一種數(shù)字化無模砂型擠壓成形機(jī)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種數(shù)字化無模砂型擠壓成形機(jī)，該成形機(jī)包括成形機(jī)支架、擠壓成形工作臺和壓板，所述壓板由電機(jī)控制，壓板連接在電機(jī)下方，可實(shí)現(xiàn)升降，電機(jī)固定在成形機(jī)支架上；擠壓成形工作臺包括輔助箱、砂箱內(nèi)邊框、擠壓平臺；擠壓平臺包括擠壓陣列和傳動設(shè)備，擠壓陣列底端安裝在傳動設(shè)備內(nèi)；砂箱內(nèi)邊框以擠壓平臺為箱底構(gòu)成完整的砂箱。本實(shí)用新型提供的數(shù)字化無模砂型擠壓成形機(jī)具有自適應(yīng)性的擠壓平臺，制備的砂型近形性高，節(jié)省了后期切削加工的時(shí)間及成本，尤其針對單件小批量砂型的制備，節(jié)省了模具的制造加工成本，可極大的降低單件小批量砂型造型的成本。
【專利說明】
一種數(shù)字化無模砂型擠壓成形機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種數(shù)字化無模砂型擠壓成形機(jī)，屬于鑄造與快速成形的交叉技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]鑄造由于其生產(chǎn)工藝簡單、快捷，經(jīng)濟(jì)性高等優(yōu)勢，已然成為我國的基礎(chǔ)制造產(chǎn)業(yè)，對于形狀復(fù)雜的制件，鑄造更顯示出其經(jīng)濟(jì)性的特點(diǎn)，如船舶螺旋槳、汽車發(fā)動機(jī)的缸體、缸蓋等。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源問題受到越來越高的重視，生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性變得不可忽視。在各類鑄造工藝?yán)?，砂型鑄造由于其所用的造型材料價(jià)廉易得，鑄型織造簡便，對鑄件的單件生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)均能適應(yīng)，長期以來一直是鑄造生產(chǎn)中的基本工藝。
[0003]砂型鑄造對于零部件尺寸和質(zhì)量的適應(yīng)性很寬，鑄造金屬種類也幾乎不受限制，特別對于難以切削加工的材料，例如鎳合金零件，不用鑄造幾乎無法成形。為了提高砂型鑄造工藝的經(jīng)濟(jì)性、高效性和保證其制件的高質(zhì)量，對于制件形狀、尺寸的要求變得嚴(yán)格。砂型鑄造過程中，砂型的制備直接決定了鑄件的質(zhì)量水平、生產(chǎn)成本、生產(chǎn)效率及環(huán)境污染程度?，F(xiàn)有的砂型造型機(jī)主要有壓實(shí)式造型機(jī)、震實(shí)式造型機(jī)、震壓式造型機(jī)、射壓式造型機(jī)等，但是對于小批量、形狀復(fù)雜的砂型，造型機(jī)的模具則會產(chǎn)生巨大的損失，尤其是單件砂型制備時(shí)，模具的使用即為一次性，成本較高，同時(shí)更換模具亦會占據(jù)整個(gè)造型流過程中的大量時(shí)間。
[0004]本實(shí)用新型提出一種數(shù)字化無模砂型擠壓成形機(jī)，該成形機(jī)具有自適應(yīng)性擠壓平臺，可實(shí)現(xiàn)形狀復(fù)雜的砂型的造型，制備的砂型近形性高，可節(jié)省后期切削加工工藝時(shí)間及成本，尤其針對單件小批量砂型的制備，節(jié)省了模具的制造加工成本，可極大的降低單件小批量砂型造型的成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決單件小批量砂型因制造加工模具造成的成本大幅度提高的問題，本實(shí)用新型提供了一種數(shù)字化無模砂型擠壓成形機(jī)，該成形機(jī)包括成形機(jī)支架、擠壓成形工作臺、和壓板;壓板由電機(jī)控制，可實(shí)現(xiàn)升降，電機(jī)固定在支架上，壓板則連接在電機(jī)下方；
[0006]其中擠壓成形工作臺主要由輔助箱、砂箱內(nèi)邊框和擠壓平臺組成;砂箱內(nèi)邊框安裝在輔助箱內(nèi)，以擠壓平臺為箱底構(gòu)成完整的砂箱，且輔助箱內(nèi)部設(shè)置有可對砂箱內(nèi)邊框進(jìn)行加熱、保溫的保溫箱;此外，擠壓平臺包括擠壓陣列和安裝于擠壓陣列底端的傳動設(shè)備，傳動設(shè)備內(nèi)的傳動機(jī)構(gòu)可控制擠壓頭的升降，該傳動機(jī)構(gòu)可以是液壓傳動、螺桿傳動或電動缸傳動。
[0007]—種數(shù)字化無模擠壓成形機(jī)所采用的擠壓陣列由多個(gè)擠壓頭組成，其截面形狀為正方形、三角形或六邊形，材質(zhì)可選用模具鋼或者45#鋼，擠壓頭邊長尺寸在50mm?200mm之間。擠壓陣列可以是由等截面形狀擠壓頭均勻無間隙的排布而成，也可以是由多種截面形狀擠壓頭無間隙的組合排布而成。
[0008]另外，該成形機(jī)還包括安裝在支架上的儲砂箱和導(dǎo)砂口，儲砂箱可實(shí)現(xiàn)造型材料的攪拌，在導(dǎo)砂口的下方安裝有用于控制向砂箱加砂的閥門，裝滿型砂后，砂箱由導(dǎo)軌傳輸至壓板下方。
[0009]與現(xiàn)有的砂型造型機(jī)相比，本實(shí)用新型提出的數(shù)字化無模砂型擠壓成形機(jī)的有益效果在于:
[0010]㈠成形機(jī)擠壓平臺具有自適應(yīng)性，可根據(jù)不同砂型尺寸規(guī)格調(diào)節(jié)擠壓陣列排布方式生成不同尺寸規(guī)格的擠壓平臺，尤其適用于單件小批量、外形結(jié)構(gòu)復(fù)雜砂型；
[0011]㈡砂型預(yù)成形件近形性好，節(jié)省了后期加工切削工藝時(shí)間，縮短了生產(chǎn)流程；
[0012]㈢不同于現(xiàn)有的造型機(jī)，本實(shí)用新型提出的成形機(jī)無需因磨損更換整體模具，而只需更換單個(gè)或多個(gè)磨損的擠壓頭，極大的節(jié)省了成本和更換整體模具的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了低成本、尚效率的砂型制造。
【附圖說明】
[0013]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型的特征進(jìn)一步的說明。
[0014]圖1為數(shù)字化無模砂型擠壓成形機(jī)示意圖；
[0015]圖2為數(shù)字化無模砂型擠壓成形機(jī)擠壓平臺示意圖；
[0016]圖3為單根擠壓頭液壓傳動機(jī)構(gòu)不意圖；
[0017]圖4為單根擠壓頭螺桿傳動機(jī)構(gòu)示意圖；
[0018]圖5為單根擠壓頭電動缸傳動機(jī)構(gòu)不意圖。
[0019]在以上各圖中，標(biāo)號的意義如下:
[0020]1-儲砂箱;2-支架;3-導(dǎo)砂口 ；4-閥門；5-導(dǎo)軌;6_電機(jī);7_壓板;8_砂箱內(nèi)邊框;9-輔助箱；10-擠壓平臺；11-擠壓陣列；12-傳動設(shè)備；111-擠壓頭；112-液壓缸；113-支撐架；114-電機(jī);115-螺桿;116-連接頭;117-蝸輪;118-蝸桿。
【具體實(shí)施方式】
[0021 ]參看附圖1、2，本實(shí)用新型所述數(shù)字化無模砂型擠壓成形機(jī)包括成形機(jī)支架2、擠壓成形工作臺和壓板7。所述壓板由電機(jī)6控制，可實(shí)現(xiàn)升降，電機(jī)6固定在所述支架2上，所述壓板7連接在電機(jī)6下方;所述擠壓成形工作臺包括輔助箱9、砂箱內(nèi)邊框8、擠壓平臺10，所述輔助箱9安裝在所述導(dǎo)軌5上，可沿導(dǎo)軌5滑動;所述擠壓平臺10包括擠壓陣列11和傳動設(shè)備12，所述擠壓陣列11底端安裝在所述傳動設(shè)備12內(nèi)；所述砂箱內(nèi)邊框8安裝在輔助箱9底部，以所述擠壓平臺10為箱底構(gòu)成完整的砂箱。
[0022]本實(shí)用新型所述的數(shù)字化無模砂型擠壓成形機(jī)還包括由成形機(jī)支架2固定在導(dǎo)軌5上方的料斗，所述料斗包括儲砂箱I和導(dǎo)砂口 3，所述儲砂箱I可實(shí)現(xiàn)造型材料的攪拌，所述導(dǎo)砂口 3的下方具有用于控制向砂箱加砂的閥門4;所述導(dǎo)軌5用于在料斗和壓板之間運(yùn)輸輔助箱。
[0023]參看附圖2，擠壓陣列11由多個(gè)正方形截面的擠壓頭111均勻無間隙排布而成，擠壓陣列11由傳動設(shè)備12內(nèi)傳動機(jī)構(gòu)控制各個(gè)擠壓頭111升降。
[0024]以下簡述本實(shí)用新型提出的一種數(shù)字化無模砂型擠壓成形機(jī)的成形過程:
[0025]⑴根據(jù)砂型形狀建立CAD模型；
[0026]⑵根據(jù)CAD模型建立砂型的近似模型；
[0027]⑶根據(jù)近似的砂型模型編寫擠壓陣列11控制代碼；
[0028]⑷根據(jù)擠壓陣列11控制代碼，由傳動設(shè)備12控制各個(gè)擠壓頭111升降，以下提供三種控制單根擠壓頭111升降的傳動機(jī)構(gòu)及傳動原理:
[0029]①液壓傳動機(jī)構(gòu)。參看附圖3，液壓傳動機(jī)構(gòu)由液壓缸112、支撐架113和擠壓頭111組成，根據(jù)擠壓陣列11控制代碼，通過調(diào)節(jié)液壓缸112的油壓等參數(shù)控制擠壓頭111的準(zhǔn)確升降；
[0030]②螺桿傳動機(jī)構(gòu)。參看附圖4，螺桿傳動機(jī)構(gòu)由電機(jī)114、螺桿115、支撐架113、連接頭116和擠壓頭111組成，根據(jù)擠壓陣列11控制代碼調(diào)節(jié)螺桿115的移動距離從而調(diào)節(jié)擠壓頭111的升降，連接頭116保證了螺桿115轉(zhuǎn)動時(shí)擠壓頭111不轉(zhuǎn)動，支撐架113用于鎖緊螺桿115以定位調(diào)節(jié)升降后的擠壓頭111;
[0031 ]③電動缸傳動機(jī)構(gòu)。參看附圖5，電動缸傳動機(jī)構(gòu)由蝸輪117、蝸桿118、支撐架113和擠壓頭111組成，根據(jù)擠壓陣列11控制代碼，驅(qū)動蝸輪117轉(zhuǎn)動，從而控制蝸桿118的伸縮，最終實(shí)現(xiàn)擠壓頭111的準(zhǔn)確升降；
[0032](5)調(diào)整好擠壓陣列11后在輔助箱9底端安裝砂箱內(nèi)邊框8;
[0033](6)將輔助箱9沿導(dǎo)軌5移動至導(dǎo)砂口 3處，進(jìn)行導(dǎo)砂；
[0034]⑵待導(dǎo)砂完畢，將輔助箱9移動至壓板7下方，進(jìn)行砂型造型；
[0035](8)將造型完得到的砂型預(yù)成形件進(jìn)行精密的銑削加工，得到最終砂型。
[0036]上述實(shí)施例僅僅是對本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對本實(shí)用新型的構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)思想的前提下，本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員對本實(shí)用新型作出的各種等同特征的替換，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種數(shù)字化無模砂型擠壓成形機(jī)，其特征在于，包括成形機(jī)支架(2)、 擠壓成形工作臺、和壓板(7); 所述壓板(7)由電機(jī)(6)控制，可實(shí)現(xiàn)升降，電機(jī)(6)固定在所述成形機(jī)支架(2)上，所述壓板(7)連接在所述電機(jī)(6)下方； 所述擠壓成形工作臺包括輔助箱(9)、砂箱內(nèi)邊框(8)、擠壓平臺(10); 所述擠壓平臺(10)包括擠壓陣列(11)和傳動設(shè)備(12)，所述擠壓陣列(11)底端安裝在所述傳動設(shè)備(12)內(nèi)； 所述砂箱內(nèi)邊框(8)安裝在所述輔助箱(9)內(nèi)，以所述擠壓平臺(10)為箱底構(gòu)成完整的砂箱。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字化無模砂型擠壓成形機(jī)，其特征在于，還包括安裝在支架(2)上的成形機(jī)儲砂箱(I)和導(dǎo)砂口(3)，所述導(dǎo)砂口(3)的下方具有用于控制向砂箱加砂的閥門(4)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字化無模砂型擠壓成形機(jī)，其特征在于，還包括導(dǎo)軌(5)，所述導(dǎo)軌(5)用于傳輸砂箱。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字化無模砂型擠壓成形機(jī)，其特征在于，所述擠壓平臺(10)安裝在所述輔助箱(9)底部。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字化無模砂型擠壓成形機(jī)，其特征在于，所述輔助箱(9)內(nèi)部設(shè)置有對所述砂箱內(nèi)邊框(8)進(jìn)行加熱、保溫的保溫箱。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字化無模砂型擠壓成形機(jī)，其特征在于，所述擠壓陣列(II)由多個(gè)擠壓頭(111)組成，所述擠壓頭(111)截面形狀為正方形、三角形或六邊形，邊長尺寸在50mm?200mm之間。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字化無模砂型擠壓成形機(jī)，其特征在于，所述擠壓陣列(II)是等截面形狀擠壓頭(111)均勻無間隙的排布，或是多種截面形狀擠壓頭(111)無間隙的組合排布。8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的數(shù)字化無模砂型擠壓成形機(jī)，其特征在于，所述擠壓陣列(11)是由所述傳動設(shè)備(12)內(nèi)的傳動機(jī)構(gòu)控制其升降，所述傳動機(jī)構(gòu)是液壓傳動、螺桿傳動或電動缸傳動。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的數(shù)字化無模砂型擠壓成形機(jī)，其特征在于，所述擠壓頭(111)的材質(zhì)是模具鋼或者45#鋼。
【文檔編號】B22C15/02GK205519524SQ201220412714
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2012年8月20日
【發(fā)明人】單忠德, 吳曉川, 劉豐, 宋祥宇, 顧兆現(xiàn), 康懷镕
【申請人】機(jī)械科學(xué)研究總院先進(jìn)制造技術(shù)研究中心