一种铸造型腔自动吹扫的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种铸造型腔自动吹扫机，所述的铸造型腔包括上箱（7）、下箱（10），所述的自动吹扫机设有机架、升降系统、吹扫系统、控制系统；所述的吹扫系统设有可作旋转运动的、空心管状的吹扫臂（8），在所述的吹扫臂（8）上设有多个吹嘴（9）；所述的吹扫臂（8）与压缩空气的供气管路（19）连接。采用上述技术方案，实现了铸造成型型腔表面附着的散砂或沙尘自动吹扫、清理，自动化程度高，替代人工工作，解放劳动力，提高了生产效率；散砂或沙尘清理干净、彻底，效果明显；持久稳定，提高了铸造产品的内在质量，降低了生产成本；广泛适宜于砂型造型铸造、金属模保温区衍砂造型铸造、铁模覆砂造型铸造等铸造前吹扫。
【专利说明】一种铸造型腔自动吹扫机
【技术领域】
[0001]本发明属于金属材料热加工成形的【技术领域】，涉及铸造浇注前的辅助工艺技术装备。具体地说，本发明涉及一种铸造浇注前自动吹扫工艺技术。
【背景技术】
[0002]目前，在铸造行业，造型后难免有散砂或沙尘附着在型腔表面，如果不及时清除，浇注后这些散砂或沙尘会融入铸件体内，造成铸件内部致命缺陷，影响铸件的内在质量。
[0003]清理造型遗留散砂或沙尘的传统办法是:工人在造型时，用嘴吹；或者用毛刷清除；或者用皮老虎吹扫。这些方式只能在一定程度上清理散砂或沙尘，不能根本清除。
[0004]现有技术中还有一种方式是:设计一种简单机械，通过人工借用吹扫工具完成吹扫清理，这种方式主要适用铸造生产线。采用这种工作方式，提高了工作效率。
[0005]但是，上述几种方式均需要人操作、人工清理，难免有疏漏；人工工作也存在疲劳现象，遇到大件更容易损伤铸造型腔，不能长久保证工作的稳定和有效性，也给产品质量带来隐患；简单机械装置结合人工工作，存在设备伤人的隐患。
【发明内容】
[0006]本发明提供一种铸造型腔自动吹扫机，其目的是在铸造浇注前对附着在铸造型腔表面上的散砂或沙尘进行自动吹扫、清理。
[0007]为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为:
[0008]本发明的铸造型腔自动吹扫机，其中:所述的铸造型腔包括上箱、下箱，所述的自动吹扫机设有机架、升降系统、吹扫系统、控制系统；所述的吹扫系统设有可作旋转运动的、空心管状的吹扫臂，在所述的吹扫臂上设有多个吹嘴；所述的吹扫臂与压缩空气的供气管路连接。
[0009]所述的机架包括机架立柱和机架顶座；所述的升降系统的结构为:所述的机架顶座的上表面设置与其固定连接的升降缸；在所述的机架顶座的下方，设升降头，所述的上箱通过固定在所述的升降头上的抓模机械手挂在所述的升降头的下方；所述的升降头与所述的升降缸向下伸出的活塞杆的端部固定连接。
[0010]所述的机架顶座上设置与其固定连接的导杆导套；所述的升降头上设置与其紧固连接的升降头导杆；所述的升降头导杆与所述的导杆导套为滑动配合。
[0011]所述的升降头导杆为两个或两个以上。
[0012]所述的机架立柱上设有竖直圆柱状的旋转柱，所述的吹扫臂的一端水平固定安装在所述的旋转柱的下部；所述的旋转柱的上下两端分别通过上轴座、下轴座安装在机架立柱上；所述的旋转柱的外圆柱表面上，设螺旋形的滑槽；所述的抓模机械手上设与其固定连接的滑动导杆，所述的滑动导杆的伸出端插入所述的滑槽并形成滑动配合。
[0013]所述的升降系统、吹扫系统均由控制系统控制，所述的控制系统为PLC智能控制系统。[0014]所述的滑槽的两端均设置一段竖直的直线槽。
[0015]所述的下箱旋转在模型承载车上，所述的模型承载车通过导轮在铸造线运行轨道上运行。
[0016]所述的升降缸采用升降液压缸，或采用升降气缸。
[0017]所述的吹嘴在吹扫臂上的分布规律为:从靠近旋转柱的一端至另一端密度逐渐减小；所述的吹嘴的口径逐渐增大。
[0018]本发明采用上述技术方案，实现了铸造成型型腔表面附着的散砂或沙尘自动吹扫、清理，自动化程度高，替代人工工作，解放劳动力，提高了生产效率；散砂或沙尘清理干净、彻底，效果明显；持久稳定，提高了铸造产品的内在质量，降低了生产成本；广泛适用于砂型造型铸造、金属I吴保温区衍砂造型铸造、铁I吴覆砂造型铸造等铸造?υ吹扫。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明:
[0020]图1为本发明的自动吹扫机结构示意图；
[0021]图2为图1所示结构的侧视图；
[0022]图3为本发明的吹扫系统示意图；
[0023]图4为本发明中吹扫旋转体的展开示意图。
[0024]图中标记为:
[0025]1、升降头导杆，2、升降缸,3、导杆导套,4、机架顶座,5、升降头,6、机架立柱,7、上箱，8、吹扫臂，9、吹嘴，10、下箱，11、模型承载车，12、铸造线运行轨道，13、抓模机械手，14、密封盖，15、上轴座，16、旋转柱，17、滑动导杆，18、滑槽，19、供气管道，20、羊毛毡，21、下轴座。
【具体实施方式】
[0026]下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
[0027]一、本发明的总体结构:
[0028]如图1至图4所示的本发明的结构是一种铸造型腔自动吹扫机，所述的铸造型腔包括上箱7、下箱10。
[0029]为了解决现有技术存在的问题并克服其缺陷，实现在铸造浇注前对附着在铸造型腔表面上的散砂或沙尘进行自动吹扫、清理的发明目的，本发明采取的技术方案为:
[0030]参见图1至图3，所示的铸造型腔自动吹扫机设有机架、升降系统、吹扫系统、控制系统，所述的吹扫系统设有可作旋转运动的、空心管状的吹扫臂8，在所示的吹扫臂8上设有多个吹嘴9 ;所示的吹扫臂8与压缩空气的供气管路19连接。
[0031]气嘴9与吹扫臂8上的中空管相通，所述的气嘴9的气道径向尺寸> 0.2mm ;所述气嘴9的长度及外形、截面形状不受具 体几何形状限制；且其材质也没有限制。
[0032]吹扫工作介质为压力气体。
[0033]所述的吹扫臂8末端的供气管道19接通压力气源，保证工作过程的压力气体的供应。
[0034]采用上述技术方案，可实现定点或不定点自动吹扫、清理。所述的自动吹扫机通过机架固定在铸造线上，实现定点自动吹扫；或者，所述的自动吹扫机机架实现线性往复移动模式，完成不定点自动吹扫。
[0035]本发明的自动化程度高，替代人工工作，解放劳动力，提高了生产效率；散砂或沙尘清理干净、彻底，效果明显；持久稳定，提高了铸造产品的内在质量，降低了生产成本。
[0036]综上所述，本发明广泛适用于砂型造型铸造、金属模保温区衍砂造型铸造、铁模覆砂造型铸造等铸造如吹扫。
[0037]二、升降系统:
[0038]参见图1和图2，所示的机架包括机架立柱6和机架顶座4 ;所述的升降系统的结构为:
[0039]所示的机架顶座4的上表面设置与其固定连接的升降缸2 ；
[0040]在所述的机架顶座4的下方，设升降头5，所述的上箱7通过固定在所述的升降头5上的抓模机械手13挂在所述的升降头5的下方；所述的升降头5与所述的升降缸2向下伸出的活塞杆的端部固定连接。
[0041]通过升降系统的工作，完成铸造模型型腔的开、合控制，实现铸造模型在浇注前的平稳开箱和合箱。并且便于自动吹扫。
[0042]升降系统通过PLC智能控制，按照铸造线的程序指令工作。
[0043]所示的机架顶座4上设置与其固定连接的导杆导套3 ;所示的升降头5上设置与其紧固连接的升降头导杆I ;所述的升降头导杆I与所述的导杆导套3为滑动配合。
[0044]所述的升降头导杆I为两个或两个以上。
[0045]升降头导杆I与导杆导套3的配合，使上箱的上下运动精度大大提高，保证产品质量和生产安全。
[0046]三、吹扫系统:
[0047]参见图3:所示的自动吹扫系统由旋转柱16、滑动导杆17、上轴座15、下轴座21、供气管道19、吹扫臂8、、吹嘴9组成。
[0048]其中的吹扫臂旋转控制机构为:
[0049]参见图3和图4，所示的机架立柱6上设有竖直圆柱状的旋转柱16，所述的吹扫臂8的一端水平固定安装在所述的旋转柱16的下部；所述的旋转柱16的上下两端分别通过上轴座15、下轴座21安装在机架立柱6上；所述的旋转柱16的外圆柱表面上，设螺旋形的滑槽18 ;所述的抓模机械手13上设与其固定连接的滑动导杆17，所述的滑动导杆17的伸出端插入所述的滑槽18并形成滑动配合。
[0050]所述的旋转柱16，通过上轴座15和下轴座21实现轴向固定。
[0051]为减小旋转柱16运动时的阻力，所述的上轴座15及下轴座21设置有深沟球轴承、推力球轴承，减小旋转轴旋转的阻力，提高灵活性，延长了旋转轴使用寿命。
[0052]在下轴座21上设置羊毛毡20，起到密封作用。
[0053]在上轴座15上设置密封盖14，同样起到密封作用。
[0054]所述的升降系统的动作时，升降系统连接带动旋转柱16旋转，目的是实现吹扫臂8旋转，完成连续吹扫。旋转柱16实现圆周旋转吹扫。[0055]自动吹扫系统通过滑动导杆17与升降系统连接，目的是在升降系统工作时，实现自动吹扫系统自动与升降系统保持同步工作。
[0056]所述的旋转柱16截面形状还可以为方形等其它形状。
[0057]所述的吹扫系统实现2次或2η次吹扫清理:所述自动吹扫机对每一铸造模型型腔表面实现二次吹扫。为确保了对散砂或沙尘清理的效果。所述的旋转体的滑槽的旋转角通过间断性多段次90°旋转设计，旋转轴在升降系统通过连接臂的带动下，理论上可实现2η次吹扫。
[0058]四、滑槽的结构设计:
[0059]所述的滑槽18可以设置为凹槽，或设置为凸槽。所述的滑槽18运行轨迹为螺旋线，通过滑动导杆17的作用，带动吹扫臂8进行回转。
[0060]所述的滑槽18的运行旋转角>0°，可实现数倍360°的角度旋转，一般为0°~720°范围；所以，旋转柱16的转动的旋转角<0°，所述滑槽18的旋转角可以以360°的倍数设计，可实现旋转柱16数倍360°的角度旋转。
[0061]所述滑槽18的旋转角为间断性多段次90°设置，实现多次吹扫。
[0062]所述的滑槽18的旋转角以360°的倍数设计，吹扫臂8连续实现顺时针或逆时针360°的旋转，可对以旋转柱16为中心的圆周方向布置的模型型腔表面吹扫清理，扩大了吹扫范围，提高了生产效率。
[0063]所述的滑槽18的两端均设置一段竖直的直线槽。所述的滑槽18运行轨迹为螺旋线和直线结合。所述的滑槽18直线运行长度> 0mm，使吹扫臂8在该范围内不进行旋转。
[0064]所述滑槽18螺旋升角方向有左旋、右旋两种，实现旋转轴顺时针或逆时针旋转。
[0065]五、旋转柱的设计:
[0066]参见图4，为旋转柱16的展开图。其原理是:
[0067]图示为旋转柱16逆时针旋转模式，旋转角度为90° ;滑动导杆17 —端锁在旋转柱16上的滑槽18内。
[0068]升降系统提升时，滑动导杆17自0°处下端“R”点向上滑动，此时旋转柱16保持不动，吹扫臂8处在0°位置；
[0069]当滑动导杆17移动至螺旋线“S/左旋”的起点时，旋转柱16在滑动导杆17的作用下开始旋转，供气管道19开始供气，高压气体通过吹扫臂8经吹嘴9实现强力吹扫；
[0070]滑动导杆17到达“S/左旋”末端,旋转柱16停止旋转,完成90°逆时针转动；
[0071]滑动导杆17继续滑动到上端“R”处后，提升系统开始下降，旋转柱16顺时针旋转，直到连接臂回到“O° ”点，同时完成二次吹扫，供气管道19停止供气，吹嘴9停止工作。
[0072]上述工作过程实现的是对特定点的某一铸造模型型腔面进行自动吹扫、清理。
[0073]如果采用右旋，其工作情况正好相反。
[0074]六、下箱的移动方案:
[0075]所述的下箱10旋转在模型承载车11上，所述的模型承载车11通过导轮在铸造线运行轨道12上运行。
[0076]升降动力介质为压力油或压力气体，即:所述的升降缸2采用升降液压缸，或采用升降气缸。
[0077]七、控制系统:[0078]所述的升降系统、吹扫系统均由控制系统控制，所述的控制系统为PLC智能控制系统。
[0079]为了实现自动吹扫，所述的自动吹扫系统与升降系统关联，通过PLC等自动控制；所述的自动吹扫系统与升降系统同步工作。
[0080]自动吹扫机可通过PLC或简单电路控制，实现自动或半自动工作模式完成吹扫。所述的吹扫机通过PLC智能控制，按照铸造线的程序指令工作；或通过简单电路控制，完成自动吹扫工作。
[0081]八、所述的吹嘴9在吹扫臂8上的分布规律为:
[0082]从吹扫臂8靠近旋转柱16的一端至另一端，吹嘴9密度逐渐减小；所述的吹嘴9的口径逐渐增大。
[0083]因为，如果吹嘴9的密度和口径按均匀分布，吹扫臂8靠近旋转柱16的一端的回转半径小，其单位面积气体的流量就会很大。远端气体流量小，吹扫效果较差。采用上述技术方案后，就使整个型面上的吹扫的气体量大致均匀，提高总体吹扫效果。
[0084]上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种铸造型腔自动吹扫机，所述的铸造型腔包括上箱(7)、下箱(10)，其特征在于: 所述的自动吹扫机设有机架、升降系统、吹扫系统、控制系统； 所述的吹扫系统设有可作旋转运动的、空心管状的吹扫臂(8)，在所述的吹扫臂(8)上设有多个吹嘴(9)； 所述的吹扫臂(8)与压缩空气的供气管路(19)连接。
2.按照权利要求1所述的铸造型腔自动吹扫机，其特征在于: 所述的机架包括机架立柱(6)和机架顶座(4)； 所述的升降系统的结构为: 所述的机架顶座(4)的上表面设置与其固定连接的升降缸(2)； 在所述的机架顶座(4)的下方，设升降头(5)，所述的上箱(7)通过固定在所述的升降头(5)上的抓模机械手(13)挂在所述的升降头(5)的下方； 所述的升降头(5)与所述的升降缸(2)向下伸出的活塞杆的端部固定连接。
3.按照权利要求2所述的铸造型腔自动吹扫机，其特征在于: 所述的机架顶座(4)上设置与其固定连接的导杆导套(3)； 所述的升降头(5)上设置与其紧固连接的升降头导杆(I); 所述的升降头导杆(I)与所述的导杆导套(3)为滑动配合。
4.按照权利要求3所述的铸造型腔自动吹扫机，其特征在于:所述的升降头导杆(I)为两个或两个以上。
5.按照权利要求2至4中任一项所述的铸造型腔自动吹扫机，其特征在于: 所述的机架立柱(6)上设有竖直圆柱状的旋转柱(16)，所述的吹扫臂(8)的一端水平固定安装在所述的旋转柱(16)的下部； 所述的旋转柱(16)的上下两端分别通过上轴座(15)、下轴座(21)安装在机架立柱(6)上；所述的旋转柱(16)的外圆柱表面上，设螺旋形的滑槽(18)； 所述的抓模机械手(13)上设与其固定连接的滑动导杆(17)，所述的滑动导杆(17)的伸出端插入所述的滑槽(18)并形成滑动配合。
6.按照权利要求5所述的铸造型腔自动吹扫机，其特征在于:所述的升降系统、吹扫系统均由控制系统控制，所述的控制系统为PLC智能控制系统。
7.按照权利要求5所述的铸造型腔自动吹扫机，其特征在于:所述的滑槽(18)的两端均设置一段竖直的直线槽。
8.按照权利要求1至4中任一项所述的铸造型腔自动吹扫机，其特征在于:所述的下箱(10)旋转在模型承载车(11)上，所述的模型承载车(11)通过导轮在铸造线运行轨道(12)上运行。
9.按照权利要求2所述的铸造型腔自动吹扫机，其特征在于:所述的升降缸(2)采用升降液压缸，或采用升降气缸。
10.按照权利要求5所述的铸造型腔自动吹扫机，其特征在于:所述的吹嘴(9)在吹扫臂(8)上的分布规律为:从吹扫臂(8)靠近旋转柱(16)的一端至另一端，吹嘴(9)密度逐渐减小；吹嘴(9)的口径逐渐增大。
【文档编号】B22C9/12GK103464688SQ201310364307
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年8月20日 优先权日:2013年8月20日
【发明者】周道宏, 王登国, 朱庆华, 张国华 申请人:安徽省宁国新宁装备制造科技发展有限公司