CN111531132A - 一种传动曲轴成型铸造模具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种传动曲轴成型铸造模具，包括支撑架、曲轴主模机构、侧向合模机构、主轴颈模切换机构和夹紧锁模机构，所述曲轴主模机构包括下方导杆、合模气缸、承模架、前端轴模组、后端轴模组、曲拐模组和导柱；本发明提供的模具采用模块化拼装合模设计，可以根据生产需求进行合模拼装切换，大大提高了单体模具的利用率，大大缩短了模具前期的制造周期，降低了模具的投入成本，减少了资源的浪费。

Description

一种传动曲轴成型铸造模具
技术领域
本发明涉及发动机零件铸造加工技术领域，具体提出了一种传动曲轴成型铸造模具。
背景技术
曲轴是发动机中最重要的部件。它承受连杆传来的力，并将其转变为转矩通过曲轴输出并驱动发动机上其他附件工作。曲轴受到旋转质量的离心力、周期变化的气体惯性力和往复惯性力的共同作用，使曲轴承受弯曲扭转载荷的作用。
在曲轴的生产加工过程中，有多种生产加工制造方法，具体的有锻造法和铸造法，其中在铸造生产加工工艺中，包括可采用砂型铸造、消失模铸造或壳型铸造等多种铸造方式，在壳型铸造生产过程中，一般采用模具构成型腔用来加工型壳，然后再将金属液浇筑在型壳中完成铸造加工。
曲轴在设计过程中，根据不同的设计需求，其曲拐的布置间距将有所不同，而曲拐之间通过主轴颈连接，因此不同曲拐间距布置的曲轴具体体现在主轴颈的长度不等，曲轴型壳制造模具一般都是固定结构，当需要大批量生产时，模具的数量将大大增加，而且在进行不同主轴颈宽度的曲轴生产时，其模具数量也将成倍增加，对于生产前期模具的制造周期过长，生产制造成本也将大大增加。
基于上述问题，本发明提供了一种传动曲轴成型铸造模具。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种传动曲轴成型铸造模具，用于解决上述背景技术中提到的问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案来实现：一种传动曲轴成型铸造模具，包括支撑架、曲轴主模机构、侧向合模机构、主轴颈模切换机构和夹紧锁模机构，所述支撑架为方框结构，所述支撑架包括两个平行设置的立板和两个固定连接在两个所述立板之间的连接板，所述曲轴主模机构设置在两个所述连接板之间，两个所述立板上均设置有所述侧向合模机构，两个所述侧向合模机构镜像分布在所述曲轴主模机构的两侧，两个所述侧向合模机构上均设置有所述主轴颈模切换机构，所述侧向合模机构可带动所述主轴颈模切换机构向靠近所述曲轴主模机构的方向横向运动，两个所述连接板均设置有所述夹紧锁模机构，其中：
所述曲轴主模机构包括下方导杆、合模气缸、承模架、前端轴模组、后端轴模组、曲拐模组和导柱，两个所述连接板之间固定连接有两个处于同一水平高度的所述下方导杆，两个所述连接板顶端均通过气缸固定架竖直固定安装有所述合模气缸，所述承模架水平固定连接在两个所述合模气缸的输出端，所述承模架包括两个一一对应固定连接在两个所述合模气缸输出端的端板和两个水平固定连接在两个所述端板之间的上方导杆，两个所述上方导杆处于同一水平高度，且两个所述上方导杆一一对应位于两个所述下方导杆的正上方，所述前端轴模组包括两个镜像设置半边结构的前端轴模，两个所述下方导杆之间和两个所述上方导杆之间分别滑动设置有所述前端轴模，所述前端轴模型腔中包含半边结构的前端轴腔和半边结构的曲拐腔，所述前端轴模在位于曲拐腔侧壁上设有两个一号键槽，所述后端轴模组包括两个镜像设置半边结构的后端轴模，两个所述下方导杆之间和两个所述上方导杆之间分别滑动设置有所述后端轴模，所述后端轴模型腔中包含半边结构的后端轴腔和半边结构的曲拐腔，所述后端轴模在位于曲拐腔侧壁上设有两个二号键槽，所述前端轴模组和所述后端轴模组之间设置有多个所述曲拐模组，所述曲拐模组包括两个镜像设置半边结构的曲拐模，所述曲拐模中为半边结构的曲拐腔，在所述曲拐模的两个侧壁上均设置有两个三号键槽，所述一号键槽、所述二号键槽和所述三号键槽三者的结构尺寸一致，两个所述前端轴模之间、两个所述后端轴模之间和两个镜像设置的所述曲拐模之间分别通过两个所述导柱滑动导向连接；
所述主轴颈模切换机构包括可竖直滑动的滑动架和半边结构的主轴颈模，所述滑动架上沿竖直方向排列有三个水平设置的键轴，在每个所述键轴上均滑动设置有比所述曲拐模组数量多一的所述主轴颈模，设置在同个所述键轴上的所有的所述主轴颈模的宽度相等，设置在不同所述键轴上的所述主轴颈模的宽度由上到下依次增大或依次减小，所述主轴颈模上设有半边结构的主轴颈腔，所述主轴颈模的两侧壁上各设有一个定位键；
当所述曲轴主模机构合模后，所述定位键可对应插入两个合模后的所述一号键槽中或两个合模后的所述二号键槽中或两个合模后的所述三号键槽中。
优选的，所述支撑架还包括两个固定连接在两个所述立板之间的导向轴，所述侧向合模机构包括两个固定安装在所述立板外侧壁上的侧向驱动气缸和固定连接在两个所述侧向驱动气缸输出端的横向移动架，所述横向移动架水平滑动设置在两个所述导向轴上。
优选的，所述主轴颈模切换机构还包括手轮螺杆，所述滑动架竖直滑动设置在所述横向移动架前侧壁端，所述滑动架背部设有伸出所述横向移动架的螺套板，所述手轮螺杆竖直转动安装在所述横向移动架上，且所述手轮螺杆与所述螺套板螺纹连接。
优选的，所述夹紧锁模组件包括固定安装在所述连接板外侧壁的锁模气缸和固定连接在所述锁模气缸输出端的夹板，在两个所述夹紧锁模组件中，其中一个所述夹板位于所述前端轴模组侧方，另一个所述夹板位于所述后端轴模组侧方。
上述技术方案具有如下优点或者有益效果：
本发明提供了一种传动曲轴成型铸造模具，在本模具中采用模块化拼装合模设计，将传统的曲轴模具分解成前端轴模组、后端轴模组、曲拐模组以及可供选择的不同宽度的主轴颈模，在实际的生产制造过程中，可以根据生产需求通过主轴颈模切换机构完成主轴颈模的迅速切换，并且通过合模气缸以及侧向驱动气缸带动迅速完成合模拼装，使得构成的完整的曲轴型壳制造模，综上所述，本发明提供的模具采用模块化拼装合模设计，可以根据生产需求进行合模拼装切换，大大提高了单体模具的利用率，大大缩短了模具前期的制造周期，降低了模具的投入成本，减少了资源的浪费。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其特征、外形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分，并未刻意按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。
图1是本发明提供的一种传动曲轴成型铸造模具的俯视图；
图2是本发明提供的一种传动曲轴成型铸造模具的剖视图；
图3是通过导柱滑动导向连接的前端轴模组的立体结构示意图；
图4是通过导柱滑动导向连接的后端轴模组的立体结构示意图；
图5是通过导柱滑动导向连接的曲拐模组的立体结构示意图；
图6是主轴颈模的立体结构示意图；
图7是由前端轴模、后端轴模、曲拐模和主轴颈模构成的用于铸造曲轴型壳的半边型腔结构示意图。
图中：1、支撑架；11、立板；12、连接板；13、导向轴；2、曲轴主模机构；21、下方导杆；22、合模气缸；23、承模架；231、端板；232、上方导杆；24、前端轴模组；241、前端轴模；2411、一号键槽；25、后端轴模组；251、后端轴模；2511、二号键槽；26、曲拐模组；261、曲拐模；2611、三号键槽；27、导柱；3、侧向合模机构；31、侧向驱动气缸；32、横向移动架；4、主轴颈模切换机构；41、滑动架；411、螺套板；412、键轴；42、手轮螺杆；43、主轴颈模；431、定位键；5、夹紧锁模组件；51、锁模气缸；52、夹板；a、前端轴腔；b、后端轴腔；c、曲拐腔；d、主轴颈腔。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施，但不作为对本发明的限定。
参阅附图1-7所示，一种传动曲轴成型铸造模具，包括支撑架1、曲轴主模机构2、侧向合模机构3、主轴颈模43切换机构4和夹紧锁模机构，支撑架1为方框结构，支撑架1包括两个平行设置的立板11和两个焊接在两个立板11之间的连接板12，曲轴主模机构2设置在两个连接板12之间，两个立板11上均设置有侧向合模机构3，两个侧向合模机构3镜像分布在曲轴主模机构2的两侧，两个侧向合模机构3上均设置有主轴颈模43切换机构4，侧向合模机构3可带动主轴颈模43切换机构4向靠近曲轴主模机构2的方向横向运动，两个连接板12均设置有夹紧锁模机构，其中：
曲轴主模机构2包括下方导杆21、合模气缸22、承模架23、前端轴模组24、后端轴模组25、曲拐模组26和导柱27，两个连接板12之间焊接有两个处于同一水平高度的下方导杆21，两个连接板12顶端均通过气缸固定架竖直固定安装有合模气缸22，承模架23水平固定连接在两个合模气缸22的输出端，承模架23包括两个通过螺栓一一对应固定连接在两个合模气缸22输出端的端板231和两个水平焊接固定连接在两个端板231之间的上方导杆232，两个上方导杆232处于同一水平高度，且两个上方导杆232一一对应位于两个下方导杆21的正上方，前端轴模组24包括两个镜像设置半边结构的前端轴模241(合模后构成完整的前端轴模241型腔)，两个下方导杆21之间和两个上方导杆232之间分别滑动设置有前端轴模241，前端轴模241型腔中包含半边结构的前端轴腔a和半边结构的曲拐腔c，前端轴模241在位于曲拐腔c侧壁上设有两个一号键槽2411(一号键槽2411的宽度为定位键431宽度的二分之一)，后端轴模组25包括两个镜像设置半边结构的后端轴模251(合模后将构成完整的后端轴模251型腔)，两个下方导杆21之间和两个上方导杆232之间分别滑动设置有后端轴模251，后端轴模251型腔中包含半边结构的后端轴腔b和半边结构的曲拐腔c，后端轴模251在位于曲拐腔c侧壁上设有两个二号键槽2511(二号键槽2511的宽度为定位键431宽度的二分之一)，前端轴模组24和后端轴模组25之间设置有两个曲拐模组26，曲拐模组26包括两个镜像设置半边结构的曲拐模261(合模后将构成完整的曲拐模261型腔)，曲拐模261中为半边结构的曲拐腔c，在曲拐模261的两个侧壁上均设置有两个三号键槽2611(三号键槽2611的宽度为定位键431宽度的二分之一)，一号键槽2411、二号键槽2511和三号键槽2611三者的结构尺寸一致，两个前端轴模241之间、两个后端轴模251之间和两个镜像设置的曲拐模261之间分别通过两个导柱27滑动导向连接；
在进行组合拼装合模的过程中，通过启动合模气缸22带动承模架23向下运动，从而带动位于上方导杆232上的前端轴模241、后端轴模251和曲拐模261均通过导柱27对准与位于下方导杆21上的前端轴模241、后端轴模251和曲拐模261对应合模，合模后，前端轴模组24、后端轴模组25以及曲拐模组26均可顺着上方导杆232、下方导杆21做整体滑动，从而通过滑动便于选择其中一个宽度的主轴颈模43配合插入。
支撑架1还包括两个通过螺丝固定连接在两个立板11之间的导向轴13，侧向合模机构3包括两个通过螺丝固定安装在立板11外侧壁上的侧向驱动气缸31和通过螺栓固定连接在两个侧向驱动气缸31输出端的横向移动架32，横向移动架32水平滑动设置在两个导向轴13上。
在曲轴主模机构2完成合模后，便可启动侧向驱动气缸31推动横向移动架32向着靠近曲轴主模机构2的方向运动，从而带动两侧的主轴颈模43向中间靠拢，以便于通过主轴颈模43切换机构4切换一定宽度的主轴颈模43对准插入曲轴主模机构2中。
主轴颈模43切换机构4包括可竖直滑动的滑动架41和半边结构的主轴颈模43，滑动架41上沿竖直方向排列有三个水平设置的键轴412，在每个键轴412上均滑动设置有三个主轴颈模43，设置在同个键轴412上的所有的主轴颈模43的宽度相等，设置在不同键轴412上的主轴颈模43的宽度由上到下依次减小，主轴颈模43上设有半边结构的主轴颈腔d(两侧主轴颈模43切换机构4中的同一宽度的主轴颈模43在合模后将构成完整的主轴颈模43型腔)，主轴颈模43的两侧壁上各设有一个定位键431；当曲轴主模机构2合模后，定位键431可对应插入两个合模后的一号键槽2411中或两个合模后的二号键槽2511中或两个合模后的三号键槽2611中；主轴颈模43切换机构4还包括手轮螺杆42，滑动架41竖直滑动设置在横向移动架32前侧壁端，滑动架41背部设有伸出横向移动架32的螺套板411，手轮螺杆42竖直转动安装在横向移动架32上，且手轮螺杆42与螺套板411螺纹连接。
三个不同宽度的主轴颈模43对应与三种不同型号的曲轴，是根据三个不同型号的曲轴的设计尺寸加工设置的，当通过侧向合模机构3带动主轴颈模43靠近后，便可依次转动两个手轮螺杆42，通过手轮螺杆42带动滑动架41顺着横向移动架32竖直滑动，从而切换选择其中一个宽度的主轴颈模43与曲轴主模机构2配合拼装合模，当完成切换后，可继续通过转动手轮螺杆42进行微调，使得定位键431可对应对准一号键槽2411、二号键槽2511或三号键槽2611，完成对准后，再次启动侧向合模机构3推动主轴颈模43上的定位键431插入，以附图1视角所示，位于上方的主轴颈模43的定位键431将插入两个二号键槽2511和两个三号键槽2611之间，位于中间的主轴颈模43上的定位键431将插入四个三号键槽2611之间，位于最下方的主轴颈模43上的定位键431将插入两个一号键槽2411和两个三号键槽2611之间，当定位键431完全插入后，定位键431起到合模定位的作用，将配合形成完整的曲轴型腔。
夹紧锁模组件5包括通过螺栓固定安装在连接板12外侧壁的锁模气缸51和固定连接在锁模气缸51输出端的夹板52，在两个夹紧锁模组件5中，其中一个夹板52位于前端轴模组24侧方，另一个夹板52位于后端轴模组25侧方。
当完成整体的拼装合模后，便可启动锁模气缸51推动夹板52将模具锁紧，使得拼装后的每个模具组件之间的侧壁贴紧，曲轴型腔处于完整拼装状态，随后便可进行曲轴壳型制造。
本领域技术人员应该理解，本领域技术人员结合现有技术以及上述实施例可以实现所述变化例，在此不予赘述。这样的变化例并不影响本发明的实质内容，在此不予赘述。
以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (4)

1.一种传动曲轴成型铸造模具，包括支撑架(1)、曲轴主模机构(2)、侧向合模机构(3)、主轴颈模切换机构(4)和夹紧锁模机构，其特征在于：所述支撑架(1)为方框结构，所述支撑架(1)包括两个平行设置的立板(11)和两个固定连接在两个所述立板(11)之间的连接板(12)，所述曲轴主模机构(2)设置在两个所述连接板(12)之间，两个所述立板(11)上均设置有所述侧向合模机构(3)，两个所述侧向合模机构(3)镜像分布在所述曲轴主模机构(2)的两侧，两个所述侧向合模机构(3)上均设置有所述主轴颈模切换机构(4)，所述侧向合模机构(3)可带动所述主轴颈模切换机构(4)向靠近所述曲轴主模机构(2)的方向横向运动，两个所述连接板(12)均设置有所述夹紧锁模机构，其中：
所述曲轴主模机构(2)包括下方导杆(21)、合模气缸(22)、承模架(23)、前端轴模组(24)、后端轴模组(25)、曲拐模组(26)和导柱(27)，两个所述连接板(12)之间固定连接有两个处于同一水平高度的所述下方导杆(21)，两个所述连接板(12)顶端均通过气缸固定架竖直固定安装有所述合模气缸(22)，所述承模架(23)水平固定连接在两个所述合模气缸(22)的输出端，所述承模架(23)包括两个一一对应固定连接在两个所述合模气缸(22)输出端的端板(231)和两个水平固定连接在两个所述端板(231)之间的上方导杆(232)，两个所述上方导杆(232)处于同一水平高度，且两个所述上方导杆(232)一一对应位于两个所述下方导杆(21)的正上方，所述前端轴模组(24)包括两个镜像设置半边结构的前端轴模(241)，两个所述下方导杆(21)之间和两个所述上方导杆(232)之间分别滑动设置有所述前端轴模(241)，所述前端轴模(241)型腔中包含半边结构的前端轴腔(a)和半边结构的曲拐腔(c)，所述前端轴模(241)在位于曲拐腔(c)侧壁上设有两个一号键槽(2411)，所述后端轴模组(25)包括两个镜像设置半边结构的后端轴模(251)，两个所述下方导杆(21)之间和两个所述上方导杆(232)之间分别滑动设置有所述后端轴模(251)，所述后端轴模(251)型腔中包含半边结构的后端轴腔(b)和半边结构的曲拐腔(c)，所述后端轴模(251)在位于曲拐腔(c)侧壁上设有两个二号键槽(2511)，所述前端轴模组(24)和所述后端轴模组(25)之间设置有多个所述曲拐模组(26)，所述曲拐模组(26)包括两个镜像设置半边结构的曲拐模(261)，所述曲拐模(261)中为半边结构的曲拐腔(c)，在所述曲拐模(261)的两个侧壁上均设置有两个三号键槽(2611)，所述一号键槽(2411)、所述二号键槽(2511)和所述三号键槽(2611)三者的结构尺寸一致，两个所述前端轴模(241)之间、两个所述后端轴模(251)之间和两个镜像设置的所述曲拐模(261)之间分别通过两个所述导柱(27)滑动导向连接；
所述主轴颈模切换机构(4)包括可竖直滑动的滑动架(41)和半边结构的主轴颈模(43)，所述滑动架(41)上沿竖直方向排列有三个水平设置的键轴(412)，在每个所述键轴(412)上均滑动设置有比所述曲拐模组(26)数量多一的所述主轴颈模(43)，设置在同个所述键轴(412)上的所有的所述主轴颈模(43)的宽度相等，设置在不同所述键轴(412)上的所述主轴颈模(43)的宽度由上到下依次增大或依次减小，所述主轴颈模(43)上设有半边结构的主轴颈腔(d)，所述主轴颈模(43)的两侧壁上各设有一个定位键(431)；
当所述曲轴主模机构(2)合模后，所述定位键(431)可对应插入两个合模后的所述一号键槽(2411)中或两个合模后的所述二号键槽(2511)中或两个合模后的所述三号键槽(2611)中。
2.根据权利要求1所述的一种传动曲轴成型铸造模具，其特征在于：所述支撑架(1)还包括两个固定连接在两个所述立板(11)之间的导向轴(13)，所述侧向合模机构(3)包括两个固定安装在所述立板(11)外侧壁上的侧向驱动气缸(31)和固定连接在两个所述侧向驱动气缸(31)输出端的横向移动架(32)，所述横向移动架(32)水平滑动设置在两个所述导向轴(13)上。
3.根据权利要求2所述的一种传动曲轴成型铸造模具，其特征在于：所述主轴颈模切换机构(4)还包括手轮螺杆(42)，所述滑动架(41)竖直滑动设置在所述横向移动架(32)前侧壁端，所述滑动架(41)背部设有伸出所述横向移动架(32)的螺套板(411)，所述手轮螺杆(42)竖直转动安装在所述横向移动架(32)上，且所述手轮螺杆(42)与所述螺套板(411)螺纹连接。
4.根据权利要求1所述的一种传动曲轴成型铸造模具，其特征在于：所述夹紧锁模组件(5)包括固定安装在所述连接板(12)外侧壁的锁模气缸(51)和固定连接在所述锁模气缸(51)输出端的夹板(52)，在两个所述夹紧锁模组件(5)中，其中一个所述夹板(52)位于所述前端轴模组(24)侧方，另一个所述夹板(52)位于所述后端轴模组(25)侧方。
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