CN114603084B - 一种精密熔模铸造设备及其熔模铸造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种精密熔模铸造设备及其熔模铸造方法，涉及熔模铸造技术领域。该精密熔模铸造设备，包括设备基座和安装在设备基座顶端表面的若干个安装座，所述设备基座的顶端表面安装有支撑机构，所述支撑机构的底端表面安装有控制机构，任一所述安装座的顶端表面活动安装有模型机构。本发明通过自动浇注机将液态金属自浇筑口灌入浇筑模具中，在冷却管道的冷却作用下，液态金属在浇筑模腔内形成铸造件，完全冷却后，控制系统控制振动电机带动浇筑模具在脱壳桶内抖动，浇筑模具外侧与碰撞球不断碰撞，使得浇筑模具碎裂，露出内部的铸造件，将所需的零件自铸造件上依次切割下来，得到成品零件，使得熔模铸造的整体流程一体化，加工效率高。
Description
技术领域
本发明涉及熔模铸造技术领域，具体为一种精密熔模铸造设备及其熔模铸造方法。
背景技术
熔模铸造又称失蜡铸造，包括压蜡、修蜡、组树、沾浆、熔蜡、浇铸金属液及后处理等工序。失蜡铸造是用蜡制作所要铸成零件的蜡模，然后蜡模上涂以泥浆，这就是泥模。泥模晾干后，放入热水中将内部蜡模熔化。将熔化完蜡模的泥模取出再焙烧成陶模。一经焙烧。一般制泥模时就留下了浇注口，再从浇注口灌入金属熔液，冷却后，所需的零件就制成了。
在现有的熔模铸造中，针对现有的模具设计方案中，模具的锁紧，注蜡，冷却，起模等操做均需人工配合进行完成，工作效率低且操作过程具有一定的危险性。
现有的技术中，关于改善熔模铸造自动化的装置有很多，如中国专利CN202011281237.3公开了基于熔模铸造的汽车零部件精密铸造设备，通过铸造设备进行浇注操作时，根据型壳内浇注的金属溶液的质量往砝码滑座上放置有砝码，当称量筒内的液态金属重量等于砝码重量时，此时平衡座内的第一连接线一端的安装转座下降带动砝码滑座上升，而位于砝码滑座两侧的光栅接收信号控制第一伺服电机停止工作，通过第三伺服电机工作带动称量筒快速旋转，将液态金属全部倒入浇注槽内，能够根据铸造铸件的具体所需液态金属进行自动称量，保证每次的浇灌液态金属的重量刚好满足一个完整铸件的铸造，降低了传统工艺中的原料损耗，降低了生产成本。其解决了在重复浇注的过程中，需要不断的对空壳进行搬运，且对空壳的位置需要进行精确定位，否则在浇注过程中出现液态金属洒漏的状况，浪费材料的问题，但是该专利仅解决了对空壳的搬运和处理，其他工作过程还是需要人工辅助操作。
对于改善熔模铸造自动化的其他加工过程，中国专利CN201911384560.0公开了一种金属精密熔模铸造用蜡模生产设备，该设备通过动力件带动主动件转动，同时带动转动件和旋转件转动，转动件带动工作台和安装在工作台上的蜡模往复上下移动，而旋转件带动工作台和蜡模旋转，实现蜡模的一边旋转一边上下移动，且牵引件还驱动喷涂机构不断将泥浆从固定位置的喷嘴中喷出，达到对蜡模周身无死角均匀涂覆泥浆。其解决了目前的蜡模生产大多需要通过不断更换工位才能实现对蜡模表面均匀涂覆泥浆，而且具体的涂覆工位只能兼顾周向和纵向之一，并不能实现全局周身涂覆，易产生局部涂覆时间过长干裂的问题，但是针对改善熔模铸造自动化的整体流程仍有不足之处。
发明内容
解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种精密熔模铸造设备及其熔模铸造方法，解决了现有技术中针对改善熔模铸造自动化的整体流程仍有不足之处的问题。
技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种精密熔模铸造设备，包括设备基座和安装在设备基座顶端表面的若干个安装座，所述设备基座的顶端表面安装有支撑机构，所述支撑机构的底端表面安装有控制机构，任一所述安装座的顶端表面活动安装有模型机构，所述模型机构一侧的安装座顶端表面安装有制壳机构，所述制壳机构一侧的安装座顶端表面安装有浇筑成型机构。
进一步地，所述支撑机构包括支撑组件和移动组件，设备基座的顶端表面安装有支撑组件，支撑组件一侧的设备基座的顶端表面安装有移动组件。
进一步地，所述支撑组件包括环形轨道和垂直立轴，设备基座的顶端表面安装有两个相互平行的垂直立轴，两个垂直立轴顶端表面共同安装有环形轨道，环形轨道的内壁活动安装有移动块。
进一步地，所述移动组件包括支撑轴和转动电机，设备基座的中心位置处顶端表面安装有支撑轴，支撑轴的顶端表面安装有转动电机，转动电机的输出端外侧表面安装有转动轴，转动轴的外侧表面安装有连接支轴，连接支轴的末端表面连接至移动块的顶端表面，连接支轴的底端表面安装有控制机构。
进一步地，所述控制机构包括固定座和电动伸缩杆，连接支轴的底端表面安装有固定座，固定座的底端表面安装有振动电机，振动电机的底端表面安装有电动伸缩杆，电动伸缩杆的底端表面安装有连接座，连接座的内部安装有电磁铁，连接座的底端表面安装有模型机构。
进一步地，所述模型机构包括模具本体和固定安装轴，任一安装座的顶端表面活动安装有模具本体，模具本体的外侧表面均匀分布有固定安装轴，模具本体的内部开设有浇筑模腔，模具本体的一侧表面开设有与浇筑模腔相互连接的浇筑口，浇筑模腔延伸至固定安装轴的末端表面，模具本体的顶端表面安装有磁铁卡块，磁铁卡块的顶端表面安装有卡接槽，连接座的外侧表面与卡接槽内壁活动接触。
进一步地，所述制壳机构包括沾浆桶和硬化剂桶，模具本体一侧的安装座顶端表面安装有沾浆桶，沾浆桶一侧的安装座顶端表面安装有硬化剂桶，硬化剂桶一侧的设备基座顶端表面安装有固定架，固定架的内侧安装有熔蜡加热桶，熔蜡加热桶的内部安装有电热丝，熔蜡加热桶的底端表面安装有导出管道，导出管道下方的安装座顶端表面安装有集蜡桶。
进一步地，所述浇筑成型机构包括自动浇筑机和脱壳组件，熔蜡加热桶一侧的安装座顶端表面安装有脱壳组件，脱壳组件一侧的安装座顶端表面安装有自动浇筑机。
进一步地，所述脱壳组件包括脱壳桶和冷却管道，熔蜡加热桶一侧的安装座顶端表面安装有脱壳桶，脱壳桶的内部安装有冷却管道，脱壳筒的内壁均匀分布有柔性支轴，柔性支轴的末端表面皆安装有碰撞球。
本发明还提供一种精密熔模铸造设备的熔模铸造方法，包括以下操作步骤：
S1：根据待加工零件的结构选择合适的模具，然后将熔化后的蜡料注入金属模具型腔内部，冷却后形成蜡模，将若干个成型的蜡模焊接固定在模具本体上的固定安装轴处，模具本体以及固定安装轴同样是使用蜡料制成；
S2：通过控制系统控制电动伸缩杆带动连接座向下移动，使得连接座与卡接槽相互接触，此时控制电磁铁通电具有磁性，电磁铁与磁铁卡块对应面所带磁性相反，因此通过磁性吸引力将模具本体与连接座连接为一整体；
S3：通过控制系统控制电动伸缩杆缩短，然后控制转动电机带动转动轴转动，从而带动移动块在环形轨道上移动，使得模具本体与蜡模整体移动至沾浆桶上方，然后控制电动伸缩杆伸长，使得模具本体与蜡模整体完全浸入沾浆桶内部的混合浆液中，混合浆液采用水玻璃和石英粉混合制成；
S4：在沾浆桶内部浸润3-5分钟后控制电动伸缩杆缩短，待浆液不滴落后控制转动电机继续转动，带动沾浆后的模具本体与蜡模整体移动至硬化剂桶上方，控制电动伸缩杆伸长，使得沾浆后的模具本体与蜡模整体完全浸入硬化剂桶内部的硬化剂中，通过控制系统控制电动伸缩杆反复伸长5-10次，使得模具本体与蜡模反复与硬化剂接触，直至模具本体与蜡模外侧形成厚度为25-45mm的硬化壳；
S5：通过转动电机和电动伸缩杆的配合使用，将硬化后的模具本体与蜡模插入熔蜡加热桶，通过控制系统控制电热丝通电发热，将硬化壳内部的模具本体与蜡模熔化后得到浇筑模具，熔化的蜡料自导出管道进入集蜡桶，方便进行回收利用；
S6：通过转动电机和电动伸缩杆的配合使用，将浇筑模具移动至脱壳桶内部，通过自动浇注机将液态金属自浇筑口灌入浇筑模具中，在冷却管道的冷却作用下，液态金属在浇筑模腔内形成铸造件，完全冷却后，控制系统控制振动电机带动浇筑模具在脱壳桶内抖动，浇筑模具外侧与碰撞球不断碰撞，使得浇筑模具碎裂，露出内部的铸造件，将所需的零件自铸造件上依次切割下来，得到成品零件。
有益效果
本发明具有以下有益效果：
(1)、该精密熔模铸造设备，通过控制系统控制电动伸缩杆带动连接座向下移动，使得连接座与卡接槽相互接触，此时控制电磁铁通电具有磁性，电磁铁与磁铁卡块对应面所带磁性相反，因此通过磁性吸引力将模具本体与连接座连接为一整体，操作方便。自动化程度高。
(2)、该精密熔模铸造设备，通过转动电机和电动伸缩杆的配合使用，将硬化后的模具本体与蜡模插入熔蜡加热桶，通过控制系统控制电热丝通电发热，将硬化壳内部的模具本体与蜡模熔化后得到浇筑模具，熔化的蜡料自导出管道进入集蜡桶，方便进行回收利用。
(3)、该精密熔模铸造设备，通过转动电机和电动伸缩杆的配合使用，将浇筑模具移动至脱壳桶内部，通过自动浇注机将液态金属自浇筑口灌入浇筑模具中，在冷却管道的冷却作用下，液态金属在浇筑模腔内形成铸造件，完全冷却后，控制系统控制振动电机带动浇筑模具在脱壳桶内抖动，浇筑模具外侧与碰撞球不断碰撞，使得浇筑模具碎裂，露出内部的铸造件，将所需的零件自铸造件上依次切割下来，得到成品零件，使得熔模铸造的整体流程一体化，加工效率高。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
图1为本发明整体外部结构示意图；
图2为本发明另一角度整体外部结构示意图；
图3为本发明环形轨道外部结构示意图；
图4为本发明内部结构俯视示意图；
图5为本发明模型机构外部结构示意图；
图6为本发明模型机构内部结构侧视示意图。
图中，1、设备基座；2、安装座；3、垂直立轴；4、环形轨道；5、移动块；6、支撑轴；7、转动电机；8、转动轴；9、连接支轴；10、固定座；11、振动电机；12、电动伸缩杆；13、连接座；14、电磁铁；15、模具本体；16、固定安装轴；17、浇筑模腔；18、浇筑口；19、磁铁卡块；20、卡接槽；21、沾浆桶；22、硬化剂桶；23、固定架；24、熔蜡加热桶；25、电热丝；26、导出管道；27、集蜡桶；28、自动浇注机；29、脱壳桶；30、冷却管道；31、柔性支轴；32、碰撞球。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，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组件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。
请参阅图1-图6，本发明实施例提供一种技术方案：一种精密熔模铸造设备，包括设备基座1和安装在设备基座1顶端表面的若干个安装座2，设备基座1的顶端表面安装有支撑机构，支撑机构的底端表面安装有控制机构，任一安装座2的顶端表面活动安装有模型机构，模型机构一侧的安装座2顶端表面安装有制壳机构，制壳机构一侧的安装座2顶端表面安装有浇筑成型机构。
进一步的，支撑机构包括支撑组件和移动组件，设备基座1的顶端表面安装有支撑组件，支撑组件一侧的设备基座1的顶端表面安装有移动组件，支撑组件包括环形轨道4和垂直立轴3，设备基座1的顶端表面安装有两个相互平行的垂直立轴3，两个垂直立轴3顶端表面共同安装有环形轨道4，环形轨道4的内壁活动安装有移动块5。
进一步的，移动组件包括支撑轴6和转动电机7，设备基座1的中心位置处顶端表面安装有支撑轴6，支撑轴6的顶端表面安装有转动电机7，转动电机7的输出端外侧表面安装有转动轴8，转动轴8的外侧表面安装有连接支轴9，连接支轴9的末端表面连接至移动块5的顶端表面，连接支轴9的底端表面安装有控制机构。
进一步的，控制机构包括固定座10和电动伸缩杆12，连接支轴9的底端表面安装有固定座10，固定座10的底端表面安装有振动电机11，振动电机11的底端表面安装有电动伸缩杆12，电动伸缩杆12的底端表面安装有连接座13，连接座13的内部安装有电磁铁14，连接座13的底端表面安装有模型机构。
进一步的，模型机构包括模具本体15和固定安装轴16，任一安装座2的顶端表面活动安装有模具本体15，模具本体15的外侧表面均匀分布有固定安装轴16，模具本体15的内部开设有浇筑模腔17，根据待加工零件的结构选择合适的模具，然后将熔化后的蜡料注入金属模具型腔内部，冷却后形成蜡模，将若干个成型的蜡模焊接固定在模具本体15上的固定安装轴16处，模具本体15以及固定安装轴16同样是使用蜡料制成，
进一步的，模具本体15的一侧表面开设有与浇筑模腔17相互连接的浇筑口18，浇筑模腔17延伸至固定安装轴16的末端表面，模具本体15的顶端表面安装有磁铁卡块19，磁铁卡块19的顶端表面安装有卡接槽20，连接座13的外侧表面与卡接槽20内壁活动接触，电磁铁14通电具有磁性，电磁铁14与磁铁卡块19对应面所带磁性相反，因此通过磁性吸引力将模具本体15与连接座13连接为一整体。
进一步的，制壳机构包括沾浆桶21和硬化剂桶22，模具本体15一侧的安装座2顶端表面安装有沾浆桶21，电动伸缩杆12伸长，使得模具本体15与蜡模整体完全浸入沾浆桶21内部的混合浆液中，混合浆液采用水玻璃和石英粉混合制成，沾浆桶21一侧的安装座2顶端表面安装有硬化剂桶22，沾浆后的模具本体15与蜡模整体完全浸入硬化剂桶22内部的硬化剂中，通过控制系统控制电动伸缩杆12反复伸长5-10次，使得模具本体15与蜡模反复与硬化剂接触，直至模具本体15与蜡模外侧形成厚度为25-45mm的硬化壳，硬化剂桶22一侧的设备基座1顶端表面安装有固定架23，固定架23的内侧安装有熔蜡加热桶24，熔蜡加热桶24的内部安装有电热丝25，熔蜡加热桶24的底端表面安装有导出管道26，导出管道26下方的安装座2顶端表面安装有集蜡桶27，将硬化后的模具本体15与蜡模插入熔蜡加热桶24，通过控制系统控制电热丝25通电发热，将硬化壳内部的模具本体15与蜡模熔化后得到浇筑模具，熔化的蜡料自导出管道26进入集蜡桶27，方便进行回收利用。
进一步的，浇筑成型机构包括自动浇注机28和脱壳组件，熔蜡加热桶24一侧的安装座2顶端表面安装有脱壳组件，脱壳组件一侧的安装座2顶端表面安装有自动浇注机28，通过自动浇注机28将液态金属自浇筑口18灌入浇筑模具中，在冷却管道30的冷却作用下，液态金属在浇筑模腔17内形成铸造件；
进一步的，脱壳组件包括脱壳桶29和冷却管道30，熔蜡加热桶24一侧的安装座2顶端表面安装有脱壳桶29，脱壳桶29的内部安装有冷却管道30，脱壳筒的内壁均匀分布有柔性支轴31，柔性支轴31的末端表面皆安装有碰撞球32，振动电机11带动浇筑模具在脱壳桶29内抖动，浇筑模具外侧与碰撞球32不断碰撞，使得浇筑模具碎裂，露出内部的铸造件，将所需的零件自铸造件上依次切割下来，得到成品零件。
使用时(工作时)，根据待加工零件的结构选择合适的模具，然后将熔化后的蜡料注入金属模具型腔内部，冷却后形成蜡模，将若干个成型的蜡模焊接固定在模具本体15上的固定安装轴16处，模具本体15以及固定安装轴16同样是使用蜡料制成；
通过控制系统控制电动伸缩杆12带动连接座13向下移动，使得连接座13与卡接槽20相互接触，此时控制电磁铁14通电具有磁性，电磁铁14与磁铁卡块19对应面所带磁性相反，因此通过磁性吸引力将模具本体15与连接座13连接为一整体；
通过控制系统控制电动伸缩杆12缩短，然后控制转动电机7带动转动轴8转动，从而带动移动块5在环形轨道4上移动，使得模具本体15与蜡模整体移动至沾浆桶21上方，然后控制电动伸缩杆12伸长，使得模具本体15与蜡模整体完全浸入沾浆桶21内部的混合浆液中，混合浆液采用水玻璃和石英粉混合制成；
在沾浆桶21内部浸润3-5分钟后控制电动伸缩杆12缩短，待浆液不滴落后控制转动电机7继续转动，带动沾浆后的模具本体15与蜡模整体移动至硬化剂桶22上方，控制电动伸缩杆12伸长，使得沾浆后的模具本体15与蜡模整体完全浸入硬化剂桶22内部的硬化剂中，通过控制系统控制电动伸缩杆12反复伸长5-10次，使得模具本体15与蜡模反复与硬化剂接触，直至模具本体15与蜡模外侧形成厚度为25-45mm的硬化壳；
通过转动电机7和电动伸缩杆12的配合使用，将硬化后的模具本体15与蜡模插入熔蜡加热桶24，通过控制系统控制电热丝25通电发热，将硬化壳内部的模具本体15与蜡模熔化后得到浇筑模具，熔化的蜡料自导出管道26进入集蜡桶27，方便进行回收利用；
通过转动电机7和电动伸缩杆12的配合使用，将浇筑模具移动至脱壳桶29内部，通过自动浇注机28将液态金属自浇筑口18灌入浇筑模具中，在冷却管道30的冷却作用下，液态金属在浇筑模腔17内形成铸造件，完全冷却后，控制系统控制振动电机11带动浇筑模具在脱壳桶29内抖动，浇筑模具外侧与碰撞球32不断碰撞，使得浇筑模具碎裂，露出内部的铸造件，将所需的零件自铸造件上依次切割下来，得到成品零件。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (6)
1.一种精密熔模铸造设备，包括设备基座（1）和安装在设备基座（1）顶端表面的若干个安装座（2），其特征在于：所述设备基座（1）的顶端表面安装有支撑机构，所述支撑机构的底端表面安装有控制机构，任一所述安装座（2）的顶端表面活动安装有模型机构，所述模型机构一侧的安装座（2）顶端表面安装有制壳机构，所述制壳机构一侧的安装座（2）顶端表面安装有浇筑成型机构；
所述控制机构包括固定座（10）和电动伸缩杆（12），连接支轴（9）的底端表面安装有固定座（10），固定座（10）的底端表面安装有振动电机（11），振动电机（11）的底端表面安装有电动伸缩杆（12），电动伸缩杆（12）的底端表面安装有连接座（13），连接座（13）的内部安装有电磁铁（14），连接座（13）的底端表面安装有模型机构；
所述制壳机构包括沾浆桶（21）和硬化剂桶（22），模具本体（15）一侧的安装座（2）顶端表面安装有沾浆桶（21），沾浆桶（21）一侧的安装座（2）顶端表面安装有硬化剂桶（22），硬化剂桶（22）一侧的设备基座（1）顶端表面安装有固定架（23），固定架（23）的内侧安装有熔蜡加热桶（24），熔蜡加热桶（24）的内部安装有电热丝（25），熔蜡加热桶（24）的底端表面安装有导出管道（26），导出管道（26）下方的安装座（2）顶端表面安装有集蜡桶（27）；所述浇筑成型机构包括自动浇注机（28）和脱壳组件；
所述脱壳组件包括脱壳桶（29）和冷却管道（30），熔蜡加热桶（24）一侧的安装座（2）顶端表面安装有脱壳桶（29），脱壳桶（29）的内部安装有冷却管道（30），脱壳筒的内壁均匀分布有柔性支轴（31），柔性支轴（31）的末端表面皆安装有碰撞球（32）。
2.根据权利要求1所述的一种精密熔模铸造设备，其特征在于：所述支撑机构包括支撑组件和移动组件，设备基座（1）的顶端表面安装有支撑组件，支撑组件一侧的设备基座（1）的顶端表面安装有移动组件。
3.根据权利要求2所述的一种精密熔模铸造设备，其特征在于：所述支撑组件包括环形轨道（4）和垂直立轴（3），设备基座（1）的顶端表面安装有两个相互平行的垂直立轴（3），两个垂直立轴（3）顶端表面共同安装有环形轨道（4），环形轨道（4）的内壁活动安装有移动块（5）。
4.根据权利要求2所述的一种精密熔模铸造设备，其特征在于：所述移动组件包括支撑轴（6）和转动电机（7），设备基座（1）的中心位置处顶端表面安装有支撑轴（6），支撑轴（6）的顶端表面安装有转动电机（7），转动电机（7）的输出端外侧表面安装有转动轴（8），转动轴（8）的外侧表面安装有连接支轴（9），连接支轴（9）的末端表面连接至移动块（5）的顶端表面，连接支轴（9）的底端表面安装有控制机构。
5.根据权利要求1所述的一种精密熔模铸造设备，其特征在于：所述模型机构包括模具本体（15）和固定安装轴（16），任一安装座（2）的顶端表面活动安装有模具本体（15），模具本体（15）的外侧表面均匀分布有固定安装轴（16），模具本体（15）的内部开设有浇筑模腔（17），模具本体（15）的一侧表面开设有与浇筑模腔（17）相互连接的浇筑口（18），浇筑模腔（17）延伸至固定安装轴（16）的末端表面，模具本体（15）的顶端表面安装有磁铁卡块（19），磁铁卡块（19）的顶端表面安装有卡接槽（20），连接座（13）的外侧表面与卡接槽（20）内壁活动接触。
6.根据权利要求1所述的一种精密熔模铸造设备，其特征在于：熔蜡加热桶（24）一侧的安装座（2）顶端表面安装有脱壳组件，脱壳组件一侧的安装座（2）顶端表面安装有自动浇注机（28）。
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