CN103192429B - 消失模铸造螺旋铰刀的泡沫模样自动切割装置及工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种消失模铸造螺旋铰刀的泡沫模样自动切割装置及工作方法，包括圆盘工作台、圆盘工作台转动机构、电阻丝切割机构组成。所述圆盘工作台通过卡具和齿轮圆盘上的滑槽实现对泡沫塑料模样的夹紧固定；所述的圆盘工作台转动机构是由齿轮、电机、变频调速器、联轴器组成，通过电机传输的运动和动力实现圆盘工作台的等角速运动；所述的电阻丝切割机构由齿轮、丝杠、螺母、联轴器、电机和变频调速器组成，通过电机传输的动力和运动实现电阻丝的匀速直线运动。本发明结构设计简单，操作方便，生产效率高，获得的螺旋铰刀的泡沫塑料螺旋叶片尺寸形状精确。

Description

消失模铸造螺旋铰刀的泡沫模样自动切割装置及工作方法
技术领域
本发明属于机械设计领域，尤其是涉及一种消失模铸造螺旋铰刀的泡沫模样自动切割装置及工作方法。
背景技术
挤砖机用的螺旋绞刀，其叶片是圆柱直螺旋面，形状为三维空间曲面，属于复杂曲面类零件，机械加工的难度较大。其材料一般采用高铬铸铁耐磨材料，利用消失模铸造制造而成。获得的铸件由于硬度很高，不能再进行机械加工。因此，要求其尺寸、形状精确及高的表面粗糙度，从而保证挤砖机的出砖率和铰刀的使用寿命。
然而，由于螺旋铰刀的形状及参数设计主要依据砖的尺寸和砖料材料的性质决定，从而使螺旋铰刀的设计参数，如螺距、螺旋升角等要经常发生变动，这就使得螺旋铰刀的泡沫塑料模样难以用模具成型发泡工艺获得，目前的生产厂家几乎都采用手工切割的方法获得，手工切割的螺旋叶片其形状的精确度较差，生产效率较低，难以满足挤砖机对螺旋铰刀的质量要求。
目前，已公开的消失模泡沫塑料切割装置或设备的专利，如中国专利（专利号：2011100033622，专利名称：一种消失模泡沫切割设备）、中国专利（专利号：2011101367207，专利名称：消失模制作样板工具及其使用方法）及中国专利（专利号：2011201641211，专利名称：手持式消失模切割装置）等发明的消失模泡沫塑料切割设备，它们共同的特点是只能实现对圆柱面或平面的切割，都不能实现对泡沫塑料螺旋叶片形状的切割。
中国专利（专利号：2011104129554，专利名称：一种带旋转轴的数控泡沫塑料切割机），它是通过数控技术实现对带有螺旋面的螺旋体零件的制作，但用它来加工圆柱直螺旋叶片则显得加工过程繁琐，操作不便，对于中空的筒形圆柱体的切削也较为困难，且整个装置结构较复杂。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种消失模铸造螺旋铰刀的泡沫模样自动切割装置及工作方法，它具有实现螺旋铰刀的泡沫塑料模样的自动切割优点。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
消失模铸造螺旋铰刀的泡沫模样自动切割装置，包括圆盘工作台、圆盘转动机构、电阻丝切割机构,所述圆盘工作台在圆盘转动机构的驱动下转动，所述电阻丝切割机构的一部分安装在圆盘工作台内。
所述圆盘工作台由齿轮圆盘、卡具组成，3个所述卡具120°间隔均匀分布在齿轮圆盘上，且在齿轮圆盘上的3个均匀分布的径向滑槽内运动，可实现对不同直径泡沫塑料工件的夹紧。
所述电阻丝切割机构包括两个垂直平行放置的丝杠I和丝杠II，每个丝杠上都设有与之配合的螺母，所述两个螺母之间安装电阻丝，所述丝杠I下端依次套有齿轮圆盘、轴承和齿轮III，所述丝杠II下端套有齿轮I，所述齿轮I与齿轮III之间通过齿轮II啮合，所述齿轮II通过联轴器II连接在电机II上，所述电机II与变频调速器II连接。
所述丝杠I安装在齿轮圆盘的中心位置，所述丝杠II位于齿轮圆盘边缘之外。
所述圆盘转动机构由齿轮IV、电机I、联轴器I和变频调速器I组成，电机I与齿轮IV由联轴器I连接，变频调速器I与电机I相连接，所述齿轮IV与齿轮圆盘啮合。
消失模铸造螺旋铰刀的泡沫模样自动切割装置的工作方法是，利用圆柱直螺旋面的形成原理，采用电阻丝切割技术，研制出圆柱直螺旋面加工装置，从而实现螺旋叶片的机械自动化加工制造，主要包括如下步骤：
步骤（1）：根据实际需要螺距的泡沫塑料摸样将变频调速器I和变频调速器II分别调至设定的频率，启动电机I、电机II、变频调速器I和变频调速器II；
步骤（2）：齿轮IV带动圆盘工作台转动，实现固定住圆盘工作台上的泡沫塑料模样作等角速度圆周运动；而齿轮II带动齿轮III和齿轮I转动，与齿轮III连接的丝杠I和与齿轮I连接的丝杆II产生同速度反方向的转动，分别带动螺母I和螺母II沿丝杠I和丝杠II作等速直线运动；
步骤（3）：固定在螺母I和螺母II上的电阻丝跟随螺母一起运动，在电阻丝通电的情况下，将泡沫塑料模样切割出螺旋叶片，直至泡沫塑料模样旋转一周，完成一次切割过程。
所述步骤（1）中变频调速器的频率设定的方法为，通过下面的公式来控制电机I和电机II的转速比，就可获得所需螺距的泡沫塑料模样：
n 1 n 2 = i 1 i 2 × P h S
n1：电机I的转速，r/min；
n2：电机II的转速，r/min；
i1：齿轮IV与齿轮圆盘的传动比；
i2：齿轮II与齿轮III的传动比；
Ph：丝杠I和丝杠II的导程，mm；
S：螺旋铰刀的泡沫塑料模样的螺距，mm。
本发明有益的技术效果是：
(1)实现螺旋铰刀的泡沫塑料模样的自动切割；
(2)通过改变电机的转速，可以获得不同螺距的螺旋铰刀叶片泡沫塑料模样；
(3)通过自动切割获得尺寸和形状精确的螺旋铰刀叶片的泡沫塑料模样；
（4）本发明自动切割装置结构设计简单，操作方便，生产效率高。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为附图1的俯视图；
图中：1-丝杠I；2-螺母I；3-电阻丝；4-螺母II；5-丝杠II；6-齿轮I；7-变频调速器II；8-联轴器II；9-电机II；10-齿轮II；11-齿轮III；12-轴承；13-变频调速器I；14-电机I；15-联轴器I；16-齿轮IV；17-卡具；18-齿轮圆盘。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种消失模铸造泡沫塑料模样的自动化切割装置，包括圆盘工作台、圆盘转动机构、电阻丝切割机构,所述圆盘工作台在圆盘转动机构的驱动下转动，所述电阻丝切割机构的一部分安装在圆盘工作台内。
所述圆盘工作台由齿轮圆盘18、卡具17组成，3个所述卡具17成120°间隔均匀分布在齿轮圆盘18上，且在齿轮圆盘18上的3个均匀分布的径向滑槽内运动，实现对泡沫塑料工件的夹紧。
所述电阻丝切割机构包括两个垂直平行放置的丝杠I1和丝杠II5，每个丝杠上都设有与之配合的螺母，所述两个螺母之间安装电阻丝3，所述丝杠I1下端依次套有齿轮圆盘18、轴承12和齿轮III11，所述丝杠II5下端套有齿轮I6，所述齿轮I6与齿轮III11之间通过齿轮II10啮合，所述齿轮II10通过联轴器II8连接在电机II9上，所述电机II9与变频调速器II7连接。
所述丝杠I1安装在齿轮圆盘18的中心位置，所述丝杠II5位于齿轮圆盘18边缘之外。
所述圆盘转动机构由齿轮IV16、电机I14、联轴器I15和变频调速器I13组成，电机I14与齿轮IV16由联轴器I15连接，变频调速器I13与电机I14相连接，所述齿轮IV16与齿轮圆盘18啮合。
本发明的工作原理：利用圆柱直螺旋面的形成原理，采用电阻丝切割技术，研制出圆柱直螺旋面加工装置，从而实现圆柱直螺旋叶片的机械自动化加工制造。
利用下式可以得到电机I14和电机II9的转速之比，只要控制电机I14和电机II9的转速比，就可以切割获得所需螺距的泡沫塑料模样。
n 1 n 2 = i 1 i 2 × P h S
n1：电机I14的转速，r/min；
n2：电机II9的转速，r/min；
i1：齿轮IV16与齿轮圆盘18的传动比；
i2：齿轮II10与齿轮III11的传动比；
Ph：丝杠I1和丝杠II5的导程，mm；
S：螺旋铰刀的泡沫塑料模样的螺距，mm。
齿轮I6和齿轮III11具有相同的模数和齿数。电机II9将运动传给齿轮II10，齿轮II10带动齿轮III11和齿轮I6运动，从而使丝杠I1和丝杆II5产生转动，带动螺母I2和螺母II4的同步同速度直线运动，实现电阻丝3产生匀速直线运动。
本发明一种消失模铸造螺旋铰刀的泡沫塑料模样的自动切割装置的工作过程是这样实现的：启动电机I14、电机II9、变频调速器I13和变频调速器II7，将变频调速器I13和变频调速器II7分别调至设定的频率。此时，齿轮IV16带动圆盘工作台转动，实现固定住圆盘工作台上的泡沫塑料模样（图中用双点画线表示的部分）作等角速度圆周运动；而齿轮II10带动齿轮III11和齿轮I6转动，与齿轮III11连接的丝杠I1和与齿轮I6连接的丝杆II5产生同速度反方向的转动，分别带动螺母I2和螺母II4沿丝杠I1和丝杠II5作等速直线运动，固定在螺母I2和螺母II4上的电阻丝3跟随螺母一起运动，在电阻丝3通电的情况下，将泡沫塑料模样切割出螺旋叶片，直至泡沫塑料模样旋转一周，完成一次切割过程。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (5)

1.消失模铸造螺旋铰刀的泡沫模样自动切割装置，其特征是，包括圆盘工作台、圆盘转动机构、电阻丝切割机构,所述圆盘工作台在圆盘转动机构的驱动下转动，所述电阻丝切割机构的一部分安装在圆盘工作台上，所述电阻丝切割机构包括两个垂直平行放置的丝杠I和丝杠II，每个丝杠上都设有与之配合的螺母，所述两个螺母之间安装电阻丝，所述丝杠I下端依次套有齿轮圆盘、轴承和齿轮III，所述丝杠II下端套有齿轮I，所述齿轮I与齿轮III之间通过齿轮II啮合，所述齿轮II通过联轴器II连接在电机II上，所述电机II与变频调速器II连接，所述丝杠I安装在齿轮圆盘的中心位置，所述丝杠II位于齿轮圆盘边缘之外。 
2.如权利要求1所述的消失模铸造螺旋铰刀的泡沫模样自动切割装置，其特征是，所述圆盘工作台由齿轮圆盘、卡具组成，3个所述卡具120°间隔均匀分布在齿轮圆盘上，且在齿轮圆盘上的3个均匀分布的径向滑槽内运动，实现对泡沫塑料工件的夹紧。 
3.如权利要求1所述的消失模铸造螺旋铰刀的泡沫模样自动切割装置，其特征是，所述圆盘转动机构由齿轮IV、电机I、联轴器I和变频调速器I组成，电机I与齿轮IV由联轴器I连接，变频调速器I与电机I相连接，所述齿轮IV与齿轮圆盘啮合。 
4.如上述任一权利要求所述的消失模铸造螺旋铰刀的泡沫模样自动切割装置的工作方法，其特征是，主要包括如下步骤： 
步骤(1)：根据实际需要螺距的泡沫塑料模样将变频调速器I和变频调速器II分别调至设定的频率，启动电机I、电机II、变频调速器I和变频调速器II； 
步骤(2)：齿轮IV带动圆盘工作台转动，实现固定住圆盘工作台上的泡沫塑料模样作等角速度圆周运动；而齿轮II带动齿轮III和齿轮I转动，与齿轮III连接的丝杠I和与齿轮I连接的丝杆II产生同速度反方向的转动，分别带动螺母I和螺母II沿丝杠I和丝杠II作等速直线运动； 
步骤(3)：固定在螺母I和螺母II上的电阻丝跟随螺母一起运动，在电阻丝通电的情况下，将泡沫塑料模样切割出螺旋叶片，直至泡沫塑料模样旋转一周，完成一次切割过程。 
5.如权利要求4所述的消失模铸造螺旋铰刀的泡沫模样自动切割装置的工作方法，其特征是，所述步骤(1)中变频调速器的频率设定的方法为，通过下面的公式来控制电机I和电机II的转速比，就获得所需螺距的泡沫塑料模样： 
n1：电机I的转速，r/min； 
n2：电机II的转速，r/min； 
i1：齿轮IV与齿轮圆盘的传动比； 
i2：齿轮II与齿轮III的传动比； 
Ph：丝杠I和丝杠II的导程，mm； 
S：螺旋铰刀的泡沫塑料模样的螺距，mm。 
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