CN103950086A - 一种自动控制石膏模型加工装置 - Google Patents

Abstract

一种自动控制石膏模型的加工装置，包括夹具、模具、定位轴承座支架、链轮组、换向齿轮组、底座、异步电机、脚支架。夹具上安装有夹紧弹簧，利用夹紧弹簧对模具进行夹紧，换向齿轮组安装在底座上方的定位轴承套上，换向齿轮组的圆柱齿轮组改变水平面的旋转方向，带动链轮组、夹具、模具和定位轴承座支架所组成的整体做水平方向的回转运动，圆锥齿轮组将水平面的回转运动改变为竖直平面的回转运动，通过链轮组带动夹具做竖直平面的回转运动，最终带动模具做竖直方向的回转运动。本发明采用异步电动机作为动力源，通过单片控制异步电动机的工作，准确控制加工时间，大大提高了石膏模型加工的均匀性和加工质量。

Description

一种自动控制石膏模型加工装置

技术领域

本发明涉及一种石膏模型加工装置，具体是一种自动控制石膏模型加工装置。

背景技术

石膏模型制作是实现工业设计创意中艺术与科技相结合的设计手段，是工业设计产品功能、技术与艺术在高度融合中关键的一步。目前制作石膏模型加工的方法主要有三种：雕刻成型法、旋转刮削成型法、翻制成型法。雕刻成型法主要是先通过铸成坯模，再进行雕刻，加工耗时较大；旋转刮削成型法只适用于圆盘和圆柱型类的石膏模型加工加工种类单一，而且也浪费材料；翻制成型法适合各种形状复杂的模型制作，但目前主要依靠人进行翻转从而达到加工成型目的，根据许多研究表示，石膏模型的凝固时间在20分钟到30分钟为最佳，这种方法很难控制在最好的加工时间，模型的均匀性不好，加工质量不高。

发明内容

本发明针对上述所述传统翻制成型法的加工效率低、石膏模型均匀性不好、加工质量差和加工时间需要控制在最佳时间内的问题，提供了一种能够控制最佳的加工时间、提高石膏模型加工的均匀性和加工质量、能加工多种形状模型的自动控制石膏模型加工装置，从而提高加工的工作效率、节约成本。

本发明采用的技术方案如下：一种自动控制石膏模型加工装置，包括夹具、换向齿轮组以及链轮组，所述夹具分为固定夹和活动夹，活动夹一端与固定夹铰链连接，另一端用预紧螺栓连接，夹具与左端定位轴承座和右端定位轴承座内的轴承配合，夹具以轴承的轴心做回转运动。夹具安装在定位轴承座支架上，夹具在定位轴承座支架做竖直平面的回转运动，定位轴承座支架做水平面的回转运动，带动夹具做水平面的回转运动，最终使夹具获得竖直平面和水平面的回转运动，夹具的回转运动通过换向齿轮组和链轮组最终实现，夹具的运动动力源是异步电动机，异步电动机安装在底座上。

所述换向齿轮组由圆柱齿轮组、锥齿轮组和纵向上的传动链组组成，圆柱齿轮组的主动齿轮轴、从动齿轮、从动齿轮安装在定位轴承套上，主动齿轮轴下端与异步电动机的伸出轴配合，主动齿轮轴与从动齿轮啮合，从动齿轮与从动齿轮啮合，换向主动齿轮与换向从动齿轮啮合，换向主动齿轮与从动齿轮安装在同一根轴上，换向从动齿轮与换向轴承外圈配合，换向轴承安装在主动齿轮轴上，圆锥齿轮组的主动锥齿轮与从动锥齿轮啮合，主动锥齿轮安装在主动齿轮轴上，从动锥齿轮与换向轴配合，换向轴通过换向轴承座水平安装，换向从动齿轮与定位轴承座支架连接在一起，圆柱齿轮组的换向作用通过主动齿轮轴输出速度经过第一从动齿轮、第二从动齿轮、换向主动齿轮将速度传给换向从动齿轮，换向从动齿轮获得与主动齿轮轴的反向运动，换向从动齿轮带动定位轴承座支架做回转运动，主动锥齿轮与主动齿轮轴做同一方向回转运动，主动锥齿轮将速度传给从动锥齿轮，从动锥齿轮带动换向轴转动，

所述链轮组包括主动链轮、传动链以及从动链轮，主动链轮通过传动链与从动链轮连接，从动链轮与夹具旋转轴连接，主动链轮通过传动链将动力传给从动链轮，从动链轮带动夹具做竖直平面的回转运动。

所述活动夹安装有六个夹紧弹簧，夹紧弹簧对模具进行夹紧。

所述夹具的伸出轴有螺钉孔。

所述换向圆柱齿轮组的主动齿轮轴上安装有换向轴承，换向从动齿轮与换向轴承的外圈配合，经过换向后换向从动齿轮获得与主动齿轮轴相反的运动方向，换向圆柱齿轮组完成水平面的换向功能；所述换向锥齿轮组的主动锥齿轮安装在主动齿轮轴上，从动锥齿轮与主动锥齿轮啮合，从动锥齿轮安装在换向轴上，换向锥齿轮组完成竖直平面的换向功能。

所述换向轴安装在定位轴承支架的换向轴承座上。

所述定位轴承座支架与换向从动齿轮焊接在一起，换向从动齿轮带动定位轴承座支架做水平面的回转运动。

所述异步电动机采用单片机进行控制。

本发明的有益效果如下：

本发明自动控制石膏模型加工装置，采用换向齿轮组和链轮组的传动，使夹具获得竖直平面的回转运动和水平运动，带动模具一起运动，加快了模具内泥浆的流动，在有限的凝结时间内充满模具的内腔，提高了石膏模型加工的均匀性和质量。

自动控制石膏模型加工装置以异步电动机作为动力源，根据石膏在20到30分钟内凝结为最佳，采用单片机准确控制加工时间，大大提高了工作效率和加工质量。

本发明自动控制石膏模型加工装置的夹具采用夹紧弹簧对模具进行夹紧，以预紧螺栓固定活动夹，方便可靠，可以根据模具的承受力通过预紧螺栓适当调整，夹紧弹簧对模具起到了缓冲和保护作用。

本发明可适用于类似石膏模型加工的模型制作，可以根据模具的形状制作各种形状的模型。

附图说明

图1是本发明所述自动控制石膏模型加工装置的结构示意图。

图2是本发明所述自动控制石膏模型加工装置的正视图。

图3是本发明所述自动控制石膏模型加工装置的夹具结构意图。

图中标记为：1脚支架，11固定四脚圆盘，12脚支架安装座，2底座，3异步电动机，4定位轴承套，41螺栓组，5主动齿轮轴，51从动齿轮，52从动齿轮，53换向轴承，54换向从动齿轮，55换向主动齿轮，56主动锥齿轮，57从动锥齿轮，6定位轴承座支架，61定位轴承，62锥齿轮固定螺钉，63换向轴承座，64主动链轮固定螺钉，65换向轴，66旋转轴承，67夹具右端轴承座，68夹具左端轴承座，69从动链轮固定螺钉，7夹具，71螺钉孔，72固定夹，73预紧螺栓，74夹紧弹簧，75活动夹，8模具，9从动链轮，91传动链，92主动链轮。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的详细说明。

如图1、图2所示，本发明自动控制石膏模型加工装置用四根脚支架1与脚支架安装座12铰接，用固定四脚圆盘11进行固定锁住，采用四根脚和自锁功能增加脚支架1的稳定性，脚支架安装座12与底座2螺纹连接，定位轴承套4安装在底座2上，采用螺栓组41进行连接，定位轴承套4上安装有三个轴承，一个与主动齿轮轴5配合，两个分别与第一从动齿轮51、第二从动齿轮52的安装轴配合，异步电动机3与底座2用螺钉连接，异步电动机3的输出轴通过定位轴承套4与主动齿轮轴5的下端配合，异步电动机3带动主动齿轮轴5转动，主动齿轮轴5与第一从动齿轮51啮合，第二从动齿轮52与第一从动齿轮51啮合，换向主动齿轮55与第二从动齿轮52安装在同一根轴上，换向从动齿轮54与定位轴承座支架6固接在一起，换向从动齿轮54与换向轴承53的外圈配合，换向轴承53安装在主动齿轮轴5上，换向轴承54使主动齿轮轴5与换向从动轮54获得了运动分离，主动齿轮轴5、第一从动齿轮51、第二从动齿轮52、换向轴承53、换向从动齿轮54、换向主动齿轮轴55完成了横向的速度换向作用，定位轴承61安装在主动齿轮轴5上，定位轴承61与定位轴承座支架6固接在一起，保证定位轴承座支架6做回转运动安全、稳定和承受定位轴承支架6在轴向的力，在主动齿轮5的上端与主动锥齿轮56安装在主动齿轮轴5上，主动锥齿轮56与从动锥齿轮57啮合，完成了纵向的速度变换，从动锥齿轮57与换向轴65连接，通过锥齿轮固定螺钉62进行固定，换向轴65的另一端与主动链轮92连接，通过主动链轮固定螺钉64进行固定，换向轴承座63与轴承座支架6通过螺栓连接，换向轴承座63将换向轴65固定在水平面上，夹具7与夹具右端轴承座67和夹具左端轴承座68配合，夹具右端轴承座67和夹具左端轴承座68分别安装在定位轴承座支架6上，采用螺钉进行连接，夹具右端轴承座67与夹具左端轴承座68将夹具7固定在水平面上，夹具7的旋转轴与从动链轮9连接，通过链轮固定螺钉69进行固定，主动链轮92与从动链轮9通过传动链91连接，主动锥齿轮56、从动锥齿轮57、换向轴65、主动链轮92、传动链91和从动链轮9共同完成了纵向速度的传递，模具8被夹具7固定在夹具内，具有与夹具7一样的运动，旋转轴承66外圈与定位轴承座支架6配合，内圈与主动齿轮轴5配合，承受定位轴承座支架6在齿轮轴5的轴向力。

如图3所示，夹具7分为固定夹72和活动夹75，固定夹72与活动夹75一边采用铰链连接，另一边通过预紧螺栓73进行连接，预紧螺栓73在旋转轴的径向可以自由旋转，方便开启夹具7的活动夹75，夹具7的活动夹75安装有6个夹紧弹簧74，夹紧弹簧74对模具8进行夹紧，保证模具8被夹紧的同时不被破坏，起到缓冲与保护作用，夹具7的旋转轴上设有螺钉孔71，从动链轮9安装在夹具7的旋转轴上，链轮固定螺钉69与螺钉孔71连接，将从动链轮9固定在夹具7旋转轴上。

工作原理及过程：

实际操作时，将定位轴承座支架6旋转到合适的位置，使夹具7的活动夹75处于固定夹72的上方水平面上，松开预紧螺栓73，打开活动夹75，将模具8放进夹具内，拧紧预紧螺栓73，接通电源，利用单片机编程，设定好异步电动机3的工作时间，让异步电动机3工作，异步电动机3的输出轴将速度传递给主动齿轮轴5，带动主动齿轮轴5的转动，主动齿轮轴5带动主动锥齿轮56，通过从动锥齿轮57的换向作用，带动换向轴65转动，换向轴65带动主动链轮92，同传动链91将速度传给从动链轮9，从动链轮9带动夹具7做纵向的回转运动，从而带动模具8一起运动；主动齿轮轴5带动从动齿轮51转动，从动齿轮51与主动齿轮轴5运动方向相反，从动齿轮51带动从动齿轮52转动，同时换向主动轮55也一起转动，换向主动齿轮55与主动齿轮轴5运动方向相同，换向主动齿轮55带动换向从动齿轮54转动，换向从动齿轮54的旋转方向与主动齿轮轴5的旋转方向相反，完成换向过程，换向从动齿轮54带动定位轴承座支架6、夹具7、模具8一起做回转运动；模具8的回转运动能够迅速将泥浆运送到模具8内的各个角落。

以上描述的是对本发明的解释，不是对发明的限定，在不违背本发明的精神情况下，本发明可以做任何形式的修改，例如换向齿轮组可以采用齿轮与带传动配合使用，链传动部分可以改为带传动，获得比较平稳和噪音较小的工作性能，或可全部采用齿轮组进行换向，获得理想的传动比。

Claims (3)

1.一种自动控制石膏模型加工装置，包括夹具、换向齿轮组以及链轮组，其特征在于，

所述夹具分为固定夹和活动夹，活动夹一端与固定夹铰链连接，另一端用预紧螺栓连接，夹具与左端定位轴承座和右端定位轴承座内的轴承配合，夹具以轴承的轴心做回转运动，

所述换向齿轮组由圆柱齿轮组、锥齿轮组和纵向上的传动链组组成，圆柱齿轮组的主动齿轮轴、从动齿轮、从动齿轮安装在定位轴承套上，主动齿轮轴下端与异步电动机的伸出轴配合，主动齿轮轴与从动齿轮啮合，从动齿轮与从动齿轮啮合，换向主动齿轮与换向从动齿轮啮合，换向主动齿轮与从动齿轮安装在同一根轴上，换向从动齿轮与换向轴承外圈配合，换向轴承安装在主动齿轮轴上，圆锥齿轮组的主动锥齿轮与从动锥齿轮啮合，主动锥齿轮安装在主动齿轮轴上，从动锥齿轮与换向轴配合，换向轴通过换向轴承座水平安装，换向从动齿轮与定位轴承座支架连接在一起，圆柱齿轮组的换向作用通过主动齿轮轴输出速度经过第一从动齿轮、第二从动齿轮、换向主动齿轮将速度传给换向从动齿轮，换向从动齿轮获得与主动齿轮轴的反向运动，换向从动齿轮带动定位轴承座支架做回转运动，主动锥齿轮与主动齿轮轴做同一方向回转运动，主动锥齿轮将速度传给从动锥齿轮，从动锥齿轮带动换向轴转动，

所述链轮组包括主动链轮、传动链以及从动链轮，主动链轮通过传动链与从动链轮连接，从动链轮与夹具旋转轴连接，主动链轮通过传动链将动力传给从动链轮，从动链轮带动夹具做竖直平面的回转运动。

2.根据权利要求1所述的自动控制石膏模型加工装置，其特征在于，所述活动夹安装有六个夹紧弹簧，夹紧弹簧对模具进行夹紧。

3.根据权利要求1所述的自动控制石膏模型加工装置，其特征在于，所述夹具的伸出轴有螺钉孔。