒內(nèi)但可滑動。
在優(yōu)選實施方案中，臂302包括執(zhí)行機構(gòu)190和聯(lián)軸節(jié)194，它們與構(gòu)成臂164的執(zhí)行機構(gòu)和聯(lián)軸節(jié)在結(jié)構(gòu)上如不相同也極相似。聯(lián)軸節(jié)194包括類似軸環(huán)的部件320，它用連桿190a與執(zhí)行機構(gòu)190相連。320件可在套筒310里滑動，它裝在底板322上。322板上有個與底板313上的槽口313a相似的槽口322a(見圖9，10)。槽口322a適合接受錐形的緊固體。該緊固體通過螺紋與套筒310的套筒板310a連接。這些緊固件可在板322內(nèi)滑動但將聯(lián)軸節(jié)320約束在套筒310內(nèi)。
由圖11可見，聯(lián)軸節(jié)320可旋轉(zhuǎn)地裝有嚙合件324，在優(yōu)先實施方案中該嚙合件有錐形頭。滾珠軸承325將嚙合件324支持在聯(lián)軸節(jié)320內(nèi)。顯然當鼓支持軸145被夾緊在聯(lián)軸節(jié)318和320之間時，馬達驅(qū)動軸316a的旋轉(zhuǎn)帶動鼓軸145也帶動鼓旋轉(zhuǎn)。利用可旋轉(zhuǎn)的嚙合件324，聯(lián)軸節(jié)320可轉(zhuǎn)動地支持鼓軸的另一端。
為了托住鼓28，執(zhí)行機構(gòu)314，190縮回，向外移動聯(lián)軸節(jié)194，318。然后旋轉(zhuǎn)執(zhí)行機構(gòu)303通電逆時針方向旋轉(zhuǎn)臂300，302直到聯(lián)軸節(jié)與位于粘合漿槽34a中的鼓28′支持軸145對齊。對齊后執(zhí)行機構(gòu)314，190起動向里移動聯(lián)軸節(jié)194，318以接受鼓支持軸145并與它嚙合。
嚙合之后馬達316通電使鼓裝置28′旋轉(zhuǎn)預定的時間。選擇足夠長的停留時間使鼓28′所載的所有模型都涂上粘合漿溶液。
涂完后起動傳送臂40把鼓裝置28′從粘合漿槽34a中提起。優(yōu)先的方法是當鼓離開粘合漿池或貯槽256時鼓繼續(xù)旋轉(zhuǎn)以有利于從模型上甩掉多余的粘合漿。
依照這種優(yōu)先的方法傳送臂40最終把鼓28′傳送到粘合漿甩出槽44。把鼓裝置的支持軸放到鼓座350上，它和粘合漿單元的鼓座220a如不相同也相似。當鼓放到鼓座350后執(zhí)行機構(gòu)314，194縮回，從而聯(lián)軸節(jié)194，318與支持軸145脫離。
參看圖2B和4，粘合漿甩出槽44在結(jié)構(gòu)上和粘合漿槽34a相似。為了幫助說明，相同的部件用相同的參考記號表示。象粘合漿槽34a一樣，粘合漿甩出槽包括貯槽256和由驅(qū)動馬達260往復式驅(qū)動的攪拌裝置262。
在優(yōu)選的實施方案中，甩出槽44用作粘合漿槽34a的補充貯槽。根據(jù)這種安排，鼓28′在甩出槽44中排放的粘合漿溶液最終回到粘合漿單元34。在更優(yōu)先的實施方案中當粘合漿溶液是用盡的，補充的粘合漿先加到粘合漿甩出槽然后再輸送到粘合漿槽。如圖2B所見，排料接頭362和管道364將粘合漿從甩出槽44輸送到粘合漿槽34a。
為了從鼓裝置28′中去掉多余的粘合漿，再次使鼓旋轉(zhuǎn)。在優(yōu)先的設備和方法中接著粘合漿傳送臂40脫離并離開鼓。
再參看圖2C，第三站14的撒砂傳送臂裝置50旋轉(zhuǎn)到與鼓28′成一直線位置，并托住鼓的支持軸145。臂在結(jié)構(gòu)上與40臂相似，包括一對相同的臂400，402，其中之一安裝聯(lián)軸節(jié)執(zhí)行機構(gòu)314，驅(qū)動馬達316，和用于嚙合的聯(lián)軸節(jié)318。另一臂402上安裝執(zhí)行機構(gòu)190和相聯(lián)的聯(lián)軸節(jié)194。
撒砂傳送臂托住在粘合漿補給槽44中的鼓28′，并使鼓旋轉(zhuǎn)預定的時間以甩掉多余的粘合漿。完成這個操作后撒砂傳送臂50將鼓28′傳送到撒砂槽56。按常規(guī)，撒砂槽包括耐熔材料的沸騰撒砂。鼓28′被放到鼓座380上，它結(jié)構(gòu)上和鼓座220a相似。然后撒砂傳送臂50脫離。
第四傳送臂60，實際上它的結(jié)構(gòu)和傳送臂50一樣，托住鼓28并使鼓旋轉(zhuǎn)從而在粘合漿涂層還是濕時使模型都涂上一層均勻的撒砂。這撒砂一般是由粉狀的耐熔材料組成，它的顆粒尺寸大于作為耐熔粘合漿材料的顆粒尺寸。經(jīng)過預定的涂刷時間，起動傳送臂60將鼓28′傳送到刮擦單元66。如早先的說明，鼓裝置含有一個或幾個“分離器”，它能卸下鼓和已完成的鑄模并將鑄模移出鼓，使整個鼓卸料。為了促進分離器的分離作用刮掉它的耐熔涂層。
為了起到這個作用刮擦站包括一個或幾個刮刀件(刮刀件400的數(shù)目和鼓中分離器的個數(shù)相等)，移動它和分離器接觸進行刮擦。
從圖2C可見，鼓28′由臂60安放到鼓座410上。然后最后一個傳送臂70托住支持軸的兩端使鼓28′在刮擦單元66內(nèi)旋轉(zhuǎn)。
最后的傳送臂70包括與臂162，164和臂300，302相同的一對臂。和臂300，302一樣，一個臂包括執(zhí)行機構(gòu)314和相連安裝的驅(qū)動馬達316，在它的輸出桿上帶有聯(lián)軸節(jié)318。而另一臂包括執(zhí)行機構(gòu)190和聯(lián)軸節(jié)194。
在優(yōu)選的設備和方法中，臂70托住鼓的支持軸145，通過裝在一臂末端的驅(qū)動馬達316使鼓旋轉(zhuǎn)。刮刀件400的樞軸安裝在槽的右邊(如圖2C)，由執(zhí)行機構(gòu)430驅(qū)動可使其從相連的分離器移近和離開。在優(yōu)先實施方案中，每個刮刀件400包含一個相連的執(zhí)行機構(gòu)430。所有的刮刀件400有共同的樞軸如圖中數(shù)字432所指。經(jīng)過預定的刮擦時間，起動傳送臂70把涂好的鼓裝置28′傳送到位于卸料站22的傳送車436四個位置中的一個。
在優(yōu)選的設備中，傳送車436在結(jié)構(gòu)上和位于加工線開端的傳送車26一樣，在支架的兩頭裝載若干空間上垂直排成一直線的鼓裝置。
參看圖2D，因為傳送臂樞軸70a和支架146之間的徑向距離變化，臂70是安裝在橫向可移動的滑動裝置438上。在優(yōu)先設備中滑動裝置438和相連的支架，它們的結(jié)構(gòu)實際上和構(gòu)成第一站10的滑動裝置166和支架32的結(jié)構(gòu)一樣。這樣就沒有必要詳細描述支架72和滑動裝置438。
如前面所指，卸料站22包括和供應站20的轉(zhuǎn)盤裝置24一樣的轉(zhuǎn)盤裝置90。在優(yōu)先的操作中傳送車436的一邊裝滿后，轉(zhuǎn)盤通電使傳送車旋轉(zhuǎn)180°，使各支架146的另一側(cè)與最后的傳送臂70相對，這樣各支架可以依次裝上涂過的鼓裝置。
這些設備提供了進行熔模鑄造的完全自動化的方法和設備，這一點應是很清楚的。要涂的鼓裝置裝載到傳送車26上并在轉(zhuǎn)盤24上轉(zhuǎn)動。拾取臂裝置30依次把鼓28從傳送車26傳送到粘合漿單元34。其他傳送臂裝置40、50、60、70順序?qū)⒐?8′傳送到后一站直到它到達卸料的傳送車436。在那里涂好的鼓28′被干燥和熟化，如果需要可以帶回到開端的轉(zhuǎn)盤24再涂一層陶瓷材料。重復這樣的循環(huán)直到在模型上形成所需要的涂層厚度。
盡管本發(fā)明已經(jīng)相當詳細地進行了描述，不言而喻這些工藝技術能做各種改變，如后面權(quán)利要求
的那樣，在不背離本發(fā)明的宗旨和范圍之內(nèi)的任何改進都屬于本發(fā)明所要求保護的范圍。
權(quán)利要求
1.自動形成陶瓷殼型的設備，其特征包括(1)支持若干工件的第一個支持機構(gòu)；(2)拾取臂裝置，它可圍繞在工件接受位置和工件卸料位置之間的橫軸移動，卸料位置在型芯粘合漿單元；(3)使工件在型芯粘合漿單元內(nèi)旋轉(zhuǎn)的機構(gòu)；(4)第一個傳送臂裝置，它托住工件并把它傳送到型芯粘合漿甩出槽；(5)使該工件在甩出槽內(nèi)旋轉(zhuǎn)以甩掉多余的型芯粘合漿的機構(gòu)；(6)第二個傳送臂裝置，它把工件從補給槽傳送到撒砂槽；(7)使工件在撒砂槽旋轉(zhuǎn)的機構(gòu)；(8)第三個傳送臂裝置，它將工件從撒砂槽傳送到刮刀單元，以從工件預先確定的區(qū)域上刮去撒砂材料；(9)卸料臂裝置，它托住在刮刀單元的工件并將工件傳送到第二個支持機構(gòu)。
2.按權(quán)利要求
第1項的設備，其特征是第一支持機構(gòu)包括可移動的傳送車。
3.按權(quán)利要求
第2項的設備，其特征是還包含一個轉(zhuǎn)盤，它支持傳送車圍繞垂直軸旋轉(zhuǎn)。
4.按權(quán)利要求
第1項的設備，其特征是第一和第二支持機構(gòu)都包含傳送車和支持傳送車圍繞垂直軸旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)盤。
5.自動形成陶瓷殼型的設備，其特征包括(1)第一站包括裝載若干工件裝置的第一工件支持機構(gòu)和可以圍繞橫軸旋轉(zhuǎn)的拾取臂裝置，拾取臂將每個工件裝置順序傳送到型芯粘合漿槽，該槽是位于第一站側(cè)面附近第二站的一部分;(2)第二站還包括傳送臂裝置，它將工件裝置從型芯粘合漿槽傳送到粘合漿甩出槽，甩出槽是第二站的一部分;(3)第三站包括在甩出槽托住工件裝置并把工件傳送到撒砂槽的另一個傳送臂裝置，撒砂槽是第三站的一部分;(4)位于第三站側(cè)面附近的第四站包括刮刀單元，用來從工件裝置預先確定的部分刮掉粘合漿和撒砂材料，和另一個傳送臂裝置，用來托住在撒砂槽中的工件裝置并把它傳送到刮刀單元;(5)第五站包括卸料臂裝置，它在刮刀單元中托住工件裝置并把工件傳送到第二支持機構(gòu)。
6.按權(quán)利要求
第5項的設備，其特征是第一和第五站每個都包括橫向可滑動的機構(gòu)分別來支持拾取臂和卸料臂裝置，該可滑動機構(gòu)使這些臂可以側(cè)面移近和離開相應的工件支持機構(gòu)。
7.按權(quán)利要求
第5項的設備，其特征是甩出槽用作型芯粘合漿槽的補充貯槽。
8.按權(quán)利要求
第5項的設備，其特征是每個傳送臂裝置包含一對平行的徑向伸展的臂，每個臂在其末端附近有鼓的嚙合機構(gòu)。
9.按權(quán)利要求
第8項的設備，其特征是一對臂中的一個臂帶有驅(qū)動機構(gòu)使這對臂托住的工件旋轉(zhuǎn)。
10.自動形成陶瓷殼模的設備，其特征包括(1)若干加工站平行排列形成基本上成一直線的涂刷工件裝置的加工線，該加工線從其一端的第一個工件支持機構(gòu)開始到位于其末端的與第一個工件支持機構(gòu)大體相似的第二個工件支持機構(gòu)為止;(2)第一加工站包含有拾取臂裝置可以把工件裝置從第一支持機構(gòu)上托起，并把它沿著垂直的弓形路徑從第一工件支持機構(gòu)傳送到型芯粘合漿槽;(3)第二加工站位于第一站附近，包含傳送臂裝置用來托住工件并使其在型芯粘合漿槽旋轉(zhuǎn)預定的時間，經(jīng)過這段預定的時間后把工件裝置沿著基本上垂直的弓形路徑傳送到粘合漿甩出槽;(4)第三加工站包括另一個傳送臂裝置用來托住工件裝置并使其在粘合漿甩出槽內(nèi)旋轉(zhuǎn)預定的時間，然后將工件裝置沿著基本上垂直的弓形路徑從粘合漿甩出槽傳送到撒砂槽;(5)第四加工站位于第三站的側(cè)面附近，它包括傳送臂裝置用來托住工件裝置并使其在撒砂槽內(nèi)旋轉(zhuǎn)預定的時間，經(jīng)過這段預定的時間后把工件沿著預定的路徑從撒砂槽傳送到刮刀單元;(6)第五加工站包含傳送臂裝置用來托住工件裝置和使它在刮刀單元內(nèi)旋轉(zhuǎn)以在工件裝置預定的部位刮去粘合漿和撒砂材料，然后把工件沿著預定的路徑從刮刀單元傳送到第二個工件支持機構(gòu)。
11.按權(quán)利要求
第1項的設備，其特征是使工件旋轉(zhuǎn)的機構(gòu)是第一個傳送臂裝置的一部分。
12.按權(quán)利要求
第10項的設備，其特征是第一個和第二個支持機構(gòu)每個都有可移動的傳送車。
13.按權(quán)利要求
第12項的設備，其特征是第一個支持機構(gòu)還包括轉(zhuǎn)盤裝置，它圍繞垂直軸旋轉(zhuǎn)傳送車，使得車的預定區(qū)域面對拾取臂機構(gòu)。
14.熔模鑄造法中涂刷工件的方法，其特征包括以下各步驟(1)以垂直排列的方式使若干工件定位;(2)將工件中的一個從垂直的空間位置經(jīng)過基本垂直的弓形傳送到型芯粘合漿槽;(3)在型芯粘合漿槽內(nèi)將該工件旋轉(zhuǎn)預定的時間;(4)沿著大體垂直的弓形把該工件從型芯粘合漿槽傳送到粘合漿甩出槽;(5)在甩出槽內(nèi)將該工件旋轉(zhuǎn)預定的時間以甩掉多余的粘合漿;(6)將該工件從甩出槽傳送到撒砂槽;(7)在撒砂槽內(nèi)將工件旋轉(zhuǎn)預定的時間;(8)把工件從撒砂槽傳送到刮刀單元，從該工件的一些部位刮去粘合漿和撒砂材料;和(9)把該工件從刮刀單元傳送到工件支持機構(gòu)。
專利摘要
熔模鑄造過程中自動形成陶瓷殼型的設備和方法。在傳送工件和涂刷陶瓷材料的加工線中，工件由第一站的拾取臂從傳送車送到型芯粘合漿槽內(nèi)。由第二站的傳送臂托住并使之旋轉(zhuǎn)，再送到甩出槽。由第三站的撒砂傳送臂使之旋轉(zhuǎn)甩掉多余漿液，再送到撒砂槽內(nèi)。由第四站的第三傳送臂使之旋轉(zhuǎn)，沉積出一層均勻耐熔材料。接著工件被送到刮刀單元，由最后一個傳送臂使其旋轉(zhuǎn)，刮去預定部位上的粘合漿和撒砂的涂層，然后把它送到卸料的傳送車上。
文檔編號B22C13/00GK86106850SQ86106850
公開日1987年4月22日 申請日期1986年10月8日
發(fā)明者約翰·H·西蒙斯, 杰拉爾德·J·西默 申請人:精密金工公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan