CN102416460B - 铸造机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种铸造机。该铸造机以利用电动机驱动的滚珠丝杠机构进行铸造装置的上模的升降动作为前提，谋求进一步缩短生产节拍时间，且即使模具是除上模、下模外还组合了横模而成的更复杂的形状，也能顺畅地铸造。本发明的铸造机(C)包括基部支承盘(11)、机架(1)、模具装置(2)和升降装置(3)，向上述模具装置(2)内注入熔融金属原料(W0)并使其固化而铸造成规定形状，其特征在于，上述升降装置(3)包括升降机架(30)和升降驱动装置(35)，该升降机架(30)包括升降杆(31)、升降底座(32)和顶板(33)，升降驱动装置(35)将电动驱动的滚珠丝杠机构用作驱动机构，且在滚珠丝杠机构上连接有高速输入系统和高载荷输入系统这两个系统的驱动输入机构(39)。

Description

铸造机

技术领域

本发明涉及一种铸造机，特别是涉及能谋求伴随铸造作业的关联动作更加效率化、而且谋求工作的可靠性、降低运转成本的铸造机的改良。

背景技术

铸造机的概略构造采用这样的构造：包括用柱体将基部支承盘和上部支承盘连结起来这样的形状的机架、设置在该机架的基部支承盘上的模具装置以及能相对于机架的上部支承盘升降地支承在该上部支承盘上、且在下端能升降地保持模具装置的上模的升降装置，向该模具装置内的模腔中注入熔融金属原料并使其固化来将产品制造成规定形状。

作为伴随该铸造作业的工作，有模具的上模的升降动作、作为铸造结束后的铸造件的工件的取出、搬出等动作，为了提高作业生产效率，缩短包括这些动作的一个生产节拍的所需时间是必不可少的。

另一方面，以往进行该上模的移动动作的构件大多应用液压缸。在该液压缸的情况下，需要始终利用电动机驱动液压泵而将其维持恒定的液压。因而，作为所谓的节能对策，虽称不上是上策，但也提出了一种替代该液压缸而利用被电动驱动的滚珠丝杠机构使上模进行移位动作的方法(专利文献1)。

对于该申请，本申请人也参与了开发，其技术的着眼点在于，在以采用电动驱动保持模具为前提的情况下，为了应对模具的热膨胀，插入缓冲件，从而使得能够在上模升降动作的输入路径的一部分中容许热膨胀的位移，据此，使与液压缸相比难以容许模具的热膨胀的电动驱动型的铸造装置得到实用。该现有技术通过电动驱动模具来实现节能化，但根据本申请人的进一步调查研究，发现进一步缩短生产节拍时间这一点还存在改善的余地。

专利文献1：日本特开2003－71554号公报

发明内容

本发明即是考虑到这些各种背景而做成的，其目的在于提供一种这样的铸造机，即，以利用被电动机驱动的滚珠丝杠机构进行铸造装置的上模的升降动作为前提，谋求进一步缩短生产节拍时间，而且，即使模具是除上模、下模之外还组合了横模而成的更加复杂的形状，也能够顺畅地铸造。

技术方案1所述的铸造机包括：机架，其包括基部支承盘和以阶层状设置在该基部支承盘上方的上部支承盘；模具装置，其至少包括上模和下模，在该模具装置的内部形成模腔；升降装置，其被上述机架的上部支承盘能升降地支承，而且在下端保持上述模具装置的上模；向上述模具装置的模腔内注入熔融金属原料并使其固化而铸造成规定形状，其特征在于，上述升降装置包括升降机架和用于驱动该升降机架升降的升降驱动装置，该升降机架包括：升降杆，其以贯穿上述机架的上部支承盘的方式被该上部支承盘能沿上下方向滑动地支承；升降底座，其设置在该升降杆的下端，用其下表面保持上述模具装置的上模；顶板，其接收来自安装在升降杆上端的升降驱动装置的输入；另一方面，升降驱动装置将被电动驱动的滚珠丝杠机构用作驱动机构，而且，在滚珠丝杠机构上连接有高速输入系统和高载荷输入系统这两个系统的驱动输入机构。

技术方案2所述的铸造机以上述技术方案1所述的铸造机为基础，其特征在于，对于上述两个系统的驱动输入机构，高速输入系统和高载荷输入系统的各系统分别包括各自驱动用的电动机。

技术方案3所述的铸造机以上述技术方案1或2所述的铸造机为基础，其特征在于，上述模具装置除上模和下模之外还包括横模，该横模被横向移动装置保持，横向移动装置将电动驱动的滚珠丝杠机构用作驱动机构。

技术方案4所述的铸造机以上述技术方案3所述的铸造机为基础，其特征在于，在由上述模具装置的上模、升降机架、升降驱动装置和支承它们的机架构成的参与一连串的升降动作输入的构件以及由上述模具装置的横模、横向移动装置和支承它们的机架构成的参与一连串的横向移动动作输入的构件中分别包括位移容许构造，该位移容许构造用于吸收由铸造时模具的热膨胀引起的位移。

首先，采用技术方案1所述的发明，由于上模的升降装置采用被电动驱动的滚珠丝杠机构，因此，电动机仅在必要的时间工作即可，能够做成能量消耗较少的装置。另外，相对于滚珠丝杠机构设有高速输入系统和高载荷输入系统(低速输入系统)这两个系统的输入机构，在铸造时能够在牢固地组装模具的情况下进行高载荷输入，并且，在铸造前后使模具升降时，能高速度地移动从而能够迅速地升降，能够缩短整体的生产节拍时间。

另外，采用技术方案2所述的发明，高速输入系统和高载荷输入系统分别包括专用的电动机，能够期待更可靠的工作。

另外，采用技术方案3所述的发明，模具装置包括横模，能够加工更加复杂的形状的工件。

另外，采用技术方案4所述的发明，在具有横模的模具中，上模及横模包括用于吸收铸造时由模具的热膨胀引起的位移的位移容许构造，在通常的滚珠丝杠机构中，连略微的位移都不容许，但本装置能够容许该位移而保证整个装置适当地工作。

附图说明

图1是表示本发明的铸造机的主视图。

图2是表示本发明的铸造机的侧视图。

图3是表示本发明的铸造机的升降装置及位移容许构造的局部纵剖主视图。

图4是表示本发明的铸造机的升降驱动装置的俯视图。

图5是表示本发明的铸造机的横向移动装置的水平剖视图。

图6是表示本发明的铸造机的纵剖侧视图。

具体实施方式

以下说明的实施例是用于实施本发明的方式之一，用于实施本发明的方式包括基于该技术思想进行各种改良后的方式。

实施例1

下面，根据图示的实施例具体说明本发明。

本发明的铸造机C包括：机架1；支承在该机架1上的模具装置2；用于驱动模具装置2的上模21升降的升降装置3；用于驱动模具装置2的横模22横向移动的横向移动装置4；与模具装置2的下模20相连通、设置在机架1下方的储液装置5；用于搬出制造后的工件W的搬出装置6。

首先，说明机架1。

作为一个例子，机架1是利用四根柱体10一体地支承基部支承盘11和以阶层状配设在该基部支承盘11上方的上部支承盘12的架状构件，在上部支承盘12上设有用于支承升降装置3的金属滑管13。另外，在上部支承盘12上设有工件取出杆14。该机架1是已经公知的机构，省略详细的说明，采取能够选择能够退去状态和维持向下方突出状态的构造。另一方面，在机架1的基部支承盘11上设有模具装置2。

下面，说明模具装置2。

该模具装置2设置在机架1的基部支承盘11上，如图2所示，设计为：直接支承在该基部支承盘11上的构件是模具的下模20，上模21与该下模20相对，且能沿升降方向相对于该下模20接近或远离。另外，根据工件W的形状还可以设置横模22。

而且，在设置有这些下模20、上模21以及横模22而将它们组装起来形成模具装置2时，在模具装置2的内部形成有用于铸造工件W的模腔23。而且，该上模21能够利用以下说明的升降装置3升降，横模22能够利用横向移动装置4沿横向(水平)方向移动。

下面，说明升降装置3。

该升降装置3的主要构件是升降机架30和用于驱动该升降机架30升降的升降驱动装置35。首先，作为一个例子，升降机架30包括四根升降杆31，利用设置在上述机架1的上部支承盘12上的金属滑管13能沿上下方向滑动地支承该升降机架30。在该升降杆31的下端设有升降底座32，而在该升降杆31的上端设有顶板33，利用上述升降底座32和顶板33使升降杆31协同动作而作为整体形成架体状的升降机架30。在上述升降底座32的下方设有用于安装模具装置2的上模21的模具连接器(adapter)321。

另一方面，如图3所示，在设置于升降杆31上端的顶板33的中央上方设有轴承330，该轴承330用于容纳以下说明的升降驱动装置35的滚珠丝杠轴36的上端部。另外，利用该轴承330的部位，在该轴承330与顶板33之间设置位移容许构造。具体地讲，在自顶板33进一步向上方立起的轴承支承框331的下端与轴承上部凸缘332之间以多片式夹入碟形弹簧341。

下面，说明升降装置3的升降驱动装置35。

该升降驱动装置35应用滚珠丝杠机构，如图3、4所示，滚珠丝杠轴36与内螺纹件37螺纹接合，利用该旋转来进行升降移位。该内螺纹件37支承在被设置为自机架1的上部支承盘12以台形立起的电动机安装部371上，由于在铸造时需要牢固地夹紧模具，因此该内螺纹件37使用能经得住高负荷的材料。同样，安装在上述升降机架30的顶板33上的轴承330也使用能经得住高载荷的材料。

而且，用于驱动该滚珠丝杠轴36的传动齿轮单元38设置在上述电动机安装部371上，传动齿轮单元38包括与内螺纹件37一体的蜗轮(wormwheel)381和与该蜗轮381啮合的蜗杆(wormpinion)382。该蜗杆382在其长度方向两端具有输入轴，一个是高速输入轴383，另一个是高载荷输入轴384。

而且，在传动齿轮单元38上连接有驱动输入机构，该驱动输入机构具有高速输入机构39A和高载荷输入机构39B这两个输入系统。另外，严密地讲，首先，对于高速输入机构39A来说，由于其是被高速驱动、驱动载荷是轻载荷，因此称作高速轻载荷输入机构更为准确，但实际上对该输入机构所要求的是高速移动，因此，以下称作高速输入机构39A。另外，对于高载荷输入机构39B来说，其是高载荷输入、被低速驱动，称作低速高载荷输入机构较为准确，但实际上对该输入机构所要求的是高载荷的驱动，因此，以下称作高载荷输入机构39B。

首先，说明高速输入机构39A。

该高速输入机构39A将高速驱动电动机M1作为动力源，其通过联接器391连接于与蜗轮381啮合的蜗杆382的高速输入轴383。

另一方面，高载荷输入机构39B将高载荷驱动电动机M2作为驱动源，该高载荷输入机构39B是一体地装入有减速器的单元，其通过离合器单元392、联接器393连接于传动齿轮单元38的高载荷输入轴384。

下面，说明用于驱动模具装置2的横模22的横向移动装置4。横向移动装置4的驱动源采用横向移动电动机M3，与上述升降装置3同样地，能够利用滚珠丝杠机构使横模22移动。

具体地讲，如图5、6所示，利用由横向移动电动机M3驱动的滚珠丝杠轴41使横模22沿横向移动，在横向移动电动机M3的输出轴40上，通过联接器401连接有蜗杆402。该蜗杆402与蜗轮421啮合，该蜗轮421与螺纹接合于滚珠丝杠轴41的内螺纹件42为一体，蜗杆402驱动内螺纹件42旋转而使滚珠丝杠轴41移动。

在该横向移动装置4中，滚珠丝杠轴41在其作用端侧固定模具安装盘43，作为一个例子在滚珠丝杠轴41的前端与模具安装盘43的连接部位采用位移容许构造44。具体地讲，通过在上述滚珠丝杠轴41与模具安装盘43的连接部位插入能够变形恢复的碟形弹簧441而构成位移容许构造44。另外，附图标记45是一对引导件。

下面，说明储液装置5。

该储液装置5向上述模具装置2的模腔23内供给用于形成工件W的熔融金属原料W0，可以说是所谓的坩埚。具体地讲，该储液装置5的主要构件是设置在上述机架1的基部支承盘11下方的储液槽51，从储液槽51将送液管52连通于模具装置2的模腔23内。

另外，实际的设置形态大多是，该储液装置5例如以一半埋设于工厂等的地面中的状态设置。

下面，说明搬出装置6，如图2所示，该搬出装置6的主要构件是能进退地设置在上述模具装置2上方的输送台车61，该输送台车61采取这样的方式：在轨道62上移动，例如在自上模21取下成形的工件W时，该输送台车61从下侧支承工件W。

另外，由于采取这样的搬出方式，因此，上述上模21的升降行程被设定得比较长，仅是用于将工件W自模具取下的量的行程是不够的。

本发明采用以上说明的具体构造，如下地动作。

1.初始状态

首先，关于初始状态，如图1中假想线所示，将升降装置3的升降机架30位于上止点、上模21和下模20上下充分远离的状态作为初始状态。另外，该状态是在前一个生产节拍中取出工件W后的状态。

2.上模的迅速下降

为了铸造作业，使模具装置2的上模21以相对于下模20接近并且进一步接触的方式移动。该操作利用升降装置3的升降驱动装置35来进行，在这种情况下，高速输入机构39A工作，使模具装置2的上模21移动到距离下模20最近的位置。

该高速输入机构39A通过驱动高速驱动电动机M1而使上模21以例如每秒10cm的速度下降移动。这是这样实现的：高速驱动电动机M1的旋转通过联接器391被传递到高速输入轴383，利用与高速输入轴383一体的蜗杆382使与蜗轮381一体的内螺纹件37旋转，从而使滚珠丝杠轴36高速下降。由此，滚珠丝杠轴36的上端的轴承330将升降机架30的顶板33拖到下方，使整个升降机架30下降。另一方面，此时，为了不受高载荷输入机构39B的影响，使高载荷输入机构39B的离合器单元392处于切断的状态(断开状态)。

3.模腔的成形、模具的夹紧、铸造、模具解除

这样，在支承于升降机架30下端的上模21接近模具装置2的下模20的状态下，通过适当的程序控制，开始利用高载荷输入机构39B使上模21移动。即，将上述离合器单元392设定为连接状态，并且使高载荷驱动电动机M2工作，从而驱动高载荷输入轴384。由此，高载荷输入轴384的旋转以较大的转矩作用于蜗轮381，适当地以几吨～几十吨的单位设定滚珠丝杠轴36的例如模具夹紧力，将上模21组装于下模20上。

另外，由高载荷驱动电动机M2使上模移动的移动速度为每秒1cm左右。

另外，在模具装置2由下模20和上模21构成的情况下，之后将熔融金属原料W0从储液装置5注入到模腔23内，开始铸造。

在模具装置2还包括横模22的情况下，除下模20和上模21的连接之外，还利用横向移动装置4组装横模22。另外，关于横模22的横向移动装置4，在横模22的情况下，仅是用于将模具分离的行程即可，因此，未设置相当于上模21的驱动机构中的高速输入机构39A的机构。

之后，向模腔23内供给熔融金属原料W0，并且在直到将熔融金属原料W0冷却固化为止的期间里，将模具维持组合的状态。之后，在经过规定时间之后，将模具分离解除时需要高载荷，因此，高载荷输入机构39B以恒定的行程工作，将上模21与下模20分离。不言而喻，在包括横模22时，也存在在将上模21与下模20分离之前使横模22退出的情况。

4.高速退出

之后，为了使上模21高速退出，使高速输入机构39A起作用而使上模21上升。即，使高速驱动电动机M1工作，利用高速输入轴383通过蜗杆382来驱动蜗轮381，将该旋转从内螺纹件37传递到滚珠丝杠轴36而使其高速上升。由此，顶起连接在滚珠丝杠轴36上端的升降机架30的顶板33，使整个升降机架30以上升的方式移动。在该状态下在将工件W保持于上模21的情况下，在该状态下使搬出装置6的输送台车61进入到下方，利用工件取出杆14将工件W自上模21挤出而将其移载到输送台车61上并搬出。

另外，在该实施例中，高速输入机构39A和高载荷输入机构39B分别将各自的高速驱动电动机M1和高载荷驱动电动机M2作为驱动源进行驱动，但也可以将一个驱动电动机作为驱动源。即，虽然采用一个驱动电动机，但在该驱动系统中段插入能够输出较大的转矩的减速机构，在驱动系统中段切换是否经由减速机构，来选择高速驱动状态和高载荷(低速)驱动状态。

5.热膨胀对策

另外，在本发明中，应对铸造时由热量导致的模具装置2的膨胀，利用升降装置3的位移容许构造或者横向移动装置4的位移容许构造44容许该模具的变形，能够顺畅地进行铸造作业。

即，在本发明的装置中，模具的移动全部利用将电动机作为驱动源的滚珠丝杠机构来进行，因此，与以往的采用液压缸使模具移动的类型不同，不存在容许由液压缸导致的微小尺寸位移(热膨胀)这样的余地。因而，必须采用能应对热膨胀的容许位移的构造。

具体地讲，例如在本装置的情况下，设置在顶板33与轴承330之间的许多个碟形弹簧341处于稍稍收缩的状态，利用滚珠丝杠轴36使顶板33稍稍向约束其位置的轴承330移动。结果，该动作使模具装置2稳定地工作。另一方面，在横向移动装置4中，设置在模具安装盘43与滚珠丝杠轴41的顶端之间的位移容许构造44的碟形弹簧441起作用，容许横向移动装置4沿横向略微移动。

另外，位移容许构造44应用在能传递该位移的适当的部位，并不限定于以上说明的实施例。例如，能够在升降装置3的升降机架30与顶板33之间的连接部位、滚珠丝杠轴36的滚珠丝杠轴承37与电动机安装部371之间等适当的部位采用位移容许构造。

另外，横向移动装置4的位移容许构造44例如能够设置在滚珠丝杠轴41的整个安装构件与机架1的基部支承盘11之间。

Claims (4)

1.一种铸造机，该铸造机包括：

机架，其包括基部支承盘和以阶层状设置在该基部支承盘上方的上部支承盘；

模具装置，其至少包括上模和下模，在该模具装置的内部形成模腔；

升降装置，其能相对于上述机架的上部支承盘升降地支承在该上部支承盘上，而且在该升降装置的下端保持上述模具装置的上模；

向上述模具装置的模腔内注入熔融金属原料并使其固化而铸造成规定形状，其特征在于，

上述升降装置包括升降机架和用于驱动该升降机架升降的升降驱动装置，该升降机架包括：升降杆，其以贯穿上述机架的上部支承盘的方式被该上部支承盘能沿上下方向滑动地支承；升降底座，其设置在该升降杆的下端，用其下表面保持上述模具装置的上模；顶板，其安装在升降杆的上端，接收来自升降驱动装置的输入；另一方面，升降驱动装置将被电动驱动的滚珠丝杠机构用作驱动机构，而且，在滚珠丝杠机构上连接有高速输入系统和用于向上述模具施加夹紧力的高载荷输入系统这两个系统的驱动输入机构。

2.根据权利要求1所述的铸造机，其特征在于，

在上述两个系统的驱动输入机构中，高速输入系统和高载荷输入系统的各系统分别包括各自驱动用的电动机。

3.根据权利要求1或2所述的铸造机，其特征在于，

上述模具装置除上模和下模之外还包括横模，该横模被横向移动装置保持，横向移动装置将被电动驱动的滚珠丝杠机构用作驱动机构。

4.根据权利要求3所述的铸造机，其特征在于，

在由上述模具装置的上模、升降机架、升降驱动装置和支承该上模、升降机架、升降驱动装置的机架构成的参与一连串的升降动作输入的构件以及由上述模具装置的横模、横向移动装置和支承该横模、横向移动装置的机架构成的参与一连串的横向移动动作输入的构件中分别包括位移容许构造，该位移容许构造用于吸收铸造时由模具的热膨胀引起的位移。