三平移一转动四自由度混联振动铸造机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及振动铸造设备领域，尤其涉及一种三平移一转动四自由度混联振动铸造机，最多可同时实现铸型的空间四个自由度的振动。
【背景技术】
[0002]现有的金属铸件在浇注过程中，由于砂箱或铸模处于静止状态，金属液体中的气泡难以溢出，不利于夹渣的上浮和金属液体在凝固过程中的流动，尤其是中、大型钢铁铸件由于铸件整体结构壁厚差异大，常规工艺都难以保证整体均衡冷却，局部容易产生裂纹、缩松、缩孔、夹渣、晶粒粗大等缺陷，严重影响铸件产品质量的提高。特别是大型铸钢件，经无损检测，铸造缺陷尤为突出，补焊、修整工作量大，废品率偏高，加大生产成本。另外，因现有技术中浇冒口系统是靠冒口的金属重量作为系统压力，需要金属占有量大，所以造成整个铸造成本尚。
[0003]目前现有专利也提出了一些解决方案，如申请号为200720049505.2的专利提出了一种液压振动浇铸设备的实施方案，申请号为201020117378.7的专利公布了一种利用半圆轴的离心运动产生振动的机械振动铸造机等，但这些专利所提出的振动装置都只能产生1-2个自由度的振动，且液压振动台成本较高，维护不便。传统的激振装置使用时都通过压缩弹簧或弹簧板支撑铸型，铸型的部分自由度受到约束，且振动自由度少，仅仅依靠提高振动幅度和强度(振动强度过大还可能破坏砂型)来提高振动效果的能力有限，已不能满足生产实际的需求。本实用新型的第一发明人设计的专利号为201110027373.4的中国专利公开了一种四自由度振动铸造机，由砂斗、上平台、悬臂架、承重架、L型支架、拉簧、振动电机、振动电机固定装置和底座组成，其激振装置为由十台振动电机组成的惯性激振器，各方向的振动干扰较大，且砂箱无法实现绕水平轴的转动。本实用新型的第一发明人设计的专利号为201110078872.6的中国专利公开了一种三维并联振动铸造机，由砂箱、振动平台、纵向振动链、横向振动链、振动电机、悬支架、弹簧、主支架和底座组成，可以实现砂箱沿着空间X、Y和Z三个方向的直线往复振动，具有三个振动自由度，但该专利的技术方案也无法实现砂箱绕水平的X轴或Y轴转动。上述现有技术对于一些型腔复杂、液态金属流动性差和铸件质量要求高的铸型以及一些中、大型钢铁铸件的铸造生产无法满足需要。因而，迫切需要一种不仅能够实现砂箱空间三维移动，还能实现砂箱绕水平轴转动的多自由度振动铸造设备。
[0004]本实用新型涉及的三平移一转动四自由度混联振动铸造机，由于能实现空间沿X、Y、Z三个方向的振动，且各振动方向的振动幅度、频率等参数可单独控制和调节，还能实现砂箱绕水平轴的往复回转振动，且往复回转振动的方向可调节，本实用新型能克服现有振动铸造设备的技术缺陷。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种三平移一转动四自由度混联振动铸造机，特别是能使砂箱同时实现空间三个移动和一个绕水平往复回转共四个自由度的振动，能克服现有振动铸造设备的技术缺陷，提尚液态金属的充型能力、细化晶粒，提尚铸件力学性能，改善铸件质量，同时降低设备的制造成本和运行功耗。
[0006]本实用新型所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现。
[0007]一种三平移一转动四自由度混联振动铸造机，包括减振机架、横向激振装置、纵向激振装置、垂向激振装置、平移振动台、悬挂弹簧、回转激振装置、复位弹簧和可旋转砂箱。其中，所述的减振机架由底座、橡胶减振块和主机架组成。用于减振的橡胶减振块位于底座与主机架之间，且与底座、主机架之间均通过螺钉相连接；在底座四周设有地脚螺栓孔；在所述的主机架上设有横支梁、纵支梁和顶梁，在顶梁的两端还设有弹簧悬挂器，所述的弹簧悬挂器与顶梁之间通过螺栓相连接。所述的弹簧悬挂器用于钩挂悬挂弹簧并调节平移振动台和可旋转砂箱的姿态。所述的平移振动台包括振台支撑板和L型支架，所述的L型支架与所述的振台支撑板之间通过螺钉相连接。所述的横向激振装置的底部固定安装在主机架的横支梁上，所述的纵向激振装置的底部固定安装在主机架的纵支梁上，横向激振装置与纵向激振装置的顶部固定安装在振台支撑板的底部。所述的垂向激振装置包括两台对称布置安装在振台支撑板底面的振动电机，两台振动电机的规格参数相同，且轴线相互平行，两台振动电机同步反向转动，振动电机的激振力合成后可产生沿垂直方向的往复振动。所述的平移振动台与减振机架的主机架之间通过四根悬挂弹簧相连接，悬挂弹簧的上端钩挂在弹簧悬挂器上，悬挂弹簧的下端钩挂在平移振动台的L型支架的底部，使得平移振动台与安装在其上方的可旋转砂箱处于悬挂状态，相对底部弹性支撑结构可以最大限度地降低可旋转砂箱的各方向所需的激振动力。所述的回转激振装置位于平移振动台的振台支撑板与可旋转砂箱之间，用于驱动可旋转砂箱产生绕水平轴的往复回转振动。所述的可旋转砂箱与平移振动台的振台支撑板之间通过四根复位弹簧相连接。平移振动台为横向激振装置、纵向激振装置和垂向激振装置的振动输出平台，横向激振装置可使砂箱产生沿横向的往复振动，纵向激振装置可使砂箱产生沿纵向的往复振动，垂向激振装置可使砂箱产生沿垂直方向的往复振动。
[0008]所述的横向激振装置包括横向驱动马达、横向凸轮、横向传递梁、横向马达支架、横向振动链和横向滑座。所述的横向马达支架的两端通过螺钉固定安装在主机架的横支梁上，所述的横向驱动马达固定安装在横向马达支架上，为横向凸轮的旋转提供动力；所述的横向凸轮位于横向驱动马达的上方，且与横向驱动马达的输出轴通过平键相连接；所述的横向滑座有两组，且对称固定安装在主机架的横支梁上；所述的横向传递梁的中部设有第一方形孔，在所述的第一方形孔的前后两个内侧面上设有横向耐磨滑板，所述的横向传递梁的左右两端通过螺钉安装在横向滑座上。所述的横向凸轮的外缘面与横向传递梁的横向耐磨滑板保持接触，以驱动横向传递梁产生横向往复振动。所述的横向振动链有两组，且对称布置在横向传递梁与振台支撑板之间，用于将横向驱动马达和横向凸轮产生的横向振动传递给振台支撑板。
[0009]所述的横向振动链包括下横向连杆座、第一横向连杆、第二横向连杆和上横向连杆座。所述的下横向连杆座的底部通过螺钉固定安装在横向传递梁上，所述的第一横向连杆与下横向连杆座通过第一横向转动副相连接；所述的第二横向连杆与第一横向连杆通过第二横向转动副相连接；所述的第二横向连杆与上横向连杆座通过第三横向转动副相连接；所述的上横向连杆座通过螺钉固定安装在振台支撑板上；所述的第一横向转动副、第二横向转动副、第三横向转动副的轴线相互平行。
[0010]所述的横向滑座包括内部设有直线轴承的横向滑块、横向导轨、横向减振弹簧和横向导轨座。所述的横向导轨为圆柱形直线导轨，且所述的横向导轨两端通过横向导轨座固定安装在横支梁上；所述的横向滑块通过内置的直线轴承与横向导轨相连接；所述的横向减振弹簧位于横向滑块与横向导轨座之间，且横向减振弹簧套在横向导轨上。所述的横向传递梁在横向驱动马达和横向凸轮的驱动下可沿着横向导轨滑移。
[0011]所述的纵向激振装置包括纵向驱动马达、纵向凸轮、纵向传递梁、纵向马达支架、纵向振动链和纵向滑座。所述的纵向马达支架的两端通过螺钉固定安装在主机架的顶梁上，所述的纵向驱动马达固定安装在纵向马达支架上，为纵向凸轮的旋转提供动力；所述的纵向凸轮位于纵向驱动马达的下方，且与纵向驱动马达的输出轴通过平键和螺钉相连接；所述的纵向滑座有两组，且对称固定安装在主机架的纵支梁上；所述的纵向传递梁的中部设有第二方形孔，在所述的第二方形孔的前后两个内侧面上设有纵向耐磨滑板，所述的纵向传递梁的左右两端通过螺钉安装在纵向滑座上；所述的纵向凸轮的外缘面与纵向传递梁的纵向耐磨滑板保持接触，以驱动纵向传递梁产生纵向往复振动。所述的纵向振动链有两组，且对称布置在纵向传递梁与振台支撑板之间，用于将纵向驱动马达和纵向凸轮产生的纵向振动传递给振台支撑板。
[0012]所述的纵向振动链与横向振动链的结构