一種旋轉式四工位潔淨取注漿的製造方法
2023-05-30 23:40:26
一種旋轉式四工位潔淨取注漿的製造方法
【專利摘要】一種旋轉式四工位潔淨取注漿機，其特徵是包括一個機架（1）、一個迴轉動力組件（2）、一個迴轉支架（3）、四組結構相同的升降取料機構，迴轉動力組件（2）固定在機架（1）頂端，迴轉支架（3）設置在迴轉動力組件（2）的輸出軸（26）上，四組升降取料機構分別安裝在迴轉支架（3）的四個固定安裝塊（32）上。本發明能夠連續、高效、潔淨的進行半固態漿料的取注，有效的提高了半固態金屬加工的工作效率和保證漿料在取注過程中的質量。
【專利說明】一種旋轉式四工位潔淨取注漿機
【技術領域】
[0001]本發明屬於半固態金屬加工【技術領域】。
[0002]【背景技術】
半固態金屬加工技術作為一種新型的金屬成形工藝，具有優質、高效、低成本、清潔和敏捷的特性，被國內外許多著名專家稱為是「21世紀最有發展前途的近淨成形技術」。
[0003]近年來，我國在半固態金屬成型技術研究領域也取得了很大的進展，但在工業應用方面並沒有取得很大的突破，特別是大容量半固態漿料製備方面難以突破，金屬液從保溫爐取出到注入半固態漿料製備裝置(或半固態漿料從半固態漿料製備裝置取注到擠壓成形設備)的過程，如何保證金屬漿料潔淨度、如何保證金屬漿料的溫度，對半固態製漿成敗至關重要。
[0004]為此，需要使用既能夠方便的實現金屬漿料的取注及轉移，又能保證金屬漿料在取注過程中不受汙染，能夠高質量的完成金屬漿料轉移的設備，才能有效提高半固態金屬加工的效率和質量，使半固態金屬加工實現產業化。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是為了提供一種既能夠方便的、連續的實現金屬漿料(或金屬液)的取注及轉移，又能保證金屬漿料在取注過程中不受汙染，能夠高質量的完成金屬漿料轉移的設備。
[0006]為達到上述目的，本發明採用以下技術方案。
[0007]旋轉式四工位潔淨取注漿機，包括一個機架(I)、一個迴轉動力組件(2)、一個迴轉支架(3)、四組升降取料機構，迴轉動力組件(2)固定在機架(I)頂端，迴轉支架(3)設置在迴轉動力組件(2)的輸出軸(26)上，四組升降取料機構分別安裝在迴轉支架(3)的四個固定安裝塊(32)上。
[0008]本發明所述機架(I)包括主支柱(11)、加強筋(14)、安裝底座(12)和安裝平臺
(13)。所述安裝底座(12)通過加強筋(14)固定在主支柱底端(11);所述安裝平臺(13)通過加強筋(14 )固定在主支柱(11)頂端。
[0009]本發明所述迴轉動力組件(2)包括第一伺服驅動馬達(21)、一減速支撐箱(28)及一輸出軸系。第一伺服驅動馬達(21)固定在減速支撐箱(28)側面；減速支撐箱(28)固定在安裝平臺(13)上；輸出軸系，包括一對錐齒輪、一輸出軸(26)和上下端軸承組成，小錐齒輪(22)固定在第一伺服驅動馬達(21)的軸線上，大錐齒輪(23)固定在輸出軸(26)上，小錐齒輪(22)與大錐齒輪(23)組成一齒輪副，輸出軸(26)設置在減速減速箱(28)中心線上，上端由一深勾球軸(27)支承，下端由一推力軸承(24)和一深勾球軸承(27)共同支承。
[0010]本發明所述迴轉支架(3)設置在減速支撐箱(28)的輸出軸(26)上，通過第一伺服驅動馬達(21)驅動其轉動，其四支架梁(31)的末端均設有固定安裝塊(32 )，固定安裝塊上設有導軌(321)。
[0011]本發明所述四組升降取料機構，具有相同的結構。升降取料機構包括第二伺服驅動組件(4)、外套管組件(5)、活塞杆組件(6)、閉式罐體組件(J)。其中。
[0012]所述第二伺服驅動組件(4)包括第二伺服驅動馬達(41)、固定架(43)和一直齒輪
(42)。第二伺服馬達(41)安裝在固定架(43)上；固定架(43)設置在固定安裝塊(32)上；直齒輪(42)設置在第二伺服馬達(41)的轉軸上。
[0013]所述外套管組件(5 )包括三階外套管、齒條(531)及上、下限位塊。所述三階外套管為長度不同的外套管，第二階外套管(52)固定在第一階外套管(51)上端，第三階外套管(53)固定在第二階外套管(52)上端；齒條(531)固定在第三階外套管(53)上，並與固定安裝塊(32)上的導軌(321)組成導軌副，同時齒條(531)與直齒輪(42)相嚙合，共同組成齒輪齒條副。
[0014]所述活塞杆組件(6)包括活塞杆(61)和液壓驅動缸(64)。活塞杆(61)由兩活塞杆軸承(66)支承設置在外套管中心，活塞杆(61)內置電加熱管(65);液壓驅動缸(64)固定在第二階外套管(52 )上端，通過連軸器(62 )與活塞杆(61)相連接，並驅動其上下移動，實現活塞杆(61)與閥口(713)的閉合。
[0015]所述閉式罐體組件(7)包括罐體(71)、液面檢測裝置(74)及環形加熱電阻(73)。閉式罐體(71)包括罐體內層(711)、罐體外層(712)及罐體端蓋(72)組成,罐體端蓋(72)固定在第一階外套管底端，罐體內層(711)和罐體外層(712)共同固定在罐體端蓋(72)上，三者組成一閉式罐體，罐體端蓋(72)上置一入氣嘴(75);液位檢測裝置(74)固定在罐體端蓋上，其探頭伸入罐體(71)內；環形加熱電阻(73)夾固在罐體內層(711)和罐體外層(712)之間。
[0016]本發明的有益效果。
[0017]1、本發明採用旋轉式四工位作業方式，四閉式罐體可同時在不同工位進行不同或相同的工作，可以實現兩注兩取或四注四取，兩注兩取就是兩互為180度角的罐體(71)同時進行取漿作業，另兩罐體進行注漿作業，四注四取就是四個罐體同時進行取漿或注漿作業，由於迴轉支架(3)採用旋轉式，各罐體之間的作業方式完全可以實現循環式變換，通過合理布置熔煉爐、半固態漿料製備裝置及擠壓成型設備的位置，同時通過合理設置迴轉支架(3)的轉角和轉速，本發明可以連續不間斷高效的進形半固態加工作業。
[0018]2、本發明通過伺服電機驅動直齒輪(42)轉動，帶動齒條(531)在導軌內上下移動，可便捷、準確控制罐體(71)在垂直方向上的位置和運動速度，使本發明能很好的適應各種不同的工作環境，很好的與其他半固態加工成形設備相銜接。
[0019]3、本發明採用閉式罐體(71)取注漿料，在漿料的整個搬移過程中，閉式罐體(71)始終被通入氮氣，從而將罐內空氣驅除，使整個漿料取注過程在惰性氣體中進行，有效的防止了氧氣、煙塵等各種雜質對漿料的汙染，實現潔淨取注。
[0020]4、本發明在工作過程中，採用加熱裝置對閉式罐體(71)及活塞杆(61)進行加熱，使在漿料的取注過程中與漿料接觸的部件，始終保持與漿料工藝要求相一致的溫度，有效防止本發明中與高溫漿料接觸的部件對漿料溫度產生的不良影響。
[0021]5、本發明採用閉式罐體(71)浸入到金屬液內進行取樣，由於所取金屬液位置既不是保溫爐頂部，也不是保溫爐底部，而是在保溫爐中部，因此在取漿的開始就避免了漿料的氧化和其他雜質的進入，所取金屬液(或金屬漿料)沒有受到汙染，是潔淨度最高的漿料，實現對漿料的潔淨取注。[0022]本發明通過採用上述技術，能夠連續、高效、潔淨的進行半固態漿料的取注，有效的提高了半固態金屬加工的工作效率和保證漿料在取注過程中的質量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1為本發明的立體結構示意圖。
[0024]圖2為本發明的剖示意圖。
[0025]圖3是圖2的A部局部放大示意圖。
[0026]圖4是圖2的B部局部放大示意圖。
[0027]圖5是圖2的C部局部放大示意圖。
[0028]圖中:1為機架；11為主支柱；12為安裝底座；13為安裝平臺；14為加強筋；2為迴轉動力組件；21為第一伺服馬達；22為小錐齒輪；23為大錐齒輪；24為推力軸承；25為軸承壓圈；26為輸出軸；27為深勾球軸承；28為減速支撐箱；29為軸承端蓋；3為迴轉支架；31為支架梁；32為固定安裝塊；321為導軌；4為第二伺服驅動組件；41為第二伺服馬達；42為直齒輪；43為固定架；5為外套管組件；51為第一階外套管；52為第二階外套管；53為第三階外套管；531為齒條；54為下限位塊；55為上限位塊；6為活塞杆組件；61為活塞杆；62為連軸器；63為液壓杆；64為液壓缸；65為電加熱管；66為活塞杆軸承；7為閉式罐體組件；71為罐體；711為罐體外層；712為罐體內層；713為閥口 ；72為罐體端蓋；73為環形加熱電阻；74為液位檢測裝置；75為進氣嘴。
【具體實施方式】
[0029]下面結合附圖和實例對本發明做進一步詳細說明。
[0030]如附圖1及2所示，本發明所述的旋轉式四工位潔淨取注漿機，主要包括一個機架1、一個迴轉動力組件2、一個迴轉支架3、四組升降取料機構。
[0031]所述機架I包括主支柱11、安裝底座12和安裝平臺13組成，安裝底座12通過加強筋14固定在主支柱11底端，通過螺釘將其固定在所需位置，安裝平臺13通過加強筋14固定在主支柱11頂端。
[0032]所述迴轉動力組件2包括第一伺服驅動馬達21和一減速支撐箱28及一輸出軸系組成，所述第一伺服驅動馬達21固定在減速支撐箱28側面，並驅動迴轉支架3轉動；所述減速支撐箱28通過螺栓固定在安裝平臺13上；所述軸系包括一對錐齒輪、一輸出軸26及上下端軸承組成，小錐齒輪22固定在第一伺服驅動馬達21的軸線上，大錐齒輪23固定在輸出軸26上，小錐齒輪22與大錐齒輪23組成一齒輪副，輸出軸設置在減速支撐箱28中心線上，由於輸出軸26上端主要受迴轉支架3對其的徑向力，所以其上端由一深勾球軸27支7承，由於輸出軸26下端既受徑向力又受來自迴轉支架3的軸向力，因此採用一推力軸承24和一深勾球軸承27共同支承，輸出軸26軸肩壓在推力軸承上，深勾球軸承27設置在推力軸承下端，兩者之間置一軸承壓圈25,上端深勾球軸承27用軸承端蓋29固定。
[0033]所述迴轉支架3設置在減速支撐箱28的輸出軸26上，通過第一伺服驅動馬達21驅動其轉動，其四支架梁31的的末端均設有固定安裝塊32，固定安裝塊32上設有導軌321。
[0034]所述升降取料機構包括第二伺服驅動組件4、外套管組件5、活塞杆組件6、閉式罐體組件7組成。
[0035]所述第二伺服驅動組件4包括第二伺服驅動馬達41、固定架43和一直齒輪42組成，所述第二伺服馬達41安裝在固定架43上，所述固定架43安裝在固定安裝塊32上，所述直齒輪42設置在第二伺服馬達41的轉軸上，並受第二伺服馬達41所驅動。
[0036]所述外套管組件5包括三階外套管、齒條531及上、下限位塊組成，第一階外套管51固定在罐體端蓋72上，兩者之間夾固著一活塞杆軸承66，第二階外套管52底端固定在第一階外套管51頂端，兩者之間夾固著一活塞杆軸承66，第三階外套管53固定在第二階外套管52頂端；所述齒條531焊接在第三階外套管53上，並與固定安裝塊32上的導軌321組成導軌副，同時齒條531與直齒輪42相嚙合，共同組成齒輪齒條副，通過第二伺服驅動馬達41帶動其上下運動，從而控制罐體的上下位置的移動和移動速度。
[0037]所述活塞杆組件6包括活塞杆61、兩活塞杆軸承66和液壓驅動缸64組成，所述兩活塞杆軸承66分別夾固在罐體端蓋72與第一階外套管51之間和第一階外套管51與第二階外套管52之間，對活塞杆61起支承和導向作用:活塞杆61設置在兩活塞杆軸承66中心，活塞杆61可沿軸線上下移動，其內置電加熱管65，在工作過程中對其進行加熱控制，使其溫度符合半固態漿料工藝要求；所述液壓驅動缸64固定在第二階外套管52頂端，液壓杆63與活塞杆61通過聯軸器62相連接，並驅動活塞杆61上下移動，實現活塞杆61與閥口713的閉合，通過控制活塞杆61與閥口 731閉合的大小，實現對漿料的流量控制。
[0038]所述閉式罐體組件包括罐體71、液位檢測裝置74及環形加熱電阻73組成，所述罐體71包括罐體內層711、罐體外層712及罐體端蓋72組成，罐體端蓋72固定在第一階外套管51底端，罐體內層711和罐體外層712共同固定在罐體端蓋72上，三者組成一閉式罐體，罐體端蓋72上置一進氣嘴75，進氣嘴75與外部抽氣機相連，通過改變罐體內氮氣的壓強，實現對金屬熔體的吸注，在漿料的整個取注過程中，閉式罐體內始終被通入氮氣，從而將罐內空氣驅除，使整個漿料取注過程在惰性氣體中過行，有效的防止了氧氣、煙塵等各種雜質對漿料的汙染，實現潔淨取注；所述液位檢測裝置74固定在罐體端蓋(72)上，其探頭伸入罐體71內，通過探頭可以檢測所取漿料的體積，實現定量取注；所述環形加熱電阻73夾固在罐體內層711和罐體外層712之間，在工作前對其通電，加熱罐體71到預設溫度，使罐體71在工作過程中始終保持與漿料工藝要求相一致的溫度，有效防止本發明中與高溫漿料接觸的部件對漿料溫度產生的不良影響。
[0039]本發明兩注兩取作業時工作過程如下。
[0040]工作開始前，對灌體71與活塞杆61進行通電加熱，當其加熱到預設溫度時，第二伺服驅動馬達41開始工作，驅動罐體71垂直下降，使其逐步浸入金屬液中，當閉式罐體浸入到金屬液一定深度後，第二伺服驅動馬達41停止工作，罐體71停止下降，液壓驅動缸64驅動活塞杆61向上運動，罐底閥門713打開，與進氣嘴75相連的外部抽氣機開始工作，使罐體內氣體壓強小於外界氣體壓強，金屬液通過底部閥門713進入罐體71內，當液位檢測裝置64檢測到罐體71內金屬液達到需求量後,抽氣機停止工作,液壓驅動缸64驅動活塞杆61向下運動，罐底閥門713關閉，然後閉式罐體在第二伺服驅動馬達41驅動下隨升降機構垂直上升，當閉式罐體完全脫離保溫爐後，第二伺服驅動馬達41停止工作，罐體71停止上升，第一伺服驅動馬達21開始工作，驅動迴轉支架3轉動，從而帶動罐體71轉動，使罐體71快速離開保溫爐，同時第二伺服驅動馬達41開始工作，罐體71開始下降，迴轉支架轉過90度時，罐體到達半固態漿料製備裝置入口(或擠壓成形設備料杯口)，第一伺服驅動馬達21和第二伺服驅動馬達41停止工作，液壓驅動缸64驅動活塞杆61向上運動，罐底閥門713打開，與進氣嘴相連的外部抽氣機開始工作，使罐體內氣體壓強大於外界氣體壓強，金屬液(或金屬漿料)在重力及氣體壓力共同作用下流入半固態漿料製備裝置(或擠壓成形設備料杯口)，完成將金屬液從保溫爐內定量取出，並注入半固態漿料製備裝置內(或擠壓成形設備料杯內)的取注任務。然後，閥門713關閉，抽氣機停止工作，迴轉支架再轉過90度，罐體在下一個工位重新開始新一次漿料的注取，如此不斷循環，旋轉式四工位潔淨取注漿機能高效連續不斷的進行工作。由於四個罐體同時在四個不同工位上進行工作，兩罐體進行取料，另外兩罐體進行澆注，因此稱之為「兩注兩取」作業方式。「四注四取」工作方式就是，四個罐體同時進行取料，又同時進行澆注，此作業方式適用於迴轉支架每轉過45度為一工作位置。
【權利要求】
1.一種旋轉式四工位潔淨取注漿機，其特徵是包括一個機架(I)、一個迴轉動力組件(2)、一個迴轉支架(3)、四組結構相同的升降取料機構，迴轉動力組件(2)固定在機架(I)頂端，迴轉支架(3)設置在迴轉動力組件(2)的輸出軸(26)上，四組升降取料機構分別安裝在迴轉支架(3)的四個固定安裝塊(32)上； 所述機架(I)包括主支柱(11 )、加強筋(14)、安裝底座(12)和安裝平臺(13);安裝底座(12)通過加強筋(14)固定在主支柱底端(11);安裝平臺(13)通過加強筋(14)固定在主支柱(11)頂端； 所述迴轉動力組件(2)包括第一伺服驅動馬達(21)、一減速支撐箱(28)及一輸出軸系；第一伺服驅動馬達(21)固定在減速支撐箱(28)側面；減速支撐箱(28)固定在安裝平臺(13)上；輸出軸系，包括一對錐齒輪、一輸出軸(26)和上下端軸承組成，小錐齒輪(22)固定在第一伺服驅動馬達(21)的軸線上，大錐齒輪(23)固定在輸出軸(26)上，小錐齒輪(22)與大錐齒輪(23 )組成一齒輪副，輸出軸(26 )設置在減速減速箱(28 )中心線上，上端由一深勾球軸(27)支承，下端由一推力軸承(24)和一深勾球軸承(27)共同支承； 所述迴轉支架(3)設置在減速支撐箱(28)的輸出軸(26)上，通過第一伺服驅動馬達(21)驅動其轉動，其四支架梁(31)的末端均設有固定安裝塊(32)，固定安裝塊上設有導軌(321)； 所述升降取料機構包括第二伺服驅動組件(4)、外套管組件(5)、活塞杆組件(6)、閉式罐體組件(7)，其中: 第二伺服驅動組件(4)包括第二伺服驅動馬達(41)、固定架(43)和一直齒輪(42);第二伺服馬達(41)安裝在固定架(43)上；固定架(43)設置在固定安裝塊(32)上；直齒輪(42)設置在第二伺服馬達(41)的轉軸上； 外套管組件(5)包括三階外套管、齒條(531)及上、下限位塊；三階外套管為長度不同的外套管，第二階外套管(52)固定在第一階外套管(51)上端，第三階外套管(53)固定在第二階外套管(52)上端；齒條(531)固定在第三階外套管(53)上，並與固定安裝塊(32)上的導軌(321)組成導軌副，同時齒條(531)與直齒輪(42)相嚙合，共同組成齒輪齒條副； 活塞杆組件(6 )包括活塞杆(61)和液壓驅動缸(64 );活塞杆(61)由兩活塞杆軸承(66 )支承設置在外套管中心，活塞杆(61)內置電加熱管(65);液壓驅動缸(64)固定在第二階外套管(52)上端，通過連軸器(62)與活塞杆(61)相連接，並驅動其上下移動，實現活塞杆(61)與閥口(713)的閉合； 閉式罐體組件(7)包括罐體(71)、液面檢測裝置(74)及環形加熱電阻(73);閉式罐體(71)包括罐體內層(711)、罐體外層(712)及罐體端蓋(72)組成,罐體端蓋(72)固定在第一階外套管底端，罐體內層(711)和罐體外層(712)共同固定在罐體端蓋(72)上，三者組成一閉式罐體，罐體端蓋(72)上置一進氣嘴(75);液位檢測裝置(74)固定在罐體端蓋上，其探頭伸入罐體(71)內；環形加熱電阻(73)夾固在罐體內層(711)和罐體外層(712)之間。
【文檔編號】B22D17/00GK103521734SQ201310477856
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月14日 優先權日:2013年10月14日
【發明者】黃持偉, 楊湘傑, 劉旭波 申請人:南昌大學