CN110814281A - 一种气动模头制备装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及精密铸造蜡模制备的技术领域，特别是涉及一种气动模头制备装置及方法，其自动智能化控制，装置集储蜡、供蜡、降温功能为一体，结构紧凑，储蜡桶为免缸不需要蜡灌，不需频繁停机即可随时加蜡，原有的蜡罐直接加气压注蜡方式被替代。现有的抽蜡装置和压蜡装置，自动冷热恒温系统使射咀注蜡温度恒定，解决了原有制作的模头出现气孔、表面凹陷、毛刺、飞边、强度低等质量问题；包括储蜡桶和射蜡系统；射蜡系统包括抽压蜡气缸、自动冷热恒温系统、工作台、射咀和合模机构，抽压蜡气缸用于将蜡液由储蜡桶抽至缸筒内再下压、经自动冷热恒温系统再经蜡导管、并且由射咀气缸提供动力、单向阀打开，射咀注蜡，合模机构位于工作台上端。

Description

一种气动模头制备装置及方法

技术领域

本发明涉及精密铸造蜡模制备的技术领域，特别是涉及一种气动模头制备装置及方法。

背景技术

随着社会现代技术以及精密铸造行业不断快速发展，在市场经济条件下,市场竞争日益激烈，承做高附加值产品及高难度铸件越来越成为不可避免的趋势。

精密铸件已广泛应用到航空、兵器部门在内的所有的工业部门，特别是电子、石油、化工、交通运输、轻工、纺织、制药、医疗器械、泵和阀部件等。

熔模精密铸造是一种少切削或无切削的铸造工艺，生产出的铸件尺寸精度高、表面粗糙度数值低、灵活性高、适应性强，特别对于铸件形状结构复杂很难用传统工艺成形铸造的部件，这种铸造的优越性更加明显。在熔模铸造过程中，对其高端产品所需的复杂铸件，先进的设备工艺技术尤为重要，可以很容易地解决一些难题，模头的制备也非常关键。

现有的模头制备设备采用手工或传统的储蜡灌，需要停机频繁加蜡、待机，经过储蜡灌密封加压缩空气通过蜡导管和射咀直接注入模具成型，没有降温系统、射蜡温度过高，蜡温难以控制，需工人拆模、劳动强度大、效率低(普通员工每班8小时做300～400个模头)，制做的模头中会产生气孔、表面凹陷、毛刺、飞边、强度低，组焊时还要修整，同时也影响了组焊模组的速度，在模组或涂料沾浆挂砂时易断现象；模头制备不合理，设备组成复杂，电器和气动元件等部件布置及程序操作繁琐，故障点较多，设备的稳定性较差。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种自动智能化控制，装置集储蜡、供蜡、降温功能为一体，结构紧凑的气动模头制备装置及方法，储蜡桶免缸不需要蜡灌，不需频繁停机即可随时加蜡，抽压蜡气缸替代原有的储蜡灌密封加压缩空气通过蜡导管和射咀直接注入模具成型，压力增大数倍、且注蜡压力可调，自动冷热恒温系统使射咀注蜡温度恒定，解决了现有制作的模头出现气孔、表面凹陷、毛刺、飞边、强度低等质量问题。

为实现上述目的，本发明是采用以下技术方案实现的：

本发明的气动模头制备装置，包括储蜡桶和射蜡系统；所述射蜡系统包括抽压蜡气缸、自动冷热恒温系统、工作台、射咀和合模机构，所述储蜡桶、抽压蜡气缸、自动冷热恒温系统、射咀依次通过蜡导管连接，所述射咀后端连接有驱动其注蜡的射咀气缸，抽压蜡气缸用于将蜡液由储蜡桶抽至缸筒内再下压经自动冷热恒温系统再经蜡导管向射咀输蜡，所述自动冷热恒温系统包括不锈钢箱体，所述不锈钢箱体内部设置有保温层，加热器，冷却铜盘管，管路电磁阀、温控仪表和温控探头,所述冷却铜盘管通入冰水，所述管路电磁阀用于控制冰水恒温系统保持恒温，所述合模机构位于所述工作台上端。

进一步技术方案在于，所述合模机构包括机架，位于机架上端的第一合模气缸、与第一合模气缸活塞杆连接的上合模板、位于机架左端的第二合模气缸、与第二合模气缸活塞杆连接的左合模板、位于机架右端的第三合模气缸、与第三合模气缸活塞杆连接的右合模板、位于工作台上的下合模板。

进一步技术方案在于，所述抽压蜡缸、蜡导管、射咀均设有保温装置。

进一步技术方案在于，所述气动模头制备装置由PLC系统控制，所述自动冷热恒温系统的温度控制采用PID智能温控。

进一步技术方案在于，所述上合模板、下合模板、左合模板、右合模板均与冷却冰水循环管路连接。

进一步技术方案在于，所述射咀设有防溅保护系统。

进一步技术方案在于，所述射咀气缸后端连接有驱动射咀和射咀气缸水平方向移动的第一移动装置和驱动射咀和射咀气缸竖直方向移动的第二移动装置；所述第二合模气缸和第三合模气缸均与机架上下滑动连接。

进一步技术方案在于，所述第一移动装置包括射咀气缸后端的第一连接板、移动座、与移动座螺纹配合的水平丝杠，水平丝杠另一端穿过第二连接板并连接有第一摇轮，第二连接板和第一连接板位于水平丝杠上下两侧对称设置有第一导向杆，所述第二移动装置包括与移动座螺纹配合的第一竖直丝杠、第一竖直丝杠穿过机架上端并连接的第二摇轮和第一竖直丝杠两侧对称设置的第二导向杆；所述第二合模气缸和第三合模气缸的固定座均与机架上的第二竖直丝杠螺纹配合，第二竖直丝杠位于机架上方连接有第三摇轮。

进一步技术方案在于，所述储蜡桶设置为1套，所述射蜡系统设置有两套，组成双工位模头制备装置。

本发明还提供了一种气动模头制备方法，是利用任一项上述的气动模头制备装置实现的，通过抽压蜡气缸将蜡液从储蜡桶抽至缸筒内，蜡液在气缸的活塞的作用下压入自动冷热恒温系统，管路电磁阀控制冰水恒温系统保持恒温，低于所设定温度加热器自动加热，高于所设定温度冰水阀打开，射咀在射咀气缸的带动下前行与合模机构压紧的模具对准，将蜡注入模具型腔内。

与现有技术相比本发明的有益效果为：该装置储蜡桶及供蜡系统设计为一体，免缸不需要蜡灌，不需频繁停机即可随时加蜡；注蜡采用气缸兼具抽、压蜡形式，工艺过程简单，减少了包括电器和气动元件等中间一些很多繁琐程序及部件，也减少了设备故障点，增加了设备的稳定性；通过自动冷热恒温系统设计，管路电磁阀控制冰水恒温系统保持恒温，低于所设定温度加热器自动加热，高于所设定温度冰水阀打开，射蜡温度始终控制在±1℃要求范围内，制备的模头平整、光亮、强度高，无毛刺和飞边，减少人工修复工作；装置效率是现有模头制备设备的三倍,每班8小时做1300～1500模头；合模机构为上下、左右三开模，模具通有冰水直接固定在上下、左右模板上，无需人工拆模，所有程序结束只要人工拿出产品即可，左右模板采用快插穿销式固定，更换模具方便快捷。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的俯视结构示意图。

附图标记：1-储蜡桶；2-抽压蜡气缸；3-工作台；4-射咀气缸；5-不锈钢箱体；6-机架；7-第一合模气缸；8-上合模板；9-第二合模气缸；10-左合模板；11-第三合模气缸；12-右合模板；13-下合模板；14-第一连接板；15-移动座；16-水平丝杠；17-第二连接板；18-第一摇轮；19-第一导向杆；20-第一竖直丝杠；21-第二摇轮；22-第二导向杆；23-第二竖直丝杠；24-第三摇轮。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“径向”、“轴向”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1至图2所示，本发明的气动模头制备装置，包括储蜡桶1和射蜡系统；射蜡系统包括抽压蜡气缸2、自动冷热恒温系统、工作台3、射咀和合模机构，储蜡桶1、抽压蜡气缸2、自动冷热恒温系统、射咀依次通过蜡导管连接，射咀后端连接有驱动其注蜡的射咀气缸4，抽压蜡气缸2用于将蜡液由储蜡桶1抽至缸桶内再下压经自动冷热恒温系统再经蜡导管向射咀输蜡，自动冷热恒温系统包括不锈钢箱体5，不锈钢箱体5内部设置有保温层、加热器、冷却铜盘管、管路电磁阀、温控仪表和温控探头，冷却铜盘管通入冰水，管路电磁阀用于控制冰水恒温系统保持恒温，合模机构位于工作台上端；储蜡桶及供蜡系统设计为一体，免缸不需要蜡灌，不需频繁停机即可随时加蜡，储蜡桶为开放敞开方式，储蜡桶温度控制二次双重保护控制，蜡桶容积加大至120～140L，无需频繁加蜡；射蜡系统采用抽压蜡气缸2，兼具抽、压蜡形式，其压力在0.2～0.6Mpa范围内可调，将储蜡桶内80℃左右蜡液蜡抽至缸体内此时储蜡桶内进蜡单向阀打开，在气缸的活塞的作用下压入自动冷热恒温系统；可选地，抽压蜡气缸型号具体为QYLG125×300-80×310,生产厂家为无锡裕锦液压气动机械有限公司；自动冷热恒温系统采用管路电磁阀控制冰水恒温系统保持恒温，低于所设定温度加热器自动加热，高于所设定温度冰水阀打开，射蜡温度始终控制在±1℃要求范围内，装置制备工艺过程简单，减少了包括电器和气动元件等中间一些很多繁琐程序及部件，也减少了设备故障点，增加了设备的稳定性，制备的模头平整、光亮、强度高，无毛刺和飞边，减少人工修复工作；装置效率是现有模头制备设备的三倍,每班8小时做1300～1500模头。

本实施例中，合模机构包括机架6，位于机架6上端的第一合模气缸7、与第一合模气缸7活塞杆连接的上合模板8、位于机架6左端的第二合模气缸9、与第二合模气缸9活塞杆连接的左合模板10,位于机架6右端的第三合模气缸11、与第三合模气缸11活塞杆连接的右合模板12、位于工作台3上的下合模板13；现有的模具制备设备均为上下分模结构，需人工拆装模具，搬运费工费时，模具时常磕碰磨损，老化快。本申请装置可加装上下左右恒开自动模，固定在上合模板、下合模板、左合模板和右合模板上，实现自动拆模，无需人工拆模，均由气缸带动完成，降低了工人的劳动强度，制备的模头平整、光亮、强度高，无毛刺和飞边，减少人工修复工作。

本实施例中，抽压蜡缸2、蜡导管、射咀均设有保温装置；通过三级温控保证蜡液温度恒定。

本实施例中，气动模头制备装置由PLC系统控制，自动冷热恒温系统的温度控制采用PID智能温控；装置供蜡、抽压蜡、射蜡过程均可由PLC系统自动控制，抽压蜡气缸压力、自动冷热恒温系统的温度、注蜡压力大小流量速度、注蜡和保压冷却时间等工艺参数均可通过PLC系统自动智能化控制；数显PID智能温控、温控精确、温差小、控制精度高。

本实施例中，上合模板8、下合模板13、左合模板10、右合模板12均与冷却冰水循环管路连接；缩短模头成型时间，提高模头制备效率。

本实施例中，射咀设有防溅保护系统，具体为单向机械密封结构，防止蜡液喷溅。

本实施例中，射咀气缸4后端连接有驱动射咀和射咀气缸4水平方向移动的第一移动装置和驱动射咀和射咀气缸4竖直方向移动的第二移动装置；第二合模气缸9和第三合模气缸11均与机架6上下滑动连接；射咀上下升降、前后均可手动调整移动，可随意定位，第二合模气缸9和第三合模气缸11可根据模具的不同规格上下位置进行调整而固定。

本实施例中，具体地，第一移动装置包括射咀气缸4后端的第一连接板14、移动座15、与移动座15螺纹配合的水平丝杠16，水平丝杠16另一端穿过第二连接板17并连接有第一摇轮18，第二连接板17和第一连接板14位于水平丝杠16上下两侧对称设置有第一导向杆19，第二移动装置包括与移动座15螺纹配合的第一竖直丝杠20、第一竖直丝杠20穿过机架6上端并连接的第二摇轮21和第一竖直丝杠20两侧对称设置的第二导向杆22；第二合模气缸9和第三合模气缸11的固定座均与机架6上的第二竖直丝杠23螺纹配合，第二竖直丝杠23位于机架6上方连接有第三摇轮24；射咀上下、前后位置均可手动调整第一摇轮和第二摇轮带动水平丝杠和第一竖直丝杠移动并定位，第二合模气缸9和第三合模气缸11的上下位置调整可通过手动调整第三摇轮带动第二竖直丝杠23移动并定位。

本实施例中，如图2所示，储蜡桶1设置为1套，射蜡系统设置有两套，组成双工位模头制备装置；两个工位可同时工作，系统单独控制互不干扰，节省设备占用空间，提高装置工作效率，降低人力成本。

本实施例的气动模头制备方法，通过PLC系统设定抽压蜡气缸压力、自动冷热恒温系统的温度、注蜡压力大小流量速度、注蜡和保压冷却时间等工艺参数，通过抽压蜡气缸2将蜡液从储蜡桶1抽至缸筒内，蜡液在气缸的活塞的作用下压入自动冷热恒温系统，管路电磁阀控制冰水恒温系统保持恒温，低于所设定温度加热器自动加热，高于所设定温度冰水阀打开，合模机构根据模具规格调整第二合模气缸9和第三合模气缸11的高度，第一合模气缸7控制上合模板8、第二合模气缸9控制左合模板10、第三合模气缸控制右合模板12将模具压紧，射咀根据模具上注蜡口位置调整上下前后合适位置，在射咀气缸4的带动下前行与合模机构压紧的模具对准，将蜡注入模具型腔内；优选地，射蜡温度在55℃—65℃内恒定并可进行调整，优选地，射蜡温度控制在58℃±1℃；。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种气动模头制备装置，包括储蜡桶(1)和射蜡系统；其特征在于，所述射蜡系统包括抽压蜡气缸(2)、自动冷热恒温系统、工作台(3)、射咀和合模机构，所述储蜡桶(1)、抽压蜡气缸(2)、自动冷热恒温系统、射咀依次通过蜡导管连接，所述射咀后端连接有驱动其注蜡的射咀气缸(4)，抽压蜡气缸(2)用于将蜡液由储蜡桶(1)抽至缸筒内再下压经自动冷热恒温系统再经蜡导管向射咀输蜡，所述自动冷热恒温系统包括不锈钢箱体(5)，所述不锈钢箱体(5)内部设置有保温层、加热器、冷却铜盘管、管路电磁阀、温控仪表和温控探头，所述冷却铜盘管通入冰水，所述管路电磁阀用于控制冰水恒温系统保持恒温，所述合模机构位于所述工作台上端。

2.如权利要求1所述的气动模头制备装置，其特征在于，所述合模机构包括机架(6)，位于机架(6)上端的第一合模气缸(7)、与第一合模气缸(7)活塞杆连接的上合模板(8)、位于机架(6)左端的第二合模气缸(9)、与第二合模气缸(9)活塞杆连接的左合模板(10),位于机架(6)右端的第三合模气缸(11)、与第三合模气缸(11)活塞杆连接的右合模板(12)、位于工作台(3)上的下合模板(13)。

3.如权利要求2所述的气动模头制备装置，其特征在于，所述抽压蜡缸(2)、蜡导管、射咀均设有保温装置。

4.如权利要求3所述的气动模头制备装置，其特征在于，所述气动模头制备装置由PLC系统控制，所述自动冷热恒温系统的温度控制采用PID智能温控。

5.如权利要求4所述的气动模头制备装置，其特征在于，所述上合模板(8)、下合模板(13)、左合模板(10)、右合模板(12)均与冷却冰水循环管路连接。

6.如权利要求5所述的气动模头制备装置，其特征在于，所述射咀设有防溅保护系统。

7.如权利要求6所述的气动模头制备装置，其特征在于，所述射咀气缸(4)后端连接有驱动射咀和射咀气缸(4)水平方向移动的第一移动装置和驱动射咀和射咀气缸(4)竖直方向移动的第二移动装置；所述第二合模气缸(9)和第三合模气缸(11)均与机架(6)上下滑动连接。

8.如权利要求7所述的气动模头制备装置，其特征在于，所述第一移动装置包括射咀气缸(4)后端的第一连接板(14)、移动座(15)、与移动座(15)螺纹配合的水平丝杠(16)，水平丝杠(16)另一端穿过第二连接板(17)并连接有第一摇轮(18)，第二连接板(17)和第一连接板(14)位于水平丝杠(16)上下两侧对称设置有第一导向杆(19)，所述第二移动装置包括与移动座(15)螺纹配合的第一竖直丝杠(20)、第一竖直丝杠(20)穿过机架(6)上端并连接的第二摇轮(21)和第一竖直丝杠(20)两侧对称设置的第二导向杆(22)；所述第二合模气缸(9)和第三合模气缸(11)的固定座均与机架(6)上的第二竖直丝(23)杠螺纹配合，第二竖直丝杠(23)位于机架(6)上方连接有第三摇轮(24)。

9.如权利要求8所述的气动模头制备装置，其特征在于，所述储蜡桶(1)设置为1套，所述射蜡系统设置有两套，组成双工位模头制备装置。

10.一种气动模头制备方法，其特征在于，是利用权利要求1-9任一项所述的气动模头制备装置实现的，通过抽压蜡气缸(2)将蜡液从储蜡桶(1)抽至缸筒内，蜡液在气缸的活塞的作用下压入自动冷热恒温系统，管路电磁阀控制冰水恒温系统保持恒温，低于所设定温度加热器自动加热，高于所设定温度冰水阀打开，射咀在射咀气缸(4)的带动下前行与合模机构压紧的模具对准，将蜡注入模具型腔内。

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