一种旋转式四工位洁净取注浆的制造方法
【专利摘要】一种旋转式四工位洁净取注浆机，其特征是包括一个机架（1）、一个回转动力组件（2）、一个回转支架（3）、四组结构相同的升降取料机构，回转动力组件（2）固定在机架（1）顶端，回转支架（3）设置在回转动力组件（2）的输出轴（26）上，四组升降取料机构分别安装在回转支架（3）的四个固定安装块（32）上。本发明能够连续、高效、洁净的进行半固态浆料的取注，有效的提高了半固态金属加工的工作效率和保证浆料在取注过程中的质量。
【专利说明】一种旋转式四工位洁净取注浆机
【技术领域】
[0001]本发明属于半固态金属加工【技术领域】。
[0002]【背景技术】
半固态金属加工技术作为一种新型的金属成形工艺，具有优质、高效、低成本、清洁和敏捷的特性，被国内外许多著名专家称为是“21世纪最有发展前途的近净成形技术”。
[0003]近年来，我国在半固态金属成型技术研究领域也取得了很大的进展，但在工业应用方面并没有取得很大的突破，特别是大容量半固态浆料制备方面难以突破，金属液从保温炉取出到注入半固态浆料制备装置(或半固态浆料从半固态浆料制备装置取注到挤压成形设备)的过程，如何保证金属浆料洁净度、如何保证金属浆料的温度，对半固态制浆成败至关重要。
[0004]为此，需要使用既能够方便的实现金属浆料的取注及转移，又能保证金属浆料在取注过程中不受污染，能够高质量的完成金属浆料转移的设备，才能有效提高半固态金属加工的效率和质量，使半固态金属加工实现产业化。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是为了提供一种既能够方便的、连续的实现金属浆料(或金属液)的取注及转移，又能保证金属浆料在取注过程中不受污染，能够高质量的完成金属浆料转移的设备。
[0006]为达到上述目的，本发明采用以下技术方案。
[0007]旋转式四工位洁净取注浆机，包括一个机架(I)、一个回转动力组件(2)、一个回转支架(3)、四组升降取料机构，回转动力组件(2)固定在机架(I)顶端，回转支架(3)设置在回转动力组件(2)的输出轴(26)上，四组升降取料机构分别安装在回转支架(3)的四个固定安装块(32)上。
[0008]本发明所述机架(I)包括主支柱(11)、加强筋(14)、安装底座(12)和安装平台
(13)。所述安装底座(12)通过加强筋(14)固定在主支柱底端(11);所述安装平台(13)通过加强筋(14 )固定在主支柱(11)顶端。
[0009]本发明所述回转动力组件(2)包括第一伺服驱动马达(21)、一减速支撑箱(28)及一输出轴系。第一伺服驱动马达(21)固定在减速支撑箱(28)侧面；减速支撑箱(28)固定在安装平台(13)上；输出轴系，包括一对锥齿轮、一输出轴(26)和上下端轴承组成，小锥齿轮(22)固定在第一伺服驱动马达(21)的轴线上，大锥齿轮(23)固定在输出轴(26)上，小锥齿轮(22)与大锥齿轮(23)组成一齿轮副，输出轴(26)设置在减速减速箱(28)中心线上，上端由一深勾球轴(27)支承，下端由一推力轴承(24)和一深勾球轴承(27)共同支承。
[0010]本发明所述回转支架(3)设置在减速支撑箱(28)的输出轴(26)上，通过第一伺服驱动马达(21)驱动其转动，其四支架梁(31)的末端均设有固定安装块(32 )，固定安装块上设有导轨(321)。
[0011]本发明所述四组升降取料机构，具有相同的结构。升降取料机构包括第二伺服驱动组件(4)、外套管组件(5)、活塞杆组件(6)、闭式罐体组件(J)。其中。
[0012]所述第二伺服驱动组件(4)包括第二伺服驱动马达(41)、固定架(43)和一直齿轮
(42)。第二伺服马达(41)安装在固定架(43)上；固定架(43)设置在固定安装块(32)上；直齿轮(42)设置在第二伺服马达(41)的转轴上。
[0013]所述外套管组件(5 )包括三阶外套管、齿条(531)及上、下限位块。所述三阶外套管为长度不同的外套管，第二阶外套管(52)固定在第一阶外套管(51)上端，第三阶外套管(53)固定在第二阶外套管(52)上端；齿条(531)固定在第三阶外套管(53)上，并与固定安装块(32)上的导轨(321)组成导轨副，同时齿条(531)与直齿轮(42)相啮合，共同组成齿轮齿条副。
[0014]所述活塞杆组件(6)包括活塞杆(61)和液压驱动缸(64)。活塞杆(61)由两活塞杆轴承(66)支承设置在外套管中心，活塞杆(61)内置电加热管(65);液压驱动缸(64)固定在第二阶外套管(52 )上端，通过连轴器(62 )与活塞杆(61)相连接，并驱动其上下移动，实现活塞杆(61)与阀口(713)的闭合。
[0015]所述闭式罐体组件(7)包括罐体(71)、液面检测装置(74)及环形加热电阻(73)。闭式罐体(71)包括罐体内层(711)、罐体外层(712)及罐体端盖(72)组成,罐体端盖(72)固定在第一阶外套管底端，罐体内层(711)和罐体外层(712)共同固定在罐体端盖(72)上，三者组成一闭式罐体，罐体端盖(72)上置一入气嘴(75);液位检测装置(74)固定在罐体端盖上，其探头伸入罐体(71)内；环形加热电阻(73)夹固在罐体内层(711)和罐体外层(712)之间。
[0016]本发明的有益效果。
[0017]1、本发明采用旋转式四工位作业方式，四闭式罐体可同时在不同工位进行不同或相同的工作，可以实现两注两取或四注四取，两注两取就是两互为180度角的罐体(71)同时进行取浆作业，另两罐体进行注浆作业，四注四取就是四个罐体同时进行取浆或注浆作业，由于回转支架(3)采用旋转式，各罐体之间的作业方式完全可以实现循环式变换，通过合理布置熔炼炉、半固态浆料制备装置及挤压成型设备的位置，同时通过合理设置回转支架(3)的转角和转速，本发明可以连续不间断高效的进形半固态加工作业。
[0018]2、本发明通过伺服电机驱动直齿轮(42)转动，带动齿条(531)在导轨内上下移动，可便捷、准确控制罐体(71)在垂直方向上的位置和运动速度，使本发明能很好的适应各种不同的工作环境，很好的与其他半固态加工成形设备相衔接。
[0019]3、本发明采用闭式罐体(71)取注浆料，在浆料的整个搬移过程中，闭式罐体(71)始终被通入氮气，从而将罐内空气驱除，使整个浆料取注过程在惰性气体中进行，有效的防止了氧气、烟尘等各种杂质对浆料的污染，实现洁净取注。
[0020]4、本发明在工作过程中，采用加热装置对闭式罐体(71)及活塞杆(61)进行加热，使在浆料的取注过程中与浆料接触的部件，始终保持与浆料工艺要求相一致的温度，有效防止本发明中与高温浆料接触的部件对浆料温度产生的不良影响。
[0021]5、本发明采用闭式罐体(71)浸入到金属液内进行取样，由于所取金属液位置既不是保温炉顶部，也不是保温炉底部，而是在保温炉中部，因此在取浆的开始就避免了浆料的氧化和其他杂质的进入，所取金属液(或金属浆料)没有受到污染，是洁净度最高的浆料，实现对浆料的洁净取注。[0022]本发明通过采用上述技术，能够连续、高效、洁净的进行半固态浆料的取注，有效的提高了半固态金属加工的工作效率和保证浆料在取注过程中的质量。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1为本发明的立体结构示意图。
[0024]图2为本发明的剖示意图。
[0025]图3是图2的A部局部放大示意图。
[0026]图4是图2的B部局部放大示意图。
[0027]图5是图2的C部局部放大示意图。
[0028]图中:1为机架；11为主支柱；12为安装底座；13为安装平台；14为加强筋；2为回转动力组件；21为第一伺服马达；22为小锥齿轮；23为大锥齿轮；24为推力轴承；25为轴承压圈；26为输出轴；27为深勾球轴承；28为减速支撑箱；29为轴承端盖；3为回转支架；31为支架梁；32为固定安装块；321为导轨；4为第二伺服驱动组件；41为第二伺服马达；42为直齿轮；43为固定架；5为外套管组件；51为第一阶外套管；52为第二阶外套管；53为第三阶外套管；531为齿条；54为下限位块；55为上限位块；6为活塞杆组件；61为活塞杆；62为连轴器；63为液压杆；64为液压缸；65为电加热管；66为活塞杆轴承；7为闭式罐体组件；71为罐体；711为罐体外层；712为罐体内层；713为阀口 ；72为罐体端盖；73为环形加热电阻；74为液位检测装置；75为进气嘴。
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图和实例对本发明做进一步详细说明。
[0030]如附图1及2所示，本发明所述的旋转式四工位洁净取注浆机，主要包括一个机架1、一个回转动力组件2、一个回转支架3、四组升降取料机构。
[0031]所述机架I包括主支柱11、安装底座12和安装平台13组成，安装底座12通过加强筋14固定在主支柱11底端，通过螺钉将其固定在所需位置，安装平台13通过加强筋14固定在主支柱11顶端。
[0032]所述回转动力组件2包括第一伺服驱动马达21和一减速支撑箱28及一输出轴系组成，所述第一伺服驱动马达21固定在减速支撑箱28侧面，并驱动回转支架3转动；所述减速支撑箱28通过螺栓固定在安装平台13上；所述轴系包括一对锥齿轮、一输出轴26及上下端轴承组成，小锥齿轮22固定在第一伺服驱动马达21的轴线上，大锥齿轮23固定在输出轴26上，小锥齿轮22与大锥齿轮23组成一齿轮副，输出轴设置在减速支撑箱28中心线上，由于输出轴26上端主要受回转支架3对其的径向力，所以其上端由一深勾球轴27支7承，由于输出轴26下端既受径向力又受来自回转支架3的轴向力，因此采用一推力轴承24和一深勾球轴承27共同支承，输出轴26轴肩压在推力轴承上，深勾球轴承27设置在推力轴承下端，两者之间置一轴承压圈25,上端深勾球轴承27用轴承端盖29固定。
[0033]所述回转支架3设置在减速支撑箱28的输出轴26上，通过第一伺服驱动马达21驱动其转动，其四支架梁31的的末端均设有固定安装块32，固定安装块32上设有导轨321。
[0034]所述升降取料机构包括第二伺服驱动组件4、外套管组件5、活塞杆组件6、闭式罐体组件7组成。
[0035]所述第二伺服驱动组件4包括第二伺服驱动马达41、固定架43和一直齿轮42组成，所述第二伺服马达41安装在固定架43上，所述固定架43安装在固定安装块32上，所述直齿轮42设置在第二伺服马达41的转轴上，并受第二伺服马达41所驱动。
[0036]所述外套管组件5包括三阶外套管、齿条531及上、下限位块组成，第一阶外套管51固定在罐体端盖72上，两者之间夹固着一活塞杆轴承66，第二阶外套管52底端固定在第一阶外套管51顶端，两者之间夹固着一活塞杆轴承66，第三阶外套管53固定在第二阶外套管52顶端；所述齿条531焊接在第三阶外套管53上，并与固定安装块32上的导轨321组成导轨副，同时齿条531与直齿轮42相啮合，共同组成齿轮齿条副，通过第二伺服驱动马达41带动其上下运动，从而控制罐体的上下位置的移动和移动速度。
[0037]所述活塞杆组件6包括活塞杆61、两活塞杆轴承66和液压驱动缸64组成，所述两活塞杆轴承66分别夹固在罐体端盖72与第一阶外套管51之间和第一阶外套管51与第二阶外套管52之间，对活塞杆61起支承和导向作用:活塞杆61设置在两活塞杆轴承66中心，活塞杆61可沿轴线上下移动，其内置电加热管65，在工作过程中对其进行加热控制，使其温度符合半固态浆料工艺要求；所述液压驱动缸64固定在第二阶外套管52顶端，液压杆63与活塞杆61通过联轴器62相连接，并驱动活塞杆61上下移动，实现活塞杆61与阀口713的闭合，通过控制活塞杆61与阀口 731闭合的大小，实现对浆料的流量控制。
[0038]所述闭式罐体组件包括罐体71、液位检测装置74及环形加热电阻73组成，所述罐体71包括罐体内层711、罐体外层712及罐体端盖72组成，罐体端盖72固定在第一阶外套管51底端，罐体内层711和罐体外层712共同固定在罐体端盖72上，三者组成一闭式罐体，罐体端盖72上置一进气嘴75，进气嘴75与外部抽气机相连，通过改变罐体内氮气的压强，实现对金属熔体的吸注，在浆料的整个取注过程中，闭式罐体内始终被通入氮气，从而将罐内空气驱除，使整个浆料取注过程在惰性气体中过行，有效的防止了氧气、烟尘等各种杂质对浆料的污染，实现洁净取注；所述液位检测装置74固定在罐体端盖(72)上，其探头伸入罐体71内，通过探头可以检测所取浆料的体积，实现定量取注；所述环形加热电阻73夹固在罐体内层711和罐体外层712之间，在工作前对其通电，加热罐体71到预设温度，使罐体71在工作过程中始终保持与浆料工艺要求相一致的温度，有效防止本发明中与高温浆料接触的部件对浆料温度产生的不良影响。
[0039]本发明两注两取作业时工作过程如下。
[0040]工作开始前，对灌体71与活塞杆61进行通电加热，当其加热到预设温度时，第二伺服驱动马达41开始工作，驱动罐体71垂直下降，使其逐步浸入金属液中，当闭式罐体浸入到金属液一定深度后，第二伺服驱动马达41停止工作，罐体71停止下降，液压驱动缸64驱动活塞杆61向上运动，罐底阀门713打开，与进气嘴75相连的外部抽气机开始工作，使罐体内气体压强小于外界气体压强，金属液通过底部阀门713进入罐体71内，当液位检测装置64检测到罐体71内金属液达到需求量后,抽气机停止工作,液压驱动缸64驱动活塞杆61向下运动，罐底阀门713关闭，然后闭式罐体在第二伺服驱动马达41驱动下随升降机构垂直上升，当闭式罐体完全脱离保温炉后，第二伺服驱动马达41停止工作，罐体71停止上升，第一伺服驱动马达21开始工作，驱动回转支架3转动，从而带动罐体71转动，使罐体71快速离开保温炉，同时第二伺服驱动马达41开始工作，罐体71开始下降，回转支架转过90度时，罐体到达半固态浆料制备装置入口(或挤压成形设备料杯口)，第一伺服驱动马达21和第二伺服驱动马达41停止工作，液压驱动缸64驱动活塞杆61向上运动，罐底阀门713打开，与进气嘴相连的外部抽气机开始工作，使罐体内气体压强大于外界气体压强，金属液(或金属浆料)在重力及气体压力共同作用下流入半固态浆料制备装置(或挤压成形设备料杯口)，完成将金属液从保温炉内定量取出，并注入半固态浆料制备装置内(或挤压成形设备料杯内)的取注任务。然后，阀门713关闭，抽气机停止工作，回转支架再转过90度，罐体在下一个工位重新开始新一次浆料的注取，如此不断循环，旋转式四工位洁净取注浆机能高效连续不断的进行工作。由于四个罐体同时在四个不同工位上进行工作，两罐体进行取料，另外两罐体进行浇注，因此称之为“两注两取”作业方式。“四注四取”工作方式就是，四个罐体同时进行取料，又同时进行浇注，此作业方式适用于回转支架每转过45度为一工作位置。
【权利要求】
1.一种旋转式四工位洁净取注浆机，其特征是包括一个机架(I)、一个回转动力组件(2)、一个回转支架(3)、四组结构相同的升降取料机构，回转动力组件(2)固定在机架(I)顶端，回转支架(3)设置在回转动力组件(2)的输出轴(26)上，四组升降取料机构分别安装在回转支架(3)的四个固定安装块(32)上； 所述机架(I)包括主支柱(11 )、加强筋(14)、安装底座(12)和安装平台(13);安装底座(12)通过加强筋(14)固定在主支柱底端(11);安装平台(13)通过加强筋(14)固定在主支柱(11)顶端； 所述回转动力组件(2)包括第一伺服驱动马达(21)、一减速支撑箱(28)及一输出轴系；第一伺服驱动马达(21)固定在减速支撑箱(28)侧面；减速支撑箱(28)固定在安装平台(13)上；输出轴系，包括一对锥齿轮、一输出轴(26)和上下端轴承组成，小锥齿轮(22)固定在第一伺服驱动马达(21)的轴线上，大锥齿轮(23)固定在输出轴(26)上，小锥齿轮(22)与大锥齿轮(23 )组成一齿轮副，输出轴(26 )设置在减速减速箱(28 )中心线上，上端由一深勾球轴(27)支承，下端由一推力轴承(24)和一深勾球轴承(27)共同支承； 所述回转支架(3)设置在减速支撑箱(28)的输出轴(26)上，通过第一伺服驱动马达(21)驱动其转动，其四支架梁(31)的末端均设有固定安装块(32)，固定安装块上设有导轨(321)； 所述升降取料机构包括第二伺服驱动组件(4)、外套管组件(5)、活塞杆组件(6)、闭式罐体组件(7)，其中: 第二伺服驱动组件(4)包括第二伺服驱动马达(41)、固定架(43)和一直齿轮(42);第二伺服马达(41)安装在固定架(43)上；固定架(43)设置在固定安装块(32)上；直齿轮(42)设置在第二伺服马达(41)的转轴上； 外套管组件(5)包括三阶外套管、齿条(531)及上、下限位块；三阶外套管为长度不同的外套管，第二阶外套管(52)固定在第一阶外套管(51)上端，第三阶外套管(53)固定在第二阶外套管(52)上端；齿条(531)固定在第三阶外套管(53)上，并与固定安装块(32)上的导轨(321)组成导轨副，同时齿条(531)与直齿轮(42)相啮合，共同组成齿轮齿条副； 活塞杆组件(6 )包括活塞杆(61)和液压驱动缸(64 );活塞杆(61)由两活塞杆轴承(66 )支承设置在外套管中心，活塞杆(61)内置电加热管(65);液压驱动缸(64)固定在第二阶外套管(52)上端，通过连轴器(62)与活塞杆(61)相连接，并驱动其上下移动，实现活塞杆(61)与阀口(713)的闭合； 闭式罐体组件(7)包括罐体(71)、液面检测装置(74)及环形加热电阻(73);闭式罐体(71)包括罐体内层(711)、罐体外层(712)及罐体端盖(72)组成,罐体端盖(72)固定在第一阶外套管底端，罐体内层(711)和罐体外层(712)共同固定在罐体端盖(72)上，三者组成一闭式罐体，罐体端盖(72)上置一进气嘴(75);液位检测装置(74)固定在罐体端盖上，其探头伸入罐体(71)内；环形加热电阻(73)夹固在罐体内层(711)和罐体外层(712)之间。
【文档编号】B22D17/00GK103521734SQ201310477856
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年10月14日 优先权日:2013年10月14日
【发明者】黄持伟, 杨湘杰, 刘旭波 申请人:南昌大学