CN117885180A - 一种坩埚自动成型设备及其成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种坩埚自动成型设备及其成型方法，其包括用于固定坩埚模具的工装夹具、驱动所述工装夹具进行位置切换的旋转驱动模组、对准坩埚模具设置的射砂阀模组、砂粒供料模组、分别对应于所述射砂阀模组、所述砂粒供料模组下方位置设置的吹气固化装置和射砂装置、驱动所述吹气固化装置和所述射砂装置同步进行水平移动的水平驱动模组以及对坩埚模具中的内芯进行取放的内芯取放机构；所述吹气固化装置和所述射砂装置之间设置有刮砂模组；所述射砂装置上设置有晃动内芯的预脱模机构。本发明坩埚自动成型设备布局紧凑，占用的空间小，不仅能够自动填充成型得到致密度高而且形状完整的坩埚，而且生产的效率高，生产的成本低。

Description

一种坩埚自动成型设备及其成型方法

技术领域

本发明属于坩埚生产设备技术领域，特别是涉及一种坩埚自动成型设备及其成型方法。

背景技术

钢轨铝热焊的浇注和冷却过程与铸造的规律极为类似，所以铝热焊亦称为铸焊，一次性坩埚作为铸焊过程中重要的反应容器，是一种非常重要的铝热焊耗材，坩埚需要有高耐火度与高致密度，高耐火度可通过选择高耐火度的砂来确保，而坩埚的高致密度则与坩埚的成型工艺与成型装置是紧密相关的，但是坩埚是一种开口向上的杯状结构，需要成型的部分是坩埚底部和侧壁，因此，现有技术中一般是将砂粒喷涂粘附在桶状模具底部和侧壁后经过高温固化形成坩埚，例如公开号为CN 114474310 B公开的一种坩埚成型装置、公开号CN 113423669 B公开的二氧化硅玻璃坩埚的制造装置及制造方法，其设置的自动投料模块或者供给单元，其原理均是装有砂粒的送料部件伸入到坩埚模具的内部后进行旋转将砂粒甩出后黏附在模具内壁上，直至完成坩埚成型，这种在坩埚模具内部进行喷涂砂粒形成坩埚的方式，砂粒之间会存在间隙和气孔从而导致坩埚的致密度差，而且该种喷涂方式需要连续旋转多次喷涂砂粒堆叠才能成型得到坩埚，因此坩埚成型的效率非常低。

因此，为了改进坩埚的成型方式，本领域的技术人员设计了专利公开号为CN106003389 B的一种铝热焊坩埚成型模具，其包括内部形成有第一腔体的外模、部分收容在所述第一腔体内的内模，所述内模与所述外模形成了坩埚射芯成型的型腔，将砂粒填充到型腔内部即可成型得到坩埚。但是现有技术中没有坩埚自动填充成型的设备，需要通过手动将砂粒填充到坩埚成型模具中，由于砂粒无法同时填充，因此砂粒之间存在均匀性差、致密度低的问题。虽然前期设计有公开号为CN 105945240 B的一种射砂精准的双工位自动射芯机，但是该自动射芯机不仅没有设置自动脱模机构导致需要人工脱模，而且该类射芯机的射砂板内部设置一个通孔作为射砂流道，很显然该种结构的自动射芯机是无法在坩埚模具内填充成型得到坩埚的。

因此，为了能够自动填充成型得到坩埚且同时提高坩埚的成型效率与成型质量，有必要提供一种坩埚自动成型设备及其成型方法来解决上述技术问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种坩埚自动成型设备，布局紧凑，占用的空间小，不仅能够自动填充成型得到致密度高而且形状完整的坩埚，而且生产的效率高，生产的成本低。

本发明通过如下技术方案实现上述目的：一种坩埚自动成型设备及其成型方法，其包括前后对称设置的且用于固定坩埚模具的工装夹具、驱动所述工装夹具在射砂工位与上下料工位之间进行位置切换的旋转驱动模组、位于所述射砂工位上方第一高度位置且对准坩埚模具设置的射砂阀模组、并排设置在所述射砂阀模组旁侧的砂粒供料模组、并排设置在所述射砂工位上方第二高度位置且分别对应于所述射砂阀模组、所述砂粒供料模组下方位置设置的吹气固化装置和射砂装置、驱动所述吹气固化装置和所述射砂装置同步进行水平移动的水平驱动模组以及设置在所述上下料工位上方且对坩埚模具中的内芯进行取放的内芯取放机构；在所述水平驱动模组的驱动下，所述吹气固化装置在等待位与吹气位之间移动，同时，所述射砂装置在所述射砂阀模组下方与所述砂粒供料装置下方之间进行水平移动；所述吹气固化装置和所述射砂装置共同设置在一个水平移载板上，所述水平移载板上位于所述吹气固化装置和所述射砂装置之间设置有刮砂模组；所述射砂装置上设置有晃动内芯的预脱模机构。

进一步地，所述吹气固化装置包括固定在所述水平移载板下方的第一驱动件、受所述第一驱动件驱动进行上下运动的第一支撑架以及固定在所述第一支撑架下方的吹气板，所述吹气板上设置有吹气孔，所述吹气板下表面设置有与坩埚模具实现密封连接的第一密封圈。

进一步地，所述刮砂模组包括固定在所述水平移载板下方的第二驱动件、受所述第二驱动件驱动进行上下运动的第一支撑板、固定在所述第一支撑板下方的刮砂组件；所述刮砂组件包括下端设置的用来刮除坩埚模具上表面残留砂粒的刮头。

进一步地，所述射砂装置包括与所述砂粒供料模组对接连通的射砂筒、与所述射砂筒对接连通的射砂头以及固定在所述射砂头下方的射砂导流组件；所述射砂导流组件包括支撑基座、设置在所述支撑基座内部的导流本体以及环绕所述导流本体设置的且一端固定在所述导流本体上另一端沿径向水平固定在所述支撑基座侧壁上的若干个支撑轴。

进一步地，所述支撑基座的中间设置有上下贯通的且用来安装所述导流本体的安装通孔；所述导流本体呈圆锥形结构，其尖端伸入到所述射砂头的内部，其圆锥表面形成有对砂粒进行导流的导流面，所述导流面与所述安装通孔的孔壁围起形成有供砂粒流经的环形导流通道；所述导流本体的内部设置有贯通下表面的且与坩埚模具内部连通的排气汇聚口，所述支撑轴的内部设置有贯通两端的且与所述排气汇聚口连通的排气通道。

进一步地，所述旋转驱动模组包括底座、固定在所述底座上的第三驱动件、受所述第三驱动件驱动进行旋转的第一齿轮、与所述第一齿轮啮合传动的齿轮盘、固定在所述齿轮盘上方的支撑筒体、固定在所述支撑筒体上方的旋转工作台、固定在所述支撑筒体两侧的且设置有定位孔的定位耳、设置在所述底座一侧的第四驱动件以及受所述第四驱动件的驱动伸入到所述定位耳的定位孔内实现所述旋转工作台止转的止转销。

进一步地，所述工装夹具包括固定在所述旋转工作台上的且对外模的底部进行定位的定位底板、对外模的左侧进行夹持的左夹持组件、与所述左夹持组件相对拼接设置的且对外模的右侧进行夹持的右夹持组件以及固定在所述定位底板上且对外模的后侧进行定位的后定位板。

进一步地，所述内芯取放机构包括第五驱动件、受所述第五驱动件驱动进行上下运动的第二支撑架以及前后相对设置在所述第二支撑架上的且将内芯向上取出的一对定位钩。

进一步地，所述预脱模机构包括固定在所述射砂导流组件上端的第三支撑架、固定在所述第三支撑架上的第六驱动件、受所述第六驱动件驱动进行左右运动的移动块以及固定在所述移动块两侧的且推动内芯的一对推动块。

本发明的另一目的在于提供一种坩埚自动成型方法，其包括一下步骤：

S1. 在所述上下料工位处，将坩埚模具的外模放置在所述工装夹具上夹紧固定，所述内芯取放机构将坩埚模具的内芯放入所述外模内，所述内芯与所述外模之间形成有成型出坩埚的成型腔；

S2. 所述旋转驱动模组驱动所述坩埚模具旋转至所述射砂工位；

S3. 在步骤S1~S2执行的同时，所述射砂装置对接所述砂粒供料模组完成设定量的砂粒接料；

S4. 所述水平驱动模组驱动所述水平移载板水平移动，使得所述射砂装置移动至所述射砂阀模组下方，同时所述射砂装置下方对准所述坩埚模具；

S5. 所述射砂阀模组启动，以设定压力大小将所述射砂装置内的砂粒射入到所述成型腔中，得到坩埚本体；

S6. 所述射砂装置保持在射砂位置，所述预脱模机构晃动所述坩埚模具中的所述内芯，使得所述内芯与所述坩埚本体之间松动；

S7. 所述水平驱动模组驱动所述水平移载板水平移动，使得所述吹气固化装置对准所述坩埚模具，在此过程中，所述刮砂模组刮除所述坩埚模具上表面多余的砂粒，所述吹气固化装置对准所述坩埚模具进行吹气固化，使得所述坩埚本体与所述外模成为一体结构的坩埚组件；

S8. 所述旋转驱动模组驱动所述坩埚模具旋转至所述上下料工位，所述内芯取放机构将所述内芯取出并在下一个外模到位后放入其中进行循环利用，然后人工或机械手取出所述坩埚组件。

与现有技术相比，本发明一种坩埚自动成型设备及其成型方法的有益效果在于：

（1）坩埚自动成型设备集自动加砂、自动射砂、自动预脱模、自动刮砂、自动吹气固化以及自动取芯等连续工艺就能自动加工得到致密度高的坩埚，而且生产效率高，生产成本低；

（2）设置有射砂工位与上下料工位，且旋转驱动模组能驱动射砂工位与上下料工位上的工装夹具前后位置交换，射砂工位与上下料工位同时作业完成射砂作业和上下料作业，两个工位同步配合生产，生产效率高，而且射砂工位与上下料工位布局紧凑，占用的空间小；

（3）设置的射砂装置的射砂导流组件内形成有环形导流通道，能在圆周方向上同步将射砂头圆形流道内的砂粒经环形导流通道分流到坩埚模具内，砂粒更加均匀且不会局部堆积；而且，射砂的过程中形成有自坩埚模具内部连通到射砂导流组件内部、再经射砂导流组件排出坩埚本体成型时气体的排气系统，设置的排气系统能够及时排出坩埚成型过程中的气体，提高坩埚的致密度。

（4）射砂完成以后，设置的预脱模机构可使内芯与坩埚本体之间松动以便于内芯取放机构轻松的取出内芯，从而能够使坩埚内壁的形状保持完整；

（5）设置的刮砂模组能够将坩埚模具顶端残余的砂粒刮干净，能够使吹气固化装置与坩埚模具的顶端紧密接触密封，固化效果更好，能得到致密度高的坩埚；

（6）设置的内芯取放机构可将射砂完成后的坩埚模具的内芯取出，而且取出的内芯会被重新放置到下一个新的坩埚模具的外模中，因此内芯可重复循环利用，节约了生产成本；

（7）设置的射砂阀模组与射砂装置两者紧密接触且射砂装置与下面的坩埚模具的上表面通过第二密封圈实现密封，保证了坩埚模具内部的压强，让坩埚模具内部的气体只能通过坩埚模具内芯上的排气孔排出，内芯上的排气孔会将气体中的砂粒过滤掉，从而避免了气体中砂粒乱飞的现象。

因此，本发明一种坩埚自动成型设备布局紧凑，占用的空间小，不仅能够自动填充成型得到致密度高而且形状完整的坩埚，而且生产的效率高，生产的成本低。

附图说明

图1为本发明实施例坩埚自动成型设备立体结构示意图；

图2为本发明实施例坩埚自动成型设备后视结构示意图；

图3为本发明实施例坩埚自动成型设备左视结构示意图；

图4为本发明实施例坩埚自动成型设备立体结构示意图；

图5为本发明实施例砂粒供料模组立体结构示意图；

图6为本发明实施例射砂阀模组立体结构示意图；

图7为本发明实施例吹气固化装置立体结构示意图；

图8为本发明实施例刮砂模组立体结构示意图；

图9为本发明实施例射砂装置与预脱模机构立体结构示意图；

图10为本发明实施例射砂导流组件立体结构示意图；

图11为本发明实施例导流本体立体结构示意图；

图12为本发明实施例射砂导流组件剖视结构示意图；

图13为本发明实施例工装夹具与旋转驱动模组立体结构示意图；

图14为本发明实施例工装夹具立体结构示意图；

图15为本发明实施例坩埚模具立体结构示意图；

图16为本发明实施例坩埚模具剖视结构示意图；

图17为本发明实施例取芯机构立体结构示意图；

图中数字表示：

100-坩埚自动成型设备；600-坩埚模具，601-外模，602-内芯，603-提手，604-把手，605-成型腔；

1-机架；

2-砂粒供料模组，21-砂斗，22-导向筒，23-第二控料组件，24-第一控料组件，241-第七驱动件，242-控料板，2421-第一通口；

3-射砂阀模组，31-第八驱动件，32-第二支撑板，33-射砂阀，331-连接口；

4-水平驱动模组；

5-水平移载板；

6-吹气固化装置，61-第一驱动件，62-第一支撑架，63-吹气板，631-吹气孔，632-第一密封圈；

7-刮砂模组，71-第二驱动件，72-第一支撑板，73-刮砂组件，731-第一导向杆，732-套筒，733-弹簧，734-第三支撑板，735-刮头，74-第二导向杆；

8-射砂装置，81-射砂筒，82-射砂头，83-射砂导流组件，831-支撑基座，8311-第一支撑板，8312-第二支撑板，8313-围挡，832-导流本体，8321-导流面，8322-排气汇聚口，833-支撑轴，8331-排气通道，834-安装通孔，835-环形导流通道，836-第二密封圈；

9-工装夹具，91-定位底板，92-左夹持组件，921-第十驱动件，922-移动板，923-仿形夹持板，93-右夹持组件，94-后定位板，941-定位槽；

10-内芯取放机构，101-第五驱动件，102-第二支撑架，103-定位钩；

20-预脱模机构，201-第三支撑架，202-第六驱动件，203-移动块，204-推动块。

30-旋转驱动模组，301-底座，3011-支撑柱，302-第三驱动件，303-第一齿轮，304-齿轮盘，305-支撑筒体，306-旋转工作台，3061-第九驱动件，307-定位耳，308-第四驱动件，309-止转销；

40-射砂工位；

50-上下料工位。

具体实施方式

请参照图1-图17，本实施例为一种坩埚自动成型设备，其包括前后对称设置的且用于固定坩埚模具600的工装夹具9、驱动工装夹具9在射砂工位40与上下料工位50之间进行位置切换的旋转驱动模组30、位于射砂工位40上方第一高度位置且对准坩埚模具600设置的射砂阀模组3、并排设置在射砂阀模组3旁侧的砂粒供料模组2、并排设置在射砂工位40上方第二高度位置且分别对应于射砂阀模组3、砂粒供料模组2下方位置设置的吹气固化装置6和射砂装置8、驱动吹气固化装置6和射砂装置8同步进行水平移动的水平驱动模组4以及设置在上下料工位50上方且对坩埚模具600中的内芯602进行取放的内芯取放机构10；在水平驱动模组4的驱动下，吹气固化装置6在等待位与吹气位之间移动，同时，射砂装置8在射砂阀模组3下方与砂粒供料装置2下方之间进行水平移动；吹气固化装置6和射砂装置8共同设置在一个水平移载板5上，水平移载板5上位于吹气固化装置6和射砂装置8之间设置有刮砂模组7；射砂装置8上设置有晃动内芯602的预脱模机构20。

砂粒供料模组2包括固定在机架1上的砂斗21、一端与砂斗21对接连通且另一端与射砂装置8对接连通的导向筒22，导向筒22的上下两端分别设置有控制导向筒22流通与阻断状态的第一控料组件24与第二控料组件23。第一控料组件24与第二控料组件23的结构相同且均包括设置在机架1上的第七驱动件241以及受第七驱动件241驱动进行左右运动的控料板242，控料板242上设置有通透的且与导向筒22内径相同的第一通口2421。

射砂阀模组3包括固定在机架1上的第八驱动件31、受第八驱动件31驱动进行上下运动的第二支撑板32以及固定在第二支撑板32上的射砂阀33。

水平移载板5固定在水平驱动模组4的输出端并受水平驱动模组4的驱动进行水平运动。

吹气固化装置6包括固定在水平移载板5下方的第一驱动件61、受第一驱动件61驱动进行上下运动的第一支撑架62以及固定在第一支撑架62下方的吹气板63，吹气板63上设置有吹气孔631，吹气板63下表面设置有环形的定位凹槽，定位凹槽内设置有与坩埚模具600实现密封连接的第一密封圈632。

刮砂模组7包括固定在水平移载板5下方的第二驱动件71、受第二驱动件71驱动进行上下运动的第一支撑板72、固定在第一支撑板72下方的刮砂组件73，水平移载板5上设置有第二导向杆74，第二导向杆74的下端伸入到第一支撑板72上，设置的第二导向杆74能够保证刮砂组件73运动的稳定性。刮砂组件73包括设置在第一支撑板72下方的两根第一导向杆731、套设在第一导向杆731上的套筒732、一端抵持在第一支撑板72且另一端抵持在套筒732上的弹簧733、设置在第一导向杆731下方的第三支撑板734以及设置在第三支撑板734下方的且用来刮除坩埚模具600顶端残留的砂粒的刮头735；刮头735与水平面成角度设置，设置的弹簧733可以上下活动从而能够让刮头735自动适应坩埚模具600的顶端，适应性强且灵活性高。刮砂模组7在水平驱动模组4与第二驱动件71的作用下从左到右将坩埚模具600顶端刮平，便于吹气固化装置6与坩埚模具600的顶端接触实现密封。

射砂装置8包括与导向筒22对接连通的射砂筒81、与射砂筒81对接连通的射砂头82以及固定在射砂头82下方的射砂导流组件83。

射砂导流组件83包括支撑基座831、设置在支撑基座831内部的导流本体832以及环绕导流本体832设置的且一端固定在导流本体832上、另一端沿径向水平固定在支撑基座831侧壁上的若干个支撑轴833。

支撑基座831的中间设置有上下贯通的且用来安装导流本体832的安装通孔834。支撑基座831包括与坩埚模具600对接连通的第一支撑板8311、与第一支撑板8311上下相对设置的且与射砂头82对接连通的第二支撑板8312以及位于第一支撑板8311与第二支撑板8312之间的围挡8313。

导流本体832呈圆锥形结构，其尖端伸入到射砂头82的内部，其圆锥表面形成有对砂粒进行导流的导流面8321，导流面8321与安装通孔834的孔壁围起形成有供砂粒流经的环形导流通道835；导流本体832的内部设置有贯通下表面的且与坩埚模具600内部连通的排气汇聚口8322；导流面8321分为上方第一锥度的第一导流面与下方第二锥度的第二导流面，第一锥度小于第二锥度，以便于第二导流面形成缓冲阻挡，当射砂完成后，暂留在第二导流面对应环形导流通道835内部的砂粒会阻挡上方的砂粒掉落，从而防止射砂装置8内的砂粒在移动过程中掉砂的现象。射砂导流组件83内形成的环形导流通道835能在圆周方向上同步将射砂头82圆形流道内的砂粒经环形导流通道835分流到坩埚模具600内，砂粒更加均匀且不会局部堆积。

支撑轴833的内部设置有贯通两端的且与排气汇聚口8322连通的排气通道8331，因此，射砂的过程中形成有自坩埚模具600内部连通到导流本体832的排气汇聚口8322、自排气汇聚口8322连通到支撑轴833的排气通道8331、再经由排气通道8331通过支撑基座831之间的间隙排出气体的排气系统，设置的排气系统能够及时排出坩埚成型过程中的气体，提高坩埚的致密度。而且，在本实施例中，设置至少有四个支撑轴833，支撑轴833绕导流本体832的圆周均匀分布以保证导流本体832受力均匀，从而提高射砂导流组件83的稳定性及可靠性。在其它实施例中，可根据实际情况设置支撑轴833的数量，在此处不作限定。

射砂导流组件83的下表面设置有与坩埚模具600顶端接触密封的第二密封圈836。

射砂阀33下端设置有与射砂筒81接口配对的连接口331。

坩埚模具600包括外模601以及部分收容在外模601内部的内芯602，外模601与内芯602之间形成有成型出坩埚的成型腔605，为了排出坩埚内胚的气体，在内芯602上设置有若干个排气孔，排气孔与射砂导流组件83内的排气系统连通。外模601为容器桶，坩埚成型后得到坩埚本体，坩埚本体与容器桶固化合为一体结构得到坩埚组件，得到的坩埚组件既便于从夹具工装9上取出，而且容器桶还能对坩埚本体具有保护作用；在容器桶的上端设置有便于从工装夹具9取下坩埚组件的提手603，内芯602的上端前后对称延伸出便于取出内芯602的把手604，本实施例中用到的坩埚模具600在专利CN 106003389 B中已经详细描述，在本实施例中不再赘述。

旋转驱动模组30包括底座301、固定在底座301上的第三驱动件302、受第三驱动件302驱动进行旋转的第一齿轮303、与第一齿轮303啮合传动的齿轮盘304、固定在齿轮盘304上方的支撑筒体305、固定在支撑筒体305上方的旋转工作台306、固定在支撑筒体305两侧的且设置有定位孔的定位耳307、设置在底座301一侧的第四驱动件308以及受第四驱动件308的驱动伸入到定位耳307的定位孔内实现旋转工作台306止转的止转销309。旋转工作台306的下端两侧固定有若干个第九驱动件3061，底座301两侧设置有若干个与第九驱动件3061输出端上下对接的支撑柱3011，当传感器感应到工装夹具9上的坩埚模具600旋转到位时，第四驱动件308驱动止转销309伸入到定位耳307的定位孔内，同时第九驱动件3061驱动伸出与下方的支撑柱3011对接，对旋转工作台306进行准确的定位与支撑。

射砂工位40与上下料工位50上均设置有用来夹紧坩埚模具600的工装夹具9，工装夹具9包括固定在旋转工作台306上的且对外模601的底部进行定位的定位底板91、对外模601的左侧进行夹持的左夹持组件92、与左夹持组件92相对拼接设置的且对外模601的右侧进行夹持的右夹持组件93以及固定在定位底板91上且对外模601后侧进行仿形定位的后定位板94。

定位底板91上设置有与外模601底部仿形的定位凸起；左夹持组件92与右夹持组件93的结构相同且均包括固定在旋转工作台306上的第十驱动件921、受第十驱动件921驱动进行左右运动的移动板922以及固定在移动板916上的且与外模601的外壁仿形设置的仿形夹持板923。坩埚模具600的外模放置在工装夹具9上时，外模601的底部卡在定位底板91的定位凸起上，左右两侧的仿形夹持板923与后侧仿形定位的后定位板94拼接后能将外模601的侧壁完全包裹夹持住，有足够的强度能防止加压后的砂粒对外模601的损坏。后定位板94上端开设有放置提手603的定位槽941。

内芯取放机构10包括固定在机架1上的第五驱动件101、受第五驱动件101驱动进行上下运动的第二支撑架102以及前后相对设置在第二支撑架102上的且将内芯602向上取出的一对定位钩103，当传感器感应到工装夹具9内的坩埚模具600旋转到位时，内芯602的把手604刚好位于定位钩103上方的内侧，第五驱动件101驱动第二支撑架102上升，使定位钩103定位在把手604的下方且上升将内芯602取出。在上下料工位50的工装夹具9重新放置外模601时，第五驱动件101驱动第二支撑架102上升可将内芯602放置在外模601内，旋转驱动模组30的第三驱动件302带动旋转工作台306将坩埚模具600旋转到射砂工位40进行射砂作业，而且取出的内芯602会被内芯取放机构10重新放置到下一个新的坩埚模具600的外模601中，因此内芯602可重复循环利用，节约了生产成本。

预脱模机构20包括固定在射砂导流组件83上端的第三支撑架201、固定在第三支撑架201上的第六驱动件202、受第六驱动件202驱动进行左右运动的移动块203以及固定在移动块203两侧的且推动内芯602的把手604的一对推动块204。射砂完成以后，第六驱动件202驱动移动块203带动推动块204左右晃动，推动块204推动内芯602的把手604使内芯602左右晃动，从而使内芯602与坩埚胚之间松动以便于内芯取放机构10轻松的取出内芯602，从而能够使坩埚本体的内壁保持完整。

本实施例提供的坩埚自动成型设备100的工作原理为：在上下料工位50处，将坩埚模具600的外模601放置在工装夹具9上夹紧固定，内芯取放机构10将坩埚模具600的内芯602放入外模601内，内芯602与外模601之间形成有成型出坩埚的成型腔605；旋转驱动模组30驱动坩埚模具600旋转至射砂工位40；在以上执行的同时，射砂装置8对接砂粒供料模组2完成设定量的砂粒接料；水平驱动模组4驱动水平移载板5水平移动，使得射砂装置8移动至射砂阀模组3下方，同时射砂装置8下方对准坩埚模具600；射砂阀模组3启动，以设定压力大小将射砂装置8内的砂粒射入到成型腔605中，得到坩埚本体；射砂装置8保持在射砂位置，预脱模机构20晃动坩埚模具600中的内芯602，使得内芯602与坩埚本体之间松动；水平驱动模组4驱动水平移载板5水平移动，使得吹气固化装置6对准坩埚模具600，在此过程中，刮砂模组7刮除坩埚模具600上表面多余的砂粒，吹气固化装置6对准坩埚模具600进行吹气固化，使得坩埚本体与外模601成为一体结构的坩埚组件；旋转驱动模组30驱动坩埚模具600旋转至上下料工位50，内芯取放机构10将内芯602取出并在下一个外模601到位后放入其中进行循环利用，然后人工或机械手取出坩埚组件。

本实施例还提供了坩埚自动成型方法，其包括以下步骤：

S1. 在上下料工位50处，将坩埚模具600的外模601放置在工装夹具9上夹紧固定，内芯取放机构10将坩埚模具600的内芯602放入外模601内，内芯602与外模601之间形成有成型出坩埚的成型腔605；

S2. 旋转驱动模组30驱动坩埚模具600旋转至射砂工位40；

S3. 在步骤S1~S2执行的同时，射砂装置8对接砂粒供料模组2完成设定量的砂粒接料；

S4. 水平驱动模组4驱动水平移载板5水平移动，使得射砂装置8移动至射砂阀模组3下方，同时射砂装置8下方对准坩埚模具600；

S5. 射砂阀模组3启动，以设定压力大小使射砂装置8内的砂粒射入到成型腔605中，得到坩埚本体；

S6. 射砂装置8保持在射砂位置时，预脱模机构20晃动坩埚模具600中的内芯602，使得内芯602与坩埚本体之间松动；

S7. 水平驱动模组4驱动水平移载板5水平移动，使得吹气固化装置6对准坩埚模具600，在此过程中，刮砂模组7刮除坩埚模具600上表面多余的砂粒，吹气固化装置6对准坩埚模具600进行吹气固化，使得坩埚本体与外模601成为一体结构的坩埚组件；

S8. 旋转驱动模组30驱动坩埚模具600旋转至上下料工位50，内芯取放机构10将内芯602取出并在下一个外模601到位后放入其中进行循环利用，然后人工或机械手取出坩埚组件。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种坩埚自动成型设备，其特征在于：其包括前后对称设置的且用于固定坩埚模具的工装夹具、驱动所述工装夹具在射砂工位与上下料工位之间进行位置切换的旋转驱动模组、位于所述射砂工位上方第一高度位置且对准坩埚模具设置的射砂阀模组、并排设置在所述射砂阀模组旁侧的砂粒供料模组、并排设置在所述射砂工位上方第二高度位置且分别对应于所述射砂阀模组、所述砂粒供料模组下方位置设置的吹气固化装置和射砂装置、驱动所述吹气固化装置和所述射砂装置同步进行水平移动的水平驱动模组以及设置在所述上下料工位上方且对坩埚模具中的内芯进行取放的内芯取放机构；在所述水平驱动模组的驱动下，所述吹气固化装置在等待位与吹气位之间移动，同时，所述射砂装置在所述射砂阀模组下方与所述砂粒供料装置下方之间进行水平移动；所述吹气固化装置和所述射砂装置共同设置在一个水平移载板上，所述水平移载板上位于所述吹气固化装置和所述射砂装置之间设置有刮砂模组；所述射砂装置上设置有晃动内芯的预脱模机构。

2.如权利要求1所述的一种坩埚自动成型设备，其特征在于：所述吹气固化装置包括固定在所述水平移载板下方的第一驱动件、受所述第一驱动件驱动进行上下运动的第一支撑架以及固定在所述第一支撑架下方的吹气板，所述吹气板上设置有吹气孔，所述吹气板下表面设置有与坩埚模具实现密封连接的第一密封圈。

3.如权利要求1所述的一种坩埚自动成型设备，其特征在于：所述刮砂模组包括固定在所述水平移载板下方的第二驱动件、受所述第二驱动件驱动进行上下运动的第一支撑板、固定在所述第一支撑板下方的刮砂组件；所述刮砂组件包括下端设置的用来刮除坩埚模具上表面残留砂粒的刮头。

4.如权利要求1所述的一种坩埚自动成型设备，其特征在于：所述射砂装置包括与所述砂粒供料模组对接连通的射砂筒、与所述射砂筒对接连通的射砂头以及固定在所述射砂头下方的射砂导流组件；所述射砂导流组件包括支撑基座、设置在所述支撑基座内部的导流本体以及环绕所述导流本体设置的且一端固定在所述导流本体上另一端沿径向水平固定在所述支撑基座侧壁上的若干个支撑轴。

5.如权利要求4所述的一种坩埚自动成型设备，其特征在于：所述支撑基座的中间设置有上下贯通的且用来安装所述导流本体的安装通孔；所述导流本体呈圆锥形结构，其尖端伸入到所述射砂头的内部，其圆锥表面形成有对砂粒进行导流的导流面，所述导流面与所述安装通孔的孔壁围起形成有供砂粒流经的环形导流通道；所述导流本体的内部设置有贯通下表面的且与坩埚模具内部连通的排气汇聚口，所述支撑轴的内部设置有贯通两端的且与所述排气汇聚口连通的排气通道。

6.如权利要求1所述的一种坩埚自动成型设备，其特征在于：所述旋转驱动模组包括底座、固定在所述底座上的第三驱动件、受所述第三驱动件驱动进行旋转的第一齿轮、与所述第一齿轮啮合传动的齿轮盘、固定在所述齿轮盘上方的支撑筒体、固定在所述支撑筒体上方的旋转工作台、固定在所述支撑筒体两侧的且设置有定位孔的定位耳、设置在所述底座一侧的第四驱动件以及受所述第四驱动件的驱动伸入到所述定位耳的定位孔内实现所述旋转工作台止转的止转销。

7.如权利要求6所述的一种坩埚自动成型设备，其特征在于：所述工装夹具包括固定在所述旋转工作台上的且对外模的底部进行定位的定位底板、对外模的左侧进行夹持的左夹持组件、与所述左夹持组件相对拼接设置的且对外模的右侧进行夹持的右夹持组件以及固定在所述定位底板上且对外模的后侧进行定位的后定位板。

8.如权利要求1所述的一种坩埚自动成型设备，其特征在于：所述内芯取放机构包括第五驱动件、受所述第五驱动件驱动进行上下运动的第二支撑架以及前后相对设置在所述第二支撑架上的且将内芯向上取出的一对定位钩。

9.如权利要求4所述的一种坩埚自动成型设备，其特征在于：所述预脱模机构包括固定在所述射砂导流组件上端的第三支撑架、固定在所述第三支撑架上的第六驱动件、受所述第六驱动件驱动进行左右运动的移动块以及固定在所述移动块两侧的且推动内芯的一对推动块。

10.一种基于如权利要求1所述坩埚自动成型设备的坩埚自动成型方法，其特征在于：其包括以下步骤：

S1. 在所述上下料工位处，将坩埚模具的外模放置在所述工装夹具上夹紧固定，所述内芯取放机构将坩埚模具的内芯放入所述外模内，所述内芯与所述外模之间形成有成型出坩埚的成型腔；

S2. 所述旋转驱动模组驱动所述坩埚模具旋转至所述射砂工位；

S3. 在步骤S1~S2执行的同时，所述射砂装置对接所述砂粒供料模组完成设定量的砂粒接料；

S4. 所述水平驱动模组驱动所述水平移载板水平移动，使得所述射砂装置移动至所述射砂阀模组下方，同时所述射砂装置下方对准所述坩埚模具；

S5. 所述射砂阀模组启动，以设定压力大小将所述射砂装置内的砂粒射入到所述成型腔中，得到坩埚本体；

S6. 所述射砂装置保持在射砂位置，所述预脱模机构晃动所述坩埚模具中的所述内芯，使得所述内芯与所述坩埚本体之间松动；

S7. 所述水平驱动模组驱动所述水平移载板水平移动，使得所述吹气固化装置对准所述坩埚模具，在此过程中，所述刮砂模组刮除所述坩埚模具上表面多余的砂粒，所述吹气固化装置对准所述坩埚模具进行吹气固化，使得所述坩埚本体与所述外模成为一体结构的坩埚组件；

S8. 所述旋转驱动模组驱动所述坩埚模具旋转至所述上下料工位，所述内芯取放机构将所述内芯取出并在下一个外模到位后放入其中进行循环利用，然后人工或机械手取出所述坩埚组件。