CN102784894B - 一种薄壁壳体件消失模模样的施涂装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于机械制造领域，尤其涉及一种薄壁壳体件消失模模样的施涂装置及方法。所提出的一种薄壁壳体件消失模模样的施涂装置包括有搅拌机构（1）、喷淋机构（2）、施涂槽机构（3）、辅助机构（4）和电源控制柜（5）；搅拌机构（1）与喷淋机构（2）固联；喷淋机构（2）固联在施涂槽机构（3）上；施涂槽机构（3）与搅拌机构（3）固联；辅助机构（4）中的脚踏台放置在涂料槽机构（3）的旁边；各部分的动力电源独立。本发明采用喷涂和淋涂相结合的方法，利用涂料搅拌机构、喷淋机构、施涂槽机构和辅助机构，完成对体积大、结构复杂的薄壁壳体类铸件消失模模样的施涂，避免模样在施涂过程中变形或折断，减轻工作强度，保证生产正常进行。

Description

一种薄壁壳体件消失模模样的施涂装置及方法

技术领域

本发明属于机械制造领域，尤其涉及一种薄壁壳体件消失模模样的施涂装置及方法。

背景技术

近年来，消失模铸造以其高效、优质、低成本以及绿色环保的特点，得到了快速发展。在中国的消失模铸造生产中，汽车、工程机械和拖拉机齿轮变速箱壳体、离合器壳体类铸件，是发展最快和产量最大的消失模铸件。

消失模模样是由聚苯乙烯珠粒在模具中发泡成型制成的，由于聚苯乙烯泡沫塑料模样的强度低、刚性差，为了防止模样在运输、填砂振动时损坏或变形，铸造时要在模样表面涂覆涂料，以提高模样的强度和刚度，因此，涂料在消失模铸造中起着至关重要的作用，尤其是对于大型复杂薄壁壳体件的泡沫塑料模样，采用什么样的施涂方法，在何种施涂装置中施涂，才能保证消失模模样的涂层质量，保证模样在整个铸造过程中的刚度和强度，对铸件的尺寸精度及表面质量有着重要意义。通常情况下，消失模模样涂挂涂料的方法有浸涂、刷涂、淋涂、喷涂等几种，在生产中选用何种施涂方法，可根据涂料的类别、产品的批量以及模样的大小和形状而定。浸涂法具有生产效率高、节省涂料、涂层均匀，以及操作设备简单等优点，在消失模批量生产中被广泛应用。

但是，对于利用消失模铸造技术，批量生产大型复杂薄壁壳体件，由于涂料的密度大，泡沫塑料模样的密度小（与涂料密度相差数十倍），模样本身的强度和刚度低，若采用浸涂法对模样进行施涂，会因为涂料密度过大，导致模样在浸涂时因受到浮力作用，产生变形，甚至损坏，无法实现批量化生产。例如，像外形尺寸1050×925×750（㎜），铸件实体体积约0.085m³，理论重量约615kg的传动箱壳体采用消失模铸造技术批量生产，如果采用浸涂法对模样进行施涂，必然会导致模样在浸涂时因受到浮力作用，产生变形，甚至损坏；如果用手工淋涂，在没有专用装置的情况下，不仅生产效率低，劳动强度大，而且很难保证结构复杂的内腔表面的施涂质量。

目前，国内用消失模铸造技术批量生产壳体类铸件，消失模模样的外形尺寸较小，生产厂家多采用浸涂法对模样施涂，即在装满涂料的槽中，加入一个搅拌器，使模样在低速搅拌的涂料中浸涂涂料，这种涂挂涂料的方法和装置，不能用于大型复杂薄壁壳体件消失模模样的施涂，主要原因在于：1、消失模铸造涂料的密度较大，一般在（1.6-1.65）g/cm³，对于上述体积大的壳体类模样，如果采用浸涂法对模样施涂，模样在涂料槽中产生的浮力高达约130kg，如此大的浮力将会对模样造成变形乃至折断；2、为了保证涂层厚度，模样往往要进行2-3次涂挂，随着模样涂挂次数的增加，涂挂涂料的模样重量将会达到模样原重的6-10倍，若采用手工淋涂对模样施涂，操作困难，无法保证模样内腔和外表面涂层的均匀性，同时加大了劳动强度，生产率低。

发明内容

针对背景技术中的不足，本发明的目的在于提供一种薄壁壳体件消失模模样的施涂装置及方法；本发明所述的消失模模样的施涂装置及方法，是采用喷涂和淋涂相结合的方法，利用涂料搅拌机构、喷淋机构、施涂槽机构和辅助机构，完成对体积大、结构复杂的薄壁壳体类铸件消失模模样的施涂，避免模样在施涂过程中变形或折断，减轻工作强度，保证生产的正常进行。

为了实现本发明所述的目的，本发明可以通过下述装置和方法来实现：

一种薄壁壳体件消失模模样的施涂装置，所述的施涂装置包括有搅拌机构、喷淋机构、施涂槽机构、辅助机构和电源控制柜；搅拌机构通过输送软管、喷淋机构进料口与喷淋机构固联；喷淋机构通过U型固定组件固联在施涂槽机构上；施涂槽机构通过回收软管、回收泵来料口与搅拌机构固联；辅助机构中的脚踏工作台放置在涂料槽机构的旁边；各部分的动力电源独立，工作时要顺次开启电源开关，即：首先开启搅拌电机的电源开关，再次开启输送泵电机的电源开关，最后开启回收泵电机的电源开关。

所述的搅拌机构包括有涂料桶、搅拌器、搅拌电机、电机支撑架、输送泵电机、输送泵和回收泵电机、回收泵、回流管；涂料桶的涂料桶底板与涂料桶支架焊连，置于地面；电机支撑架通过电机支撑架固定连接组件固联在涂料桶上端口；搅拌电机通过搅拌电机固定连接组件固定在电机支撑架上；搅拌器通过联轴套、联轴套固定连接组件固联在搅拌电机；输送泵电机、输送泵通过输送泵法兰、输送泵固定连接组件与涂料桶固联，所述的输送泵固定于地基上；回收泵电机、回收泵通过回收泵法兰、回收泵固定连接组件与回流管的一端固联，回流管的另一端焊连在涂料桶上，回收泵固定于地基上。

所述的喷淋机构包括有喷淋机构进料口、四通管接头、连接钢管、调节阀门、喷淋机构出料口、喷淋机构连接管、直角弯管接头、施涂软管、淋涂喷头和喷涂喷头；淋涂喷头、施涂软管A、直角弯管接头A、调节阀门B、喷淋机构连接管依次连接并与四通管接头相连；喷涂喷头、施涂软管B、直角弯管接头B、调节阀门C、喷淋机构连接管依次连接并与四通管接头相连；喷淋机构进料口与四通管接头相连，喷淋机构出料口通过调节阀门A、连接钢管与四通管接头连接。

所述的施涂槽机构包括有格栅、涂料槽、支架；所述的支架焊连在涂料槽的外侧壁上，所述的格栅放置在涂料槽内；所述涂料槽的底部为由两侧向中心、且向下倾斜的结构，所述涂料槽一侧的下部具有涂料槽出料口。

所述的辅助机构包括有第一脚踏台、第二脚踏台和第三脚踏台，所述的第一脚踏台、第二脚踏台和第三脚踏台搁置在涂料槽的三个方向，不用时可移开。

一种薄壁壳体件消失模模样的施涂方法，包括如下步骤：将配制好的消失模涂料倒入涂料桶→开启搅拌电机的电源开关，使消失模涂料处于缓慢搅动状态→将消失模模样放入涂料槽→开启输送泵电机的电源开关，喷淋机构对消失模模样进行施涂→开启回收泵电机的电源开关，使涂料槽中的消失模涂料回流到涂料桶中→施涂完毕后将消失模模样从涂料槽取出烘干→再将烘干后的消失模模样放入涂料槽，重复上述过程直到涂料层厚度符合要求为止；即：

A、配制好的消失模涂料倒入涂料桶，开启搅拌电机的电源开关： 

在整个施涂过程中，消失模涂料处于缓慢搅拌状态；

B、将消失模模样放入涂料槽：

把合格的消失模模样放入涂料槽内的格栅上； 

C、开启输送泵电机的电源开关，喷淋机构对消失模模样进行施涂：

通过连接管道，在输送泵的作用下，将涂料桶中的消失模涂料送入喷淋机构的管道中，打开喷头，均匀喷淋消失模模样的内、外表面，通过调节阀门的调节，使通过喷头的涂料流量合适； 

D、开启回收泵电机的电源开关，使涂料槽中的消失模涂料回流到涂料桶中：

从消失模模样上流下的涂料，通过格栅汇集到涂料槽的底部；消失模涂料在回收泵的作用下重新流回涂料桶中；

 E、施涂完毕后烘干：

消失模模样施涂完毕后，从涂料槽中取出，放入烘房中进行烘干，直到消失模模样上的涂层干燥为止，完成消失模模样第一次施涂；

F、消失模模样第二次施涂时，重复B至E的过程，直到涂层厚度满足工艺要求。

由于采用以上所述的施涂装置及方法，本发明可达到以下有益效果：

1、所述一种薄壁壳体件消失模模样的施涂装置及方法，提高了消失模模样的施涂效率，减轻了劳动强度，避免了模样在施涂过程中变形或折断的产生，保证了生产的正常进行； 

2、所述一种薄壁壳体件消失模模样的施涂装置及方法，其中涂料搅拌机构，使涂料处于连续缓慢搅动状态，保证了模样施涂过程中涂料良好的涂挂性以及涂层厚度的均匀性；

3、所述一种薄壁壳体件消失模模样的施涂装置及方法，其中涂料喷淋机构，喷头设计为两种，一种喷头以喷涂为主，保证模样结构复杂的内腔表面，涂层均匀以及涂层在模样上良好的附着性；一种喷头以淋涂为主，保证模样的外表面快速均匀的涂挂涂料，提高涂挂效率；

4、所述一种薄壁壳体件消失模模样的施涂装置及方法，其中模样施涂槽机构，格栅的设计，保证模样在施涂过程中的稳定性；带斜度的涂料槽底部设计，保证涂料汇集到涂料槽最低部位，便于回流泵通过回收软管对涂料进行回收，节省涂料，使涂料可以得到最大程度利用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2 为图1的P向视图；

图3 为图1的A向视图；

图4为本发明中搅拌机构的结构示意图；

图5为图4的M向视图；

图6 为本发明中喷淋机构的结构示意图；

图7 为本发明中施涂槽机构的结构示意图；

图8为图7的K向示意图；

图9为本发明中辅助机构的结构示意图；

图10为本发明中淋涂喷头的结构示意图；

图11为本发明中喷涂喷头的结构示意图；

图12为图11的D-D向示意图。

图中：1、搅拌机构；2、喷淋机构；3、施涂槽机构；3a、格栅；3b、涂料槽；3c、支架,3d、涂料槽出料口；4、辅助机构；4a、第一脚踏台；4b、第二脚踏台；4c、第三脚踏台；5、电源控制柜；6、消失模模样；7、消失模涂料；8、涂料桶流出口阀门；9、输送泵出料口；10、回收泵来料口；11、输送软管；12、回收软管；13、U型固定组件；14、涂料桶支架；15、涂料桶底板；16、涂料桶；17、电机支撑架；18、电机支撑架固定连接组件；19、搅拌电机；20、搅拌电机固定连接组件；21、搅拌器；22、联轴套；23、联轴套固定连接组件；24、输送泵电机；25、输送泵；26、输送泵法兰；27、输送泵固定连接A组件；28、输送泵固定连接B组件；29、回流管；30、回收泵电机；31、回收泵；32、回收泵A法兰；33、回收泵固定连接A组件；34、回收泵B法兰；35、回收泵固定连接B组件；36、回收泵固定连接C组件；37、地基；38、喷淋机构进料口；39、四通管接头；40、连接钢管；41、调节A阀门；42、喷淋机构出料口；43、喷淋机构A连接管；44、调节B阀门；45、喷淋机构B连接管；46、A直角弯管接头；47、喷淋机构C连接管；48、施涂A软管；49、淋涂喷头；50、喷淋机构D连接管；51、调节C阀门；52、喷淋机构E连接管；53、B直角弯管接头；54、喷淋机构F连接管；55、施涂B软管；56、喷涂喷头；57、喷头盖。

另图中：f1 涂料进入施涂装置的流动方向；f2涂料进入搅拌机构的流动方向。

编号说明：

1）U型固定组件13：包括U型固定夹和固定螺母；

2）电机支撑架固定连接组件18、搅拌电机固定连接组件20、联轴套固定连接组件23：包括螺钉、垫圈、螺母；

3）输送泵固定连接A组件27、输送泵固定连接B组件28、回收泵固定连接C组件36：包括螺栓、垫圈、螺母；

4）回收泵固定连接A组件33、回收泵固定连接B组件35：包括螺钉、垫圈、螺母。

具体实施方式

通过下面的实施例可以更详细的解释本发明，本发明并不局限于下面的实施例，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切变化和改进。

由图1、图2并结合图3知，一种薄壁壳体件消失模模样的施涂装置，包括：搅拌机构1、喷淋机构2、施涂槽机构3、辅助机构4、电源控制柜5；搅拌机构1通过输送软管11、喷淋机构进料口38与喷淋机构2固联；喷淋机构2通过U型固定组件13固联在施涂槽机构3上；施涂槽机构3通过回收软管12、回收泵来料口10与搅拌机构1固联；结合图9，辅助机构4中的第一脚踏台4a、第二脚踏台4b、第三脚踏4c放置在涂料槽3b的旁边；各装置的动力电源独立，工作时要顺次开启电源控制柜5，即：首先开启涂料搅拌机构1的电源开关，再次开启喷淋机构2的电源开关，最后开启施涂槽机构3的电源开关。

由图4知，由上所述的搅拌机构1，包括：涂料桶16、搅拌器21、搅拌电机19、电机支撑架17、输送泵电机24、输送泵25、回收泵电机30、回收泵31；涂料桶16的涂料桶底板15与涂料桶支架14焊连，置于地面；电机支撑架17通过电机支撑架固定连接组件18固联在涂料桶16上端口；搅拌电机19通过搅拌电机固定连接组件20固定在电机支撑架17上；搅拌器21通过联轴套22、联轴套固定连接组件23固联在搅拌电机19上；输送泵电机24、输送泵25通过输送泵法兰26、输送泵固定连接A组件27与涂料桶16固联，并通过输送泵固定连接B组件28固定于地基37上；回收泵电机30、回收泵31通过回收泵B法兰34、回收泵固定连接B组件35与回流管29固联，回流管29焊连在涂料桶16上，回收泵31通过回收泵A法兰32、回收泵固定连接B组件33与回收泵来料口10固联，并通过回收泵固定连接C组件36固定于地基37上。

由图6知，由上所述的喷淋机构2，包括：喷淋机构进料口38、四通管接头39、连接钢管40、调节A阀门41、喷淋机构出料口42、喷淋机构A连接管43、调节B阀门44、喷淋机构B连接管45、A直角弯管接头46、喷淋机构C连接管47、施涂A软管48、淋涂喷头49、喷淋机构D连接管50、调节C阀门51、喷淋机构E连接管52、B直角弯管接头53、喷淋机构F连接管54、施涂B软管55、喷涂喷头56；淋涂喷头49、施涂A软管48、喷淋机构C连接管47、A直角弯管接头46、喷淋机构B连接管45、调节B阀门44、喷淋机构A连接管43依次连接并与四通管接头39相连；喷涂喷头56、施涂B软管55、喷淋机构F连接管54、B直角弯管接头53、喷淋机构E连接管52、调节C阀门51、喷淋机构D连接管50依次连接并与四通管接头39相连；喷淋机构进料口38与四通管接头39相连，喷淋机构出料口42通过调节A阀门41、连接钢管40与四通管接头39相连。

由图 7和图8知，由上所述的施涂槽机构3，包括：格栅3a、涂料槽3b、支架3c、涂料槽出料口3d；所述的支架3c焊连在涂料槽3b的外侧壁上，所述的格栅3a放置在施涂槽3b内；所述施涂槽3b的底部为由两侧向中心、且向下倾斜的结构，所述施涂槽3b一侧的下部具有涂料槽出料口3d。

由图 9知，由上所述的辅助机构4，包括：第一脚踏台4a、第二脚踏台4b、第三脚踏台4c；三个脚踏台直接搁置在涂料槽3b的三个方向。

由图1并结合图2、图3、图4、图6和图7，说明一种薄壁壳体件消失模模样的施涂方法，步骤如下： 

A、配制好的消失模涂料倒入涂料桶，开启搅拌电机的电源开关：

把配制好的消失模涂料7倒入搅拌机构1中的涂料桶16中，开启搅拌器21的搅拌电机19，通过联轴套22把扭矩传给搅拌器21进行匀速转动，使涂料桶16中的消失模涂料7一直处于缓慢搅拌下，保证消失模施涂时涂料的涂挂性，保证涂层厚度的均匀性；

B、将消失模模样放入涂料槽：

把合格的消失模模样6放在涂料槽3b内的格栅3a上；

C、开启输送泵电机的电源开关，喷淋机构对消失模模样进行施涂：

1） 涂料流动方向：施涂时，消失模涂料7通过搅拌机构1上的输送泵25、输送软管11，进入喷淋机构2中的喷淋机构进料口38中，消失模涂料7在此处分为三路，其中两路进入施涂喷头中：第一路，依次通过喷淋机构A连接管43、调节B阀门44、喷淋机构B连接管45、A直角弯管接头46、喷淋机构C连接管47、施涂A软管48，进入淋涂喷头49；第二路，依次通过喷淋机构D连接管50、调节C阀门51、喷淋机构E连接管52、B直角弯管接头53、喷淋机构F连接管54、施涂B软管55，进入喷涂喷头56；第三路，通过连接钢管40、调节A阀门41、喷淋机构出料口42直接流入施涂槽机构3中；

 2）施涂过程中，要注意调节喷头的涂料流量和出料口压力，通过调节A阀门41、调节B阀门44和调节C阀门51的配合使用，使淋涂喷头56、喷涂喷头49的涂料流量、压力适中，同时可避免输送泵25因流量不适造成损坏；

3）操作过程：把淋涂喷头49对准消失模模样6外部，通过调节A阀门41、调节B阀门44调节淋涂喷头49的涂料流量、压力大小，淋涂至涂料均匀覆盖消失模模样外表面为止；接着，把喷涂喷头56对准消失模模样6内部，通过调节A阀门41、调节C阀门51调节喷涂喷头56的涂料流量、压力大小，喷涂至涂料均匀覆盖消失模模样内表面为止； 

D、开启回收泵电机的电源开关，使涂料槽中的消失模涂料回流到涂料桶中：

从消失模模样6上流下的涂料可以通过格栅3a汇集到涂料槽3b的底部，从涂料槽出料口3d，经回收软管12，由回收泵31抽回涂料桶16中，涂料在搅拌器21作用下处于缓慢搅动状态，以防止其沉淀，至此消失模模样6完成了一次施涂；

E、施涂完毕后烘干：

消失模模样6施涂完毕后，关闭动力装置5上的电源开关，将消失模模样6从涂料槽3b中取出，放入烘房中进行烘干，直到模样上的涂层干燥为止，完成消失模第一次施涂；

F、消失模模样第二次施涂时，重复B至E的过程，直到涂层厚度满足工艺要求。

Claims (5)

1.一种薄壁壳体件消失模模样的施涂装置，其特征在于：所述的施涂装置包括有搅拌机构（1）、喷淋机构（2）、施涂槽机构（3）、辅助机构（4）和电源控制柜（5）；搅拌机构（1）通过输送软管（11）、喷淋机构进料口（38）与喷淋机构（2）固联；喷淋机构（2）通过U型固定组件（13）固联在施涂槽机构（3）上；施涂槽机构（3）通过回收软管（12）、回收泵来料口（10）与搅拌机构（1）固联；辅助机构（4）中的脚踏台放置在涂料槽机构（3）的旁边；各机构的动力电源独立，工作时要顺次开启电源开关，即：首先开启搅拌电机（19）的电源开关，再次开启输送泵电机（24）的电源开关，最后开启回收泵电机（30）的电源开关。

2.根据权利要求1所述的一种薄壁壳体件消失模模样的施涂装置，其特征在于：所述的搅拌机构（1）包括有涂料桶（16）、搅拌器（21）、搅拌电机（19）、电机支撑架（17）、输送泵电机（24）、输送泵（25）和回收泵电机（30）、回收泵（31）、回流管（29）；涂料桶（16）的涂料桶底板（15）与涂料桶支架（14）焊连，置于地面；电机支撑架（17）通过电机支撑架固定连接组件（18）固联在涂料桶（16）上端口；搅拌电机（19）通过搅拌电机固定连接组件（20）固定在电机支撑架（17）上；搅拌器（21）通过联轴套（22）、联轴套固定连接组件（23）固联在搅拌电机（19）；输送泵电机（24）、输送泵（25）通过输送泵法兰（26）、输送泵固定连接A组件（27）与涂料桶（16）固联，所述的输送泵（25）固定于地基（37）上；回收泵电机（30）、回收泵（31）通过回收泵A法兰（32）、回收泵固定连接A组件（33）与回流管（29）的一端固联，回流管（29）的另一端焊连在涂料桶（16）上，回收泵（31）固定于地基（37）上。

3.根据权利要求1所述的一种薄壁壳体件消失模模样的施涂装置，所述的喷淋机构（2）包括有喷淋机构进料口（38）、四通管接头（39）、连接钢管（40）、调节A阀门（41）、喷淋机构出料口（42）、喷淋机构A连接管（43）、调节B阀门（44）、喷淋机构B连接管（45）、A直角弯管接头（46）、喷淋机构C连接管（47）、施涂A软管（48）、淋涂喷头（49）和喷淋机构D连接管（50）、调节C阀门（51）、喷淋机构E连接管（52）、B直角弯管接头（53）、喷淋机构F连接管（54）、施涂B软管（55）、喷涂喷头（56）；淋涂喷头（49）、施涂A软管（48）、喷淋机构C连接管（47）、A直角弯管接头（46）、喷淋机构B连接管（45）、调节B阀门（44）、喷淋机构A连接管（43）依次连接并与四通管接头（39）相连；喷涂喷头（56）、施涂B软管（55）、B直角弯管接头（53）、喷淋机构E连接管（52）、调节C阀门（51）、喷淋机构D连接管（50）依次连接并与四通管接头（39）相连；喷淋机构进料口（38）与四通管接头（39）相连，喷淋机构出料管口（42）通过调节阀门A（41）、连接钢管（40）与四通管接头（39）连接。

4.根据权利要求1所述的一种薄壁壳体件消失模模样的施涂装置，所述的施涂槽机构（3）包括有格栅（3a）、涂料槽（3b）、支架（3c）；所述的支架（3c）焊连在涂料槽（3b）的外侧壁上，所述的格栅（3a）放置在施涂槽（3b）内；所述施涂槽（3b ）的底部为由两侧向中心、且向下倾斜的结构，所述施涂槽（3b）一侧的下部具有涂料槽出料口（3d）。

5.根据权利要求1所述的一种薄壁壳体件消失模模样的施涂装置，所述的辅助机构（4）包括有第一脚踏台（4a）、第二脚踏台（4b）和第三脚踏台（4c），所述的第一脚踏台（4a ）、第二脚踏台（4b）和第三脚踏台（4c）搁置在涂料槽的三个方向，不用时可移开。

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