CN109332650A - 一种大型机器人手臂铸件的低压铸造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大型机器人手臂铸件的低压铸造方法，包括砂芯制作步骤、双浇口金属外模制作步骤、铝液制作步骤、合模步骤、浇铸步骤和修整步骤。本发明的大型机器人手臂铸件的低压铸造方法，采用低压铸造、金属外模开设双浇口，可提高了机器人手臂铸件的生产效率，降低了铸件内部缺陷，提高了机器人手臂铸件的表面质量，可实现批量化生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种大型机器人手臂铸件的低压铸造方法。
背景技术
请参阅图1a、图1b和图1c，机器人手臂铸件是机器人的关键部件，图中的机器人手臂铸件适用于260～320Kg的机器人，机器人手臂铸件的重量41.74Kg，材质为AlSi7Mg，尺寸大小为972.4×434.36×246.76mm；该机器人手臂铸件质量较重，体积较大。机器人手臂铸件包括圆柱形壳体1＇和与其相连的呈方形的扁壳体2＇，扁壳体2＇的上下端面分别开设有圆形通孔21＇，扁壳体的上端面上还设置有呈三角形的凸台22＇；扁壳体的左侧壁上并排开设有两个圆孔23＇，前侧壁上设置有两个向外凸出的椭圆台24＇，后侧壁上设置有呈三角形的侧翼25＇。
目前，对于大型的机器人手臂铸件一般采用采用砂型铸造，机器人手臂铸件的砂芯制作好后，砂芯放置在砂芯外模内然后浇铸成型即可得到相应的机器人手臂铸件，但是传统的机器人手臂砂芯外模型腔表面粗糙而且只开设浇注口，离浇注口较远的厚大铸件壁部位难以得到补缩，制作时，生产节拍较慢，内外表面缺陷较多，砂型模具成本较高，工作效率低，不易批量化生产，返工返修率较高，铸件合格率低。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种大型机器人手臂铸件的低压铸造方法，采用低压铸造、金属外模开设双浇口，可提高了机器人手臂铸件的生产效率，降低了铸件内部缺陷，提高了机器人手臂铸件的表面质量，可实现批量化生产。
实现上述目的的技术方案是：一种大型机器人手臂铸件的低压铸造方法，包括以下步骤：
步骤S1，砂芯制作步骤：制作与大型机器人手臂铸件相适配的砂芯；
步骤S2，双浇口金属外模制作步骤：所述双浇口金属外模包括上模和下模，所述上模的下表面设置有向上凹陷的上模腔，所述下模的上表面设置有向下凹陷的下模腔，所述上模盖合在所述下模上，所述上模腔和下模腔相连后构成与所述砂芯相适配的型腔，所述下模上开设有与所述型腔相连通的第一浇注口和第二浇注口；
步骤S3，铝液制作步骤：将铝锭熔化为液体，并在700℃～750℃的温度内通过铝液精炼得到铸造用的铝液；
步骤S4，合模步骤：将步骤S1制作的砂芯下入到步骤S2制作的双浇口金属外模的型腔内；
步骤S5，浇铸步骤：采用低压铸造机将步骤S3制作的铝液通过第一浇注口和第二浇注口注入到所述双浇口金属外模的型腔内，冷却后打开双浇口金属外模的上模和下模，形成机器人手臂毛坯铸件；
步骤S6，修整步骤：将步骤S5所得机器人手臂毛坯铸件去除砂芯和浇冒口，得到机器人手臂成品铸件。
上述的一种大型机器人手臂铸件的低压铸造方法，其中，所述上模腔和下模腔均包括第一凹槽、第二凹槽、侧翼槽、圆形槽、两个半圆槽和两个半椭圆形凹槽，所述第一凹槽呈半圆柱形，所述第二凹槽呈方形，所述侧翼槽呈三角形，所述第二凹槽的右端与所述第一凹槽的左端相连；所述圆形槽设置在所述第二凹槽的中部；所述两个半圆槽一前一后地设置在所述第二凹槽的左端，所述两个半椭圆形凹槽一左一右地设置在所述第二凹槽的前端，所述侧翼槽设置在第二凹槽的后端；
所述上模腔内设置有一个第三凹槽，所述第三凹槽位于所述上模腔的圆形槽的右侧；
所述下模腔的第一凹槽的前侧设置有一个U形槽，且所述U形槽的两侧槽壁分别与所述第一凹槽相连；
所述第一浇注口开设在所述所述下模腔的圆形槽的中部，所述第二浇注口开设在所述U形槽的槽底上；
所述第一浇注口和第二浇注口分别呈上下贯通的通孔结构。
上述的一种大型机器人手臂铸件的低压铸造方法，其中，所述上模腔的第一凹槽和下模腔的第一凹槽盖合后构成圆柱形槽，所述上模腔的第二凹槽和下模腔的第二凹槽盖合后构成呈方形的扁槽；所述上模腔的侧翼槽和下模腔的侧翼槽盖合后构成呈三角形的侧翼凹槽；所述上模腔的两个半圆槽和下模腔的两个半圆槽一一对应地盖合后构成两个圆凹槽；所述上模腔的两个半椭圆形凹槽和下模腔的两个半椭圆形凹槽一一对应地盖合后构成两个椭圆凹槽。
上述的一种大型机器人手臂铸件的低压铸造方法，其中，所述圆柱形槽和扁槽连通；所述侧翼凹槽、两个圆凹槽和两个椭圆凹槽分别与所述扁槽连通。
上述的一种大型机器人手臂铸件的低压铸造方法，步骤S5中，所述低压铸造机通过向盛放铝液的坩埚中通入压缩空气对铝液造成低压压力，使铝液由升液管进入所述双浇口金属外模的第一浇注口和第二浇注口，对所述双浇口金属外模的型腔进行冲型。
本发明的大型机器人手臂铸件的低压铸造方法，采用低压铸造、金属外模开设双浇口，可提高了机器人手臂铸件的生产效率，降低了铸件内部缺陷，提高了机器人手臂铸件的表面质量，可实现批量化生产。且双浇口金属外模可以重复使用，降低材料成本，提高铸件生产节拍，易实现自动化生产，降低操作工的劳动强度，减少表面返工返修率，减少内部缺陷，提高铸件的合格率。
附图说明
图1a为机器人手臂铸件的立体结构图(主视方向)；
图1b为机器人手臂铸件的俯视图；
图1c为机器人手臂铸件的立体结构图(后视方向)
图2为本发明的大型机器人手臂铸件的低压铸造方法的流程图；
图3为砂芯的结构图
图4a为双浇口金属外模的上模的结构图；
图4b为双浇口金属外模的下模的结构图；
图5为砂芯与双浇口金属外模的下模的安装示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的技术人员能更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对其具体实施方式进行详细地说明：
请参阅图2至图5，本发明的最佳实施例，一种大型机器人手臂铸件的低压铸造方法，包括以下步骤：
步骤S1，砂芯制作步骤：制作与大型机器人手臂铸件相适配的砂芯5(见图3)；
步骤S2，双浇口金属外模制作步骤：双浇口金属外模包括上模1和下模2，上模1的下表面设置有向上凹陷的上模腔，下模2的上表面设置有向下凹陷的下模腔，上模1盖合在下模2上，上模腔和下模腔相连后构成与砂芯相适配的型腔，下模上开设有与型腔相连通的第一浇注口22和第二浇注口23(见图4b)；
步骤S3，铝液制作步骤：将铝锭熔化为液体，并在700℃～750℃的温度内通过铝液精炼得到铸造用的铝液；
步骤S4，合模步骤：将步骤S1制作的砂芯5下入到步骤S2制作的双浇口金属外模的型腔内；
步骤S5，浇铸步骤：采用低压铸造机将步骤S3制作的铝液通过第一浇注口22和第二浇注口23注入到双浇口金属外模的型腔内，冷却后打开双浇口金属外模的上模1和下模2，形成机器人手臂毛坯铸件；低压铸造机通过向盛放铝液的坩埚中通入压缩空气对铝液造成低压压力，使铝液由升液管进入双浇口金属外模的第一浇注口22和第二浇注口23，进而填入所述双浇口金属外模的型腔,对双浇口金属外模的型腔进行冲型。
步骤S6，修整步骤：将步骤S5所得机器人手臂毛坯铸件去除砂芯和浇冒口，得到机器人手臂成品铸件。
再请参阅图4a和图4b,上模腔和下模腔均包括第一凹槽31、第二凹槽32、侧翼槽33、圆形槽34、两个半圆槽35和两个半椭圆形凹槽36，第一凹槽31呈半圆柱形，第二凹槽32呈方形，侧翼槽33呈三角形，第二凹槽32的右端与第一凹槽31的左端相连；圆形槽34设置在所述第二凹槽的中部；两个半圆槽35一前一后地设置在第二凹槽32的左端，两个半椭圆形凹槽36一左一右地设置在第二凹槽32的前端，侧翼槽33设置在第二凹槽的后端。
上模腔的第一凹槽31和下模腔的第一凹槽31盖合后构成圆柱形槽，上模腔的第二凹槽32和下模腔的第二凹槽32盖合后构成呈方形的扁槽；上模腔的侧翼槽33和下模腔的侧翼槽3盖合后构成呈三角形的侧翼凹槽；上模腔的两个半圆槽35和下模腔的两个半圆槽35一一对应地盖合后构成两个圆凹槽；上模腔的两个半椭圆形凹槽36和下模腔的两个半椭圆形凹槽36一一对应地盖合后构成两个椭圆凹槽。圆柱形槽和扁槽连通；侧翼凹槽、两个圆凹槽和两个椭圆凹槽分别与扁槽连通。
上模腔内设置有一个第三凹槽11，第三凹槽11位于上模腔的圆形槽34的右侧；下模腔的第一凹槽31的前侧设置有一个U形槽21，且U形槽21的两侧槽壁分别与第一凹槽31相连。下模腔的圆形槽34的中部开设有一个上下贯通的第一浇注口22，U形槽21的槽底上开设有一个上下贯通的第二浇注口23。
本发明的大型机器人手臂铸件的低压铸造方法，双浇口金属外模可重复使用，每次只需要制备砂芯即可，可以降低材料成本，提高铸件生产节拍，易实现自动化生产，降低操作工的劳动强度，可提高表面质量，低压铸造机的使用可以降低铸件内部缺陷，可提高工作效率，节约成本。
低压铸造机采用浙江万丰科技开发股份有限公司的WFZD2518M-06型低压铸造机。
综上所述，本发明的大型机器人手臂铸件的低压铸造方法，采用低压铸造、金属外模开设双浇口，可提高了机器人手臂铸件的生产效率，降低了铸件内部缺陷，提高了机器人手臂铸件的表面质量，可实现批量化生产。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。
Claims (5)
1.一种大型机器人手臂铸件的低压铸造方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，砂芯制作步骤：制作与大型机器人手臂铸件相适配的砂芯；
步骤S2，双浇口金属外模制作步骤：所述双浇口金属外模包括上模和下模，所述上模的下表面设置有向上凹陷的上模腔，所述下模的上表面设置有向下凹陷的下模腔，所述上模盖合在所述下模上，所述上模腔和下模腔相连后构成与所述砂芯相适配的型腔，所述下模上开设有与所述型腔相连通的第一浇注口和第二浇注口；
步骤S3，铝液制作步骤：将铝锭熔化为液体，并在700℃～750℃的温度内通过铝液精炼得到铸造用的铝液；
步骤S4，合模步骤：将步骤S1制作的砂芯下入到步骤S2制作的双浇口金属外模的型腔内；
步骤S5，浇铸步骤：采用低压铸造机将步骤S3制作的铝液通过第一浇注口和第二浇注口注入到所述双浇口金属外模的型腔内，冷却后打开双浇口金属外模的上模和下模，形成机器人手臂毛坯铸件；
步骤S6，修整步骤：将步骤S5所得机器人手臂毛坯铸件去除砂芯和浇冒口，得到机器人手臂成品铸件。
2.根据权利要求1所述的一种大型机器人手臂铸件的低压铸造方法，其特征在于，所述上模腔和下模腔均包括第一凹槽、第二凹槽、侧翼槽、圆形槽、两个半圆槽和两个半椭圆形凹槽，所述第一凹槽呈半圆柱形，所述第二凹槽呈方形，所述侧翼槽呈三角形，所述第二凹槽的右端与所述第一凹槽的左端相连；所述圆形槽设置在所述第二凹槽的中部；所述两个半圆槽一前一后地设置在所述第二凹槽的左端，所述两个半椭圆形凹槽一左一右地设置在所述第二凹槽的前端，所述侧翼槽设置在第二凹槽的后端；
所述上模腔内设置有一个第三凹槽，所述第三凹槽位于所述上模腔的圆形槽的右侧；
所述下模腔的第一凹槽的前侧设置有一个U形槽，且所述U形槽的两侧槽壁分别与所述第一凹槽相连；
所述第一浇注口开设在所述所述下模腔的圆形槽的中部，所述第二浇注口开设在所述U形槽的槽底上；
所述第一浇注口和第二浇注口分别呈上下贯通的通孔结构。
3.根据权利要求2所述的一种大型机器人手臂铸件的低压铸造方法，其特征在于，所述上模腔的第一凹槽和下模腔的第一凹槽盖合后构成圆柱形槽，所述上模腔的第二凹槽和下模腔的第二凹槽盖合后构成呈方形的扁槽；所述上模腔的侧翼槽和下模腔的侧翼槽盖合后构成呈三角形的侧翼凹槽；所述上模腔的两个半圆槽和下模腔的两个半圆槽一一对应地盖合后构成两个圆凹槽；所述上模腔的两个半椭圆形凹槽和下模腔的两个半椭圆形凹槽一一对应地盖合后构成两个椭圆凹槽。
4.根据权利要求3所述的一种大型机器人手臂铸件的低压铸造方法，其特征在于，所述圆柱形槽和扁槽连通；所述侧翼凹槽、两个圆凹槽和两个椭圆凹槽分别与所述扁槽连通。
5.根据权利要求1所述的一种大型机器人手臂铸件的低压铸造方法，其特征在于，步骤S5中，所述低压铸造机通过向盛放铝液的坩埚中通入压缩空气对铝液造成低压压力，使铝液由升液管进入所述双浇口金属外模的第一浇注口和第二浇注口，对所述双浇口金属外模的型腔进行冲型。
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