專利名稱：用于鑄造活塞的雙模翻轉(zhuǎn)鑄造機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鑄造專用設(shè)備，特別是ー種用于鑄造活塞毛坯的鑄造機。
背景技術(shù)：
鑄造業(yè)的工作環(huán)境較為惡劣，自動化程度也處于較低水平，特別是鑄造活塞的車間的作業(yè)環(huán)境溫度可高達40°以上，勞動強度極大。生產(chǎn)發(fā)動機活塞時，絕大部分采用模具澆鑄エ藝生產(chǎn)毛坯，首先將鑄造活塞用的模具放置在鋳造機上，然后進行澆鑄作業(yè)。鋳造活塞用的模具包括頂模、下抽模、左外模和右外?！ぃ笸饽：陀彝饽ΨQ設(shè)置，合攏后形成活塞的外圓。鋳造機按工作模具數(shù)量分類可分為單模鋳造機和多模鑄造機；多模鑄造機又可分為雙模鋳造機和四模鑄造機；單模鑄造機因其占地面積大，生產(chǎn)效率低下得不到廣泛應(yīng)用。而多模鋳造機大多采用下抽芯鑄造方式和エ藝，其鋳造的活塞質(zhì)量好、外形美觀，并且多模鑄造機的澆冒ロ較小，鋳造機采用自動開模、取模及合模，改善了勞動環(huán)境，降低了勞動強度，但是成本較為昂貴。中國專利200910015464. 9公開了ー種鑲?cè)?nèi)冷鋁活塞自動傾轉(zhuǎn)鑄造機，主要包括鋳造主機、澆注機器人以及取鑄件的機械手，所述鑄造主機包括床身和工作臺，床身的兩側(cè)分別安裝一個轉(zhuǎn)軸，工作臺通過兩個轉(zhuǎn)軸安裝在床身上，工作臺與床身之間安裝有傾轉(zhuǎn)機構(gòu)，工作臺上安裝有左右対稱的兩個エ位，每個エ位均設(shè)置有外模機構(gòu)、頂模機構(gòu)、中芯機構(gòu)和邊芯機構(gòu)。該鑄造機雖然設(shè)置了兩個エ位，提高了生產(chǎn)效率，但只是將兩個獨立的單模鑄造結(jié)構(gòu)放置在ー個工作臺上，兩個單模之間無相互配合，占地面積還是較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供一種成本低廉、運行可靠、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、故障率低、占地面積小的能夠適應(yīng)連續(xù)批量生產(chǎn)的雙模鑄造機。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是。用于鑄造活塞的雙模翻轉(zhuǎn)鋳造機，包括機架和工作臺，所述工作臺的中心設(shè)置有放置雙?；钊＞叩耐祝ぷ髋_通過位于通孔兩側(cè)的轉(zhuǎn)軸設(shè)置在機架的中心支架上，エ作臺一端的下方設(shè)置有使工作臺繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的翻轉(zhuǎn)油缸；所述工作臺上面位于兩轉(zhuǎn)軸軸線的兩側(cè)對稱設(shè)置有用于分別固定雙模活塞模具的左外模和右外模的外模機構(gòu)，工作臺的下方與通孔相對應(yīng)的位置設(shè)置有用于固定雙?；钊＞叩南鲁槟５闹行緳C構(gòu)，工作臺的上方與通孔相對的位置設(shè)置有用于固定雙?；钊＞叩捻斈５捻斈C構(gòu)；所述機架上還設(shè)置有通過機械手支架連接的機械手以及用于控制外模機構(gòu)、中芯機構(gòu)、頂模機構(gòu)以及機械手配合動作的安裝在電氣柜中的電氣控制裝置。所述外模機構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)為所述外模機構(gòu)包括導(dǎo)軌、外模座以及用于使外模座沿導(dǎo)軌向工作臺中心移動的外模油缸，所述導(dǎo)軌固定設(shè)置在工作臺上，外模座設(shè)置在導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌滑動配合，外模座的外端連接外模油缸的活塞桿。所述中芯機構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)為所述中芯機構(gòu)包括導(dǎo)向柱I、芯模座、芯模支架以及用于使下抽模隨導(dǎo)向柱I向工作臺中心移動的芯模油缸，所述芯模支架通過四根立柱固定設(shè)置在工作臺的下底面上，芯模支架的下底面上固定設(shè)置有芯模油缸，芯模油缸的活塞桿與導(dǎo)向柱I的底端通過固定板連接，導(dǎo)向柱I穿過芯模支架并與芯模支架滑動配合，導(dǎo)向柱I的頂端設(shè)置有用于固定下抽模的芯模座。所述頂模機構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)為所述頂模機構(gòu)包括導(dǎo)向柱II、頂模支撐架、頂模座以及用于使頂模座隨導(dǎo)向柱II向工作臺中心移動的頂模油缸，所述頂模支撐架固定設(shè)置在エ作臺上，導(dǎo)向柱II穿過頂模支撐架并與頂模支撐架滑動配合，頂模油缸固定設(shè)置在頂模支撐架上頂面，導(dǎo)向柱II的頂端與頂模油缸的活塞桿通過連接板連接，導(dǎo)向柱II的底端固定設(shè)置有安裝頂模的頂模座。所述機械手的具體結(jié)構(gòu)為所述機械手安裝在與機架固定連接的機械手支架上，機械手包括導(dǎo)向柱III、滑塊、水平運動油缸、垂直運動油缸以及手臂，所述導(dǎo)向柱III水平設(shè)置在機械手支架上，滑塊設(shè)置在導(dǎo)向柱III上并與導(dǎo)向柱III滑動配合，用于使滑塊在水平方向上沿導(dǎo)向柱III運動的水平運動油缸固定設(shè)置在導(dǎo)向柱III的一端，水平運動油缸的活塞桿 與滑塊連接；所述滑塊上設(shè)置有手臂，用于使手臂在垂直方向上向工作臺中心做垂直運動的垂直運動油缸設(shè)置在滑塊的一端，垂直運動油缸的活塞桿與手臂連接；所述手臂的另ー端設(shè)置有兩對用于夾持活塞毛坯的夾緊油缸。本發(fā)明的改進在干所述支架的底座上設(shè)置有用于冷卻模具的水冷機構(gòu)和風(fēng)冷機構(gòu)。本發(fā)明的進ー步改進在于所述電氣控制裝置內(nèi)設(shè)置有PLC自動編程控制器及觸摸屏。由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明取得的技術(shù)進步是。本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理、占地面積小、成本低廉、操作簡單方便，更換エ裝模具快捷，運行穩(wěn)定，維護方便，故障率低，澆鑄的活塞成品率高；相對于單エ位鑄造機具有占地面積小、生產(chǎn)效率高、エ藝參數(shù)穩(wěn)定、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點。エ位數(shù)和エ藝流程設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)設(shè)計科學(xué)，適于大批量生產(chǎn)鑄造活塞毛坯，設(shè)備運行可靠、故障率低，適應(yīng)連續(xù)生產(chǎn)。模具更換方便，可適應(yīng)多品種活塞需要，設(shè)備自動化水平高。電氣控制系統(tǒng)采用PLC自動編程控制和觸摸屏操作，使エ藝參數(shù)可調(diào)，控制系統(tǒng)靈活可靠，能夠滿足鑄造活塞的凝固成形要求。本發(fā)明自動程度高，更換機型或修正參數(shù)簡單方便，實現(xiàn)了操作、顯示的形象化設(shè)計。


圖I是本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為機械手的結(jié)構(gòu)示意圖。其中1.機架，2.頂模支撐架，3.機械手支架，4.工作臺，5.頂模油缸，6.水平運動油缸，7.垂直運動油缸，8.機械手，9.導(dǎo)軌，10.芯模支架，11.芯模油缸，12.翻轉(zhuǎn)油缸，13.電氣柜，14.轉(zhuǎn)軸，15.中心支架，16.夾緊油缸，17.手臂，18.滑塊。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明做進ー步詳細(xì)說明。一種用于鑄造活塞的雙模翻轉(zhuǎn)鋳造機，其結(jié)構(gòu)如圖I所示。包括機架1，機架上設(shè)置有工作臺和機械手，工作臺上設(shè)置有外模機構(gòu)、中芯機構(gòu)和頂模機構(gòu)。工作臺4為ー個矩形的平板結(jié)構(gòu)，工作臺的中心位置設(shè)置有放置模具的通孔。エ作臺通過位于通孔兩側(cè)的轉(zhuǎn)軸14活動設(shè)置在機架的中心支架15上，工作臺一端的下方設(shè)置有翻轉(zhuǎn)油缸12，翻轉(zhuǎn)油缸的活塞桿與工作臺下底面的相連接，用于使工作臺在翻轉(zhuǎn)油缸的頂升操作下繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。本實施例中工作臺的旋轉(zhuǎn)角度為20度。外模機構(gòu)對稱設(shè)置有兩套，為左側(cè)外模機構(gòu)和右側(cè)外模機構(gòu)，左側(cè)外模機構(gòu)和右側(cè)外模機構(gòu)分別位于工作臺上兩轉(zhuǎn)軸軸線的兩側(cè)。左側(cè)外模機構(gòu)包括一個導(dǎo)軌9、用于安裝左外模的外模座以及外模油缸。右側(cè)外模機構(gòu)也包括一個導(dǎo)軌、用于安裝右外模的外模座以及外模油缸。外模機構(gòu)的導(dǎo)軌固定設(shè)置在工作臺上，兩根導(dǎo)軌對稱固定在工作臺的通孔兩端，兩根導(dǎo)軌的連線與兩根轉(zhuǎn)軸的連線相垂直。導(dǎo)軌上靠近工作臺中心的位置設(shè)置ー個外模座，外模座與導(dǎo)軌滑動配合。外模油缸固定設(shè)置在工作臺的兩端部，外模油缸的活塞桿與外模座連接，用于推動外模座在導(dǎo)軌上向工作臺中心移動。左外模和右外模相對固定在 兩個外模座內(nèi)，合模時，在電氣控制裝置的控制下，啟動外模油缸，使外模座分別從左右兩側(cè)向工作臺中心移動，即可將外模合攏。中芯機構(gòu)設(shè)置在工作臺下方與工作臺上通孔相對的位置，包括導(dǎo)向柱I、芯模座、芯模支架10以及芯模油缸11。芯模支架通過四根立柱固定設(shè)置在工作臺的下底面上，芯模支架的下底面上固定設(shè)置有芯模油缸，芯模油缸的活塞桿與導(dǎo)向柱I的底端通過固定板連接，導(dǎo)向柱I穿過芯模支架并與芯模支架滑動配合，，導(dǎo)向柱I的頂端設(shè)置有用于固定下抽模的芯模座。下抽模固定設(shè)置在芯模座上端面。中芯機構(gòu)動作時，在電氣控制裝置的控制下，芯模油缸將導(dǎo)向柱I向工作臺方向頂起，與此同時位于導(dǎo)向柱I頂端的芯模座以及固定在芯模座上端面的下抽模均向工作臺移動，當(dāng)下抽模到達指定位置時，芯模油缸停止動作。頂模機構(gòu)設(shè)置在工作臺上方與通孔相對的位置，與中芯機構(gòu)相對應(yīng)。頂模機構(gòu)包括導(dǎo)向柱II、頂模支撐架2、頂模座以及頂模油缸5。頂模支撐架固定設(shè)置在工作臺上，導(dǎo)向柱II穿過頂模支撐架并與頂模支撐架滑動配合，頂模油缸固定設(shè)置在頂模支撐架上頂面，導(dǎo)向柱II的頂端與頂模油缸的活塞桿通過連接板連接，導(dǎo)向柱II的底端固定設(shè)置有安裝頂模座，頂模放置在頂模座內(nèi)。頂模機構(gòu)動作時，在電氣控制裝置的控制下，頂模油缸收縮，帶動導(dǎo)向柱II向工作臺中心移動；與此同時，位于導(dǎo)向柱II的底端的頂模座以及固定在頂模座下端面的頂模均向工作臺移動，當(dāng)頂模到達指定位置時，頂模油缸停止動作。機架上位于頂模機構(gòu)的ー側(cè)設(shè)置有機械手8，用于在鑄造完成后，自動取出鋳造毛坯并放到指定位置。機械手通過機械手支架3設(shè)置在機架上，包括導(dǎo)向柱III、滑塊18、水平運動油缸6垂直運動油缸7以及手臂17。導(dǎo)向柱III固定設(shè)置在機械手支架上，并水平設(shè)置；滑塊設(shè)置在導(dǎo)向柱III上，并與導(dǎo)向柱III滑動配合；手臂設(shè)置在滑塊上。導(dǎo)向柱III的一端固定設(shè)置有水平運動油缸，水平運動油缸的活塞桿與滑塊的ー側(cè)連接，用于推動滑塊在水平方向上沿導(dǎo)向柱III運動，進一歩使位于滑塊上的手臂在水平方向上運動；垂直運動油缸固定設(shè)置在滑塊的一端，垂直運動油缸的活塞桿與手臂的一端連接，用于推動手臂向工作臺中心做垂直運動。手臂的另一端設(shè)置有兩對用于夾持活塞毛坯的夾緊油缸16，夾緊油缸用于將鑄造完成的活塞毛還夾緊。機架上還設(shè)置有電氣柜13，電氣柜中安裝有電氣控制裝置，電氣控制裝置為PLC控制系統(tǒng)，采用PLC自動編程控制器及觸摸屏控制各個電機進行工作，進ー步控制外模機構(gòu)、中芯機構(gòu)、頂模機構(gòu)以及機械手中的各個油缸進行配合動作。機架的底座上還設(shè)置水冷機構(gòu)和風(fēng)冷機構(gòu)，用于冷卻放置在鋳造機中的模具。本發(fā)明的工作過程如下所述。I)固定模具首先將下抽模固定在芯模座上，左外模和右外模分別固定在相應(yīng)的外模座內(nèi)，頂模固定在頂模座內(nèi)；
2)外模合攏啟動電源開關(guān)，電氣控制裝置控制外模油缸動作，左外模和右外模在導(dǎo)軌上在外模油缸的作用下分別向工作臺中心移動，最終合攏成活塞的外摸；
3)頂模下降電氣控制裝置控制頂模油缸，頂模在頂模油缸的作用下隨沿導(dǎo)向柱II一起向工作臺中心垂直移動，直到到達指定的位置； 4)下抽模上升電氣控制裝置控制芯模油缸，下抽模在芯模油缸的作用下隨導(dǎo)向柱I向工作臺中心移動，直到到達指定的位置，完成所有模具的閉合，使下抽模與左外模、右外模和頂模共同形成活塞鑄件的型腔；
5)工作臺水平翻轉(zhuǎn)電氣控制裝置控制翻轉(zhuǎn)油缸，工作臺在翻轉(zhuǎn)油缸的作用下沿轉(zhuǎn)軸做回轉(zhuǎn)運動；此時，左外模、右外摸、頂模以及下抽模隨工作臺一起做回轉(zhuǎn)運動，以滿足液體的澆注角度要求；
6)工作臺回位澆注完成后，電氣控制裝置控制翻轉(zhuǎn)油缸，使工作臺回歸到原位；
7)開模經(jīng)過延時冷卻后，電氣控制裝置控制頂模油缸，使頂模上升；控制外模油缸動作，使左外模和右外模向工作臺兩側(cè)移動分開；
8)機械手水平前移機械手的手臂在水平運動油缸的作用下，使手臂在水平方向上沿導(dǎo)向柱III運動；
9)機械手垂直下降手臂在垂直運動油缸的作用下，使手臂在垂直方向上向工作臺中心做垂直運動；
10)夾緊活塞毛坯通過控制夾緊油缸，使手臂將鑄造完成的兩個活塞毛坯夾緊，并將活塞毛坯放到指定位置；
11)最后控制芯模油缸，使下抽模下降；
12 )啟動風(fēng)冷機構(gòu)和水冷機構(gòu)，對活塞模具進行降溫處理。
權(quán)利要求
1.用于鑄造活塞的雙模翻轉(zhuǎn)鋳造機，包括機架(I)和工作臺(4)，其特征在于所述エ作臺的中心設(shè)置有放置雙?；钊＞叩耐?，工作臺通過位于通孔兩側(cè)的轉(zhuǎn)軸(14)設(shè)置在機架的中心支架(15)上，工作臺一端的下方設(shè)置有使工作臺繞轉(zhuǎn)軸(14)旋轉(zhuǎn)的翻轉(zhuǎn)油缸(12);所述工作臺上面位于兩轉(zhuǎn)軸軸線的兩側(cè)對稱設(shè)置有用于分別固定雙?；钊＞叩淖笸饽：陀彝饽５耐饽C構(gòu)，工作臺的下方與通孔相對應(yīng)的位置設(shè)置有用于固定雙?；钊＞叩南鲁槟５闹行緳C構(gòu)，工作臺的上方與通孔相對的位置設(shè)置有用于固定雙?；钊＞叩捻斈５捻斈C構(gòu)；所述機架上還設(shè)置有通過機械手支架(3)連接的機械手(8)以及用于控制外模機構(gòu)、中芯機構(gòu)、頂模機構(gòu)以及機械手配合動作的安裝在電氣柜(13)中的電氣控制裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于鑄造活塞的雙模翻轉(zhuǎn)鋳造機，其特征在于所述外模機構(gòu)包括導(dǎo)軌(9)、外模座以及用于使外模座沿導(dǎo)軌向工作臺中心移動的外模油缸，所述導(dǎo)軌固定設(shè)置在工作臺上，外模座設(shè)置在導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌滑動配合，外模座的外端連接外模油缸的活塞桿。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于鑄造活塞的雙模翻轉(zhuǎn)鋳造機，其特征在于所述中芯機構(gòu)包括導(dǎo)向柱I、芯模座、芯模支架(10)以及用于使下抽模隨導(dǎo)向柱I向工作臺中心移動的芯模油缸(11)，所述芯模支架通過四根立柱固定設(shè)置在工作臺的下底面上，芯模支架的下底面上固定設(shè)置有芯模油缸，芯模油缸的活塞桿與導(dǎo)向柱I的底端通過固定板連接，導(dǎo)向柱I穿過芯模支架并與芯模支架滑動配合，導(dǎo)向柱I的頂端設(shè)置有用于固定下抽模的芯模座。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于鑄造活塞的雙模翻轉(zhuǎn)鋳造機，其特征在于所述頂模機構(gòu)包括導(dǎo)向柱II、頂模支撐架(2)、頂模座以及用于使頂模座隨導(dǎo)向柱II向工作臺中心移動的頂模油缸(5)，所述頂模支撐架固定設(shè)置在工作臺上，導(dǎo)向柱II穿過頂模支撐架并與頂模支撐架滑動配合，頂模油缸固定設(shè)置在頂模支撐架上頂面，導(dǎo)向柱II的頂端與頂模油缸的活塞桿通過連接板連接，導(dǎo)向柱II的底端固定設(shè)置有安裝頂模的頂模座。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于鑄造活塞的雙模翻轉(zhuǎn)鋳造機，其特征在于所述機械手安裝在與機架(I)固定連接的機械手支架(3)上，機械手包括導(dǎo)向柱III、滑塊(18)、水平運動油缸(6)、垂直運動油缸(7)以及手臂(17)，所述導(dǎo)向柱III水平設(shè)置在機械手支架上，滑塊設(shè)置在導(dǎo)向柱III上并與導(dǎo)向柱III滑動配合，用于使滑塊在水平方向上沿導(dǎo)向柱III運動的水平運動油缸固定設(shè)置在導(dǎo)向柱III的一端，水平運動油缸的活塞桿與滑塊連接；所述滑塊上設(shè)置有手臂，用于使手臂在垂直方向上運動的垂直運動油缸設(shè)置在滑塊的一端，垂直運動油缸的活塞桿與手臂連接；所述手臂的另一端設(shè)置有兩對用于夾持活塞毛坯的夾緊油缸(16)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5任一項所述的用于鑄造活塞的雙模翻轉(zhuǎn)鋳造機，其特征在于所述支架的底座上設(shè)置有用于冷卻模具的水冷機構(gòu)和風(fēng)冷機構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于鑄造活塞的雙模翻轉(zhuǎn)鋳造機，其特征在于所述電氣控制裝置內(nèi)設(shè)置有PLC自動編程控制器及觸摸屏。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于鑄造活塞的雙模翻轉(zhuǎn)鑄造機，包括機架和工作臺，所述工作臺的中心設(shè)置有通孔，工作臺通過轉(zhuǎn)軸設(shè)置在機架的中心支架上，工作臺一端的下方設(shè)置有翻轉(zhuǎn)油缸；所述工作臺上設(shè)置有外模機構(gòu)，工作臺的下方設(shè)置有中芯機構(gòu)，工作臺的上方設(shè)置有頂模機構(gòu)；所述機架上還設(shè)置有機械手以及電氣控制裝置。本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理、占地面積小、成本低廉、操作簡單方便，更換工裝模具快捷，運行穩(wěn)定，維護方便，故障率低，澆鑄的活塞成品率高；相對于單工位鑄造機具有占地面積小、生產(chǎn)效率高、工藝參數(shù)穩(wěn)定、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點。
文檔編號B22D27/04GK102699314SQ201210227058
公開日2012年10月3日 申請日期2012年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月3日
發(fā)明者吳立新, 孫彥武, 張金良, 王季明 申請人:石家莊金剛凱源動力科技有限公司