CN110293217A - 一种铸件的型砂清理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铸件的型砂清理装置，包括机架、料斗、一个工作台、一个设置在工作台上的夹具以及自动清砂机构，自动清砂机构包括机壳、轴承座，一根设置在轴承座中的第一转轴，所述第一转轴沿轴向开设有一个横截面为多边形的通孔，该通孔中插入有一根与轴向通孔的形状相适配的第二转轴，所述第二转轴的底部设置有一个夹头，所述第二转轴的顶部向上伸出第一转轴的上表面，机壳的上设有第一气缸和驱动电机，所述第一气缸的活塞杆端部通过旋转接头与第二转轴的顶部连接，所述夹头上夹持有一根钢缆绳，钢缆绳的非夹持端分离出多股沿径向散开的钢丝。该型砂清理装置能够实现对铸件的自动化清理，清理效率高。

Description

一种铸件的型砂清理装置

技术领域

本发明涉及铸件清理技术领域，特别涉及一种铸件的型砂清理装置。

背景技术

砂型铸造是在砂型中生产铸件的铸造方法。由于砂型铸造较之其他铸造方法成本低、生产工艺简单、生产周期短。所以像汽车的排气支管等铸件都是用粘土湿型砂工艺生产的。在排气支管完成铸造后会对其进行清理，一些型砂或黏砂附着在排气支管的内壁上，针对此情况，通常采取人工清理的方式，人工手持毛刷对排气支管的内壁进行清理，由于部分型砂和黏砂的粘附力强，工作人员需要耗费大量体力进行清理，劳动强大度，效率低下，不能满足大批量处理的要求。并且该清理方式难以对型砂进行收集处理，容易造成粉尘污染车间环境。

可见，现有技术还有待改进和提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供铸件的型砂清理装置，旨在实现对管型铸件的内壁进行自动化的型砂清理，提高处理效率。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种铸件的型砂清理装置，包括机架、设置在机架上的料斗、料斗的顶部设置有一个工作台、一个设置在工作台上且用于固定铸件的夹具以及位于夹具上侧的自动清砂机构，自动清砂机构包括机壳、一个设置在机壳上的轴承座，一根设置在轴承座中的第一转轴，所述第一转轴沿轴向开设有一个横截面为多边形的通孔，该通孔中插入有一根与轴向通孔的形状相适配的第二转轴，所述第二转轴的底部设置有一个夹头，所述第二转轴的顶部向上伸出第一转轴的上表面，机壳的上设有第一气缸和驱动电机，所述第一气缸的活塞杆端部通过旋转接头与第二转轴的顶部连接，所述驱动电机通过传动组件与第一转轴传动连接，所述机壳通过升降机构与工作台连接，所述夹头上夹持有一根钢缆绳，钢缆绳的非夹持端分离出多股沿径向散开的钢丝，所述钢缆绳能够伸入铸件的内部使钢丝对铸件内壁进行清理。

所述传动组件包括套装在第一转轴上的第一带轮，所述驱动电机的输出端设有第二带轮，第一带轮通过皮带与第二带轮连接。

所述夹具包括底板和垂直地设置在底板上的竖板，所述竖板上设置有用于铸件定位的第一定位块和第二定位块，所述第一定位块位于第二定位块的上侧。

所述第一定位块的上方竖直地设有一个导向筒，导向筒与铸件的管口同轴设置，所述钢缆绳伸入导向筒内。

所述竖板还设置有夹紧机构，该夹紧机构包括一个第二气缸，设置在第二气缸上的T形块和压条，T形块通过连接块与压条连接，连接块的两端分别与T形块和压条铰接，所述压条的一端与第二气缸的活塞杆端部铰接，另一端用于将铸件压紧于铸件于第一定位块和第二定位块上。

所述机架的顶部设置有多根支杆，每个支杆分别对应设置在机架的一个角落，相邻两个支杆之间设置有挡板。

位于竖板前侧的挡板为活动挡板，该活动挡板通过竖向导引机构与对应的支杆连接，两根支杆之间设置设有连杆，连杆上设有第三气缸，所述第三气缸的活塞杆端部通过连接块与挡板连接，所述第三气缸用于驱动活动挡板竖向运动。

所述机架上还设置有电控箱、启动按钮以及具有发射器和接收器的安全光栅，位于活动挡板两侧的支杆上分别设置有安全光栅的发射器和接收器，发射器用于发射红外线光束给接收器；所述启动按钮位于料斗的前侧，所述启动按钮和安全光栅均与电控箱电性连接。

所述升降机构包括一根丝杠和一个与丝杠传动连接的丝杠螺母，所述机壳上固定设置有一个套筒，该套筒与丝杆螺母同轴设置且抵压在丝杠螺母上，所述丝杠的一端固定在工作台上，另一端穿过套筒；所述丝杠螺母上套设有一个用于转动丝杠螺母的手轮；所述机壳上设置有锁紧螺钉，所述锁紧螺钉用于限制机壳与丝杠的相对运动。

所述料斗呈截锥状，其出口端的下方设置有一个废料收集罐，所述工作台和底部上对应开设有多个通孔，所述通孔按矩阵形式分布。

有益效果：

本发明提供了一种铸件的型砂清理装置，工作时，工作人员先把铸件安装到夹具上，夹具将铸件夹紧后，然后驱动电机通过传动机构带动第一转轴转动，第二转轴则随着第一转轴同步转动；而第一气缸则带动第二转轴沿竖直方向往复运动，从而实现钢缆绳的旋转运动以及在竖直方向上的往复运动，使钢缆绳的钢丝部可以沿铸件的延伸方向伸入，钢丝部可以对铸件的整个内壁进行刷除，有效刷除粘附在铸件内壁上的型砂或黏砂，减少清理死角。可见该型砂清理装置能够实现对铸件的自动化清理，清理效率高，减少劳动力，便于型砂的收集和处理。

附图说明

图1为本发明提供的铸件的型砂清理装置的立体图。

图2为本发明提供的铸件的型砂清理装置中，自动清砂机构和夹具的立体图。

图3为本发明提供的铸件的型砂清理装置中，自动清砂机构的结构示意图。

图4为图1中L区域的局部放大图。

图5为图2中M区域的局部放大图。

具体实施方式

本发明提供一种铸件的型砂清理装置，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明的保护范围。

本发明提供一种铸件的型砂清理装置，图3中机壳内的部件用虚线画出，表示无法从外部直接观察得到。本文中的“前”为竖板朝向活动挡板的方向，“后”为“前”的反向。

请参阅图1-图3，所述铸件的型砂清理装置包括机架1、设置在机架上的料斗2、料斗的顶部设置有一个工作台3、一个设置在工作台上且用于固定铸件的夹具4以及位于夹具上侧的自动清砂机构5，自动清砂机构包括机壳51、一个设置在机壳上的轴承座52，一根设置在轴承座中的第一转轴53，所述第一转轴53沿轴向开设有一个横截面为多边形的通孔（图中未示出），该通孔中插入有一根与轴向通孔的形状相适配的第二转轴54，所述第二转轴的底部设置有一个夹头55，所述第二转轴54的顶部向上伸出第一转轴53的上表面，机壳的上设有第一气缸56和驱动电机57，所述第一气缸56的活塞杆端部通过旋转接头58与第二转轴54的顶部连接，所述驱动电机57通过传动组件59与第一转轴53传动连接，所述机壳51通过升降机构6与工作台3连接，所述夹头55上夹持有一根钢缆绳7，钢缆绳的非夹持端分离出多股沿径向散开的钢丝7.1，所述钢缆绳能够伸入铸件的内部使钢丝对铸件A内壁进行清理。需要说明的是，上述铸件呈管状，如汽车的排气直管等；所述钢缆绳由多根钢丝绳捻制而成。

此处，第二转轴54插入第一转轴的通孔中形成间隙配合，第二转轴能够沿竖直方向移动；由于所述通孔和第二转轴的横截面呈多边形，所以第二转轴不会相对第一转轴转动。

工作时，工作人员先把铸件A安装到夹具上，夹具4将铸件A夹紧后，然后驱动电机57通过传动机构59带动第一转轴53转动，第二转轴54则随着第一转轴53同步转动；从而实现钢缆绳7的旋转运动，使钢丝刷除粘附在铸件内壁上的型砂或黏砂，与此同时，第一气缸56则带动第二转轴54沿竖直方向往复运动，从而实现钢缆绳在竖直方向上的往复运动，使钢缆绳的钢丝部可以沿铸件的延伸方向伸入，钢丝部可以对铸件的整个内壁进行刷除，减少清理死角。由于钢缆绳具有一定的柔性，可以根据不同铸件的内管形状进行弯曲形变，不会造成刚性碰撞，而且钢丝具有较强的耐磨性、抗拉强度、韧性，保证对粘附在铸件内壁清洗的有效型和实用性。可见该型砂清理装置能够实现对铸件的自动化清理，清理效率高，便于型砂的收集和处理。

优选的，请参阅图3，所述传动组件59包括套装在第一转轴上的第一带轮59.1，所述驱动电机的输出端设有第二带轮59.2，第一带轮59.1通过皮带59.3与第二带轮59.2连接。通过皮带传动，可以使第一转轴和第二转轴转动平稳，减少振动和噪音。

具体的，请参阅图2，所述夹具4包括底板40和垂直地设置在底板上的竖板41，所述竖板上设置有用于铸件定位的第一定位块42和第二定位块43，所述第一定位块42位于第二定位块43的上侧。本实施例中，为了便于钢缆绳伸入，所述铸件A竖直设置，其管口正对钢缆绳7，铸件A的上端部安装在第一定位块42，铸件A的下端部安装在第二定位块43上。铸件为两端均设有卡环A.1，第一定位块和第二定位块上设有与铸件的卡环相适配的凹槽45，可以实现铸件在竖直方向上的定位。由于工作台上可以安装不同的夹具，从而实现同类管状铸件的清理，第一定位块和第二定位块只是进行简单的形状变化，同样属于本发明的保护范围内。

优选的，请参阅图5，所述第一定位块的上方竖直地设有一个导向筒46，导向筒46与铸件的管口同轴设置，所述钢缆绳7伸入导向筒46内。当未进行清理工作时，所述钢缆绳的钢丝部位于导向筒内，防止与铸件发生干涉。清理时，导向筒对钢缆绳的钢丝部起到一定的竖向导引作用，保证钢丝绳的钢丝部能够顺利伸入铸件内部，避免钢缆绳因柔性形变使其延伸方向偏离铸件的管口。

优选的，请参阅图5，所述竖板41还设置有夹紧机构48，该夹紧机构48包括一个第二气缸48.1，设置在第二气缸上的T形块48.2和压条48.3，T形块48.2通过连接块48.4与压条48.3连接，连接块48.4的两端分别与T形块48.2和压48.3条铰接，所述压条48.3的一端与第二气缸48.1的活塞杆端部铰接，另一端用于将铸件压紧于铸件于第一定位块42和第二定位块43上。此处，所述第二气缸48.1优选为薄型气缸，压条48.3为Z形；夹紧时，薄型气缸的活塞杆伸出，压条的中部相对连接块转动，然后压条压紧铸件于第一定位块和第二定位块上，避免在清理过程中发生振动，造成铸件发生脱落或位置偏移。

为了避免清理过程中型砂或异物发出，危害工作人员的安全，所述机架1的顶部设置有多根支杆11，每个支杆分别对应设置在机架的一个角落，相邻两个支杆之间设置有挡板12，一些型砂或异物撞到挡板后，会掉落到料斗2中。为了使机架结构简单、牢固可靠，本实施例中的机架为一个长方体框架，每个挡板的底边抵压在长方体框架的顶部边沿上围成一个防护区域。

为了便于工作人员拆装铸件，见图4，位于竖板前侧的挡板为活动挡板13，该活动挡板通过竖向导引机14构与对应的支杆11连接，两根支杆之间设置设有连杆15，连杆上设有第三气缸16，所述第三气缸16的活塞杆端部通过连接块17与挡板连接，所述第三气缸16用于驱动活动挡板13竖向运动。此处，所述竖向导引机构14包括设置在活动挡板两侧边上的滑槽14.1以及对应设置在支杆上的卡条14.2，所述滑槽14.1可沿所述卡条14.2竖向滑动，便于所述活动挡板竖向上升或下降更畅顺和平稳；进一步的，所述滑槽与卡条形状相适配，所述卡条设为不可脱离所述滑槽的形状。工作时，第三气缸16的活塞杆端伸出，驱动活动挡板13竖向下降，使活动挡板的底面抵压在机架上，与其他挡板形成一个防护区域，保护工作人员的工作，待铸件清理完毕，第三气缸的活塞杆缩回，驱动活动挡板竖向上升，便于工作人员更换下一个铸件。

为了便于工作人员能够观察到铸件的清理情况，活动挡板开设有两个通槽，每个通槽上安装有一块其去形状相适配的透明挡板18。

优选的，请参阅图1，所述机架1上还设置有电控箱8、启动按钮81以及具有发射器和接收器的安全光栅82；其中，所述电控箱8包括控制器、控制按钮和相应的控制电路。所述驱动电机57、启动按钮81以及安全光栅82均与电控箱电性连接，第一气缸56、第二气缸48.1、第三气缸16通过电磁阀与电控箱连接。位于活动挡板两侧的支杆上分别设置有安全光栅的发射器82.1和接收器82.2，发射器用于发射红外线光束给接收器，由于工作人员在更换铸件时，工作人员的身体会遮挡红外线光束，安全光栅获取该信号后反馈给控制器，避免驱动电机和第一气缸发生自启动造成安全事故；所述启动按钮81位于料斗2的前侧，工作人员通过触发启动按钮，开始自动化地对铸件内壁实现型砂处理。

以下简述工作流程，工作人员将待清理铸件A固定在第一定位块42和第二定位块43上，确保身体没有遮挡安全光栅，然后触发启动按钮81开始清理动作，控制器控制第二气缸48.1驱动压条将铸件压紧于第一定位块和第二定位块上，第三气缸16驱动活动挡板13下降，在确保活动挡板抵压于机架时，控制器控制驱动电机和第一气缸运动，从而实现钢缆绳的钢丝部同时做旋转运动和竖直方向桑拿的往复运动，待铸件完成加工后，控制器控制驱动电机和第一气缸运动停止工作，控制器控制第二气缸松开压条，第三气缸驱动活动挡板上升。需要说明的是，如果工作人员的身体遮挡了安全光栅82的红外线光束，即使触发启动按钮，控制器不会控制对应的部件运动，保障工作人员的工作安全。

具体的，请参阅图2和图3，所述升降机构6包括一根丝杠61和一个与丝杠传动连接的丝杠螺母62，所述机壳51上固定设置有一个套筒63，该套筒63与丝杆螺母62同轴设置且抵压在丝杠螺母62上，所述丝杠61的一端固定在工作台3上，另一端穿过套筒63并设置在机壳51内；所述丝杠螺母62上套设有一个用于转动丝杠螺母的手轮64；所述机壳上设置有锁紧螺钉65，所述锁紧螺钉用于限制机壳51与丝杠61的相对运动。通过转动手轮64，可以调节丝杠螺母62在丝杠61上的位置，从而实现调节机壳及设置在机壳上的部件相对工作台的高度。通过这样设置，可以针对不同铸件调整钢缆绳的钢丝部的清理范围，保证清理效果。

优选的，请参阅图1，所述料斗2呈截锥状，其截面面积由上至下逐渐收窄，其出口端的下方设置有一个废料收集罐9，所述工作台和底部上对应开设有多个通孔40.1，所述通孔按矩阵形式分布。一些清理出来的型砂会掉落到工作台上，透过通孔可以直接掉落废料收集罐中，减少型砂在工作台和底板上的积聚，减少定期清理次数，另一些飞出工作台以外的型砂会经料斗滑入废料收集罐中，便于收集处理。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种铸件的型砂清理装置，其特征在于，包括机架、设置在机架上的料斗、料斗的顶部设置有一个工作台、一个设置在工作台上且用于固定铸件的夹具以及位于夹具上侧的自动清砂机构，自动清砂机构包括机壳、一个设置在机壳上的轴承座，一根设置在轴承座中的第一转轴，所述第一转轴沿轴向开设有一个横截面为多边形的通孔，该通孔中插入有一根与轴向通孔的形状相适配的第二转轴，所述第二转轴的底部设置有一个夹头，所述第二转轴的顶部向上伸出第一转轴的上表面，机壳的上设有第一气缸和驱动电机，所述第一气缸的活塞杆端部通过旋转接头与第二转轴的顶部连接，所述驱动电机通过传动组件与第一转轴传动连接，所述机壳通过升降机构与工作台连接，所述夹头上夹持有一根钢缆绳，钢缆绳的非夹持端分离出多股沿径向散开的钢丝，所述钢缆绳能够伸入铸件的内部使钢丝对铸件内壁进行清理。

2.一种铸件的型砂清理装置，其特征在于，所述传动组件包括套装在第一转轴上的第一带轮，所述驱动电机的输出端设有第二带轮，第一带轮通过皮带与第二带轮连接。

3.根据权利要求1所述的铸件的型砂清理装置，其特征在于，所述夹具包括底板和垂直地设置在底板上的竖板，所述竖板上设置有用于铸件定位的第一定位块和第二定位块，所述第一定位块位于第二定位块的上侧。

4.根据权利要求3所述的铸件的型砂清理装置，其特征在于，所述第一定位块的上方竖直地设有一个导向筒，导向筒与铸件的管口同轴设置，所述钢缆绳伸入导向筒内。

5.根据权利要求3所述的铸件的型砂清理装置，其特征在于，所述竖板还设置有夹紧机构，该夹紧机构包括一个第二气缸，设置在第二气缸上的T形块和压条，T形块通过连接块与压条连接，连接块的两端分别与T形块和压条铰接，所述压条的一端与第二气缸的活塞杆端部铰接，另一端用于将铸件压紧于铸件于第一定位块和第二定位块上。

6.根据权利要求1所述的铸件的型砂清理装置，其特征在于，所述机架的顶部设置有多根支杆，每个支杆分别对应设置在机架的一个角落，相邻两个支杆之间设置有挡板。

7.根据权利要求6所述的铸件的型砂清理装置，其特征在于，位于竖板前侧的挡板为活动挡板，该活动挡板通过竖向导引机构与对应的支杆连接，两根支杆之间设置设有连杆，连杆上设有第三气缸，所述第三气缸的活塞杆端部通过连接块与挡板连接，所述第三气缸用于驱动活动挡板竖向运动。

8.根据权利要求7所述的铸件的型砂清理装置，其特征在于，所述机架上还设置有电控箱、启动按钮以及具有发射器和接收器的安全光栅，位于活动挡板两侧的支杆上分别设置有安全光栅的发射器和接收器，发射器用于发射红外线光束给接收器；所述启动按钮位于料斗的前侧，所述启动按钮和安全光栅均与电控箱电性连接。

9.根据权利要求1所述的铸件的型砂清理装置，其特征在于，所述升降机构包括一根丝杠和一个与丝杠传动连接的丝杠螺母，所述机壳上固定设置有一个套筒，该套筒与丝杆螺母同轴设置且抵压在丝杠螺母上，所述丝杠的一端固定在工作台上，另一端穿过套筒；所述丝杠螺母上套设有一个用于转动丝杠螺母的手轮；所述机壳上设置有锁紧螺钉，所述锁紧螺钉用于限制机壳与丝杠的相对运动。

10.根据权利要求1所述的铸件的型砂清理装置，其特征在于，所述料斗呈截锥状，其出口端的下方设置有一个废料收集罐，所述工作台和底部上对应开设有多个通孔，所述通孔按矩阵形式分布。