CN107671264B - 一种低压铸造电机外壳螺旋水道砂芯清理机及其操作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开低压铸造电机外壳螺旋水道砂芯清理机及其操作方法，砂芯清理机包括振动台模块、翻转与旋转模块、气动冲砂模块，所述振动台模块包括工字钢底座，储砂钣金盒，工作平板，安装在储砂钣金盒两侧的振动电机，所述工作平板上固定安装有压紧装置，所述翻转与旋转模块包括翻转模块、三爪卡盘和旋转模块，翻转模块通过电机带动涡轮蜗杆运动，旋转模块通过减速电机传动，气动冲砂模块上设有X，Z轴的控制导轨；首先工件人工夹紧工件，翻转模块翻转工件，旋转模块与振动模块共同作用进行清砂作业，再有气动冲砂进行最后清砂处理；本发明代替人工清砂，节约人力物力，减少因人工失误造成的工件损坏，提高生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种砂芯清理设备，特别涉及一种低压铸造电机外壳螺旋水道砂芯清理机及其操作方法。
技术背景
传统的铸件采用的是砂模铸造，而采用砂模铸造的铸件就需要清理铸件里面的型砂，现在大多数型砂清理都是人工完成的，这不仅费时耗力，效率低，而且会因为人为失误而损坏要清理的工件，造成不必要的损失，电机作为机械的动力源，其应用范围特别的广泛，对于电机的相关配件制造量也是非常大，如果仅仅是依靠人工来进行电机外壳螺旋水道砂芯的清理，这是有局限的，会大大的影响生产效率，因此需要一台专门的自动清理型砂设备。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明公开了一种低压铸造电机外壳螺旋水道砂芯清理机，其代替人工清理砂芯，减少工件因人为清理失误造成的浪费，提高生产效率，节约人员成本。
为解决上述技术问题，本发明是这样实现的：低压铸造电机外壳螺旋水道砂芯清理机，所述低压铸造电机外壳螺旋水道砂芯清理机包括振动台模块、翻转与旋转模块、压紧模块和气动冲砂模块，所述振动台模块包括工字钢底座、工字钢上座和储砂钣金盒，工字钢底座上设有若干条工字钢，每条工字钢上安装有若干个压缩弹簧，所述工字钢上座固定安装在压缩弹簧上，所述储砂钣金盒安装在工字钢底座与工字钢上座中间，储砂钣金盒与工字钢上座底部固定焊接，所述储砂钣金盒两侧面为与水平地面成一定夹角的倾斜面，储砂钣金盒左侧面固定安装有第一振动电机，储砂钣金盒右侧面固定安装有第二振动电机，所述工字钢上座上设有工作平板，所述工作平板上设有漏砂口。
所述压紧模块包括一个以上的压紧装置，所述压紧装置固定安装在工作平板上，所述压紧装置包括固定座和压紧气缸，所述固定座固定安装在工作平板上，固定座上设有安装孔，压紧气缸通过安装孔与固定座固定连接，所述压紧气缸一端设有工件压嘴，工件压嘴与压紧气缸固定连接。
所述翻转与旋转模块包括一个以上与压紧装置对应的翻转与旋转子模块，所述两个相同的翻转与旋转子模块固定安装在工作平板上，所述翻转与旋转子模块包括第一支撑板、第二支撑板、三爪卡盘、旋转模块和翻转模块，所述第一支撑板和第二支撑板上分别设有第一加强筋和第二加强筋，所述第一支撑板和第二支撑板固定安装在工作平板上，所述第一支撑板和第二支撑板上分别设有第一轴承座组件和第二轴承座组件，所述旋转模块包括旋转电机、减速器、双轴承式轴承座组件和翻转盒，所述翻转盒包括翻转盒体和盖体，所述翻转盒体两侧固定安装有带有法兰座的轴，所述翻转盒体与第一轴承座组件和第二轴承座组件配合连接，所述减速器固定安装在盒体内部，所述翻转电机与减速器固定连接，所述盒体内部设有通孔，双轴承式轴承座座组件一端通过通孔与减速器连接，另一端与三爪卡盘固定连接。
所述翻转模块包括防尘罩、蜗轮、蜗杆、蜗杆安装座和翻转电机，所述蜗杆通过蜗杆安装座固定安装在第一支撑板内侧，所述翻转电机通过联轴器与蜗杆连接，所述蜗轮与翻转盒体一侧的带有法兰座的轴固定连接，所述蜗轮与蜗杆配合连接，所述防尘罩与第一支撑板固定连，所述防尘罩设置在蜗轮蜗杆外。
所述气动冲砂模块包括两条U型槽钢、冲砂气缸、冲砂电机和悬臂，所述U型槽钢固定安装在振动台模块一侧，U型槽钢上端设有两条滚珠丝杠副导轨，两滚珠丝杠副导轨中间设有滚珠丝杠，滚珠丝杠通过丝杠支撑座固定安装在U型槽钢上，所述冲砂电机通过电机固定板固定安装在U型槽钢一侧，冲砂电机通过丝杠联轴器与滚珠丝杠连接，所述两条滚珠丝杠副导轨上设有X轴滑块，所述X轴滑块一侧上设有Z轴导轨，所述Z轴导轨上设有Z轴滑块，所述悬臂和Z轴滑块一侧固定连接，所述X轴滑块上设有气缸安装座，所述冲砂气缸通过气缸安装座固定安装在X轴滑块上，所述悬臂上设有若干个与翻转与旋转模块对应的气嘴组件。
低压铸造电机外壳螺旋水道砂芯清理机操作方法，包括如下步骤：
Sp1 工人控制吊装设备把工件放置到工作平板上翻转与旋转模块的三爪卡盘上，手动夹紧工件；
Sp2启动设备；
Sp3 翻转模块开始工作，通过蜗轮蜗杆将竖直放置的工件顺时针翻转90°；
Sp4 压紧装置的压紧气缸推出，把工件的另一端托住并压紧；
Sp5 振动电机启动，带动振动台和工件振动，振动过程旋转模块使工件沿x轴线方向180°来回旋转；
Sp6 振动1min后，振动电机停止，旋转模块把工件的水口竖直朝上，冲砂模块将气嘴组件直插入水口；
Sp7 间断通气20s后工件沿X轴线方向旋转，将另一面的五个水口竖直朝上，冲砂模块沿X轴移动一个孔距并竖直插入水口，间断通气20s；
Sp8 冲砂模块复位，压紧装置的压紧气缸收缩，通过翻转模块将工件逆时针翻转90°，回到初始位置；
Sp9 工人打开安全门，松开工件，吊走工件。
进一步地，所述第一轴承座组件和第二轴承座组件通过螺钉固定安装在第一支撑板和第二支撑板上。
进一步地，所述钣金盒设有与漏砂口相对应的开口，所述储砂板金盒为钣金弯折而成。
进一步地，所述三爪卡盘上标有定位点。
进一步地，所述的工作平板上标有刻度线。
进一步地，所述气嘴组件包括若干个气嘴。
本发明产生的有益效果是，通过振动平台产生的激振力配合旋转模块，同时作来回旋转运动以及振动来初步完成对工件的型砂清理，再结合气动清砂模块进行吹气处理，将工件内部残留的型砂清理干净，自动砂芯清理机代替人工砂芯清理，大大的提高清理效率，自动型砂清理设备作业稳定快速， 解决了人工操作导致的工件易损以及清理不干净等问题，稳定作业提高生产效率。
附图说明
图1是本发明带有工件的整体结构示意图。
图2是本发明翻转与旋转模块的状态图。
图3是本发明翻转与旋转模块去掉第二支撑板、保护罩和盖板的状态图。
图4是本发明去掉气动冲砂模块以及工件的剖视图。
图5是本发明气动冲砂模块结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图说明和实施例对本发明作进一步说明。
如图1和图4所示，低压铸造电机外壳螺旋水道砂芯清理机包括振动台模块100、翻转与旋转模块300、压紧模块200和气动冲砂模块400，所述振动台模块100包括工字钢底座101、工字钢上座106和储砂钣金盒107，工字钢底座101上设有若干条工字钢102，每条工字钢102上安装有若干压缩弹簧105；本实施例中，工字钢上设有4条工字钢，每条工字钢上设有5个压缩弹簧；所述工字钢上座106固定安装在压缩弹簧105上，所述储砂钣金盒107安装在工字钢底座102与工字钢上座106中间，储砂钣金盒107与工字钢上座106底部固定焊接，所述储砂钣金盒107两侧面为与水平地面成一定夹角的倾斜面，储砂钣金盒107左侧面固定安装有第一振动电机1042，储砂钣金盒右侧面固定安装有第二振动电机1041；本实施例中，振动电机是动力源与振动源结合为一体的激振源，振动电机是在转子轴两端各安装一组可调偏心块，利用轴及偏心块高速旋转产生的离心力得到激振力，而且为了使得振动效果更佳，振动电机安装在储砂钣金盒两侧，与水平地面方向成105°夹角；本实施例中的焊接工艺采用氩弧焊节，因为设备处于工作状态时是不断的振动的，所以对于设备的整体连接性能要求较为高。
所述工字钢上座106上设有工作平板103，所述工作平板上设有漏砂口108，所述钣金盒107设有与漏砂口108相对应的开口，所述储砂板金盒107为钣金弯折而成；清理出来的型砂通过漏砂口108掉落到储砂钣金盒107里，所述的工作平板上标有刻度线；因为在装夹工件时可以以工作平板上的刻度线作为基准来限定工件装夹允许的偏移量，从而来保证后续工序的顺利完成，避免发生撞击意外。
如图1所示，所述压紧模块包括一个以上的压紧装置200，所述压紧装置200固定安装在工作平板103上，所述压紧装置200包括固定座203和压紧气缸202，所述固定座203固定安装在工作平板103上，固定座203上设有安装孔，压紧气缸202通过安装孔与固定座203固定连接，所述压紧气缸202一端设有工件压嘴201，工件压嘴201与压紧气缸202固定连接；压紧装置是在工件装夹后对工件500进行压紧，固定工件位置。
如图2、图3和图4所示，所述翻转与旋转模块300包括一个以上与压紧装置对应的翻转与旋转子模块，所述翻转与旋转子模块固定安装在工作平板103上，所述翻转与旋转子模块包括第一支撑板301、第二支撑板302、三爪卡盘303、旋转模块304和翻转模块305，所述第一支撑板301和第二支撑板302上分别设有第一加强筋3011和第二加强筋3021，所述第一支撑板301和第二支撑板302固定安装在工作平板103上，所述第一支撑板301和第二支撑板302上分别设有第一轴承座组件3012和第二轴承座组件3022，所述旋转模块304包括旋转电机3044、减速器3043、双轴承式轴承座组件3045和翻转盒，所述翻转盒包括翻转盒体3042和盖体3041，所述翻转盒体3042两侧固定安装有带有法兰座的轴，所述翻转盒体3042与第一轴承座组件3012和第二轴承座组件3022配合连接，所述减速器3043固定安装在盒体内部，所述旋转电机3044与减速器3043固定连接，所述翻转盒体内部设有通孔，双轴承式轴承座座组件3045一端通过通孔与减速器3043连接，另一端与三爪卡盘303固定连接，三爪卡盘上标有定位点，利用工件的水口中心对准刻度线的方法实现工件的定位。
本实施例中的三爪卡盘采用的是常规的手动操作的三爪卡盘，主要是因为手动三爪卡盘质量轻，相比液压三爪卡盘质量更容易拆装；本实施例中翻转电机选用的是90w伺服电机驱动，通过蜗轮蜗杆传动产生的最大扭矩来实现工件的90°翻转，旋转模块的旋转电机选用的是70w的伺服电机驱动，通过减速箱减速把动力传递到旋转轴上，带动三爪卡盘旋转，可以实现360°旋转，可以是正转和反转，旋转角度也是可以调控的。
所述翻转模块305包括防尘罩3051、蜗轮3056、蜗杆3055、蜗杆安装座3054和翻转电机3052，所述蜗杆3055通过蜗杆安装座固定3054安装在第一支撑板301内侧，所述翻转电机3052通过联轴器与蜗杆3055连接，所述蜗轮3056与翻转盒体3042一侧的带有法兰座的轴固定连接，所述蜗轮3056与蜗杆3055配合连接，所述防尘罩3051与第一支撑板301固定连接，所述防尘罩3051设置在蜗轮蜗杆外。
如图5所示，所述气动冲砂模块400包括两条U型槽钢401、冲砂气缸402、冲砂电机405和悬臂403，所述U型槽钢固定安装在振动台模块100一侧，U型槽钢401上端设有两条滚珠丝杠副导轨404，两滚珠丝杠副导轨中间设有滚珠丝杠406，滚珠丝杠406通过丝杠支撑座4061固定安装在U型槽钢401上，所述冲砂电机405通过电机固定板4051固定安装在U型槽钢401一侧，冲砂电机405通过丝杠联轴器与滚珠丝杠406连接，所述两条滚珠丝杠副导轨上设有X轴滑块407，所述X轴滑块407一侧上设有Z轴导轨4071，所述Z轴导轨4071上设有Z轴滑块408，所述悬臂403和Z轴滑块408一侧固定连接，所述X轴滑块407上设有气缸安装座4021，所述冲砂气缸402通过气缸安装座4021固定安装在X轴滑块407上，所述悬臂403上设有若干个与翻转与旋转模块对应的气嘴组件4031，所述气嘴组件4031包括若干气嘴。
本实施例中，气动冲砂模块时清砂工序的最后一道工序，气动冲砂模块在设备运作过程中所收到的振动冲击是最少的，因此采用U型槽钢直接焊接固定在振动模块一侧，气动冲砂模块的X轴使用技术成熟的滚珠丝杠支撑座线性模组滑台，以导轨作为导向，通过电机与丝杆的连接，将电机的旋转运动转化为直线运动，Z轴方向同样选择导轨和滑块的组合作为导向，而且悬臂具有微调Z轴方向的作用，悬臂两侧安装的气嘴也是可以进行微调的。
低压铸造电机外壳螺旋水道砂芯清理机操作方法，包括如下步骤：
Sp1 工人控制吊装设备把工件放置到工作平板上翻转与旋转模块的三爪卡盘上，手动夹紧工件；
Sp2启动设备；
Sp3 翻转模块开始工作，通过蜗轮蜗杆将竖直放置的工件顺时针翻转90°；
Sp4 压紧装置的压紧气缸推出，把工件的另一端托住并压紧；
Sp5 振动电机启动，带动振动台和工件振动，振动过程旋转模块使工件沿x轴线方向180°来回旋转；
Sp6 振动1min后，振动电机停止，旋转模块把工件的水口竖直朝上，冲砂模块将气嘴组件直插入水口；
Sp7 间断通气20s后工件沿X轴线方向旋转，将另一面的五个水口竖直朝上，冲砂模块沿X轴移动一个孔距并竖直插入水口，间断通气20s；
Sp8 冲砂模块复位，压紧装置的压紧气缸收缩，通过翻转模块将工件逆时针翻转90°，回到初始位置；
Sp9 工人打开安全门，松开工件，吊走工件。
Claims (7)
1.低压铸造电机外壳螺旋水道砂芯清理机，所述低压铸造电机外壳螺旋水道砂芯清理机包括振动台模块、翻转与旋转模块、压紧模块和气动冲砂模块，其特征在于：所述振动台模块包括工字钢底座、工字钢上座和储砂钣金盒，工字钢底座上设有若干条工字钢，每条工字钢上安装有若干压缩弹簧，所述工字钢上座固定安装在压缩弹簧上，所述储砂钣金盒安装在工字钢底座与工字钢上座中间，储砂钣金盒与工字钢上座底部固定焊接，所述储砂钣金盒两侧面为与水平地面成一定夹角的倾斜面，储砂钣金盒左侧面固定安装有第一振动电机，储砂钣金盒右侧面固定安装有第二振动电机，所述工字钢上座上设有工作平板，所述工作平板上设有漏砂口；
所述压紧模块包括一个以上的压紧装置，所述压紧装置包括固定座和压紧气缸，所述固定座固定安装在工作平板上，固定座上设有安装孔，压紧气缸通过安装孔与固定座固定连接，所述压紧气缸一端设有工件压嘴，工件压嘴与压紧气缸固定连接；
所述翻转与旋转模块包括一个以上与压紧装置对应的翻转与旋转子模块，所述翻转与旋转子模块固定安装在工作平板上，所述翻转与旋转子模块包括第一支撑板、第二支撑板、三爪卡盘、旋转模块和翻转模块，所述第一支撑板和第二支撑板上分别设有第一加强筋和第二加强筋，所述第一支撑板和第二支撑板固定安装在工作平板上，所述第一支撑板和第二支撑板上分别设有第一轴承座组件和第二轴承座组件，所述旋转模块包括旋转电机、减速器、双轴承式轴承座组件和翻转盒，所述翻转盒包括翻转盒体和盖体，所述翻转盒体两侧固定安装有带有法兰座的轴，所述翻转盒体与第一轴承座组件和第二轴承座组件配合连接，所述减速器固定安装在翻转盒体内部，所述旋转电机与减速器固定连接，所述翻转盒体内部设有通孔，双轴承式轴承座组件一端通过通孔与减速器连接，另一端与三爪卡盘固定连接；
所述翻转模块包括防尘罩、蜗轮、蜗杆、蜗杆安装座和翻转电机，所述蜗杆通过蜗杆安装座固定安装在第一支撑板内侧，所述翻转电机通过联轴器与蜗杆连接，所述蜗轮与翻转盒体一侧的带有法兰座的轴固定连接，所述蜗轮与蜗杆配合连接，所述防尘罩与第一支撑板固定连接，所述防尘罩设置在蜗轮蜗杆外；
所述气动冲砂模块包括两条U型槽钢、冲砂气缸、冲砂电机和悬臂，所述U型槽钢固定安装在振动台模块一侧，U型槽钢上端设有两条滚珠丝杠副导轨，两滚珠丝杠副导轨中间设有滚珠丝杠，滚珠丝杠通过丝杠支撑座固定安装在U型槽钢上，所述冲砂电机通过电机固定板固定安装在U型槽钢一侧，冲砂电机通过丝杠联轴器与滚珠丝杠连接，所述两条滚珠丝杠副导轨上设有X轴滑块，所述X轴滑块一侧上设有Z轴导轨，所述Z轴导轨上设有Z轴滑块，所述悬臂和Z轴滑块一侧固定连接，所述X轴滑块上设有气缸安装座，所述冲砂气缸通过气缸安装座固定安装在X轴滑块上，所述悬臂上设有若干个与翻转与旋转模块对应的气嘴组件。
2.根据权利要求1所述的低压铸造电机外壳螺旋水道砂芯清理机，其特征在于：所述第一轴承座组件和第二轴承座组件通过螺钉固定安装在第一支撑板和第二支撑板上。
3.根据权利要求1所述的低压铸造电机外壳螺旋水道砂芯清理机，其特征在于：所述钣金盒设有与漏砂口相对应的开口，所述储砂钣金盒为钣金弯折而成。
4.根据权利要求1所述的低压铸造电机外壳螺旋水道砂芯清理机，其特征在于：所述三爪卡盘上标有定位点。
5.根据权利要求1所述的低压铸造电机外壳螺旋水道砂芯清理机，其特征在于：所述的工作平板上标有刻度线。
6.根据权利要求1所述的低压铸造电机外壳螺旋水道砂芯清理机，其特征在于：所述气嘴组件包括若干个气嘴。
7.一种按权利要求1所述的低压铸造电机外壳螺旋水道砂芯清理机的操作方法，其特征在于：包括如下步骤：
Sp1 工人控制吊装设备把工件放置到工作平板上翻转与旋转模块的三爪卡盘上，手动夹紧工件；
Sp2启动设备；
Sp3 翻转模块开始工作，通过蜗轮蜗杆将竖直放置的工件顺时针翻转90°；
Sp4 压紧装置的压紧气缸推出，把工件的另一端托住并压紧；
Sp5 振动电机启动，带动振动台和工件振动，振动过程旋转模块使工件沿x轴线方向180°来回旋转；
Sp6 振动1min后，振动电机停止，旋转模块把工件的水口竖直朝上，冲砂模块将气嘴组件直插入水口；
Sp7 间断通气20s后工件沿X轴线方向旋转，将另一面的五个水口竖直朝上，冲砂模块沿X轴移动一个孔距并竖直插入水口，间断通气20s；
Sp8 冲砂模块复位，压紧装置的压紧气缸收缩，通过翻转模块将工件逆时针翻转90°，回到初始位置；
Sp9 工人打开安全门，松开工件，吊走工件。
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