CN105522141B - 一种活塞重力铸造机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铸造设备，具体地说是一种活塞重力铸造机，倾转油缸的一端铰接于床身上，另一端与位于床身上方的工作台铰接；落料板机构安装在床身上，位于工作台的一侧；外模机构及边块机构分别位于工作台的上方及下方，下抽芯升降机构安装在工作台的下表面，中芯块升降机构安装在该下抽芯升降机构上，随下抽芯升降机构升降；顶模及落料机构安装在工作台上，顶模及落料机构中的顶模位于外模及边块的上方，与外模、边块、中芯块及前后中芯块组成活塞的铸造模具，浇注口开设在外模上，浇注成型的物料随所述顶模移动，并落在落料板机构上。本发明可实现活塞制造过程中的开模、合模、移料、落料等一系列操作，可全程自动化操作，也可切换至手动操作。

Description

一种活塞重力铸造机

技术领域

本发明涉及铸造设备，具体地说是一种活塞重力铸造机。

背景技术

活塞是发动机最重要的零部件之一，活塞在高温、高压、高速、润滑不良的条件下工作。铝合金的突出优点是密度小，散热性好，因此，活塞一般都采用高强度铝合金，但铝合金在机械强度、耐热性、耐蚀性、耐磨性等方面弱于铸钢活塞，因此在一些低速柴油机上采用高级铸铁或耐热钢。

传统活塞铸造工艺多采用手工操作的金属型上抽芯生产方式。这种工艺浇冒口重量约为铸件净重的1～1.2倍,工艺出品率低于48％,且由于厚大部位在下,薄壁的裙部在上,凝固过程不符合顺序凝固的原则,活塞毛坯质量不容易保证。作为活塞铸造工艺技术新发展方向的下抽芯铸造工艺的设计方法是:活塞的顶部厚大部位向上放置,向下抽取型芯。这种方法手工操作困难,比较适合于机械化生产,能降低劳动强度和提高生产率。

活塞铸造生产过程中产生铸造缺陷的原因很多，主要是因为活塞铸造的影响因素很多，比如浇注人员、浇铸时间、浇铸温度、模具状态、模具涂料、天气变化、季节更替等因素变化都会导致铸造缺陷的产生。在实际生产中，要获得优质的铸件，一方面要通过熔炼来保证，另一方面要通过合理的铸造工艺和较先进的铸造设备来保证。

为了通过工艺及设备来保证活塞制造的工作效率及产品质量，特提出本申请。

发明内容

本发明的目的在于提供一种活塞重力铸造机，解决了目前活塞制造行业工艺落后，生产效率低下，产品质量得不到保证的难题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明包括床身、倾转油缸、边块机构、落料板机构、顶模及落料机构、外模机构、工作台、中芯块升降机构和下抽芯升降机构，其中倾转油缸的一端铰接于床身上，另一端与位于所述床身上方的工作台铰接；所述落料板机构安装在床身上，位于所述工作台的一侧；在工作台上浇注工位的两侧对称设有安装在所述工作台上表面的外模机构，在工作台上浇注工位的两侧对称设有安装在所述工作台上、并位于工作台下方的边块机构，两侧所述外模机构中的外模以及两侧所述边块机构中的边块分别由各自的动力源驱动开合，两侧所述边块位于两侧所述外模之间，所述边块与外模的开合方向相同；所述下抽芯升降机构安装在工作台的下表面、位于两侧所述外模机构之间，所述中芯块升降机构安装在该下抽芯升降机构上，随所述下抽芯升降机构升降；所述中芯块升降机构中的中芯块两侧设有可开合的前后中芯块，该前后中芯块通过所述中芯块的升降带动开合，所述前后中芯块的开合方向垂直于所述外模及边块的开合方向；所述顶模及落料机构安装在工作台上，该顶模及落料机构中的可升降、转动的顶模位于所述外模及边块的上方，与所述外模、边块、中芯块及前后中芯块组成所述活塞的铸造模具，浇注口开设在所述外模上，浇注成型的物料随所述顶模移动，并通过所述顶模及落料机构中的落料机构落在所述落料板机构上。

其中：所述工作台上安装有可移动的喷涂机构，包括进给机构、机座、驱动油缸、连杆机构、雾化器及喷嘴组，所述进给机构安装在工作台上、驱动所述喷涂机构整体移动；所述机座安装在该进给机构上，所述驱动油缸的一端铰接于机座上，另一端通过四连杆机构与带有雾化器的喷嘴组相连，通过所述喷嘴组向开模后的所述模具喷涂脱模剂；

两侧所述的外模机构结构相同，均包括外滑道、内滑道、开模油缸及外模，该外滑道安装在所述工作台上，所述内滑道与外滑道滑动连接，所述开模油缸的缸杆固接在所述外滑道上，缸体与所述内滑道的一端固接，该内滑道的另一端与所述外模相连，通过所述开模油缸驱动所述外模开合；所述内滑道另一端的两侧均开有条形孔，所述开模油缸的缸杆上连接有销轴，该销轴的两端分别由内滑道两侧的所述条形孔穿出、并与所述外滑道固接；所述内滑道的另一端依次通过外模安装座、外模冷却座与外模相连，该外模安装座的一侧与所述内滑道的另一端固接，另一侧开有T型槽，所述外模冷却座的一侧设有与该T型槽插接的T型块，另一侧通过螺杆与所述外模螺纹连接；所述外模冷却座、螺杆及外模上分别开有相连通的水管路；

两侧所述的边块机构结构相同，均包括第一安装板、边块油缸、边块安装板及边块，所述边块油缸通过第一安装板安装在工作台上，所述边块安装板的一端与边块油缸的输出端相连，另一端连接有边块，所述边块由工作台上开设的通孔穿出，通过所述边块油缸驱动，在所述通孔内开合；所述通孔外围设有固定在工作台上的限位环，两侧所述边块及所述前后中芯块的开合通过该限位环限位；

所述中芯块升降机构包括第一升降油缸、第一安装座、第二安装板、内导轨、外导轨、前后中芯块及中芯块，所述第二安装板与第一升降油缸上下设置，且分别安装于所述下抽芯升降机构上，所述中芯块的一端位于第二安装板上方，前后两侧均设有所述前后中芯块，所述中芯块的另一端穿过第二安装板，通过所述第一安装座与第一升降油缸相连，由该第一升降油缸驱动升降；所述中芯块的两侧分别设有安装在第二安装板上的内导轨，每个内导轨上均滑动连接有外导轨，所述中芯块前后两侧的前后中芯块分别安装于两侧所述的外导轨，前后两侧的所述前后中芯块通过所述中芯块的升降带动开合；

所述中芯块的一端为梯形，另一端为穿过所述第二安装板的连接杆；前后两侧的所述前后中芯块相对面均为斜面，两侧的前后中芯块上的所述斜面上均设有燕尾槽，所述中芯块的前后两面分别通过与该燕尾槽相对应的凸块与前后中芯块连接，所述凸块随中芯块的升降在燕尾槽内滑动，进而实现所述中芯块在升降过程中带动两侧的前后中芯块开合；前后两侧的所述前后中芯块对应的工作台上开有通孔，由该通孔穿出的前后中芯块位于两侧所述边块之间；

所述第一安装座上设有水冷系统，所述中芯块的另一端与该水冷系统相连通，所述水冷系统及中芯块内设有循环的冷却管路；两侧的所述内导轨之间设有安装在第二安装板上的第一限位板，两侧的所述外导轨通过该第一限位板限位；

所述下抽芯升降机构包括第二安装座、下固定板、第二升降油缸及上固定板，所述第二升降油缸缸杆的一端安装在第二安装座上，另一端与所述工作台相连，所述第二升降油缸的缸体两端分别连接有上固定板及下固定板，通过该第二升降油缸的缸体驱动升降，所述中芯块升降机构安装在上、下固定板之间，随上、下固定板升降；所述第二升降油缸为双轴伸油缸，所述第二安装座、上固定板及下固定板均为方形，该方形任一对角线的两端分别设有第二升降油缸，另一对角线的两端分别设有导柱，所述导柱的两端分别连接于第二安装座、工作台，所述上、下固定板分别通过导套套设在该导柱上；

所述顶模及落料机构包括底板、一体式升降油缸和旋转马达、第三安装座、第四安装座、落料油缸、油缸安装板、旋转座、顶模、顶销安装板、顶销、外调节杆、上安装板、第一调节杆、第一弹簧、内调节杆、螺柱及下安装板，所述第三安装座安装在工作台上，底板连接于该第三安装座的下方，所述一体式升降油缸和旋转马达中升降油缸的缸杆与底板相连、缸体与旋转座的一端连接，所述旋转座的另一端与第四安装座相连，该第四安装座随旋转座由一体式升降油缸和旋转马达驱动升降或旋转；所述第四安装座上方设有油缸安装板，所述落料油缸的缸杆穿过油缸安装板、固接于所述第四安装座上，该落料油缸的缸体与所述油缸安装板连接，通过所述落料油缸带动该油缸安装板升降；所述上安装板位于油缸安装板的上方，并通过所述外调节杆与位于第四安装座下方的下安装板相连，所述下安装板的下方依次设有顶销安装板及顶模，该顶模通过由顶销安装板穿过的螺柱与所述下安装板连动，所述顶销安装板通过由下安装板穿过的内调节杆与所述第四安装座相连，在该顶销安装板上沿圆周方向均布有多个顶销，所述顶模上均布有多个供各顶销穿过的光孔；所述第一调节杆依次穿过上安装板、油缸安装板固接于第四安装座上，该第一调节杆上套设有第一弹簧，所述第一弹簧的两端分别抵接于上安装板、第一调节杆的顶部；

所述底板通过高度可调的第二调节杆与第三安装座相连，所述第三安装座的一侧固定于工作台上，另一侧为U形，该U形的两侧壁上开有供所述一体式升降油缸和旋转马达中升降油缸的缸体穿过的孔，所述缸体通过起导向作用的铜套与旋转座的一端连接；在所述U形的任一侧壁上设有防止一体式升降油缸和旋转马达中升降油缸的缸体圆周方向滚动的第二限位板；所述所述第三安装座的顶部固接有定位销安装板，所述一体式升降油缸和旋转马达中升降油缸的缸体由该定位销安装板的一端穿过，所述定位销安装板的另一端设有定位销，所述旋转座的下表面安装有定位块，该旋转座在升降过程中通过所述定位销插入或脱离定位块定位；所述旋转座的另一端通过快换销轴与第四安装座铰接，并通过紧固螺母锁紧；所述顶销安装板与顶模之间的螺柱上套设有第二弹簧，该第二弹簧的两端分别抵接于所述顶销安装板、顶模；

所述落料板机构包括落料板、调节立柱、第五安装座及油缸，该调节立柱的底部固定在所述床身上，顶部与所述落料板铰接，所述油缸的下端铰接于固接在床身上的第五安装座，顶端与所述落料板铰接，所述浇注成型的物料落在该落料板上，所述落料板通过油缸调节倾斜角度。

本发明的优点与积极效果为：

1.本发明可实现活塞制造过程中的开模、合模、移料、落料等一系列操作，可全程自动化操作，也可切换至手动操作。

2.本发明的工作台上设置了可移动的喷涂机构，可在开模后对模具进行喷涂脱模剂。

3.本发明的外模机构具有外模冷却座，可外接冷却水路对外模、边块进行冷却。

4.本发明的中芯块升降机构具有水冷系统，可外接冷却水路对中芯块、前后中芯块进行冷却；第二安装板上还设置了第一限位板，可对外导轨的滑动进行限位。

5.本发明的工作台上设置了限位环，可对边块、前后中芯块同时进行限位。

6.本发明的顶模及落料机构可以实现顶模开模、合模，物料转移，落料等操作，不需单独设置取料机器人，操作更方便。

附图说明

图1为本发明的工作状态示意图；

图2为本发明的整体结构示意图；

图3为本发明外模机构的结构示意图；

图4为本发明边块机构的结构示意图；

图5本发明中芯块升降机构的结构示意图；

图6为本发明下抽芯升降机构的结构示意图；

图7A为本发明顶模及落料机构的结构示意图之一；

图7B为本发明顶模及落料机构的结构示意图之二；

图7C为本发明顶模及落料机构的结构示意图之三；

图8为本发明落料板机构的结构示意图；

图9为本发明喷涂机构的结构示意图；

图10为本发明模具的爆炸图；

其中：1为浇注机器人，2为重力铸造机，3为自动传输机，4为集中控制柜，5为床身，6为倾转油缸，7为边块机构，8为落料板机构，9为顶模及落料机构，10为控制箱，11为喷涂机构，12为外模机构，13为工作台，14为中芯块升降机构，15为下抽芯升降机构，16为螺钉，17为外滑道，18为内滑道，19为开模油缸，20为螺栓，21为销轴，22为螺钉，23为外模安装座，24为外模冷却座，25为锁紧螺母，26为外模，27为螺母，28为螺钉，29为第一安装板，30为边块油缸，31为条形孔，32为螺母，33为销，34为螺母，35为边块安装板，36为边块，37为螺钉，38为第一升降油缸，39为第一安装座，40为水冷系统，41为第二安装板，42为内导轨，43为外导轨，44为前后中芯块，45为螺钉，46为中芯块，47为第一限位板，48为螺钉，49为第二安装座，50为下固定板，51为第二升降油缸，52为上固定板，53为安装法兰，54为螺栓，55为导柱，56为螺杆，57为底板，58为一体式升降油缸和旋转马达，59为第二调节杆，60为第二限位板，61为螺栓，62为第三安装座，63为螺栓，64为定位销安装板，65为螺栓，66为螺母，67为定位销，68第四安装座，69为落料油缸，70为油缸安装板，71为紧固螺母，72为快换销轴，73为定位块，74为旋转座，75为铜套，76为顶模，77为顶销安装板，78为顶销，79为外调节杆，80为螺母，81为上安装板，82为第一调节杆，83为第一弹簧，84为螺母，85为螺母，86为内调节杆，87为螺柱，88为螺母，89为下安装板，90为螺母，91为第二弹簧，92为落料板，93为调节立柱，94为螺栓，95为水管路，96为第五安装座，97为螺钉，98为油缸，99为通孔，100为燕尾槽，101为步进电机，102为机座，103为驱动油缸，104为连杆机构，105为雾化器，106为喷嘴组，107为光孔，108为浇注口，109为限位环，110为T型块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

如图2所示，本发明包括包括床身5、倾转油缸6、边块机构7、落料板机构8、顶模及落料机构9、控制箱10、喷涂机构11、外模机构12、工作台13、中芯块升降机构14和下抽芯升降机构15，设备可根据活塞的具体工艺设计配套的模具，可以采用单模、双模或多模的结构，本实施例以双模为例。

倾转油缸6的一端铰接于床身5上，另一端与位于床身5上方的工作台13铰接，通过倾转油缸6的伸缩可以调整工作台13的倾转角度。落料板机构8通过螺栓固定在床身5上，位于工作台13的一侧；通过油缸98的升降控制落料板92的倾转角度，可以使物料自动滑落。在工作台13的上表面对称安装有两个结构相同的外模机构12，两侧的外模机构12通过开模油缸19的伸缩完成外模26的开模和合模动作。在工作台13的下方对称设有两个结构相同的边块机构7，每个边块机构7均通过螺栓固定在工作台13上，通过边块油缸30的伸缩，可以带动模具的左右两边块36开模和合模的动作。两侧边块36位于两侧外模26之间，边块36与外模26的开合方向相同(均沿工作台13的长度方向开合，即横向开合)。下抽芯升降机构15安装在工作台13的下表面、位于两侧外模机构12之间，中芯块升降机构14安装在该下抽芯升降机构15上，随下抽芯升降机构15升降。中芯块升降机构14中的中芯块46两侧设有可开合的前后中芯块44，该前后中芯块44通过中芯块46的升降带动开合，前后中芯块44的开合方向(沿工作台13的宽度方向开合，即纵向开合)垂直于外模26及边块36的开合方向。顶模及落料机构9安装在工作台13上，可以带动顶模76升降，完成开模和合模动作，也可带动物料旋转至指定角度；顶模及落料机构9中的可升降、转动的顶模76位于外模26及边块36的上方，与外模26、边块36、中芯块46及前后中芯块44组成活塞的铸造模具(如图10所示)，浇注口108开设在外模26上，浇注成型的物料随顶模76移动，落料机构动作、可以使物料脱落顶模，落在落料板机构8上。控制箱10(本发明的控制箱10为现有技术)通过螺栓和床身5相连，配置有所有操纵开关及按钮，可以完成整机的各种操作。喷涂机构11安装在工作台13，可做横向滑动，并可以按照设定程序完成模具脱模剂的自动喷涂操作。工作台13倾转时，带动边块机构7、顶模及落料机构9、喷涂机构11、外膜机构12、中芯块提升机构14及下抽芯提升机构15共同转动。具体结构为：

如图3所示，两侧外模机构12结构相同，均包括外滑道17、内滑道18、开模油缸19、销轴21、外模安装座23、外模冷却座24、锁紧螺母25、螺杆56及外模26，该外滑道17通过螺栓20固定在工作台13上，内滑道18与外滑道17滑动连接，开模油缸19缸体通过螺钉16和内滑道18的一端固接，内滑道18另一端的两侧均开有条形孔31，开模油缸19的缸杆上连接有销轴21，该销轴21的两端分别由内滑道18两侧的条形孔31穿出、并与外滑道17固接。这样，开模油缸19伸缩时可以带动缸体及内滑道18沿着外滑道17滑动。内滑道18的另一端依次通过外模安装座23、外模冷却座24与外模26相连，该外模安装座23的一侧通过螺钉22与内滑道18的另一端固接，另一侧开有T型槽；外模冷却座24的一侧设有与该T型槽插接的T型块110，另一侧通过两个螺杆56与外模26螺纹连接，并通过锁紧螺母25锁死。外模冷却座24、螺杆56及外模26上分别开有相连通的水管路95，形成一个完整的冷却水循环回路，可以外接冷却水路，对外模26进行冷却。

如图4所示，两侧边块机构7结构相同，均包括第一安装板29、边块油缸30、销33、边块安装板35及边块36，第一安装板29通过螺钉28和工作台13固接，边块油缸30的缸体通过螺母27固定在第一安装板29上，缸杆通过螺母32和螺母34与销33的一端连接，销33的另一端通过螺纹固定在边块安装座35的一端，边块安装座35的另一端和边块36通过螺钉37固接。边块36由工作台13上开设的通孔99穿出，通过边块油缸30驱动，在通孔99内开合。因此，当边块油缸30伸缩时，可以带动边块36做开模和合模动作。

如图5所示，中芯块升降机构14包括第一升降油缸38、第一安装座39、水冷系统40、第二安装板41、内导轨42、外导轨43、前后中芯块44、中芯块46及第一限位板47，第二安装板41与第一升降油缸38上下设置，且分别通过螺栓固定在下抽芯升降机构15上。第一升降油缸38的输出端和第一安装座39相连，第一安装座39与水冷系统40通过螺钉48固接。中芯块44的一端位于第二安装板41上方，前后两侧均设有前后中芯块44，中芯块44的另一端穿过第二安装板41，螺纹连接于水冷系统40的顶端，当第一升降油缸38伸缩时，可以带动中芯块46做升降运动。中芯块46的两侧分别设有固定在第二安装板41上的内导轨42，每个内导轨42上均滑动连接有外导轨43，中芯块46前后两侧的前后中芯块44分别通过螺钉45固定在两侧的外导轨43上，前后两侧的前后中芯块44通过中芯块46的升降带动开合。中芯块46的一端为梯形，另一端为穿过第二安装板41的连接杆；前后两侧的前后中芯块44相对面均为斜面，两侧前后中芯块44的两个斜面呈倒置的梯形，两侧前后中芯块44上的斜面上均设有燕尾槽100，中芯块44的前后两面分别通过与该燕尾槽100相对应的凸块与前后中芯块44连接，凸块随中芯块46的升降在燕尾槽100内滑动，进而实现中芯块46在升降过程中带动两侧的前后中芯块44开合。中芯块46内及水冷系统40内部设有完整的循环冷却管路，可以外接冷却水路，对中芯块46及前后中芯块44进行冷却。两侧的内导轨42之间设有固定在第二安装板41上的第一限位板47，两侧的外导轨43在滑动时通过该第一限位板47限位。中芯块46的另一端依次穿过第一限位板47、第二安装板41，螺纹连接于水冷系统40的顶端。两侧的前后中芯块44在下抽芯升降机构15的带动下也由通孔99穿出，并位于两侧边块36之间。通孔99外围设有固定在工作台13上的限位环109，两侧边块36及前后中芯块44的开合通过该限位环109限位。

如图6所示，下抽芯升降机构15包括第二安装座49、下固定板50、第二升降油缸51、上固定板52、安装法兰53及导柱55，第二升降油缸51是双轴伸油缸，即缸杆两端固定后，缸体可在缸杆上自由滑动；第二安装座49、上固定板52及下固定板50均为方形，该方形任一对角线的两端分别设有第二升降油缸51，另一对角线的两端分别设有导柱55，两个升降油缸51和两个导柱55的一端均固定在第二安装座49上，另一端均设有安装法兰53，并分别通过安装法兰53和工作台13通过连接螺栓54固接。第二升降油缸51的缸体两端分别固定有上固定板52及下固定板50，上、下固定板52、50分别通过导套套设在导柱55上。中芯块升降机构14中的第二安装板41通过螺栓固接在上固定板52上，第一升降油缸38通过螺栓固接在下固定板50上，因此当第二升降油缸51动作时，缸体即可带动下抽芯升降机构15及中芯块升降机构14上下运动。

如图7A～7B所示，顶模及落料机构9包括底板57、一体式升降油缸和旋转马达58、第二调节杆59、第二限位板60、第三安装座62、定位销安装板64、定位销67、第四安装座68、落料油缸69、油缸安装板70、紧固螺母71、快换销轴72、定位块73、旋转座74、铜套75、顶模76、顶销安装板77、顶销78、外调节杆79、上安装板81、第一调节杆82、第一弹簧83、内调节杆86、螺柱87、下安装板89及第二弹簧91，第三安装座62和工作台13通过螺栓固接，底板57位于第三安装座62的下方，第二调节杆59和底板57及第三安装座62通过螺纹连接，并可自由调整高度。第三安装座62的一侧固定于工作台13上，另一侧为U形，两侧之间通过螺栓63固接；该U形的两侧壁上开有供一体式升降油缸和旋转马达58中升降油缸的缸体穿过的圆孔。一体式升降油缸和旋转马达58的升降油缸的缸杆与底板57螺纹连接，缸体端穿过第三安装座62另一侧两侧壁上开设的圆孔，与旋转座74的一端连接；在U形的任一侧壁上通过螺栓61固接有第二限位板60，防止一体式升降油缸和旋转马达58中升降油缸的缸体做圆周方向滚动。缸体端与旋转座74的一端之间设有起导向作用的铜套75，旋转座74的另一端通过快换销轴72与第四安装座68铰接，并通过紧固螺母71锁紧，当取下紧固螺母71和快换销轴72时，可将顶模机构向上翻转，便于日后清理及维护。第三安装座62的顶部通过螺栓65固接有定位销安装板64，一体式升降油缸和旋转马达58中升降油缸的缸体由该定位销安装板64的一端穿过，定位销安装板64的另一端设有定位销67；旋转座74的下表面安装有定位块73，一体式升降油缸和旋转马达58中升降油缸伸缩时，缸体可以带动旋转座74做升降运动，升起时，旋转座74带动定位块73脱离定位销72，此时旋转座74可作旋转运动；当下降时，定位销72和定位块73配合，保证顶模76的下降位置精度。

第四安装座68随旋转座74由一体式升降油缸和旋转马达58驱动升降或旋转。第四安装座68上方设有油缸安装板70，落料油缸69的缸杆穿过油缸安装板70、通过螺母80固接于第四安装座68上，该落料油缸69的缸体与油缸安装板70通过螺栓连接，因此在落料汪缸69伸缩时，可带动油缸安装板70做升降运动。上安装板81位于油缸安装板70的上方，上安装板81的两端分别通过两上螺母84与两根外调节杆79的上端连接，两根外调节杆79的下端分别与下安装板89的两端螺纹连接，下安装板89位于第四安装座68的下方；下安装板89的下方由上至下依次设有顶销安装板77及顶模76，下安装板89的中间和螺柱87的上端通过螺母88及螺母90锁死，螺柱87的下端由顶销安装板77穿过，与顶模76螺纹连接。上、下安装板81、89形状相同，均为矩形板，顶销安装板77为圆形板。两根内调节杆86的上端分别与第四安装座68螺纹连接，并分别通过螺母85锁死，两根内调节杆86的下端分别由下安装板89穿过，与顶销安装板77螺纹连接；两根内调节杆86与两根外调节杆79相平行。在顶销安装板77上沿圆周方向均布有多个顶销78，顶模76上均布有多个供各顶销78穿过的光孔107，光孔107的数量与顶销78相同，且一一对应。第一调节杆82依次穿过上安装板81、油缸安装板70固接于第四安装座68上，该第一调节杆82上套设有第一弹簧83，第一弹簧83的两端分别抵接于上安装板81、第一调节杆82的顶部。顶销安装板77与顶模76之间的螺柱87上套设有第二弹簧91，该第二弹簧91的两端分别抵接于顶销安装板77、顶模76。当落料油缸69伸出时，由于第四安装座68及顶销安装板77是固定的，因此油缸安装板70带动上安装板81、外调节杆79、螺柱87以及顶模76向上移动，第一弹簧83及第二弹簧91被压缩；当移动到设定位置时，顶销78的底部穿过顶模76的光孔107，将粘在顶模76上的物料顶落。

如图8所示，落料板机构8包括落料板92、调节立柱93、第五安装座96及油缸98，该调节立柱93的底部固定在床身5上，顶部与落料板92铰接，调节立柱93的高度可调，以此来改变落料板92的高度。油缸98的下端铰接于第五安装座96上，上端铰接于落料板92，第五安装座96通过螺钉97固定在床身5上。浇注成型的物料落在落料板92上，落料板92通过油缸98的伸缩即可调节倾斜角度。

如图9所示，喷涂机构11包括进给机构101、机座102、驱动油缸103、连杆机构104、雾化器105及喷嘴组106，进给机构101(本实施例的进给机构101可为步进电机)安装在工作台13上、驱动喷涂机构11整体移动；机座102安装在该进给机构101上，驱动油缸103的一端铰接于机座102上，另一端通过四连杆机构与带有雾化器105的喷嘴组106相连，通过喷嘴组106向开模后的模具喷涂脱模剂。本实施例的脱模剂可为连云港倍边达新材料有限公司生产的、型号为BLD—603脱模剂。

本发明的一体式升降油缸和旋转马达58为市购产品，购置于霸州市顺旺液压马达厂。

本发明的工作原理为：

如图1所示，一台浇注机器人1(本发明的浇注机器人1为现有技术)可同时配置四台重力铸造机2，并以浇注机器人1为中心圆周排列(实际配置台数及排列方式可根据具体浇注工艺及操作空间调整)，自动传输机3(本发明的自动传输机3为现有技术)可以将重力铸造机2落下的物料自动运输到指定位置，集中控制柜4可实现对所有设备的控制，并实时显示各设备的工作状态。本发明可实现全程自动化操作，不需要人来干预，也可切换至手动操作，此时每台设备均可单独操作，方便日后设备的检查、维修等操作。当设备处于全自动运行状态时，面对发生突发故障事件，集中控制柜4会智能化处理并自动报警。比如一台浇注机器人配置四台重力铸造机，当其中一台重力铸造机发生卡模无法开模时，系统会自动发生报警，并让浇注机器人自动跳过出问题的重力铸造机，不影响其他的生产操作。

设备停机时，所有模具处于合模状态。开机后，倾转油缸6收缩，带动工作台13倾转指定角度，浇注机器人1舀取设定量的铝液(可设置)，并将机械臂摆动到指定的第一台重力铸造机2浇注口108处，倾翻浇注杯，将铝液缓慢从浇注口108浇入；浇注完毕后，浇注机器人1重新舀取定量的铝液进行下一台重力铸造机的浇注，依次循环。而刚刚浇注好的第一台重力铸造机2的倾转油缸6伸出，工作台13分段速缓慢升(升起速度分段控制，速度每段皆可调)，升至水平位置后停止，并保持设定的时间，时间的长短可根据具体的工艺进行设置，之后开始开模流程。

首先，两侧的外模机构12带动两侧的外模26左右分开，中芯块提升机构14下降，将中芯块46向下抽出，同时,带动前后中芯块44向中间闭合；下抽芯提升机构15带动中芯块提升机构14一起下移，将整个中芯块46和前后中芯块44同时抽出模具；两侧的边块机构7推动两侧的边块36向中心推进，最后顶模及落料机构9带动顶模76及物料提升，提升到最高处，顶模及落料机构9偏转至落料板92处，落料油缸69动作，将物料顶落，物料落到落料板92上，落料板92在油缸98的作用下倾转，将物料滑落到自动传输机3上，即可将物料自动运输到指定位置，至此开模流程结束。顶模及落料机构9旋转回初始位置，开始喷涂流程；此时，喷涂机构11开始根据设定程序进行模具喷涂操作(不是每个循环都需要喷涂，可自由设定)，喷涂完成后，进入合模流程，两侧的边块机构7左右拉开，带动模具的两侧的边块36到达左右最大位置，下抽芯提升机构15带动模具的中芯块提升机构14提升到最大位置，中芯块提升机构14升起，带动中芯块46升至最高位置；同时，前后中芯块44打开。接下来，两侧的外模机构12在开模油缸19的推动下开始合模。顶模及落料机构9带动顶模76摆动到中心位置，并开始下降，下降过程中通过定位销67实现顶模76的精确定位。当顶模76下降到外模26的止口处，此时，整套模具的合模过程结束，以上流程即活塞全自动化重力浇注制造的全部过程。

按图1中所示的生产线，可实现活塞制造过程中的全自动化喷涂、开模、合模、移料、落料等一系列操作，自动传输机1将重力铸造机2落下的物料统一传输至指定位置，集中控制柜4可以对浇注机器人1、重力铸造机2和自动传输机3分别操作，也可按设定的程序进行全自动化操作。为提高设备生产效率，避免人工浇注时人为因素引起的活塞质量问题，采用浇注机器人进行自动浇注。浇注机器人可以自由设定浇注量的多少、浇注时间等参数；采用自动传输机将重力铸造机落下的物料传输到指定位置。使用者还可根据实际情况选配浇注机器人1、自动传输机3，采用人工浇注、人工物料转移的方案，以降低设备的资金投入。

Claims (20)

1.一种活塞重力铸造机，其特征在于：包括床身(5)、倾转油缸(6)、边块机构(7)、落料板机构(8)、顶模及落料机构(9)、外模机构(12)、工作台(13)、中芯块升降机构(14)和下抽芯升降机构(15)，其中倾转油缸(6)的一端铰接于床身(5)上，另一端与位于所述床身(5)上方的工作台(13)铰接；所述落料板机构(8)安装在床身(5)上，位于所述工作台(13)的一侧；在工作台(13)上浇注工位的两侧对称设有安装在所述工作台(13)上表面的外模机构(12)，在工作台(13)上浇注工位的两侧对称设有安装在所述工作台(13)上、并位于工作台(13)下方的边块机构(7)，两侧所述外模机构(12)中的外模(26)以及两侧所述边块机构(7)中的边块(36)分别由各自的动力源驱动开合，两侧所述边块(36)位于两侧所述外模(26)之间，所述边块(36)与外模(26)的开合方向相同；所述下抽芯升降机构(15)安装在工作台(13)的下表面、位于两侧所述外模机构(12)之间，所述中芯块升降机构(14)安装在该下抽芯升降机构(15)上，随所述下抽芯升降机构(15)升降；所述中芯块升降机构(14)中的中芯块(46)两侧设有可开合的前后中芯块(44)，该前后中芯块(44)通过所述中芯块(46)的升降带动开合，所述前后中芯块(44)的开合方向垂直于所述外模(26)及边块(36)的开合方向；所述顶模及落料机构(9)安装在工作台(13)上，该顶模及落料机构(9)中的可升降、转动的顶模(76)位于所述外模(26)及边块(36)的上方，与所述外模(26)、边块(36)、中芯块(46)及前后中芯块(44)组成所述活塞的铸造模具，浇注口(108)开设在所述外模(26)上，浇注成型的物料随所述顶模(76)移动，并通过所述顶模及落料机构(9)中的落料机构落在所述落料板机构(8)上。

2.按权利要求1所述的活塞重力铸造机，其特征在于：所述工作台(13)上安装有可移动的喷涂机构(11)，包括进给机构(101)、机座(102)、驱动油缸(103)、连杆机构(104)、雾化器(105)及喷嘴组(106)，所述进给机构(101)安装在工作台(13)上、驱动所述喷涂机构(11)整体移动；所述机座(102)安装在该进给机构(101)上，所述驱动油缸(103)的一端铰接于机座(102)上，另一端通过四连杆机构与带有雾化器(105)的喷嘴组(106)相连，通过所述喷嘴组(106)向开模后的所述模具喷涂脱模剂。

3.按权利要求1或2所述的活塞重力铸造机，其特征在于：两侧所述的外模机构(12)结构相同，均包括外滑道(17)、内滑道(18)、开模油缸(19)及外模(26)，该外滑道(17)安装在所述工作台(13)上，所述内滑道(18)与外滑道(17)滑动连接，所述开模油缸(19)的缸杆固接在所述外滑道(17)上，缸体与所述内滑道(18)的一端固接，该内滑道(18)的另一端与所述外模(26)相连，通过所述开模油缸(19)驱动所述外模(26)开合。

4.按权利要求3所述的活塞重力铸造机，其特征在于：所述内滑道(18)另一端的两侧均开有条形孔(31)，所述开模油缸(19)的缸杆上连接有销轴(21)，该销轴(21)的两端分别由内滑道(18)两侧的所述条形孔(31)穿出、并与所述外滑道(17)固接。

5.按权利要求3所述的活塞重力铸造机，其特征在于：所述内滑道(18)的另一端依次通过外模安装座(23)、外模冷却座(24)与外模(26)相连，该外模安装座(23)的一侧与所述内滑道(18)的另一端固接，另一侧开有T型槽，所述外模冷却座(24)的一侧设有与该T型槽插接的T型块(110)，另一侧通过螺杆(56)与所述外模(26)螺纹连接；所述外模冷却座(24)、螺杆(56)及外模(26)上分别开有相连通的水管路(95)。

6.按权利要求1或2所述的活塞重力铸造机，其特征在于：两侧所述的边块机构(7)结构相同，均包括第一安装板(29)、边块油缸(30)、边块安装板(35)及边块(36)，所述边块油缸(30)通过第一安装板(29)安装在工作台(13)上，所述边块安装板(35)的一端与边块油缸(30)的输出端相连，另一端连接有边块(36)，所述边块(36)由工作台(13)上开设的通孔(99)穿出，通过所述边块油缸(30)驱动，在所述通孔(99)内开合。

7.按权利要求6所述的活塞重力铸造机，其特征在于：所述通孔(99)外围设有固定在工作台(13)上的限位环(109)，两侧所述边块(36)及所述前后中芯块(44)的开合通过该限位环(109)限位。

8.按权利要求1或2所述的活塞重力铸造机，其特征在于：所述中芯块升降机构(14)包括第一升降油缸(38)、第一安装座(39)、第二安装板(41)、内导轨(42)、外导轨(43)、前后中芯块(44)及中芯块(46)，所述第二安装板(41)与第一升降油缸(38)上下设置，且分别安装于所述下抽芯升降机构(15)上，所述中芯块(44)的一端位于第二安装板(41)上方，前后两侧均设有所述前后中芯块(44)，所述中芯块(44)的另一端穿过第二安装板(41)，通过所述第一安装座(39)与第一升降油缸(38)相连，由该第一升降油缸(38)驱动升降；所述中芯块(46)的两侧分别设有安装在第二安装板(41)上的内导轨(42)，每个内导轨(42)上均滑动连接有外导轨(43)，所述中芯块(46)前后两侧的前后中芯块(44)分别安装于两侧所述的外导轨(43)，前后两侧的所述前后中芯块(44)通过所述中芯块(46)的升降带动开合。

9.按权利要求8所述的活塞重力铸造机，其特征在于：所述中芯块(46)的一端为梯形，另一端为穿过所述第二安装板(41)的连接杆；前后两侧的所述前后中芯块(44)相对面均为斜面，两侧的前后中芯块(44)上的所述斜面上均设有燕尾槽(100)，所述中芯块(44)的前后两面分别通过与该燕尾槽(100)相对应的凸块与前后中芯块(44)连接，所述凸块随中芯块(46)的升降在燕尾槽(100)内滑动，进而实现所述中芯块(46)在升降过程中带动两侧的前后中芯块(44)开合。

10.按权利要求9所述的活塞重力铸造机，其特征在于：前后两侧的所述前后中芯块(44)对应的工作台(13)上开有通孔(99)，由该通孔(99)穿出的前后中芯块(44)位于两侧所述边块(36)之间。

11.按权利要求8所述的活塞重力铸造机，其特征在于：所述第一安装座(39)上设有水冷系统(40)，所述中芯块(46)的另一端与该水冷系统(40)相连通，所述水冷系统(40)及中芯块(46)内设有循环的冷却管路。

12.按权利要求8所述的活塞重力铸造机，其特征在于：两侧的所述内导轨(42)之间设有安装在第二安装板(41)上的第一限位板(47)，两侧的所述外导轨(43)通过该第一限位板(47)限位。

13.按权利要求1或2所述的活塞重力铸造机，其特征在于：所述下抽芯升降机构(15)包括第二安装座(49)、下固定板(50)、第二升降油缸(51)及上固定板(52)，所述第二升降油缸(51)缸杆的一端安装在第二安装座(49)上，另一端与所述工作台(13)相连，所述第二升降油缸(51)的缸体两端分别连接有上固定板(52)及下固定板(50)，通过该第二升降油缸(51)的缸体驱动升降，所述中芯块升降机构(14)安装在上、下固定板(52、50)之间，随上、下固定板(52、50)升降。

14.按权利要求13所述的活塞重力铸造机，其特征在于：所述第二升降油缸(51)为双轴伸油缸，所述第二安装座(49)、上固定板(52)及下固定板(50)均为方形，该方形任一对角线的两端分别设有第二升降油缸(51)，另一对角线的两端分别设有导柱(55)，所述导柱(55)的两端分别连接于第二安装座(49)、工作台(13)，所述上、下固定板(52、50)分别通过导套套设在该导柱(55)上。

15.按权利要求1或2所述的活塞重力铸造机，其特征在于：所述顶模及落料机构(9)包括底板(57)、一体式升降油缸和旋转马达(58)、第三安装座(62)、第四安装座(68)、落料油缸(69)、油缸安装板(70)、旋转座(74)、顶模(76)、顶销安装板(77)、顶销(78)、外调节杆(79)、上安装板(81)、第一调节杆(82)、第一弹簧(83)、内调节杆(86)、螺柱(87)及下安装板(89)，所述第三安装座(62)安装在工作台(13)上，底板(57)连接于该第三安装座(62)的下方，所述一体式升降油缸和旋转马达(58)中升降油缸的缸杆与底板(57)相连、缸体与旋转座(74)的一端连接，所述旋转座(74)的另一端与第四安装座(68)相连，该第四安装座(68)随旋转座(74)由一体式升降油缸和旋转马达(58)驱动升降或旋转；所述第四安装座(68)上方设有油缸安装板(70)，所述落料油缸(69)的缸杆穿过油缸安装板(70)、固接于所述第四安装座(68)上，该落料油缸(69)的缸体与所述油缸安装板(70)连接，通过所述落料油缸(69)带动该油缸安装板(70)升降；所述上安装板(81)位于油缸安装板(70)的上方，并通过所述外调节杆(79)与位于第四安装座(68)下方的下安装板(89)相连，所述下安装板(89)的下方依次设有顶销安装板(77)及顶模(76)，该顶模(76)通过由顶销安装板(77)穿过的螺柱(87)与所述下安装板(89)连动，所述顶销安装板(77)通过由下安装板(89)穿过的内调节杆(86)与所述第四安装座(68)相连，在该顶销安装板(77)上沿圆周方向均布有多个顶销(78)，所述顶模(76)上均布有多个供各顶销(78)穿过的光孔(107)；所述第一调节杆(82)依次穿过上安装板(81)、油缸安装板(70)固接于第四安装座(68)上，该第一调节杆(82)上套设有第一弹簧(83)，所述第一弹簧(83)的两端分别抵接于上安装板(81)、第一调节杆(82)的顶部。

16.按权利要求15所述的活塞重力铸造机，其特征在于：所述底板(57)通过高度可调的第二调节杆(59)与第三安装座(62)相连，所述第三安装座(62)的一侧固定于工作台(13)上，另一侧为U形，该U形的两侧壁上开有供所述一体式升降油缸和旋转马达(58)中升降油缸的缸体穿过的孔，所述缸体通过起导向作用的铜套(75)与旋转座(74)的一端连接；在所述U形的任一侧壁上设有防止一体式升降油缸和旋转马达(58)中升降油缸的缸体圆周方向滚动的第二限位板(60)。

17.按权利要求15所述的活塞重力铸造机，其特征在于：所述所述第三安装座(62)的顶部固接有定位销安装板(64)，所述一体式升降油缸和旋转马达(58)中升降油缸的缸体由该定位销安装板(64)的一端穿过，所述定位销安装板(64)的另一端设有定位销(67)，所述旋转座(74)的下表面安装有定位块(73)，该旋转座(74)在升降过程中通过所述定位销(67)插入或脱离定位块(73)定位。

18.按权利要求15所述的活塞重力铸造机，其特征在于：所述旋转座(74)的另一端通过快换销轴(72)与第四安装座(68)铰接，并通过紧固螺母(71)锁紧。

19.按权利要求15所述的活塞重力铸造机，其特征在于：所述顶销安装板(77)与顶模(76)之间的螺柱(87)上套设有第二弹簧(91)，该第二弹簧(91)的两端分别抵接于所述顶销安装板(77)、顶模(76)。

20.按权利要求1或2所述的活塞重力铸造机，其特征在于：所述落料板机构(8)包括落料板(92)、调节立柱(93)、第五安装座(96)及油缸(98)，该调节立柱(93)的底部固定在所述床身(5)上，顶部与所述落料板(92)铰接，所述油缸(98)的下端铰接于固接在床身(5)上的第五安装座(96)，顶端与所述落料板(92)铰接，所述浇注成型的物料落在该落料板(92)上，所述落料板(92)通过油缸(98)调节倾斜角度。