CN111889682A - 粉末冶金球状零件去浇头装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了粉末冶金球状零件去浇头装置及其使用方法，用于球状零件的注射成型件去浇头；去浇头装置包括支撑箱体、同步带搬运组件、浇头剪切组件、控制箱、注射成型件托盘、整形组件；浇头剪切组件包括旋转台、气动剪、旋转机械手；整形组件包括夹持组件、切削组件。去浇头装置的使用方法包括注射成型件放置、注射成型件运转、浇头剪切、球状零件整形、浇头转移等步骤。本发明的结构简单，操作方便；本发明将球状零件去浇头的过程，从低效率高成本的人工加工，改进为高效率低成本的机械加工过程，大大提高了去浇头获得球状零件成品的效率，节约了人力物力，提高了生产效率，能够满足大批量生产。

Description

粉末冶金球状零件去浇头装置及其使用方法

技术领域

本发明属粉末冶金机械设备技术领域，特别是涉及粉末冶金球状零件去浇头装置及其使用方法。

背景技术

粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术。由于粉末冶金技术的优点，它已成为解决新材料问题的钥匙，在新材料的发展中起着举足轻重的作用。粉末冶金包括制粉和制品。其中制粉主要是冶金过程，和字面吻合。而粉末冶金制品则常远远超出材料和冶金的范畴，往往是跨多学科(材料和冶金，机械和力学等)的技术。

金属粉末注射成型技术(Metal Powder Injection Molding Technology，简称MIM)是将现代塑料注射成型技术引入粉末冶金领域而形成的一门新型粉末冶金近净形成型技术。其基本工艺过程是：首先将固体粉末与有机粘结剂均匀混练，经制粒后在加热塑化状态下用注射成形机注入模腔内固化成形，然后用化学或热分解的方法将成形坯中的粘结剂脱除，最后经烧结致密化得到最终产品。与传统工艺相比，具有精度高、组织均匀、性能优异，生产成本低等特点，其产品广泛应用于电子信息工程、生物医疗器械、办公设备、汽车、机械、五金、体育器械、钟表业、兵器及航空航天等工业领域。

在生产粉末冶金球状零件的过程中，采用的就是金属粉末注射成型的方法，由于球状零件是在模具中注射成型的，为了提高成型以及生产效率，选择一次性注射成型四个球状零件，得到带有四个球状零件的注射成型件。注射成型件的中心为X型浇头，X型浇头的中心有竖直的浇头把，X型浇头的端部均为球状零件。现有技术中对零件去浇头多使用人工去除的方法，人工使用工具将X型浇头端部的球状零件剪除，再将球状零件表面没完全去除的小凸起进行打磨，得到球状零件成品。人工去浇头效率低下，在加工过程中手部受伤，无法满足大批量生产的需求。

发明内容

本发明的目的就在于克服现有的技术问题，提供了粉末冶金球状零件去浇头装置及其使用方法。

为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：

粉末冶金球状零件去浇头装置，所述去浇头装置用于球状零件的注射成型件去浇头；注射成型件的中心为X型浇头，X型浇头的中心有竖直的浇头把，X型浇头的四个端部上均连接有一个球状零件；所述去浇头装置包括支撑箱体、同步带搬运组件、浇头剪切组件、控制箱；控制箱安装在支撑箱体后方；同步带搬运组件包括对称分布的两个Y轴运动组件、安装在Y轴运动组件上方的X轴运动组件、机械手组件；机械手组件安装在X轴运动组件的前端面；X轴运动组件沿着Y轴运动组件前后运动，机械手组件沿着X轴运动组件左右运动；还包括注射成型件托盘、整形组件；

支撑箱体的上端面有台板，支撑箱体底部固定安装有脚轮；同步带搬运组件固定安装在台板左侧，整形组件固定安装在台板右侧，浇头剪切组件安装在整形组件上方；

对称分布的两个Y轴运动组件之间固定安装有托盘支撑件；托盘支撑件的左下角与右上角均有一个限位凸起；

注射成型件托盘上端面有若干放置槽，放置槽的形状与注射成型件相配合；注射成型件托盘下端面有两个限位孔，限位孔的位置和大小均与托盘支撑件的限位凸起相配合；

机械手组件包括机械手、第一导轨滑块；机械手沿着第一导轨滑块上下运动；

浇头剪切组件包括旋转台、气动剪、旋转机械手；旋转台转动安装在前支撑板左侧，气动剪滑动安装在旋转台右侧的前支撑板上；前支撑板平行于X轴运动组件；旋转台位于机械手组件的运动范围内；旋转机械手滑动安装在后支撑板上，后支撑板位于前支撑板后侧，与前支撑板平齐且平行；旋转机械手的转动角度为从水平位置向下转动90°；

整形组件包括夹持组件、切削组件；夹持组件安装在旋转机械手的下方；切削组件位于夹持组件的右侧；夹持组件内有第一夹持件、第二夹持件；第一夹持件、第二夹持件相对的端面分别转动安装有第一夹头、第二夹头；

第一夹头和第二夹头中心线的投影、旋转台中心点的投影、旋转机械手运动轨迹的投影均在同一直线上；切削组件包括XY轴丝杆组件、切削刀；切削刀被XY轴丝杆组件带动，在夹持组件右侧运动；

第一夹头和第二夹头下方安装有导料槽，导料槽倾斜指向夹持组件左侧的台板。

优选的，所述机械手组件中的机械手有两个，分别为第一机械手、第二机械手；第一机械手、第二机械手均左右对称的安装在第一导轨滑块上。

优选的，所述旋转台的前方安装有第一电机，第一电机通过传动带带动旋转台转动；气动剪通过第二导轨滑块安装在前支撑板上；第二导轨滑块带动气动剪在前支撑板上左右滑动；旋转机械手通过第三导轨滑块安装在后支撑板上；第三导轨滑块带动旋转机械手上下滑动。

优选的，旋转台为圆形，上端面有X型槽；X型槽与X型浇头相配合，并小于X型浇头；气动剪滑动到最左端时，气动剪的剪切端位于旋转台后侧。

优选的，旋转机械手包括气动旋转台、第三机械手；第三机械手固定安装在气动旋转台上，通过气动旋转台驱动转动。

优选的，第一夹持件、第二夹持件均安装在丝杆滑台上；第二电机驱动丝杆滑台的丝杆转动；第二夹头通过第三电机驱动转动。

优选的，XY轴丝杆组件包括X轴丝杆组件、Y轴丝杆组件；X轴丝杆组件固定安装在台板上，Y轴丝杆组件安装在X轴丝杆组件上，Y轴丝杆组件被X轴丝杆组件驱动；切削刀安装在Y轴丝杆组件上，切削刀被Y轴丝杆组件驱动。

优选的，第一机械手、第二机械手、第三机械手均为气动机械手；第一导轨滑块、第二导轨滑块、第三导轨滑块均为气动导轨滑块。

本发明还提供了末冶金球状零件去浇头装置的使用方法，包括以下步骤：

S1，注射成型件放置，将注射成型件放置在注射成型件托盘的放置槽内，将放置槽全部填满后，将注射成型件托盘放置在托盘支撑件上；

S2，注射成型件运转，同步带搬运组件运作，机械手组件在X轴运动组件及Y轴运动组件的带动下，夹持住注射成型件的浇头把，将注射成型件抓取；随后机械手组件将注射成型件运转并放置在旋转台上；

S3，浇头剪切，旋转台转动，将注射成型件端部球状零件中的一个指向旋转机械手，旋转机械手由下方转动到球状零件处，夹持住球状零件；气动剪向左侧滑动，将球状零件从X型浇头上剪下；旋转机械手夹持住球状零件，向下转动90°，随后旋转机械手向下移动到第一夹持件、第二夹持件之间；

S4，球状零件整形，第一夹持件、第二夹持件向旋转机械手上的球状零件移动，将球状零件夹持；随后，旋转机械手松开球状零件，并向上移动；第一夹头和第二夹头带动球状零件转动，切削刀被XY轴丝杆组件带动走向球状零件，对球状零件进行整形修圆；整形完毕后，切削刀回到原位，球状零件停止转动；第一夹持件、第二夹持件将球状零件松开，球状零件顺着导料槽导出；

S5，重复步骤S3至S4，直到注射成型件上的四个球状零件全部被剪切，旋转台上剩余X型浇头；

S6，浇头转移，机械手组件将X型浇头抓取，放置回注射成型件托盘内的空余放置槽内；

S7，重复步骤S2至S6，直到将注射成型件托盘上的注射成型件全部处理完成。

本发明作用原理如下：

本发明的去浇头装置，能够对球状零件的注射成型件完成去浇头的过程，在完成去浇头后，还可对球状零件进行整形，最后获得球状零件的成品。

支撑箱体安装有脚轮，方便去浇头装置的转移。注射成型件托盘的下端面的限位孔与限位凸起配合，防止注射成型件托盘移动。导料槽的下方，可根据需要放置集料槽，将整形后的球状零件收集。

在优选方案中，机械手组件中有两个机械手，分别为第一机械手、第二机械手。两个机械手在使用过程中，方便抓取注射成型件、X型浇头。如在使用中，机械手组件去抓取旋转台上的X型浇头时，第一机械手上已经抓取有注射成型件；第二机械手空置，转移到旋转台上，抓取X型浇头；随后第一机械手转移到旋转台上，将注射成型件放置在旋转台上；机械手组件转移到注射成型件托盘上方，第二机械手将X型浇头放置在，第一机械手重新抓取注射成型件。两个机械手结合使用，减少了机械手组件的运动频率，更进一步的节约了加工时间。

整形组件包括夹持组件、切削组件；夹持组件将球状零件夹持住，并带动球状零件转动。切削组件的切削刀被XY轴丝杆组件带动，对球状零件整形，将剪切后多余的凸起修整去除。第一夹持件、第二夹持件通过丝杆滑台控制，同时向球形零件靠近，并将其加持，此处可采用左右旋丝杆来实现。

本发明中各个组件之间的配合控制，通过传感器、控制程序实现。本领域技术人员可根据本发明所描述的结构、功能以及公开的内容，采用现有技术来实现，在此不再详细描述。本发明中涉及的各种气动元件，由于图纸大小的原因，并未绘制出来，本领域技术人员可根据本发明已公开的内容，结合现有技术来实现，在此不再进行过多的描述。

本发明达到了以下有益效果：

本发明的结构简单，操作方便；本发明将球状零件去浇头的过程，从低效率高成本的人工加工，改进为高效率低成本的机械加工过程，大大提高了去浇头获得球状零件成品的效率，节约了人力物力，提高了生产效率，能够满足大批量生产。

附图说明

图1为本发明的立体示意图；

图2为本发明台板上端面安装的各组件的局部放大图；

图3为本发明同步带搬运组件、注射成型件托盘的立体示意图；

图4为图2同步带搬运组件的俯视图；

图5为图3注射成型件托盘的俯视图；

图6为图5注射成型件托盘的仰视图；

图7为本发明浇头剪切组件的立体示意图；

图8为图2浇头剪切组件的俯视图；

图9为图2整形组件的俯视图；

图10为整形组件的立体示意图。

图中：1、支撑箱体；2、同步带搬运组件；3、浇头剪切组件；4、控制箱；5、注射成型件托盘；6、整形组件；7、Y轴运动组件；8、X轴运动组件；9、机械手组件；10、台板；11、脚轮；12、托盘支撑件；13、限位凸起；14、放置槽；15、限位孔；16、第一机械手；17、第二机械手；18、第一导轨滑块；19、旋转台；20、气动剪；21、旋转机械手；22、前支撑板；23、第一电机；24、第二导轨滑块；25、第三导轨滑块；26、后支撑板；27、X型槽；28、气动旋转台；29、第三机械手；30、夹持组件；31、切削组件；32、第一夹持件；33、第二夹持件；34、第一夹头；35、第二夹头；36、丝杆滑台；37、第二电机；38、第三电机；39、切削刀；40、X轴丝杆组件；41、Y轴丝杆组件；42、导料槽；43、注射成型件；44、X型浇头；45、浇头把；46、球状零件。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1至图10所示，粉末冶金球状零件去浇头装置，所述去浇头装置用于球状零件46的注射成型件43去浇头；注射成型件43的中心为X型浇头44，X型浇头44的中心有竖直的浇头把45，X型浇头44的四个端部上均连接有一个球状零件46。

去浇头装置包括支撑箱体1、同步带搬运组件2、浇头剪切组件3、控制箱4、注射成型件托盘5、整形组件6。控制箱4安装在支撑箱体1后方；同步带搬运组件2包括对称分布的两个Y轴运动组件7、安装在Y轴运动组件7上方的X轴运动组件8、机械手组件9；机械手组件9安装在X轴运动组件8的前端面；X轴运动组件8沿着Y轴运动组件7前后运动，机械手组件9沿着X轴运动组件8左右运动。

支撑箱体1的上端面有台板10，支撑箱体1底部固定安装有脚轮11；同步带搬运组件2固定安装在台板10左侧，整形组件6固定安装在台板右侧，浇头剪切组件3安装在整形组件6上方。

对称分布的两个Y轴运动组件7之间固定安装有托盘支撑件12；托盘支撑件12的左下角与右上角均有一个限位凸起13。注射成型件托盘5上端面有二十五个放置槽14，放置槽14的形状与注射成型件43相配合；注射成型件托盘5下端面有两个限位孔15，限位孔15的位置和大小均与托盘支撑件12的限位凸起13相配合。

机械手组件9包括第一机械手16、第二机械手17、第一导轨滑块18；第一机械手16、第二机械手17均左右对称的安装在第一导轨滑块18上，均沿着第一导轨滑块18上下运动。

浇头剪切组件3包括旋转台19、气动剪20、旋转机械手21。

旋转台19转动安装在前支撑板22左侧，气动剪20滑动安装在旋转台19右侧的前支撑板22上；前支撑板22平行于X轴运动组件8；旋转台19位于机械手组件9的运动范围内；旋转台19的前方安装有第一电机23，第一电机23通过传动带带动旋转台19转动；气动剪20通过第二导轨滑块24安装在前支撑板22上；第二导轨滑块24带动气动剪20在前支撑板22上左右滑动。旋转机械手21通过第三导轨滑块25安装在后支撑板26上，第三导轨滑块25带动旋转机械手21上下滑动；后支撑板26位于前支撑板22后侧，与前支撑板22平齐且平行；旋转机械手21的转动角度为从水平位置向下转动90°。

旋转台19为圆形，上端面有X型槽27；X型槽27与X型浇头44相配合，并小于X型浇头44；气动剪20滑动到最左端时，气动剪20的剪切端位于旋转台19后侧。

旋转机械手21包括气动旋转台28、第三机械手29；第三机械手29固定安装在气动旋转台28上，通过气动旋转台28驱动转动。

整形组件6包括夹持组件30、切削组件31；夹持组件30安装在旋转机械手21的下方；切削组件31位于夹持组件30的右侧。夹持组件30内有第一夹持件32、第二夹持件33；第一夹持件32、第二夹持件33相对的端面分别转动安装有第一夹头34、第二夹头35；第一夹持件32、第二夹持件33均安装在丝杆滑台36上；第二电机37驱动丝杆滑台36的丝杆转动；第二夹头35通过第三电机38驱动转动。

第一夹头34和第二夹头35中心线的投影、旋转台19中心点的投影、旋转机械手21运动轨迹的投影均在同一直线上。切削组件31包括XY轴丝杆组件、切削刀39；切削刀39被XY轴丝杆组件带动，在夹持组件30右侧运动。

XY轴丝杆组件包括X轴丝杆组件40、Y轴丝杆组件41；X轴丝杆组件40固定安装在台板10上，Y轴丝杆组件41安装在X轴丝杆组件40上，Y轴丝杆组件41被X轴丝杆组件40驱动，左右移动；切削刀39安装在Y轴丝杆组件41上，切削刀39被Y轴丝杆组件41驱动，前后移动。

第一夹头34和第二夹头35下方安装有导料槽42，导料槽42倾斜指向夹持组件30左侧的台板10。

第一机械手16、第二机械手17、第三机械手29均为气动机械手；第一导轨滑块18、第二导轨滑块24、第三导轨滑块25均为气动导轨滑块。

实施例2

粉末冶金球状零件去浇头装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1，注射成型件放置，将注射成型件放置在注射成型件托盘的放置槽内，将放置槽全部填满后，将注射成型件托盘放置在托盘支撑件上；

S2，注射成型件运转，同步带搬运组件运作，机械手组件在X轴运动组件及Y轴运动组件的带动下，夹持住注射成型件的浇头把，将注射成型件抓取；随后机械手组件将注射成型件运转并放置在旋转台上；转运过程中，通过机械手组件中的第一机械手抓取注射成型件；

S3，浇头剪切，旋转台转动，将注射成型件端部球状零件中的一个指向旋转机械手，旋转机械手由下方转动到球状零件处，夹持住球状零件；气动剪向左侧滑动，将球状零件从X型浇头上剪下；旋转机械手夹持住球状零件，向下转动90°，随后旋转机械手向下移动到第一夹持件、第二夹持件之间；

S4，球状零件整形，第一夹持件、第二夹持件向旋转机械手上的球状零件移动，将球状零件夹持；随后，旋转机械手松开球状零件，并向上移动；第一夹头和第二夹头带动球状零件转动，切削刀被XY轴丝杆组件带动走向球状零件，对球状零件进行整形修圆；整形完毕后，切削刀回到原位，球状零件停止转动；第一夹持件、第二夹持件将球状零件松开，球状零件顺着导料槽导出；

S5，重复步骤S3至S4，直到注射成型件上的四个球状零件全部被剪切，旋转台上剩余X型浇头；

S6，浇头转移，机械手组件将X型浇头抓取，放置回注射成型件托盘内的空余放置槽内；用机械手组件中的第二机械手将X型浇头抓取；

S7，重复步骤S2至S6，直到将注射成型件托盘上的注射成型件全部处理完成；第二机械手抓取X型浇头之前，机械手组件中的第一机械手已抓取有新的注射成型件；第二机械手抓取X型浇头后，第一机械手直接放置新的注射成型件至旋转台上。

本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.粉末冶金球状零件去浇头装置，所述去浇头装置用于球状零件的注射成型件去浇头；注射成型件的中心为X型浇头，X型浇头的中心有竖直的浇头把，X型浇头的四个端部上均连接有一个球状零件；所述去浇头装置包括支撑箱体、同步带搬运组件、浇头剪切组件、控制箱；控制箱安装在支撑箱体后方；同步带搬运组件包括对称分布的两个Y轴运动组件、安装在Y轴运动组件上方的X轴运动组件、机械手组件；机械手组件安装在X轴运动组件的前端面；X轴运动组件沿着Y轴运动组件前后运动，机械手组件沿着X轴运动组件左右运动；其特征在于：还包括注射成型件托盘、整形组件；

支撑箱体的上端面有台板，支撑箱体底部固定安装有脚轮；同步带搬运组件固定安装在台板左侧，整形组件固定安装在台板右侧，浇头剪切组件安装在整形组件上方；

对称分布的两个Y轴运动组件之间固定安装有托盘支撑件；托盘支撑件的左下角与右上角均有一个限位凸起；

注射成型件托盘上端面有若干放置槽，放置槽的形状与注射成型件相配合；注射成型件托盘下端面有两个限位孔，限位孔的位置和大小均与托盘支撑件的限位凸起相配合；

机械手组件包括机械手、第一导轨滑块；机械手沿着第一导轨滑块上下运动；

浇头剪切组件包括旋转台、气动剪、旋转机械手；旋转台转动安装在前支撑板左侧，气动剪滑动安装在旋转台右侧的前支撑板上；前支撑板平行于X轴运动组件；旋转台位于机械手组件的运动范围内；旋转机械手滑动安装在后支撑板上，后支撑板位于前支撑板后侧，与前支撑板平齐且平行；旋转机械手的转动角度为从水平位置向下转动90°；

整形组件包括夹持组件、切削组件；夹持组件安装在旋转机械手的下方；切削组件位于夹持组件的右侧；夹持组件内有第一夹持件、第二夹持件；第一夹持件、第二夹持件相对的端面分别转动安装有第一夹头、第二夹头；

第一夹头和第二夹头中心线的投影、旋转台中心点的投影、旋转机械手运动轨迹的投影均在同一直线上；切削组件包括XY轴丝杆组件、切削刀；切削刀被XY轴丝杆组件带动，在夹持组件右侧运动；

第一夹头和第二夹头下方安装有导料槽，导料槽倾斜指向夹持组件左侧的台板。

2.根据权利要求1所述的粉末冶金球状零件去浇头装置，其特征在于：所述机械手组件中的机械手有两个，分别为第一机械手、第二机械手；第一机械手、第二机械手均左右对称的安装在第一导轨滑块上。

3.根据权利要求2所述的粉末冶金球状零件去浇头装置，其特征在于：所述旋转台的前方安装有第一电机，第一电机通过传动带带动旋转台转动；气动剪通过第二导轨滑块安装在前支撑板上；第二导轨滑块带动气动剪在前支撑板上左右滑动；旋转机械手通过第三导轨滑块安装在后支撑板上；第三导轨滑块带动旋转机械手上下滑动。

4.根据权利要求3所述的粉末冶金球状零件去浇头装置，其特征在于：旋转台为圆形，上端面有X型槽；X型槽与X型浇头相配合，并小于X型浇头；气动剪滑动到最左端时，气动剪的剪切端位于旋转台后侧。

5.根据权利要求4所述的粉末冶金球状零件去浇头装置，其特征在于：旋转机械手包括气动旋转台、第三机械手；第三机械手固定安装在气动旋转台上，通过气动旋转台驱动转动。

6.根据权利要求5所述的粉末冶金球状零件去浇头装置，其特征在于：第一夹持件、第二夹持件均安装在丝杆滑台上；第二电机驱动丝杆滑台的丝杆转动；第二夹头通过第三电机驱动转动。

7.根据权利要求6所述的粉末冶金球状零件去浇头装置，其特征在于：XY轴丝杆组件包括X轴丝杆组件、Y轴丝杆组件；X轴丝杆组件固定安装在台板上，Y轴丝杆组件安装在X轴丝杆组件上，Y轴丝杆组件被X轴丝杆组件驱动；切削刀安装在Y轴丝杆组件上，切削刀被Y轴丝杆组件驱动。

8.根据权利要求7所述的粉末冶金球状零件去浇头装置，其特征在于：第一机械手、第二机械手、第三机械手均为气动机械手；第一导轨滑块、第二导轨滑块、第三导轨滑块均为气动导轨滑块。

9.根据权利要求1-8任一项所述的粉末冶金球状零件去浇头装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1，注射成型件放置，将注射成型件放置在注射成型件托盘的放置槽内，将放置槽全部填满后，将注射成型件托盘放置在托盘支撑件上；

S2，注射成型件运转，同步带搬运组件运作，机械手组件在X轴运动组件及Y轴运动组件的带动下，夹持住注射成型件的浇头把，将注射成型件抓取；随后机械手组件将注射成型件运转并放置在旋转台上；

S3，浇头剪切，旋转台转动，将注射成型件端部球状零件中的一个指向旋转机械手，旋转机械手由下方转动到球状零件处，夹持住球状零件；气动剪向左侧滑动，将球状零件从X型浇头上剪下；旋转机械手夹持住球状零件，向下转动90°，随后旋转机械手向下移动到第一夹持件、第二夹持件之间；

S4，球状零件整形，第一夹持件、第二夹持件向旋转机械手上的球状零件移动，将球状零件夹持；随后，旋转机械手松开球状零件，并向上移动；第一夹头和第二夹头带动球状零件转动，切削刀被XY轴丝杆组件带动走向球状零件，对球状零件进行整形修圆；整形完毕后，切削刀回到原位，球状零件停止转动；

第一夹持件、第二夹持件将球状零件松开，球状零件顺着导料槽导出；

S5，重复步骤S3至S4，直到注射成型件上的四个球状零件全部被剪切，旋转台上剩余X型浇头；

S6，浇头转移，机械手组件将X型浇头抓取，放置回注射成型件托盘内的空余放置槽内；

S7，重复步骤S2至S6，直到将注射成型件托盘上的注射成型件全部处理完成。

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