CN103495706A - 熔模制壳机 - Google Patents

Abstract

熔模制壳机，属于制壳机设备领域。包括底座（1）、转动设置在底座（1）上的回转工作台（6）、竖直设置在回转工作台（6）上方的直线升降机构以及水平的连接臂，连接臂内端安装在直线升降机构上，并可沿直线升降机构上下滑动，所述连接臂外端固定有一个竖向的回转升降机构，回转升降机构下端通过万向节（28）与装卸器（26）固定连接，装卸器（26）上部还设有一个内设轴承的装卸器轴承座（27），装卸器轴承座（27）通过一根拉杆（43）固定装卸器轴承座（27）与回转升降机构的相对距离，拉杆（43）下端与装卸器轴承座（27）铰接。本发明具有自动粘浆、粘砂，提高工作效率，蜡模壳体厚薄均匀、质量稳定等优点。

Description

熔模制壳机

技术领域

熔模制壳机，属于制壳机设备领域，具体涉及一种多工位自动粘浆、粘砂的制壳机。

背景技术

在熔模制壳过程中，需要经过沾浆、撒砂、硬化、干燥等工序，而且此工序流程要重复多次才能完成型壳的制作，工人劳动强度非常大。中国专利 20125340975.5公开了一种熔模铸造多工位自动摇摆式制壳机，其通过各个作业支持框转动实现各个工位之间的转换，这样可大幅提高熔模的生产效率，但是此专利及其他制壳机都没有解决模壳自动粘砂的问题，目前仍然是手工撒砂，主要原因是模壳可以自由进出液态的浆液，但无法浸入固态的砂中，使用一般的机械装置很容易将模壳损坏，当遇到重量大的蜡模，人工就难控制沾浆、粘砂粒的均匀，易造成所制的蜡模壳体厚薄不一，易出现产品质量问题，且劳动生产效率低，是目前中小熔模精密铸造企业急需解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种实现自动粘浆、粘砂，蜡模壳体厚薄均匀、质量稳定的熔模制壳机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该熔模制壳机，包括底座、通过工作台回转机构转动设置在底座上的回转工作台、竖直设置在回转工作台上方的直线升降机构以及水平的连接臂，连接臂内端安装在直线升降机构上，并可沿直线升降机构上下滑动，其特征在于：所述连接臂外端固定有一个竖向的回转升降机构，回转升降机构下端通过万向节与装卸器固定连接，装卸器上部设有一个内设轴承的装卸器轴承座，装卸器轴承座通过一根拉杆固定装卸器轴承座与回转升降机构的相对距离，拉杆下端与装卸器轴承座铰接。回转升降机构下降时，装卸器受拉杆约束由竖直位置转动到水平位置，从而使装卸器上的工件能够水平接触砂面，同时回转升降机构利用万向节可以带动工件转动，使工件在砂面上转动从而实现均匀粘砂，克服了手工撒砂工作效率低、撒砂不均匀、蜡模壳体厚薄不均匀、产品质量不稳定的问题。

所述回转升降机构包括回转升降电机、回转驱动机构、丝杠轴和固定螺母，丝杠轴与固定螺母螺纹配合，回转升降电机通过回转驱动机构带动丝杠轴相对于固定螺母轴向运动。利用回转升降电机驱动丝杠轴回转，同时丝杠轴受固定螺母约束产生轴向运动，利用一个驱动机构能够实现装卸器旋转和摆动两个动作，并且不在装卸器周围安装驱动机构，防止浆液和砂影响装置运行。

所述回转驱动机构包括空心轴和固定在空心轴内壁上的短键，空心轴外侧通过减速箱与回转升降电机连接，空心轴内套装有丝杠轴，丝杠轴一侧轴向开设有一个长键槽，短键插入长键槽内并可在长键槽内上下滑动，空心轴通过短键与丝杠轴连接，带动丝杠轴转动。短键与长键槽配合，利用短键驱动丝杠轴旋转，丝杠轴发生轴向运动时短键在长键槽内滑动，结构紧凑，占用空间非常小。

所述回转升降机构上部还设有摆动机构，回转升降机构通过摆动机构摆动设置在连接臂外端，所述连接臂包括前连接臂和后连接臂。利用摆动机构带动工件在浆液中摆动，从而能够使粘浆更加均匀。

所述摆动机构包括摆动电机和摆动转轴，摆动电机水平固定在前连接臂前侧，摆动转轴转动固定在前连接臂与后连接臂之间，摆动转轴通过减速机构与摆动电机的输出轴固定连接，摆动转轴与回转升降机构固定连接。摆动电机带动摆动转轴旋转，摆动转轴带动回转升降机构摆动，通过摆动电机正反转实现工件在浆液内来回摆动，粘浆更加均匀。

所述减速机构包括相啮合的摆动内齿圈和摆动齿轮，摆动内齿圈通过前连接臂轴承座转动固定在前连接臂内，摆动齿轮与摆动电机输出轴固定连接，摆动转轴通过后压盖与摆动内齿圈固定连接。利用内齿圈减速，结构紧凑，占用空间小。

所述直线升降机构包括导柱、方滑座、带座螺母、升降丝杠和升降电机，导柱竖直固定在回转工作台上，方滑座套在导柱上并与带座螺母固定连接，带座螺母套设在升降丝杠上，升降丝杠上端固定连接升降电机。利用升降电机同丝杠螺母传动带动工件升降，通过控制升降电机正反转，可以使工件往复进出浆液，工件在浸入浆液侧壁容易产生气泡，粘浆不均匀，工件往复进出浆液可以使气泡破裂，进而达到粘浆均匀的目的，同时电机与丝杠螺母传动相对于液压传动工作效率高，相对于链传动更加平稳。

所述方滑座与导柱之间设有滑动轴承，方滑座上端安装带密封圈的上压盖，方滑座下端由上至下依次安装带密封圈的下压盖和透盖。通过带密封圈的上压盖和下压盖，能够防止滑动轴承内的润滑油脂泄露，同时利用透盖观测内部的工作情况。

所述工作台回转机构包括主轴、回转内齿圈、回转齿轮和回转电机，主轴竖直固定在底座上端，回转工作台同轴套在主轴上部，回转内齿圈固定在底座与回转工作台之间，回转齿轮与回转内齿圈啮合，回转电机固定在回转工作台上侧并与回转齿轮固定连接。回转电机通过内齿圈驱动回转工作台旋转，使工件在各工位之间平稳转动。

所述底座与回转工作台之间固定有一个向上开口的壳体，回转工作台向下压在壳体的开口部构成齿轮室，回转内齿圈与回转齿轮位于齿轮室内，回转工作台与壳体之间设有推力轴承。利用壳体与回转工作台配合构成齿轮室，有效防止浆液和砂进入齿轮，改善齿轮工作环境，延伸使用寿命，并且结构简单、成本低。

与现有技术相比，本发明熔模制壳机所具有的有益效果是：

1、自动粘浆、粘砂，蜡模壳体厚薄均匀、质量稳定：回转升降机构下降时，装卸器受拉杆约束由竖直位置转动到水平位置，从而使装卸器上的工件能够水平接触砂面，同时利用万向节将回转升降机构的竖向转动转换为工件的水平轴向转动，使工件在砂面上转动从而实现均匀粘砂，实现了自动粘砂，克服了手工撒砂工作效率低、撒砂不均匀、蜡模壳体厚薄不均匀、产品质量不稳定的问题。

2、利用回转升降电机驱动丝杠轴回转，同时丝杠轴受固定螺母约束产生轴向运动，利用一个驱动机构能够实现装卸器旋转和摆动两个动作，使回转升降电机远离浆液和砂，保证回转升降电机的工作环境，不在装卸器处安装驱动机构，防止浆液和砂影响装置运行。

3、结构简单、紧凑，利用短键驱动丝杠轴旋转，丝杠轴发生轴向运动时短键在长键槽内滑动，结构紧凑，占用空间非常小。

4、摆动电机带动能够带动工件在浆液中摆动，从而能够使粘浆更加均匀。利用内齿圈减速，结构紧凑，占用空间小。

5、利用升降电机同丝杠螺母传动带动工件升降，通过控制升降电机正反转，可以使工件往复进出浆液，工件在浸入浆液侧壁容易产生气泡，粘浆不均匀，工件往复进出浆液可以使气泡破裂，进而达到粘浆均匀的目的，同时电机与丝杠螺母传动相对于液压传动工作效率高，相对于链传动更加平稳。

附图说明

图1是本发明熔模制壳机的结构示意图。

图2是回转工作台与底座连接处的局部剖视图。

图3是直线升降机构的剖视图示意图。

图4是回转升降机构的剖视图示意图。

图5是图4中B处的局部放大示意图。

图6是图1中A-A处的剖视图示意图。

图7是回转升降电机滑动固定在回转升降导轨上的结构示意图。

其中：1、底座  2、推力轴承  3、回转齿轮  4、回转内齿圈  5、壳体  6、回转工作台  7、回转电机  8、回转轴承  9、主轴  10、法兰  11、回转升降导轨  12、带座螺母  13、方滑座  14、升降丝杠  15、升降电机轴承座  16、升降丝杠轴承  17、升降电机座  18、联轴器  19、升降电机  20、导柱  21、上压盖  22、滑动轴承  23、下压盖  24、透盖  25、回转升降滑块  26、装卸器  27、装卸器轴承座  28、万向节  29、下套筒  30、空心轴  31、空心轴固定键  32、减速齿轮  33、摆动箱体连接板  34、上套筒  35、固定螺母  36、丝杠轴  37、空心轴轴承  38、回转升降电机  39、回转升降减速箱  40、长键槽  41、短键  42、丝杠轴滑动轴承  43、拉杆  44、摆动齿轮  45、前连接臂  46、后连接臂  47、后连接臂轴承座  48、摆动转轴  49、摆动轴连接板  50、后压盖  51、摆动内齿圈  52、前连接臂轴承座  53、摆动轴承  54、前压盖  55、摆动电机。

具体实施方式

图1~6是本发明熔模制壳机的最佳实施例，下面结合附图1~7对本发明做进一步说明。

参照附图1：熔模制壳机，包括底座1、回转工作台6、直线升降机构、连接臂、摆动机构、回转升降机构和装卸器26，回转工作台6转动固定在底座1上端，多个直线升降机构竖直固定在回转工作台6上侧面，直线升降机构沿回转工作台6周向均匀分布，每个直线升降机构上均水平固定有一组连接臂，连接臂的外端固有摆动机构，摆动机构的摆动输出端固定连接回转升降机构，回转升降机构的下端连接固定工件的装卸器26。回转工作台6旋转带动各装卸器26在各个工位之间回转，进行重复粘浆、粘砂，摆动机构带动装卸器26上的工件在浆液中摆动，从而粘浆均匀，回转升降机构在粘砂时首先将装卸器26由竖直位置转动到水平位置，然后进行转动，使工件在砂面滚动，从而均匀粘砂。

参照图2，底座1上端中部竖直固定有一个主轴9，回转工作台6与主轴9同轴转动固定，回转工作台6与主轴9之间设有回转轴承8。底座1上端固定有一个向上开口的壳体5，回转工作台6向下压在壳体5上部，壳体5与回转工作台6之间形成密闭的齿轮室，回转工作台6与壳体5之间设有推力轴承2，壳体5内侧水平固定有一个回转内齿圈4，回转齿轮3与回转内齿圈4啮合，回转齿轮3与回转电机7的输出轴固定连接，回转电机7固定在回转工作台6上侧。

参照图1、3，直线升降机构包括导柱20、方滑座13、带座螺母12、升降丝杠14和升降电机19，导柱20下端通过法兰10竖直固定在回转工作台6上，导柱有三个，间隔120°周向均匀分布在回转工作台6上，导柱20的一侧竖直固定有一个升降丝杠14，升降丝杠14下端转动固定在法兰10上，上端通过联轴器18固定连接升降电机19，升降丝杠14上套设有带座螺母12，导柱20上套设有方滑座13，方滑座13与带座螺母12固定连接，连接臂水平固定在方滑座13上。导柱20为空心立柱，能够有效降低回转工作台6的负荷。

导柱20上端固定有一个水平的升降电机轴承座15，升降丝杠14穿过升降电机轴承座15，升降丝杠14与升降电机轴承座15之间设有升降丝杠轴承16，升降电机轴承座15上端固定有一个升降电机座17，升降电机19固定在升降电机座17上，联轴器18位于升降电机座17内侧。

方滑座13与导柱20之间设有滑动轴承22，方滑座13上端安装带密封圈的上压盖21，方滑座13下端由上至下依次安装带密封圈的下压盖23和透盖24，通过透盖24能够观察方滑座13内部的工况。

参照图4、5，回转升降机构包括回转升降电机38、空心轴30、丝杠轴36和固定螺母35，回转升降电机38竖向固定在连接臂外端，回转升降电机38输出轴连接回转升降减速箱39，竖向的空心轴30通过空心轴固定键31与回转升降减速箱39的减速齿轮32固定连接，空心轴30两端分别穿出回转升降减速箱39，空心轴30两端与回转升降减速箱39之间分别设有空心轴轴承37，空心轴30下端外侧套有下套筒29，空心轴30上端套有上套筒34，上套筒34内固定有一个固定螺母35，丝杠轴36套设在空心轴30内，丝杠轴36上端设有外螺纹与固定螺母35配合，丝杠轴36下部轴向开设有一个长键槽40，空心轴30下端固定有一个短键41，短键41为长度小于长键槽40的T形键，短键41插入长键槽40，固定连接空心轴30与丝杠轴36，丝杠轴36下端与空心轴30之间设有丝杠轴滑动轴承42。

丝杠轴36的下端通过万向节28固定连接装卸器26，装卸器26与丝杠轴36连接的端部固定有一个装卸器轴承座27，装卸器轴承座27与装卸器26之间设有轴承，装卸器轴承座27通过拉杆43与下套筒29连接，拉杆43与装卸器轴承座27铰连接。

回转升降电机38驱动空心轴30转动，空心轴30通过短键41驱动丝杠轴36同步转动，同时丝杠轴36上端受固定螺母35约束产生轴向移动，短键41沿长键槽40轴向移动，通过回转升降电机38使丝杠轴36回转的同时轴向运动，结构紧凑，只需要一个动力，降低成本，丝杠轴36下降时伸出空心轴30，装卸器26由于拉杆43的作用由竖直位置转动到水平位置，实现了工件的自动摆动，同时丝杠轴36通过万向节28驱动装卸器26在水平位置转动，实现均匀粘砂，而且制壳机周围有浆液、砂，工作环境恶劣，本发明的回转升降机构在浆液、砂处不设动力装置，通过万向节28和拉杆43实现装卸器26的旋转，以及装卸器26由垂直位置摆动到水平位置。

参照图1、4、6，连接臂包括对称固定在方滑座13前后两侧的前连接臂45和后连接臂46，摆动机构包括摆动电机55、摆动转轴48和摆动轴连接板49，摆动电机55垂直于前连接臂45固定在前连接臂45前侧，前连接臂45与后连接臂46之间设有一个摆动转轴48，前连接臂45内设有前连接臂轴承座52，后连接臂46内设有后连接臂轴承座47，摆动转轴48后端固定在后连接臂轴承座47内，摆动转轴48前端通过设置在前连接臂轴承座52内的减速机构与摆动电机55的输出轴固定连接，摆动转轴48一侧固定有一个摆动轴连接板49，摆动轴连接板49与摆动箱体连接板33固定连接，摆动箱体连接板33另一侧固定连接回转升降减速箱39，摆动电机55驱动摆动转轴48转动，摆动转轴48带动回转升降减速箱39摆动，从而实现回转升降机构的摆动。

上述减速机构包括相啮合的摆动内齿圈51和摆动齿轮44，摆动内齿圈51固定在前连接臂轴承座52内，前连接臂轴承座52与摆动内齿圈51之间设有摆动轴承53，摆动齿轮44与摆动电机55输出轴固定连接，前连接臂轴承座52前后两侧分别设有前压盖54和后压盖50，其中前压盖54与前连接臂45固定连接，摆动电机55固定在前压盖54上，后压盖50与摆动内齿圈51固定连接，摆动转轴48固定连接后压盖50的另一侧。

工作原理与工作过程如下：三个导柱20随回转工作台6转动，通过连接臂固定连接导柱20的装卸器26，其中第一个装卸器26随回转工作台6旋转至粘浆桶上方，第二装卸器26个旋转至粘砂桶上方，第三个装卸器26旋转至工件装卸点，电气控制系统控制各导柱20的直线升降机构、摆动机构和回转升降机构独立工作。

粘浆程序：回转升降机构不工作，丝杠轴36位于空心轴30内，装卸器26处于竖直位置，升降电机19带动方滑座13下降，通过前连接臂45和后连接臂46带动装卸器26内的工件浸入粘浆桶，升降电机19不断正反转，带动工件往复进出浆液，使工件表面的气泡破裂，使工件粘浆更加均匀，同时摆动电机55驱动摆动转轴48转动，摆动转轴48进一步驱动回转升降机构摆动，从而带动工件往复摆动至工件粘浆均匀，升降电机19带动工件上升至离开浆液面，沾浆工序结束，工件随回转工作台6旋转至粘砂桶上方。

粘砂程序：摆动电机55带动工件逆时针摆动90°，使丝杠轴36回到竖直位置，升降电机19带动工件下降至接近砂，回转升降电机38驱动丝杠轴36转动，丝杠轴36回转同时向下伸出空心轴30，装卸器26受拉杆43限制摆动90°，工件由竖直位置转动到水平位置，升降电机19带动工件进一步下移至砂面，工件一面粘砂后，回转升降电机38驱动丝杠轴36转动，丝杠轴36通过万向节28带动工件旋转，工件反面粘砂，升降电机19带动工件上移至粘砂桶上方，回转升降电机38反转带动丝杠轴36和万向节28缩回空心轴30，工件处于竖直位置，回转工作台6转动至装卸位置，完成蜡模壳体的制作。

以上是本发明的最佳实施例，本发明还可以采用以下结构：

参照图7，回转升降机构还可以采用回转升降导轨11和滑动设置在回转升降导轨11上的回转升降滑块25，回转升降导轨11竖直固定，回转升降电机38与回转升降滑块25固定连接，同时回转升降电机38输出轴与丝杠轴36上端同轴固定连接，丝杠轴36下端通过与固定螺母35固定连接，回转升降电机38驱动丝杠轴36转动的同时，丝杠轴36与固定螺母35相对轴向运动，回转升降电机38沿回转升降导轨11升降，与丝杠轴36同步升降。

导柱20可以是一个，也可以是多个，均匀分布在回转工作台6上。

粘浆工序中也可以利用摆动电机55带动工件顺时针摆动90°离开浆液面。

粘浆程序中回转升降机构也可以工作，回转升降电机38不断正反转驱动工件在浆液内顺时针、逆时针间隔旋转，能够使粘浆更加均匀。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种熔模制壳机，包括底座（1）、通过工作台回转机构转动设置在底座（1）上的回转工作台（6）、竖直设置在回转工作台（6）上方的直线升降机构以及水平的连接臂，连接臂内端安装在直线升降机构上，并可沿直线升降机构上下滑动，其特征在于：所述连接臂外端固定有一个竖向的回转升降机构，回转升降机构下端通过万向节（28）与装卸器（26）固定连接，装卸器（26）上部设有一个内设轴承的装卸器轴承座（27），装卸器轴承座（27）通过一根拉杆（43）固定装卸器轴承座（27）与回转升降机构的相对距离，拉杆（43）下端与装卸器轴承座（27）铰接。

2.根据权利要求1所述的熔模制壳机，其特征在于：所述回转升降机构包括回转升降电机（38）、回转驱动机构、丝杠轴（36）和固定螺母（35），丝杠轴（36）与固定螺母（35）螺纹配合，回转升降电机（38）通过回转驱动机构带动丝杠轴（36）相对于固定螺母（35）轴向运动。

3.根据权利要求2所述的熔模制壳机，其特征在于：所述回转驱动机构包括空心轴（30）和固定在空心轴（30）内壁上的短键（41），空心轴（30）外侧通过回转升降减速箱（39）与回转升降电机（38）连接，空心轴（30）内套装有丝杠轴（36），丝杠轴（36）一侧轴向开设有一个长键槽（40），短键（41）插入长键槽（40）内并可在长键槽（40）内上下滑动，空心轴（30）通过短键（41）与丝杠轴（36）连接，带动丝杠轴（36）转动。

4.根据权利要求1所述的熔模制壳机，其特征在于：所述回转升降机构上部还设有摆动机构，回转升降机构通过摆动机构摆动设置在连接臂外端，所述连接臂包括前连接臂（45）和后连接臂（46）。

5.根据权利要求4所述的熔模制壳机，其特征在于：所述摆动机构包括摆动电机（55）和摆动转轴（48），摆动电机（55）水平固定在前连接臂（45）前侧，摆动转轴（48）转动固定在前连接臂（45）与后连接臂（46）之间，摆动转轴（48）通过减速机构与摆动电机（55）的输出轴固定连接，摆动转轴（48）与回转升降机构固定连接。

6.根据权利要求5所述的熔模制壳机，其特征在于：所述减速机构包括相啮合的摆动内齿圈（51）和摆动齿轮（44），摆动内齿圈（51）通过前连接臂轴承座（52）转动固定在前连接臂（45）内，摆动齿轮（44）与摆动电机（55）输出轴固定连接，摆动转轴（48）通过后压盖（50）与摆动内齿圈（51）固定连接。

7.根据权利要求1所述的熔模制壳机，其特征在于：所述直线升降机构包括导柱（20）、方滑座（13）、带座螺母（12）、升降丝杠（14）和升降电机（19），导柱（20）竖直固定在回转工作台（6）上，方滑座（13）套在导柱（20）上并与带座螺母（12）固定连接，带座螺母（12）套设在升降丝杠（14）上，升降丝杠（14）上端固定连接升降电机（19）。

8.根据权利要求7所述的熔模制壳机，其特征在于：所述方滑座（13）与导柱（20）之间设有滑动轴承（22），方滑座（13）上端安装带密封圈的上压盖（21），方滑座（13）下端由上至下依次安装带密封圈的下压盖（23）和透盖（24）。

9.根据权利要求1所述的熔模制壳机，其特征在于：所述工作台回转机构包括主轴（9）、回转内齿圈（4）、回转齿轮（3）和回转电机（7），主轴（9）竖直固定在底座（1）上端，回转工作台（6）同轴套在主轴（9）上部，回转内齿圈（4）固定在底座（1）与回转工作台（6）之间，回转齿轮（3）与回转内齿圈（4）啮合，回转电机（7）固定在回转工作台（6）上侧并与回转齿轮（3）固定连接。

10.根据权利要求9所述的熔模制壳机，其特征在于：所述底座（1）与回转工作台（6）之间固定有一个向上开口的壳体（5），回转工作台（6）向下压在壳体（5）的开口部构成齿轮室，回转内齿圈（4）与回转齿轮（3）位于齿轮室内，回转工作台（6）与壳体（5）之间设有推力轴承（2）。

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