一种旋转下芯夹具的制作方法

1.本技术涉及模具铸造领域，尤其是涉及一种下芯夹具。


背景技术：

2.大型复杂铸造件的砂型铸造自动化生产线上均需使用下芯夹具，例如发动机缸体铸铁毛坯铸造生产中的自动化下芯吊夹具，它是用来将砂芯夹紧以实现砂芯搬移的。
3.v发动机缸体在进行铸造时，其砂芯的方式方向基本都是将铸造出活塞缸部分的砂芯朝下放置于模具箱内，现有的v型发动机缸体砂芯的下芯方式，基本都是将多个砂芯逐个依次的放置于模具箱内。这就导致了砂芯在进行入模具箱内后由于相互之间的间隔不均，以及各砂芯与模具箱的连接程度不均，造成铸造完成的铸件尺寸精度较差。所以现在急需一种能够提高v型发动机缸体铸件铸造精度的下芯夹具。


技术实现要素：

4.本技术的目的在于提供一种旋转下芯夹具，能够提高对v型发动机缸体铸件的铸造精度。
5.为达到上述的目的，本技术采用的技术方案为：一种旋转下芯夹具，包括夹具架，所述夹具架的底部可拆卸的安装有基板，所述基板用于正向放置由多个砂芯整齐组成的砂芯组；所述夹具架的侧部安装有第一伸缩装置，所述第一伸缩装置用于将所述砂芯组与所述基板脱离，以使得所述砂芯组在所述第一伸缩装置的驱动下进行上移或下移；所述夹具架的内部上方安装有翻转机构，所述翻转适于夹持脱离所述基板的所述砂芯组并带动其翻转180
°
，以使得所述砂芯组处于反向放置，进而反向放置的所述砂芯组得以在所述第一伸缩装置的驱动下通过下移进行下芯；所述夹具架上安装有平衡机构，所述平衡机构适于在所述砂芯组进行翻转的过程中对所述砂芯组进行平衡，以保证所述砂芯组翻转的稳定性。相比较传统的下芯方式，本技术在下芯过程中所述砂芯组内各砂芯均相对保持稳定静止，从而可以有效的提高所述砂芯组的下芯质量，以保证铸件的铸造精度。
6.优选的，所述夹具架的内部安装有支撑架，所述支撑架通过四角设置的定位孔与所述夹具架四角设置的定位柱滑动连接，所述翻转机构安装于所述支撑架，所述第一伸缩装置通过输出端与所述支撑架侧部设置的顶板进行连接，以使得所述支撑架在所述第一伸缩装置的驱动下沿所述定位柱进行上移或下移，进而得以带动所述翻转机构夹紧的所述砂芯组进行上移或下移，从而实现所述砂芯组与所述基板的脱离以及所述砂芯组翻转后的下芯。
7.优选的，所述翻转机构包括旋转部、一对夹持组件和一对第二伸缩装置，所述夹持组件通过上部分别滑动安装于所述支撑架的两端，所述第二伸缩装置固定安装于所述支撑架，所述第二伸缩装置的输出端分别与对应的所述夹持组件进行连接，以使得所述夹持组件在所述第二伸缩装置的驱动下相互靠近或远离，进而得以通过所述夹持组件的下部对所述砂芯组进行夹紧或放松；所述旋转部安装于所述支撑架，所述旋转部与所述夹持组件进
行传动连接，以使得通过所述旋转部对所述夹持组件夹持的所述砂芯组进行翻转。
8.优选的，所述夹持组件包括连接架、第一转动套、第二转动套和夹持板，所述第一转动套和所述第二转动套分别转动安装于所述连接架的上部和下部，所述夹持板安装于所述第二转动套的端部；所述连接架通过上部侧壁设置的滑块与所述支撑架上设置的滑轨进行滑动连接，所述第二伸缩装置与所述连接架的上部进行连接，以使得所述第二伸缩装置通过驱动所述连接架带动所述夹持板相互靠近，进而得以通过所述夹持板上设置的卡块与所述砂芯组两端设置的卡槽的卡合以实现对所述砂芯组的夹紧；所述第一转动套与所述旋转部进行连接，所述第一转动套和所述第二转动套之间通过传动结构进行连接，以使得所述旋转部通过驱动所述第一转动套以带动被所述夹持板夹紧的所述砂芯组进行翻转。
9.优选的，所述旋转部包括电机和驱动轴，所述电机固定安装于所述支撑架的一端，所述驱动轴通过支撑座转动安装于所述支撑架，所述驱动轴为花键轴，所述驱动轴的一端与所述电机的输出端连接，所述第一转动套通过中心设置的花键孔与所述驱动轴进行连接，所述第一转动套适于在所述第二伸缩装置的驱动下沿所述驱动轴进行滑动，同时所述第一转动套适于在所述驱动轴的驱动下进行旋转，从而通过所述传动结构带动所述夹持板夹紧的所述砂芯组进行旋转。
10.优选的，所述传动结构包括设置于所述第一转动套和所述第二转动套的第一链轮，所述第一链轮之间通过第一链条进行连接。
11.优选的，所述平衡机构分别设置于所述砂芯组排列方向的一侧，所述平衡机构适于在所述砂芯组翻转过程中产生与所述砂芯组重力矩方向相反的扭矩，以保证所述砂芯组在翻转过程中保持稳定。
12.优选的，所述平衡机构包括一对第二链轮和第二链条，所述第二链轮转动安装于所述支撑架的一侧两端，两所述第二链轮之间通过所述第二链条进行连接；所述第二链条的一端固定于所述夹具架的上部且位于其中一所述第二链轮的上方，所述第二链条的另一端固定于所述夹具架的下部且位于另一所述第二链轮的下方，以使得两所述第二链轮与所述第二链条的连接方向相反；进而所述平衡机构在所述支撑架上移的过程中，通过所述第二链条的张紧产生与所述砂芯组重力矩相反的扭矩，进而得以对所述砂芯组在翻转过程中重力产生的力矩进行平衡。
13.优选的，所述支撑架的中部还安装有压紧机构，所述压紧机构包括第三伸缩装置、导向套和压板，所述第三伸缩装置竖直安装于所述支撑架，所述导向套固定设置于所述支撑架，所述压板的上端与所述第三伸缩装置的输出端连接，且所述压板的还通过上端设置的导向杆与所述导向套进行滑动连接，以使得所述压板在所述第三伸缩装置的驱动下沿所述导向套的轴向进行下移，进而得以通过所述压板上设置的压块与翻转后的所述砂芯组上设置的凹槽进行挤压配合，从而在所述砂芯组进行下芯的过程中，实现对所述砂芯组的三点夹紧定位，以保证所述砂芯组下芯的精度和稳定性。
14.优选的，所述夹具架的侧部与所述支撑架的侧部均通过限位结构进行连接；所述限位结构包括转辊、一对第一铰接板和一对第二铰接板；所述转辊转动安装于所述夹具架的侧部，两所述第一铰接板通过一端分别与所述转辊的两端对应固定连接，所述第一铰接板的另一端均与所述第二铰接板的一端铰接，所述第二铰接板的另一端均转动安装有连接部，所述连接部与所述支撑架的侧部固定连接，以使得当所述第一伸缩装置驱动所述砂芯
组下芯到极限位置时，所述第一铰接板与所述第二铰接板处于连接死点位置，进而保证所述支撑架在下芯时的安全性。
15.与现有技术相比，本技术的有益效果在于：相比较传统的下芯方式，本技术在上芯的过程中，先将多个砂芯整齐的排列放置于基板上，随后通过翻转机构先对砂芯组进行定位夹紧，以保证砂芯组下随后的翻转机构的驱动下进行翻转时，砂芯组内的各砂芯均能够相对的保持稳定静止，从而在后续完成下芯后，砂芯组内的砂芯之间紧密贴合保持，以使得砂芯组的下芯质量高，进而以保证v型发动机缸体铸件的铸造精度。
附图说明
16.图1为本发明的整体结构示意图。
17.图2为本发明中砂芯组的结构示意图。
18.图3为本发明中基板的结构示意图。
19.图4为本发明中翻转机构的结构示意图。
20.图5为本发明中翻转机构的俯视图。
21.图6为本发明中翻转机构的正视图。
22.图7为本发明中夹具架的结构示意图。
23.图8为本发明中翻转机构安装于夹具架内的安装示意图。
24.图9为本发明中砂芯组未翻转时的状态示意图。
25.图10为本发明中砂芯组在翻转过程中平衡机构的进行平衡的状态示意图。
26.图11为本发明中砂芯组翻转后进行下芯的状态示意图。
27.图中：砂芯组100、卡槽110、基板2、安装座21、夹具架3、第一伸缩装置300、定位柱301、支撑架31、支撑座311、顶板312、固定板313、定位孔314、滑轨315、翻转机构4、电机41、驱动轴42、第二伸缩装置43、压紧机构44、第三伸缩装置441、导向套442、压板443、压块4430、导向杆4431、夹持组件45、连接架451、滑块4510、第一转动套452、第二转动套453、夹持板454、卡块4540、第一链轮500、第一链条600、第二链轮710、第二链条720、转辊81、第一铰接板82、第二铰接板83、连接部84、模具箱900。
具体实施方式
28.下面，结合具体实施方式，对本技术做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
29.在本技术的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”、
ꢀ“
横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、
ꢀ“
前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本技术和简化描述，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、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本技术的具体保护范围。
30.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
31.本技术的其中一个优选的实施例，如图1至图11所示，一种旋转下芯夹具，包括夹
具架3，夹具架3的底部可拆卸的安装有基板2，基板2用于正向放置由多个砂芯整齐组成的砂芯组100。夹具架3的侧部安装有第一伸缩装置300，第一伸缩装置300可以将正向放置的砂芯组100进行上移，从而使其与基板2进行脱离。夹具架3的内部上方安装有翻转机构4，翻转机构4可以通过砂芯组100的两端对砂芯组100进行夹持夹紧，并且在砂芯组100与基板2脱离后，翻转机构4可以带动夹持的砂芯组100翻转180
°
，以使得砂芯组100处于反向放置的状态。随后反向放置的砂芯组100可以在第一伸缩装置300的驱动下进行下移，直至将反向放置的砂芯组100稳定的放置于模具箱900内以进行下芯。夹具架3上还安装有平衡机构，平衡机构可以在砂芯组100进行翻转的过程中对砂芯组100进行平衡，以保证砂芯组100翻转的稳定性。相比较传统的下芯方式，本技术在下芯过程中砂芯组100内各砂芯均相对保持稳定静止，从而可以有效的提高砂芯组100的下芯质量，进而保证v型发动机缸体铸件的铸造精度。
32.可以理解的是，砂芯组100中用于成型v型发动机缸体中活塞缸的部位朝上为砂芯组100的正向放置，反之为反向放置。由本领域的公知常识可知，在v型发动机缸体的铸造过程中，砂芯组100需要以反向放置的方式放置于模具箱900内。但是砂芯组100中用于成型活塞缸的部位凹凸不平，若在砂芯取出后直接将其反向放置于模具箱900内，容易导致各砂芯之间的精度误差较大，从而导致铸造后的铸件质量不合格。所以为了解决上述的问题，本技术在将砂芯取出后，通过砂芯底部的水平面正向放置于基板2，通过将多个所需的砂芯相互整齐排列以形成完整的砂芯组100，随后将基板2连同砂芯组100一起安装于夹具架3的底部，以使得通过翻转机构4先对砂芯组100进行机械夹紧，随后再将砂芯组100进行翻转下芯，以保证砂芯组100在下芯过程中的组合精度。
33.本实施例中，如图3所示，基板2的上端中部设置有安装座21，各砂芯通过底部的水平面正向整齐的排列安装于安装座21，通过安装座21可以保证基板2在移动的过程中砂芯组100内各砂芯的保持稳定。
34.本实施例中，在砂芯组100在第一伸缩装置300的驱动下与基板2进行脱离后，至砂芯组100在第一伸缩装置300的驱动下进行下芯前的这段时间内，可以将基板2拆卸，以使得模具箱900在砂芯组100未下芯前能够安装于夹具架3的底部，进而可以方便后续的砂芯组100的直接下芯。
35.本技术的其中一个实施例，如图4、图5、图7至图9所示，夹具架3的内部安装有支撑架31，支撑架31通过四角设置的定位孔314与夹具架3四角设置的定位柱301进行滑动连接。翻转机构4安装于支撑架31，同时第一伸缩装置300通过输出端与支撑架31侧部设置的顶板312进行连接，以使得支撑架31在第一伸缩装置300的驱动下沿定位柱301的轴向进行上移或下移，通过支撑架31的上下移动，可以带动翻转机构4以及被夹紧的砂芯组100同步进行上移或下移，从而可以实现正向放置的砂芯组100与基板2进行脱离，以及翻转后反向放置的砂芯组100进行下芯。
36.本实施例中，第一伸缩装置300的数量有多个，具体的数量可以根据实际的需要进行调整，例如图1、图7至图9所示，第一伸缩装置300的数量为四个，且四个第一伸缩装置300每两个为一组，两组的第一伸缩装置300分别位于支撑架31的两侧，且每组的两个第一伸缩装置300分别位于支撑架31的一侧两端，每个第一伸缩装置300均与支撑架31上设置的顶板312进行连接，以使得通过多个第一伸缩装置300可以稳定的驱动支撑架31以及与支撑架31
连接的翻转机构4和砂芯组100。
37.可以理解的是，第一伸缩装置300驱动砂芯组100上移的距离只需满足砂芯组100在翻转过程中不会对基板2产生干涉即可。具体的数值可以根据实际的砂芯组100的尺寸进行设置。
38.本技术的其中一个实施例，如图4至图6以及图9和图11所示，翻转机构4包括旋转部、一对夹持组件45和一对第二伸缩装置43。其中两个夹持组件45均通过上部分别滑动安装于支撑架31的两端，第二伸缩装置43固定安装于支撑架31，两个第二伸缩装置43通过输出端分别与对应的夹持组件45进行连接，以使得夹持组件45在第二伸缩装置43的驱动下相互靠近或远离，进而可以通过夹持组件45的下部对砂芯组100进行夹紧或放松。旋转部安装于支撑架31，旋转部与夹持组件45进行传动连接，以使得通过旋转部可以对夹持组件45夹持的砂芯组100进行翻转。
39.本实施例，如图4至图6所示，夹持组件45包括连接架451、第一转动套452、第二转动套453和夹持板454。其中第一转动套452和第二转动套453分别转动安装于连接架451的上部和下部，夹持板454安装于第二转动套453的端部，夹持板454的端面设置有卡块4540。连接架451的上部侧壁固定设置有滑块4510，以使得连接架451可以通过滑块4510与支撑架31上设置的滑轨315进行滑动连接，第二伸缩装置43的输出端与连接架451的上部进行连接，以使得第二伸缩装置43可以驱动连接架451沿滑轨315进行滑动，进而连接架451可以同步带动夹持板454相互靠近或远离。在夹持板454相互靠近时，夹持板454可以通过卡块4540与砂芯组100端部设置的卡槽110进行卡合夹紧，进而在砂芯组100进行翻转的过程中，通过卡块4540与卡槽110的配合，可以保证砂芯组100在翻转过程中保持稳定。第一转动套452与旋转部进行连接，第一转动套452和第二转动套453之间通过传动结构进行连接，以使得旋转部通过驱动第一转动套452来带动第二转动套453进行旋转，进而可以同步带动被夹持板454夹紧的砂芯组100进行翻转。
40.本实施例中，卡块4540和卡槽110的数量可以为多个，具体的数量可以根据实际的需要进行调整，例如图2、图4和图6所示，砂芯组100端部设置的卡槽110的数量为三个，进而夹持板454上设置的卡块4540的数量也为三个，且三个卡块4540和卡槽110均呈三角分布，以使得卡块4540和卡槽110对应卡合后，能够在砂芯组100进行翻转的过程中，对砂芯组100和夹持板454之间形成稳定的连接结构。
41.本实施例中，如图4至图6所示，旋转部包括电机41和驱动轴42，电机41固定安装于支撑架31的一端，驱动轴42通过支撑座311转动安装于支撑架31。驱动轴42为花键轴且驱动轴42通过一端与电机41的输出端进行连接，第一转动套452通过中心设置的花键孔与驱动轴42进行连接，以使得当连接架451在第二伸缩装置43的驱动下通过夹持板454对砂芯组100进行夹紧时，第一转动套452可以随连接架451沿驱动轴42进行轴向滑动。而当砂芯组100需要进行翻转时，电机41带动驱动轴42旋转，以使得第一转动套452在驱动轴42的驱动下进行旋转，进而可以通过传动结构带动第二转动套453以及被夹持板454夹紧的砂芯组100进行同步旋转。
42.可以理解的是，传动结构的结构有多种，例如图4和图6所示，传动结构包括设置于第一转动套452和第二转动套453的第一链轮500，第一链轮500之间通过第一链条600进行连接。传动结构还可以包括设置于第一转动套452和第二转动套453的带轮，两个带轮之间
通过皮带进行连接。当然传动结构包括但不限于上述的两种结构。
43.如图10所示，对砂芯组100的翻转过程进行受力分析。砂芯组100沿排列方向可以近似看作“y”形，从而在砂芯组100正向放置时，砂芯组100的重心基本位于砂芯组100正向放置的中线位置，其基本与连接架451的中线重合。而当砂芯组100进行翻转时，砂芯组100的重心与连接架451的中线产生偏移，偏移的距离假设为l，则砂芯组100在翻转的过程中，砂芯组100的重力g可以产生g
·
l大小的重力矩。砂芯组100的重力矩会对连接架451以及支撑架31产生单向的扭矩，长时间的使用会造成连接架451以及支撑架31产生单向疲劳，从而造成砂芯组100的下芯精度下降，进而影响砂芯组100的成型的v型发动机缸体铸件的质量。
44.为了解决上述的问题，本技术的其中一个实施例，可以于砂芯组100排列方向的一侧设置安装一平衡机构，平衡机构位于砂芯组100翻转方向的反向，以使得通过平衡机构能够产生与砂芯组100重力矩方向相反的扭矩，从而保证砂芯组100在翻转过程中保持稳定。
45.本实施例中，如图6和图8所示，平衡机构包括一对第二链轮710和第二链条720。支撑架31的每个侧部两端均固定有固定板313，两个第二链轮710对应转动安装于支撑架31一侧的两个固定板313，两个第二链轮710之间通过第二链条720进行连接。第二链条720呈条状，且第二链条720的一端固定于夹具架3的上部并位于其中一个第二链轮710的上方，第二链条720的另一端固定于夹具架3的下部并位于另一第二链轮710的下方，以使得支撑架31同侧的两个第二链轮710与第二链条720的连接方向相反。进而平衡机构在支撑架31上移的过程中，通过支撑架31侧部第二链条720的张紧产生相对与砂芯组100重力矩方向相反的扭矩，进而通过该扭矩可以对砂芯组100在翻转过程中产生的重力矩进行平衡。
46.平衡机构的具体工作原理，如图10所示，在支撑架31进行上移的过程中，位于支撑架31一侧的两个第二链轮710在第二链条720的啮合下，一个处于向下的拉紧状态，另一个处于向上的放松状态。假设拉紧的力为f，通过拉紧力f可以于支撑架31的一侧产生与砂芯组100重力矩方向相反的扭矩m，通过该扭矩m可以对砂芯组100产生的重力矩进行平衡。
47.本技术的其中一个实施例，如图4、图6和图11所示，支撑架31的中部还安装有压紧机构44。压紧机构44包括第三伸缩装置441、导向套442和压板443，第三伸缩装置441竖直安装于支撑架31，导向套442固定设置于支撑架31，压板443的上端与第三伸缩装置441的输出端连接，且压板443的还通过上端设置的导向杆4431与导向套442进行滑动连接，以使得压板443在第三伸缩装置441的驱动下沿导向套442的轴向进行下移，进而得以通过压板443上设置的压块4430与翻转后的砂芯组100朝上的底部上设置的凹槽进行挤压配合，从而在砂芯组100进行下芯的过程中，通过两个夹持板454以及压板443以实现对砂芯组100的三点夹紧定位，从而保证砂芯组100下芯的精度和稳定性。
48.本技术的其中一个优选实施例，如图7至图9以及图11所示，夹具架3的侧部与支撑架31的侧部均通过限位结构进行连接。限位结构包括转辊81、一对第一铰接板82和一对第二铰接板83。其中转辊81转动安装于夹具架3的侧部，两块第一铰接板82通过一端分别与转辊81的两端对应固定连接，两块第一铰接板82的另一端均与对应的第二铰接板83的一端进行铰接，第二铰接板83的另一端均转动安装有连接部84，并且连接部84与支撑架31的侧部进行固定连接。以使得当第一伸缩装置300驱动砂芯组100下移到极限位置进行下芯时，第一铰接板82与第二铰接板83处于平行的连接死点位置，进而保证支撑架31在下芯时的安全性。
49.可以理解的是，本技术的实施例中，第一伸缩装置300、第二伸缩装置43和第三伸缩装置441均为现有技术，可以为气缸、液压缸、丝杆驱动装置或其他具有类似功能的装置。
50.以上描述了本技术的基本原理、主要特征和本技术的优点。本行业的技术人员应该了解，本技术不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本技术的原理，在不脱离本技术精神和范围的前提下本技术还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本技术的范围内。本技术要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。