一种铣头式铸件自动修复机
技术领域
本发明属铸件机械加工技术领域,具体涉及一种用于铸件飞边、毛刺等去除的铣头式铸件自动修复机。
背景技术
在铸件生产过程中,浇口、合模处等会产生飞边或毛刺,影响产品的质量和性能,合格铸件要求对出现的飞边和毛刺等进行清理修复。目前行业中主要依靠人工打磨的方式,存在效率低、质量不稳定、打磨环境差等问题。因此,在铸件修复领域,需要开发研究成本低、又能实现自动化作业的修复装置。
发明内容
本发明为解决现在技术中的问题,提供一种铣头式铸件自动修复机。它采用仿形铣的原理进行铣削,铸件随模具在不同工位间顺序移动和定位,实现铸件修复的自动化操作,整机结构合理、性能稳定可靠。
本发明采用以下技术方案予以实现:
一种铣头式铸件自动修复机,它包括支撑机构、回字形循环机构、可往复式行走机构、压紧机构和铣削机构;回字形循环机构在支撑机构的上方,通过螺栓固定在支撑机构的支撑板上,铣削机构为三套相同的结构,分布在支撑机构的上方、回字形循环机构外侧的左方、右方和后方,并分别通过方管固定于支撑板上,所述压紧机构通过四个支撑柱固定在支撑板上,支撑柱的的上方连接压紧机构的气缸安装板,并分布在气缸安装板的四个角部,四个支撑柱的下方在回字形循环机构的四个角的外侧,气缸安装板的下方、四个支撑柱的中央部为回字形循环机构;
所述支撑机构由支撑板和焊接架组成,支撑板由螺栓固定于焊接架的上方,所述焊接架由管材采用焊接方式构成框架形式,焊接架的形状大小与回字形循环机构、可往复式行走机构、压紧机构和铣削机构的摆放位置及大小相适应。
所述回字形循环机构包括滑道内围、滑道外围、第一送料气缸、第二送料气缸、第三送料气缸、第四送料气缸、推板、气缸安装片和定位孔,所述滑道内围和滑道外围都是由竖直的四个板构成,围成正方形结构,并由螺栓固定于支撑板上表面,滑道内围和滑道外围内外放置构成回字形空间,回字形空间的每个角部加工有四个定位孔,共计有十六个定位孔;所述第四送料气缸、第三送料气缸、第二送料气缸、第一送料气缸均为由导轨和滑座组成的无杆气缸结构,并分布于滑道外围的周边外侧,每个送料气缸由两个气缸安装片固定于支撑板上,并与滑道外围固定连接,推板固定于气缸滑座的连接孔中;所述回字形循环机构中共有工位数为五个,工位一为上料、下料工位,工位二为铣浇口工位,工位三为铣合模线工位,工位四为铣合模线工位,工位五是准备工位,其中工位一、工位二、工位三、工位四分别位于回字形的四个角;
所述推板由窄板和宽板垂直焊接而成,窄板在宽板的长边上,宽板上设有四个安装固定孔,推板的窄板与定位上板贴合,胎具放在定位上板里,定位上板上宽的部分四个角部分布四个定位锥销孔,窄的部分设有四个光轴孔。
所述可往复式行走机构为四个相同的机构,每个机构独立的放到工位上,所述可往复式行走机构包括胎具、定位上板、定位下板、定位锥销、光轴、光轴螺母和万向滚轮,可往复式行走机构由万向滚轮带动在回字形循环机构滑道里五个工位间循环运动;万向滚轮安装于定位下板上,定位上板和定位下板之间设有四个光轴,每个光轴上套有弹簧,胎具为铣削铸件的工装模具,固定连接于定位上板上,定位上板的形状为上宽下窄的结构,上宽部分四个角处加工有四个定位锥销孔,下窄的部分设有四个光轴孔,定位锥销采用螺纹连接固定于定位上板的定位锥销孔中,个数共计四个,光轴在光轴孔中上、下往复运动;
所述定位锥销为定位的锥销,在加工定位时与滑道内围、滑道外围之间的定位孔相嵌合。
所述压紧机构包括气缸安装板、第一压紧气缸、第二压紧气缸、第三压紧气缸、导向杆、导向套、连接板、加长杆、压紧块、支撑柱;所述气缸安装板为方形平板,支撑柱通过气缸安装板与支撑板之间的螺纹连接安装于支撑板上,位于回字形循环机构的上方;每个压紧气缸配有两个导向杆和导向套,导向套固连于气缸安装板上,导向杆在导向套中形成滑动连接;压紧气缸伸出端依次装有压紧的连接板、加长杆和压紧块,三个连接板为长条状,分别固连于压紧气缸的伸出端部,连接板下方设有两个加长杆,加长杆的下端部固定有压紧块,连接板、压紧块各部分位置固定、且上下平行对应,压紧块又与可往复式行走机构中胎具的正中心上下对应;第一压紧气缸对应工位二,第二压紧气缸对应工位三,第三压紧气缸对应工位四。
所述铣削机构为三套结构相同的机构,每套机构包括铣刀、动力铣头、滑轨、滑块、滑轨垫块、立铣上板、配重架、伺服电机、立铣下板、电机座、方管、带座轴承、丝杠、联轴器、丝杠螺母;每一套铣削机构均由方管与支撑板固定,所述铣削机构由滚珠丝杠副和直线导轨副各两套构成X、Y方向二轴联动机构,伺服电机、丝杠和丝杠螺母构成滚珠丝杠副,滑块和滑轨构成直线导轨副,铣刀安装于动力铣头的下方,动力铣头固定于配重架的端部,所述配重架安装于立铣上板上,立铣上板通过螺钉连接固定于X轴方向直线导轨副的滑块上,X方向直线导轨副的滑轨通过滑轨垫块安装在立铣下板上,立铣下板上表面上安装有X方向的滚珠丝杠副,滚珠丝杠副一端连接带座轴承,另一端依次连接有联轴器、伺服电机,伺服电机安装在电机座上,电机座固定安装于立铣下板上,丝杠螺母套在丝杠上形成螺纹连接,并与立铣上板的下表面固定连接,立铣下板下表面安装于Y方向的直线导轨副的滑块上,Y方向直线导轨副的滑轨通过滑轨垫块安装于支撑板的方管上,Y方向的滚珠丝杠副安装在支撑板上,滚珠丝杠副一端连接带座轴承,另一端依次连接有联轴器、伺服电机、电机座、丝杠螺母套在丝杠上形成螺纹连接,并与立铣下板下表面固定连接,伺服电机安装于电机座上,电机座固定安装于支撑板上。
优选的,所述方管为两条管,间隔平行分布。
优选的,所述推板采用螺栓连接固定于气缸滑座的连接孔中。
优选的,所述胎具采用螺钉连接固定连接于定位上板上。
优选的,所述伺服电机为台达B2系列伺服电机。
本发明与现有技术相比具有以下显著的优点:
本发明的一种铣头式铸件自动修复机,是为解决出口精密铸件从铸造模型里拔出来后,进行浇口、合模处毛刺清理工作而开发的自动化设备,采用西门子PLC集中控制,精确控制铣刀运行轨迹,按外形轮廓进行仿形铣削,可铣削外形各异的不同规格的铸件。
设备采用多工位同时运行方式,使铸件经过自动移位、自动压紧、自动定位,并由三组独立的X、Y轴伺服电机分别控制各工位的铣刀运行轨迹,根据浇口与合模处形状铣削,完成铸件毛刺等的清理工作。
设备整体性好,加工精度高,在代替现有人工打磨方式的前提下,提升产品质量,提高生产效率,减少粉尘,降低噪声,改善工作环境,保障安全生产,并可提高碎屑中原材料的含量,利于碎屑回收。总之,设计结构合理,性能优越稳定,实现铸件修复的自动化操作,且成本低、操作简单。
附图说明
图1为本发明铣头式铸件自动修复机的平面布局示意图;
图2为本发明铣头式铸件自动修复机的总体图;
图3为本发明铣头式铸件自动修复机的主视图;
图4为本发明铣头式铸件自动修复机的左视图;
图5为本发明铣头式铸件自动修复机的俯视图;
图6为本发明铣头式铸件自动修复机的剖视图;
图7为本发明铣头式铸件自动修复机架体结构主视图;
图8为本发明铣头式铸件自动修复机架体结构俯视图;
图9为本发明铣头式铸件自动修复机回字形循环机构主视图;
图10为本发明铣头式铸件自动修复机推板主视图;
图11为本发明铣头式铸件自动修复机推板左视图;
图12为本发明铣头式铸件自动修复机回字形循环机构和可往复式行走机构装配图;
图13为本发明铣头式铸件自动修复机可往复式行走机构主视图;
图14为本发明铣头式铸件自动修复机定位上板主视图;
图15为本发明铣头式铸件自动修复机定位上板俯视图;
图16为本发明铣头式铸件自动修复机铣削机构主视图;
图17为本发明铣头式铸件自动修复机铣削机构俯视图;
图18为本发明铣头式铸件自动修复机压紧机构主视图;
图19为本发明铣头式铸件自动修复机压紧机构俯视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
参见图1至图19。
图中各部件说明:
1、焊接架,2、支撑板,3、滑道内围,4、滑道外围,5、第四送料气缸,6、推板,7、气缸安装片,8、第三送料气缸,9、第二送料气缸,10、第一送料气缸,11、光轴螺母,12、胎具,13、定位上板,14、定位锥销,15、光轴,16、弹簧,17、定位下板,18、万向滚轮,19、铣刀,20、动力铣头,21、滑轨,22、滑块,23、滑轨垫块,24、立铣上板,25、配重架,26、伺服电机,27、立铣下板,28、电机座,29、方管,30、带座轴承,31、丝杠,32、联轴器,33、丝杠螺母,34、第一压紧气缸,35、第二压紧气缸,36、第三压紧气缸,37、导向杆,38、气缸安装板,39、导向套,40、连接板,41、支撑柱,42、加长杆,43、压紧块,44、定位孔。
A、支撑机构;B、回字形循环机构;C、可往复式行走机构;D、压紧机构;E、铣削机构。
a为前方,b为左方,c为右方,d为后方。
一种铣头式铸件自动修复机,它包括支撑机构A、回字形循环机构B、可往复式行走机构C、压紧机构D和铣削机构E;回字形循环机构B在支撑机构A的上方,通过螺栓固定在支撑机构A的支撑板2上,铣削机构E为三套相同的结构,分布在支撑机构A的上方、回字形循环机构B外侧的左方、右方和后方,并分别通过方管29固定于支撑板2上,所述压紧机构D通过四个支撑柱41固定在支撑板2上,支撑柱41的上方连接压紧机构D的气缸安装板38,并分布在气缸安装板38的四个角部,四个支撑柱41的下方在回字形循环机构B的四个角的外侧,气缸安装板38的下方、四个支撑柱41的中央部为回字形循环机构B。
所述支撑机构A由支撑板2和焊接架1组成,支撑板2由螺栓固定于焊接架1的上方,所述焊接架1由管材采用焊接方式构成框架形式,焊接架1的形状大小与回字形循环机构B、可往复式行走机构C、压紧机构D和铣削机构E的摆放位置及大小相适应。
所述回字形循环机构B包括滑道内围3、滑道外围4、第一送料气缸10、第二送料气缸9、第三送料气缸8、第四送料气缸5、推板6、气缸安装片7和定位孔44,所述滑道内围3和滑道外围4都是由竖直的四个板构成,围成正方形结构,并由螺栓固定于支撑板2上表面,滑道内围3和滑道外围4内外放置构成回字形空间,回字形空间的每个角部加工有四个定位孔44,共计有十六个定位孔44;所述第四送料气缸5、第三送料气缸8、第二送料气缸9、第一送料气缸10均为由导轨和滑座组成的无杆气缸结构,并分布于滑道外围4的周边外侧,每个送料气缸由两个气缸安装片7固定于支撑板2上,并与滑道外围4固定连接,推板6固定于气缸滑座的连接孔中;所述回字形循环机构B中共有工位数为五个,工位一为上料、下料工位,工位二为铣浇口工位,工位三为铣合模线工位,工位四为铣合模线工位,工位五是准备工位,其中工位一、工位二、工位三、工位四分别位于回字形的四个角。
所述推板6由窄板和宽板垂直焊接而成,窄板在宽板的长边上,宽板上设有四个安装固定孔,推板6的窄板与定位上板13贴合,胎具12放在定位上板13里,定位上板13上宽的部分四个角部分布四个定位锥销孔,窄的部分设有四个光轴孔。
所述可往复式行走机构C为四个相同的机构,每个机构独立的放到工位上,所述可往复式行走机构C包括胎具12、定位上板13、定位下板17、定位锥销14、光轴15、光轴螺母11和万向滚轮18,可往复式行走机构C由万向滚轮18带动在回字形循环机构B滑道里五个工位间循环运动;万向滚轮18安装于定位下板17上,定位上板13和定位下板17之间设有四个光轴15,每个光轴15上套有弹簧16,胎具12为铣削铸件的工装模具,固定连接于定位上板13上,定位上板13的形状为上宽下窄的结构,上宽部分四个角处加工有四个定位锥销孔,下窄的部分设有四个光轴孔,定位锥销14采用螺纹连接固定于定位上板13的定位锥销孔中,个数共计四个,光轴15在光轴孔中上、下往复运动。
所述定位锥销14为定位的锥销,在加工定位时与滑道内围3、滑道外围4之间的定位孔44相嵌合。
所述压紧机构D包括气缸安装板38、第一压紧气缸34、第二压紧气缸35、第三压紧气缸36、导向杆37、导向套39、连接板40、加长杆42、压紧块43、支撑柱41;所述气缸安装板38为方形平板,支撑柱41通过气缸安装板38与支撑板2之间的螺纹连接安装于支撑板2上,位于回字形循环机构B的上方;每个压紧气缸配有两个导向杆37和导向套39,导向套39固连于气缸安装板38上,导向杆37在导向套39中形成滑动连接;压紧气缸伸出端依次装有压紧的连接板40、加长杆42和压紧块43,三个连接板40为长条状,分别固连于压紧气缸的伸出端部,连接板40下方设有两个加长杆42,加长杆42的下端部固定有压紧块43,连接板40、压紧块43各部分位置固定、且上下平行对应,压紧块43又与可往复式行走机构C中胎具12的正中心上下对应;第一压紧气缸34对应工位二,第二压紧气缸35对应工位三,第三压紧气缸36对应工位四。
所述铣削机构E为三套结构相同的机构,每套机构包括铣刀19、动力铣头20、滑轨21、滑块22、滑轨垫块23、立铣上板24、配重架25、伺服电机26、立铣下板27、电机座28、方管29、带座轴承30、丝杠31、联轴器32、丝杠螺母33;每一套铣削机构E均由方管29与支撑板2固定,所述铣削机构E由滚珠丝杠副和直线导轨副各两套构成X、Y方向二轴联动机构,伺服电机26、丝杠31和丝杠螺母33构成滚珠丝杠副,滑块22和滑轨21构成直线导轨副,铣刀19安装于动力铣头20的下方,动力铣头20固定于配重架25的端部,所述配重架25安装于立铣上板24上,立铣上板24通过螺钉连接固定于X轴方向直线导轨副的滑块22上,X方向直线导轨副的滑轨21通过滑轨垫块23安装在立铣下板27上,立铣下板27上表面上安装有X方向的滚珠丝杠副,滚珠丝杠副一端连接带座轴承30,另一端依次连接有联轴器32、伺服电机26,伺服电机26安装在电机座28上,电机座28固定安装于立铣下板27上,丝杠螺母33套在丝杠31上形成螺纹连接,并与立铣上板24的下表面固定连接,立铣下板27下表面安装于Y方向的直线导轨副的滑块22上,Y方向直线导轨副的滑轨21通过滑轨垫块23安装于支撑板2的方管29上,Y方向的滚珠丝杠副安装在支撑板2上,滚珠丝杠副一端连接带座轴承30,另一端依次连接有联轴器32、伺服电机26、电机座28、丝杠螺母33套在丝杠31上形成螺纹连接,并与立铣下板27下表面固定连接,伺服电机26安装于电机座28上,电机座28固定安装于支撑板2上;立铣下板27与Y方向的直线导轨副的滑块22固连,Y方向的滑轨21安装于滑轨垫块23上,滑轨垫块23与方管29连接。
优选的,所述方管29为两条管,间隔平行分布。
优选的,所述推板6采用螺栓连接固定于气缸滑座的连接孔中。
优选的,所述胎具12采用螺钉连接固定连接于定位上板13上。
优选的,所述伺服电机26为台达B2系列伺服电机。
本发明还可以有其他结构上的变化和等效替换,凡符合本发明设计主体精神的技术方案都在本发明的保护范围之内。
本发明的工作过程为:
检查工作台面无异常,检查气压正常,开启电源。在工位一处,由人工将工件放入自动修复机的胎具12上,并按下启动按钮。
由第一送料气缸10带动推板6将可往复式行走机构C由工位一推送至工位二,到位后,第一压紧气缸34伸出,带动压紧块43向下移动,压紧块43与工件接触后,通过胎具12、定位上板13的向下运动,将定位上板13上的4个定位锥销14压入回字形循环机构B中工位二处的四个定位孔44中。完成定位后,第一送料气缸10收缩,收缩到位后,工位二处的铣削机构E工作,铣刀19由零点到达工作位,开始浇口面的铣削。
铣刀19进给,进给量到位后,铣削机构E的X、Y轴联动机构动作,带动铣刀19完成对工件铸造浇口的仿形铣削。
工位二处铣削机构E铣削完毕后,第一压紧气缸34收缩,弹簧16回弹,在回弹力的作用下,定位上板13向上运动,带动定位锥销14从工位二处的定位孔44中脱出,解除定位,第三送料气缸8伸出,将工件由工位二推送至工位三。
到工位三后,第二压紧气缸35伸出,带动压紧块43向下移动,通过胎具12、定位上板13的向下运动,将定位上板13上的四个定位锥销14压入回字形循环机构B中工位三处的四个定位孔44中。完成定位后,第二送料气缸9收缩,收缩到位后,工位三处的铣削机构E工作,铣刀19进给,进给量到位后,铣削机构E的X、Y轴联动机构动作,带动铣刀19完成对工件铸造合模线的仿形铣削。
在工位三处,铣削机构E铣削完毕后,第二压紧气缸35收缩,弹簧16回弹,在回弹力的作用下,定位上板13向上运动,带动定位锥销14从工位三处的定位孔44中脱出,解除定位,第四送料气缸5伸出,将工件由工位三推送至工位四。
到工位四后,第三压紧气缸36伸出,带动压紧块43向下移动,通过胎具12、定位上板13的向下运动,将定位上板13上的四个定位锥销14压入回字形循环机构B中工位四处的四个定位孔44中。完成定位后,第三送料气缸8收缩,收缩到位后,工位四处的铣削机构E工作,铣刀19进给,进给量到位后,铣削机构E的X、Y轴联动机构动作,带动铣刀19完成对工件铸造合模线的仿形铣削。
在工位四铣削完毕后,第三压紧气缸36收缩,到位后,第四送料气缸5伸出,将工件由工位四推送至工位五,准备完成后,由人工将胎具12由工位五移位到工位一,开始下一个工件的铣削,如此可循环工作。
本发明利用仿形铣的原理,采用铣头铣削方式,将铸件铸造过程中的产生的浇口、合模线等处的飞边铣削去除,设计结构合理,性能优越稳定,能实现铸件修复的自动化操作。