CN104772451B - 三平移一转动四自由度混联振动铸造机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三平移一转动四自由度混联振动铸造机，包括减振机架、横向激振装置、纵向激振装置、垂向激振装置、平移振动台、悬挂弹簧、回转激振装置、复位弹簧和可旋转砂箱。横向激振装置和纵向激振装置安装在减振机架的主机架与平移振动台的振台支撑板之间，分别产生横向和纵向振动；安装在平移振台上的垂向激振装置可产生垂向振动；平移振动台与减振机架之间通过四根悬挂弹簧相连接；回转激振装置可使砂箱产生绕水平轴的往复回转振动，且振动方向可变；可旋转砂箱使砂箱可绕垂直轴转动。本发明的砂箱能同时实现最多四个自由度的振动，且各方向的振动参数相互独立可调，使砂箱中的铸型获得合适的振动激励，改善铸件的质量。

Description

三平移一转动四自由度混联振动铸造机

技术领域

本发明涉及振动铸造设备领域，尤其涉及一种三平移一转动四自由度混联振动铸造机，最多可同时实现铸型的空间四个自由度的振动。

背景技术

现有的金属铸件在浇注过程中，由于砂箱或铸模处于静止状态，金属液体中的气泡难以溢出，不利于夹渣的上浮和金属液体在凝固过程中的流动，尤其是中、大型钢铁铸件由于铸件整体结构壁厚差异大，常规工艺都难以保证整体均衡冷却，局部容易产生裂纹、缩松、缩孔、夹渣、晶粒粗大等缺陷，严重影响铸件产品质量的提高。特别是大型铸钢件，经无损检测，铸造缺陷尤为突出，补焊、修整工作量大，废品率偏高，加大生产成本。另外，因现有技术中浇冒口系统是靠冒口的金属重量作为系统压力，需要金属占有量大，所以造成整个铸造成本高。

目前现有专利也提出了一些解决方案，如申请号为200720049505.2的专利提出了一种液压振动浇铸设备的实施方案，申请号为201020117378.7的专利公布了一种利用半圆轴的离心运动产生振动的机械振动铸造机等，但这些专利所提出的振动装置都只能产生1-2个自由度的振动，且液压振动台成本较高，维护不便。传统的激振装置使用时都通过压缩弹簧或弹簧板支撑铸型，铸型的部分自由度受到约束，且振动自由度少，仅仅依靠提高振动幅度和强度(振动强度过大还可能破坏砂型)来提高振动效果的能力有限，已不能满足生产实际的需求。本发明的第一发明人设计的专利号为201110027373.4的中国专利公开了一种四自由度振动铸造机，由砂斗、上平台、悬臂架、承重架、L型支架、拉簧、振动电机、振动电机固定装置和底座组成，其激振装置为由十台振动电机组成的惯性激振器，各方向的振动干扰较大，且砂箱无法实现绕水平轴的转动。本发明的第一发明人设计的专利号为201110078872.6的中国专利公开了一种三维并联振动铸造机，由砂箱、振动平台、纵向振动链、横向振动链、振动电机、悬支架、弹簧、主支架和底座组成，可以实现砂箱沿着空间X、Y和Z三个方向的直线往复振动，具有三个振动自由度，但该专利的技术方案也无法实现砂箱绕水平的X轴或Y轴转动。上述现有技术对于一些型腔复杂、液态金属流动性差和铸件质量要求高的铸型以及一些中、大型钢铁铸件的铸造生产无法满足需要。因而，迫切需要一种不仅能够实现砂箱空间三维移动，还能实现砂箱绕水平轴转动的多自由度振动铸造设备。

本发明涉及的三平移一转动四自由度混联振动铸造机，由于能实现空间沿X、Y、Z三个方向的振动，且各振动方向的振动幅度、频率等参数可单独控制和调节，还能实现砂箱绕水平轴的往复回转振动，且往复回转振动的方向可调节，本发明能克服现有振动铸造设备的技术缺陷。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种三平移一转动四自由度混联振动铸造机，特别是能使砂箱同时实现空间三个移动和一个绕水平往复回转共四个自由度的振动，能克服现有振动铸造设备的技术缺陷，提高液态金属的充型能力、细化晶粒，提高铸件力学性能，改善铸件质量，同时降低设备的制造成本和运行功耗。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现。

一种三平移一转动四自由度混联振动铸造机，包括减振机架、横向激振装置、纵向激振装置、垂向激振装置、平移振动台、悬挂弹簧、回转激振装置、复位弹簧和可旋转砂箱。其中，所述的减振机架由底座、橡胶减振块和主机架组成。用于减振的橡胶减振块位于底座与主机架之间，且与底座、主机架之间均通过螺钉相连接；在底座四周设有地脚螺栓孔；在所述的主机架上设有横支梁、纵支梁和顶梁，在顶梁的两端还设有弹簧悬挂器，所述的弹簧悬挂器与顶梁之间通过螺栓相连接。所述的弹簧悬挂器用于钩挂悬挂弹簧并调节平移振动台和可旋转砂箱的姿态。所述的平移振动台包括振台支撑板和L型支架，所述的L型支架与所述的振台支撑板之间通过螺钉相连接。所述的横向激振装置的底部固定安装在主机架的横支梁上，所述的纵向激振装置的底部固定安装在主机架的纵支梁上，横向激振装置与纵向激振装置的顶部固定安装在振台支撑板的底部。所述的垂向激振装置包括两台对称布置安装在振台支撑板底面的振动电机，两台振动电机的规格参数相同，且轴线相互平行，两台振动电机同步反向转动，振动电机的激振力合成后可产生沿垂直方向的往复振动。所述的平移振动台与减振机架的主机架之间通过四根悬挂弹簧相连接，悬挂弹簧的上端钩挂在弹簧悬挂器上，悬挂弹簧的下端钩挂在平移振动台的L型支架的底部，使得平移振动台与安装在其上方的可旋转砂箱处于悬挂状态，相对底部弹性支撑结构可以最大限度地降低可旋转砂箱的各方向所需的激振动力。所述的回转激振装置位于平移振动台的振台支撑板与可旋转砂箱之间，用于驱动可旋转砂箱产生绕水平轴的往复回转振动。所述的可旋转砂箱与平移振动台的振台支撑板之间通过四根复位弹簧相连接。平移振动台为横向激振装置、纵向激振装置和垂向激振装置的振动输出平台，横向激振装置可使砂箱产生沿横向的往复振动，纵向激振装置可使砂箱产生沿纵向的往复振动，垂向激振装置可使砂箱产生沿垂直方向的往复振动。

所述的横向激振装置包括横向驱动马达、横向凸轮、横向传递梁、横向马达支架、横向振动链和横向滑座。所述的横向马达支架的两端通过螺钉固定安装在主机架的横支梁上，所述的横向驱动马达固定安装在横向马达支架上，为横向凸轮的旋转提供动力；所述的横向凸轮位于横向驱动马达的上方，且与横向驱动马达的输出轴通过平键相连接；所述的横向滑座有两组，且对称固定安装在主机架的横支梁上；所述的横向传递梁的中部设有第一方形孔，在所述的第一方形孔的前后两个内侧面上设有横向耐磨滑板，所述的横向传递梁的左右两端通过螺钉安装在横向滑座上。所述的横向凸轮的外缘面与横向传递梁的横向耐磨滑板保持接触，以驱动横向传递梁产生横向往复振动。所述的横向振动链有两组，且对称布置在横向传递梁与振台支撑板之间，用于将横向驱动马达和横向凸轮产生的横向振动传递给振台支撑板。

所述的横向振动链包括下横向连杆座、第一横向连杆、第二横向连杆和上横向连杆座。所述的下横向连杆座的底部通过螺钉固定安装在横向传递梁上，所述的第一横向连杆与下横向连杆座通过第一横向转动副相连接；所述的第二横向连杆与第一横向连杆通过第二横向转动副相连接；所述的第二横向连杆与上横向连杆座通过第三横向转动副相连接；所述的上横向连杆座通过螺钉固定安装在振台支撑板上；所述的第一横向转动副、第二横向转动副、第三横向转动副的轴线相互平行。

所述的横向滑座包括内部设有直线轴承的横向滑块、横向导轨、横向减振弹簧和横向导轨座。所述的横向导轨为圆柱形直线导轨，且所述的横向导轨两端通过横向导轨座固定安装在横支梁上；所述的横向滑块通过内置的直线轴承与横向导轨相连接；所述的横向减振弹簧位于横向滑块与横向导轨座之间，且横向减振弹簧套在横向导轨上。所述的横向传递梁在横向驱动马达和横向凸轮的驱动下可沿着横向导轨滑移。

所述的纵向激振装置包括纵向驱动马达、纵向凸轮、纵向传递梁、纵向马达支架、纵向振动链和纵向滑座。所述的纵向马达支架的两端通过螺钉固定安装在主机架的顶梁上，所述的纵向驱动马达固定安装在纵向马达支架上，为纵向凸轮的旋转提供动力；所述的纵向凸轮位于纵向驱动马达的下方，且与纵向驱动马达的输出轴通过平键和螺钉相连接；所述的纵向滑座有两组，且对称固定安装在主机架的纵支梁上；所述的纵向传递梁的中部设有第二方形孔，在所述的第二方形孔的前后两个内侧面上设有纵向耐磨滑板，所述的纵向传递梁的左右两端通过螺钉安装在纵向滑座上；所述的纵向凸轮的外缘面与纵向传递梁的纵向耐磨滑板保持接触,以驱动纵向传递梁产生纵向往复振动。所述的纵向振动链有两组，且对称布置在纵向传递梁与振台支撑板之间，用于将纵向驱动马达和纵向凸轮产生的纵向振动传递给振台支撑板。

所述的纵向振动链与横向振动链的结构相同，所述的纵向振动链包括下纵向连杆座、第一纵向连杆、第二纵向连杆和上纵向连杆座。所述的下纵向连杆座的底部通过螺钉固定安装在纵向传递梁上，所述的第一纵向连杆与下纵向连杆座通过第一纵向转动副相连接；所述的第二纵向连杆与第一纵向连杆通过第二纵向转动副相连接；所述的第二纵向连杆与上纵向连杆座通过第三纵向转动副相连接；所述的上纵向连杆座通过螺钉固定安装在振台支撑板上；所述的第一纵向转动副、第二纵向转动副、第三纵向转动副的轴线相互平行，且所述的第一纵向转动副的轴线垂直于第一横向转动副的轴线。

所述的纵向滑座与横向滑座的结构相同，所述的纵向滑座包括内部设有直线轴承的纵向滑块、纵向导轨、纵向减振弹簧和纵向导轨座。所述的纵向导轨为圆柱形直线导轨，且所述的纵向导轨两端通过纵向导轨座固定安装在纵支梁上；所述的纵向滑块通过内置的直线轴承与纵向导轨相连接；所述的纵向减振弹簧位于纵向滑块与纵向导轨座之间，且纵向减振弹簧套在纵向导轨上。所述的纵向传递梁在纵向驱动马达和纵向凸轮的驱动下可沿着纵向导轨滑移。

所述的回转激振装置包括回转驱动马达、回转凸轮、凸轮传动轴、回转轴承座、导轮组、回转支撑组。所述的回转驱动马达固定安装在平移振动台的振台支撑板的顶面，用于为回转凸轮的旋转提供动力；回转驱动马达与凸轮传动轴通过联轴器相连接；所述的凸轮传动轴与回转凸轮通过平键相连接，所述的凸轮传动轴通过回转轴承座安装在振台支撑板上；所述的回转凸轮有两个，且对称布置在回转驱动马达的两侧，在回转凸轮的两侧均设有凸轮槽；所述的导轮组固定安装在可旋转砂箱的底部，包括导轮架和导轮，所述的导轮有两个，且通过CF轴承对称安装在导轮架上；所述的导轮置于回转凸轮的凸轮槽内；所述的回转支撑组有两组，包括下支撑座和上支撑座，所述的下支撑座固定安装在振台支撑板上，所述的上支撑座固定安装在可旋转砂箱的底部，下支撑座与上支撑座之间通过铰链相连接。回转驱动马达、回转凸轮的旋转产生绕水平轴的回转振动通过导轮座传递给可旋转砂箱。

所述可旋转砂箱包括砂箱底座、底座支撑板、变向装置和砂箱。所述的砂箱底座与平移振动台的振台支撑板通过回转支撑组、复位弹簧相连接；所述的底座支撑板与砂箱底座固连；所述的变向装置安装在底座支撑板的底部，用于驱动砂箱绕垂直轴转动，以改变砂箱回转振动的方向；砂箱位于底座支撑板的上方且与变向装置通过螺钉相连接。

所述的变向装置包括变向马达、主动齿轮、从动齿轮、从动齿轮轴和组合轴承座。所述的变向马达与组合轴承座安装在底座支撑板的底部，且与底座支撑板通过螺钉相连接；所述的主动齿轮安装在变向马达的输出轴上，且与变向马达的输出轴通过平键相连接；所述的从动齿轮安装在从动齿轮轴上，且与从动齿轮轴通过平键相连接；所述的从动齿轮轴安装在组合轴承座中；所述的组合轴承座内采用径向圆柱滚子轴承与推力圆柱滚子组合轴承；所述的主动齿轮与从动齿轮相啮合，所述的从动齿轮与砂箱通过螺钉相固连，变向马达的转动经过主动齿轮、从动齿轮换向后传递给砂箱。

本发明所述的横向驱动马达、纵向驱动马达、回转驱动马达和变向马达均采用气动马达或液压马达。

从机构学的角度看，横向振动链、纵向振动链是一种RRR结构的串联机构，其机型可详细表示为{-R‖R‖R-}，两条对称布置的横向振动链和两条对称布置的纵向振动链并联连接在减振机架的主机架之间，构成了一个全解耦的2{-R‖R‖R-}结构的并联机构，符号R表示转动副，符号‖表示两个运动副的轴线之间为平行关系。在2{-R‖R‖R-}结构的并联机构的基础上，再串联一个兼有转动副作用的回转激振装置后本发明构成了一个全解耦的2{-R‖R‖R-}-R结构的混联机构。

使用时，可根据实际情况选择砂箱所需要振动自由度数量、方向及相应的振动参数。砂箱的横向振动可通过控制横向激振装置中的横向驱动马达的转速和更换具有不同轮廓的横向凸轮，分别调节横向振动的频率和振幅；砂箱的纵向振动可通过控制纵向激振装置中的纵向驱动马达的转速和更换具有不同轮廓的纵向凸轮，分别调节纵向振动的频率和振幅；砂箱的垂向振动可以通过调节垂向激振装置的振动电机的转速和偏心块夹角，分别调节砂箱垂向振动的频率和振幅；砂箱绕水平轴的往复回转振动可以通过调节回转激振装置的回转驱动马达的转速和更换具有不同轮廓的回转凸轮，分别调节砂箱绕水平轴往复回转振动的频率和振幅。同时，还可以通过变向装置调节砂箱相对垂直轴的转角，以改变砂箱绕水平轴往复回转振动的方向。

本发明的有益效果是，与现有的技术相比，本发明最多能同时实现空间三个移动一个绕水平轴的转动共四个自由度的振动，同时，砂箱在变向装置的驱动下还可绕垂直轴旋转任意角度以改变回转激振装置的回转轴在水平面内的相对角度和方向；各振动方向的振幅、频率以及振动自由度等参数均可独立调节，互不干涉，各方向的运动完全解耦，能克服现有振动铸造设备的技术缺陷。砂箱的多自由度振动有利于液态金属在铸型内的快速充型和以最佳振动组合方式进行振动凝固，细化铸件内部晶粒、提高力学性能，改善铸件的质量。此外，本发明还可作为消失模铸造用砂型的多维振动紧实设备以及铸件的振动时效处理设备使用，具有结构紧凑、振动自由度多、功能全、工作稳定可靠、设备成本与运行功耗低和控制简单等优点。

附图说明

图1为本发明的总体结构示意图；

图2为本发明的横向激振装置与纵向激振装置的装配关系示意图；

图3为本发明的横向激振装置的结构示意图；

图4为本发明的纵向激振装置的结构示意图；

图5为本发明的回转激振装置的结构示意图；

图6为本发明的导轮组的结构示意图；

图7为本发明的回转凸轮的结构示意图；

图8为本发明的可旋转砂箱的底部结构示意图；

图9为本发明的可旋转砂箱的变向装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明所实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和图示，进一步阐述本发明。

如图1和图2所示，一种三平移一转动四自由度混联振动铸造机，包括减振机架1、横向激振装置2、纵向激振装置3、垂向激振装置4、平移振动台5、悬挂弹簧6、回转激振装置7、复位弹簧8和可旋转砂箱9。其中，所述的减振机架1由底座11、橡胶减振块12和主机架13组成。用于减振的橡胶减振块12位于底座11与主机架13之间，且与底座11、主机架13之间均通过螺钉相连接；在底座11四周设有地脚螺栓孔111；在所述的主机架13上设有横支梁131、纵支梁132和顶梁133，在顶梁133的两端还设有弹簧悬挂器134，所述的弹簧悬挂器134与顶梁133之间通过螺栓相连接。所述的弹簧悬挂器134用于钩挂悬挂弹簧6并调节平移振动台5和可旋转砂箱9的姿态。所述的平移振动台5包括振台支撑板51和L型支架52，所述的L型支架52与所述的振台支撑板51之间通过螺钉相连接。所述的横向激振装置2的底部固定安装在主机架13的横支梁131上，所述的纵向激振装置3的底部固定安装在主机架13的纵支梁132上，横向激振装置2与纵向激振装置3的顶部固定安装在振台支撑板51的底部。所述的垂向激振装置4包括两台对称布置安装在振台支撑板51底面的振动电机，两台振动电机的规格参数相同，且轴线相互平行，两台振动电机同步反向转动，振动电机的激振力合成后可产生沿Z方的往复振动。所述的平移振动台5与减振机架1的主机架13之间通过四根悬挂弹簧6相连接，所述的悬挂弹簧6的上端钩挂在弹簧悬挂器134上，悬挂弹簧6的下端钩挂在平移振动台5的L型支架52的底部。所述的回转激振装置7位于平移振动台5的振台支撑板51与可旋转砂箱9之间。所述的可旋转砂箱9与平移振动台5的振台支撑板51之间通过四根复位弹簧8相连接。平移振动台5为横向激振装置2、纵向激振装置3和垂向激振装置4的振动输出平台，横向激振装置2可使砂箱94产生沿X向的往复振动，纵向激振装置3可使砂箱94产生沿Y向的往复振动，垂向激振装置4可使砂箱94产生沿Z向的往复振动。

如图1、图2和图3所示，所述的横向激振装置2包括横向驱动马达21、横向凸轮22、横向传递梁23、横向马达支架24、横向振动链25和横向滑座26。所述的横向马达支架24的两端通过螺钉固定安装在主机架13的横支梁131上，所述的横向驱动马达21固定安装在横向马达支架24上；所述的横向凸轮22位于横向驱动马达21的上方，且与横向驱动马达21的输出轴通过平键相连接；所述的横向滑座26有两组，且对称固定安装在主机架13的横支梁131上；所述的横向传递梁23的中部设有第一方形孔231，在所述的第一方形孔231的前后两个内侧面上设有横向耐磨滑板232，所述的横向传递梁23的左右两端通过螺钉安装在横向滑座26上；所述的横向振动链25有两组，且对称布置在横向传递梁23与振台支撑板51之间；所述的横向凸轮22的外缘面与横向传递梁23的横向耐磨滑板232保持接触，以驱动横向传递梁23产生X向往复振动。

如图2和图3所示，所述的横向振动链25包括下横向连杆座251、第一横向连杆252、第二横向连杆253和上横向连杆座254。所述的下横向连杆座251的底部通过螺钉固定安装在横向传递梁23上，所述的第一横向连杆252与下横向连杆座251通过第一横向转动副255相连接；所述的第二横向连杆253与第一横向连杆252通过第二横向转动副256相连接；所述的第二横向连杆253与上横向连杆座254通过第三横向转动副257相连接；所述的上横向连杆座254通过螺钉固定安装在振台支撑板51上；所述的第一横向转动副255、第二横向转动副256、第三横向转动副257的轴线相互平行。

如图2和图3所示，所述的横向滑座26包括内部设有直线轴承的横向滑块261、横向导轨262、横向减振弹簧263和横向导轨座264。所述的横向导轨262为圆柱形直线导轨，且所述的横向导轨262两端通过横向导轨座264固定安装在横支梁131上；所述的横向滑块261通过内置的直线轴承与横向导轨262相连接；所述的横向减振弹簧263位于横向滑块261与横向导轨座264之间，且横向减振弹簧263套在横向导轨262上。

如图2和图4所示，所述的纵向激振装置3包括纵向驱动马达31、纵向凸轮32、纵向传递梁33、纵向马达支架34、纵向振动链35和纵向滑座36。所述的纵向马达支架34的两端通过螺钉固定安装在主机架13的顶梁133上，所述的纵向驱动马达31固定安装在纵向马达支架34上；所述的纵向凸轮32位于纵向驱动马达31的下方，且与纵向驱动马达31的输出轴通过平键和螺钉相连接；所述的纵向滑座36有两组，且对称固定安装在主机架13的纵支梁132上；所述的纵向传递梁33的中部设有第二方形孔331，在所述的第二方形孔331的前后两个内侧面上设有纵向耐磨滑板332，所述的纵向传递梁33的左右两端通过螺钉安装在纵向滑座36上；所述的纵向振动链35有两组，且对称布置在纵向传递梁33与振台支撑板51之间；所述的纵向凸轮32的外缘面与纵向传递梁33的纵向耐磨滑板332保持接触,以驱动纵向传递梁33产生Y向往复振动。

如图2和图4所示，所述的纵向振动链35包括下纵向连杆座351、第一纵向连杆352、第二纵向连杆353和上纵向连杆座354。所述的下纵向连杆座351的底部通过螺钉固定安装在纵向传递梁33上，所述的第一纵向连杆352与下纵向连杆座351通过第一纵向转动副355相连接；所述的第二纵向连杆353与第一纵向连杆352通过第二纵向转动副356相连接；所述的第二纵向连杆353与上纵向连杆座354通过第三纵向转动副357相连接；所述的上纵向连杆座354通过螺钉固定安装在振台支撑板51上；所述的第一纵向转动副355、第二纵向转动副356、第三纵向转动副357的轴线相互平行，且所述的第一纵向转动副355的轴线垂直于第一横向转动副255的轴线。

如图2和图4所示，所述的纵向滑座36包括内部设有直线轴承的纵向滑块361、纵向导轨362、纵向减振弹簧363和纵向导轨座364。所述的纵向导轨362为圆柱形直线导轨，且所述的纵向导轨362两端通过纵向导轨座364固定安装在纵支梁132上；所述的纵向滑块361通过内置的直线轴承与纵向导轨362相连接；所述的纵向减振弹簧363位于纵向滑块361与纵向导轨座364之间，且纵向减振弹簧363套在纵向导轨362上。

如图1、图5、图6和图7所示，所述的回转激振装置7包括回转驱动马达71、回转凸轮72、凸轮传动轴73、回转轴承座74、导轮组75、回转支撑组76。所述的回转驱动马达71固定安装在平移振动台5的振台支撑板51的顶面；回转驱动马达71与凸轮传动轴73通过联轴器相连接；所述的凸轮传动轴73与回转凸轮72通过平键相连接，所述的凸轮传动轴73通过回转轴承座74安装在振台支撑板51上；所述的回转凸轮72有两个，且对称布置在回转驱动马达71的两侧，在回转凸轮72的两侧均设有凸轮槽721；所述的导轮组75固定安装在可旋转砂箱9的底部，包括导轮架751和导轮752，所述的导轮752有两个，且通过CF轴承对称安装在导轮架751上；所述的导轮752置于回转凸轮72的凸轮槽721内；所述的回转支撑组76有两组，包括下支撑座761和上支撑座762，所述的下支撑座761固定安装在振台支撑板51上，所述的上支撑座762固定安装在可旋转砂箱9的底部，下支撑座761与上支撑座762之间通过铰链相连接。

如图1、图8和图9所示，所述可旋转砂箱9包括砂箱底座91、底座支撑板92、变向装置93和砂箱94。所述的砂箱底座91与平移振动台5的振台支撑板51通过回转支撑组76、复位弹簧8相连接；所述的底座支撑板92与砂箱底座91固连，所述的变向装置93安装在底座支撑板92的底部，砂箱94位于底座支撑板92的上方且与变向装置93通过螺钉相连接。

如图8和图9所示，所述的变向装置93包括变向马达931、主动齿轮932、从动齿轮933、从动齿轮轴934和组合轴承座935。所述的变向马达931与组合轴承座935安装在底座支撑板92的底部，且与底座支撑板92通过螺钉相连接；所述的主动齿轮932安装在变向马达931的输出轴上，且与变向马达931的输出轴通过平键相连接；所述的从动齿轮933安装在从动齿轮轴934上，且与从动齿轮轴934通过平键相连接；所述的从动齿轮轴934安装在组合轴承座935中；所述的组合轴承座935内采用径向圆柱滚子轴承与推力圆柱滚子组合轴承；所述的主动齿轮932与从动齿轮933相啮合，所述的从动齿轮933与砂箱94通过螺钉相固连。

所述的横向驱动马达21、纵向驱动马达31、回转驱动马达71和变向马达931均采用气动马达或液压马达。

使用时，可根据实际情况选择砂箱94所需要振动自由度数量、方向及相应的振动参数。砂箱94的横向振动可通过控制横向激振装置2中的横向驱动马达21的转速和更换具有不同轮廓的横向凸轮22，分别调节横向振动的频率和振幅；砂箱94的纵向振动可通过控制纵向激振装置3中的纵向驱动马达31的转速和更换具有不同轮廓的纵向凸轮32，分别调节纵向振动的频率和振幅；砂箱94的垂向振动可以通过调节垂向激振装置4的振动电机的转速和偏心块夹角，分别调节砂箱94垂向振动的频率和振幅；砂箱94绕水平轴的往复回转振动可以通过调节回转激振装置7的回转驱动马达71的转速和更换具有不同轮廓的回转凸轮72，分别调节砂箱94绕水平轴往复回转振动的频率和振幅。同时，还可以通过变向装置93调节砂箱94相对垂直轴的转角，以改变砂箱94绕水平轴往复回转振动的方向。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种三平移一转动四自由度混联振动铸造机，包括减振机架、垂向激振装置、平移振动台、悬挂弹簧、复位弹簧，其特征在于：还包括横向激振装置、纵向激振装置、回转激振装置和可旋转砂箱，所述的减振机架由底座、橡胶减振块和主机架组成，所述的橡胶减振块位于底座与主机架之间，且与底座、主机架之间均通过螺钉相连接，在底座四周设有地脚螺栓孔，在所述的主机架上设有横支梁、纵支梁和顶梁，在顶梁的两端还设有弹簧悬挂器，所述的弹簧悬挂器与顶梁之间通过螺栓相连接；所述的平移振动台包括振台支撑板和L型支架，所述的L型支架与所述的振台支撑板之间通过螺钉相连接；所述的横向激振装置的底部固定安装在主机架的横支梁上，所述的纵向激振装置的底部固定安装在主机架的纵支梁上，横向激振装置与纵向激振装置的顶部固定安装在振台支撑板的底部；所述的垂向激振装置包括两台对称布置安装在振台支撑板底面的振动电机，两台振动电机的规格参数相同，且轴线相互平行；所述的平移振动台与减振机架的主机架之间通过四根悬挂弹簧相连接，所述的悬挂弹簧的上端钩挂在弹簧悬挂器上，悬挂弹簧的下端钩挂在平移振动台的L型支架的底部；所述的回转激振装置位于平移振动台的振台支撑板与可旋转砂箱之间；所述的可旋转砂箱与平移振动台的振台支撑板之间通过四根复位弹簧相连接；

所述的横向激振装置包括横向驱动马达、横向凸轮、横向传递梁、横向马达支架、横向振动链和横向滑座，所述的横向马达支架的两端通过螺钉固定安装在主机架的横支梁上，所述的横向驱动马达固定安装在横向马达支架上；所述的横向凸轮位于横向驱动马达的上方，且与横向驱动马达的输出轴通过平键相连接；所述的横向滑座有两组，且对称固定安装在横支梁上；所述的横向传递梁的中部设有第一方形孔，在所述的第一方形孔的前后两个内侧面上设有横向耐磨滑板，所述的横向传递梁的左右两端通过螺钉安装在横向滑座上；所述的横向振动链有两组，且对称布置在横向传递梁与振台支撑板之间；所述的横向凸轮的外缘面与横向传递梁的横向耐磨滑板保持接触；

所述的横向振动链包括下横向连杆座、第一横向连杆、第二横向连杆和上横向连杆座，所述的下横向连杆座的底部通过螺钉固定安装在横向传递梁上，所述的第一横向连杆与下横向连杆座通过第一横向转动副相连接；所述的第二横向连杆与第一横向连杆通过第二横向转动副相连接；所述的第二横向连杆与上横向连杆座通过第三横向转动副相连接；所述的上横向连杆座通过螺钉固定安装在振台支撑板上；所述的第一横向转动副、第二横向转动副、第三横向转动副的轴线相互平行；

所述的横向滑座包括内部设有直线轴承的横向滑块、横向导轨、横向减振弹簧和横向导轨座，所述的横向导轨为圆柱形直线导轨，且所述的横向导轨两端通过横向导轨座固定安装在横支梁上；所述的横向滑块通过内置的直线轴承与横向导轨相连接；所述的横向减振弹簧位于横向滑块与横向导轨座之间，且横向减振弹簧套在横向导轨上；

所述的纵向激振装置包括纵向驱动马达、纵向凸轮、纵向传递梁、纵向马达支架、纵向振动链和纵向滑座，所述的纵向马达支架的两端通过螺钉固定安装在主机架的顶梁上，所述的纵向驱动马达固定安装在纵向马达支架上；所述的纵向凸轮位于纵向驱动马达的下方，且与纵向驱动马达的输出轴通过平键和螺钉相连接；所述的纵向滑座有两组，且对称固定安装在主机架的纵支梁上；所述的纵向传递梁的中部设有第二方形孔，在所述的第二方形孔的前后两个内侧面上设有纵向耐磨滑板，所述的纵向传递梁的左右两端通过螺钉安装在纵向滑座上；所述的纵向振动链有两组，且对称布置在纵向传递梁与振台支撑板之间；所述的纵向凸轮的外缘面与纵向传递梁的纵向耐磨滑板保持接触；

所述的纵向振动链包括下纵向连杆座、第一纵向连杆、第二纵向连杆和上纵向连杆座，所述的下纵向连杆座的底部通过螺钉固定安装在纵向传递梁上，所述的第一纵向连杆与下纵向连杆座通过第一纵向转动副相连接；所述的第二纵向连杆与第一纵向连杆通过第二纵向转动副相连接；所述的第二纵向连杆与上纵向连杆座通过第三纵向转动副相连接；所述的上纵向连杆座通过螺钉固定安装在振台支撑板上；所述的第一纵向转动副、第二纵向转动副、第三纵向转动副的轴线相互平行，且所述的第一纵向转动副的轴线垂直于第一横向转动副的轴线；

所述的纵向滑座包括内部设有直线轴承的纵向滑块、纵向导轨、纵向减振弹簧和纵向导轨座，所述的纵向导轨为圆柱形直线导轨，且所述的纵向导轨两端通过纵向导轨座固定安装在纵支梁上；所述的纵向滑块通过内置的直线轴承与纵向导轨相连接；所述的纵向减振弹簧位于纵向滑块的与纵向导轨座之间，且纵向减振弹簧套在纵向导轨上。

2.根据权利要求1所述的一种三平移一转动四自由度混联振动铸造机，其特征在于：所述的回转激振装置包括回转驱动马达、回转凸轮、凸轮传动轴、回转轴承座、导轮组、回转支撑组，所述的回转驱动马达固定安装在平移振动台的振台支撑板的顶面；回转驱动马达与凸轮传动轴通过联轴器相连接；所述的凸轮传动轴与回转凸轮通过平键相连接，所述的凸轮传动轴通过回转轴承座安装在振台支撑板上；所述的回转凸轮有两个，且对称布置在回转驱动马达的两侧，在回转凸轮的两侧均设有凸轮槽；所述的导轮组固定安装在可旋转砂箱的底部，包括导轮架和导轮，所述的导轮有两个，且通过CF轴承对称安装在导轮架上；所述的导轮置于回转凸轮的凸轮槽内；所述的回转支撑组有两组，包括下支撑座和上支撑座，所述的下支撑座固定安装在振台支撑板上，所述的上支撑座固定安装在可旋转砂箱的底部，下支撑座与上支撑座之间通过铰链相连接。

3.根据权利要求1所述的一种三平移一转动四自由度混联振动铸造机，其特征在于：所述可旋转砂箱包括砂箱底座、底座支撑板、变向装置和砂箱，所述的砂箱底座与平移振动台的振台支撑板通过回转支撑组、复位弹簧相连接；所述的底座支撑板与砂箱底座固连，所述的变向装置安装在底座支撑板的底部，砂箱位于底座支撑板的上方且与变向装置通过螺钉相连接；

所述的变向装置包括变向马达、主动齿轮、从动齿轮、从动齿轮轴和组合轴承座，所述的变向马达与组合轴承座安装在底座支撑板的底部，且与底座支撑板通过螺钉相连接；所述的主动齿轮安装在变向马达的输出轴上，且与变向马达的输出轴通过平键相连接；所述的从动齿轮安装在从动齿轮轴上，且与从动齿轮轴通过平键相连接；所述的从动齿轮轴安装在组合轴承座中；所述的组合轴承座内采用径向圆柱滚子轴承与推力圆柱滚子组合轴承；所述的主动齿轮与从动齿轮相啮合，所述的从动齿轮与砂箱通过螺钉相固连。