一種數字化無模砂型擠壓成形機的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種數字化無模砂型擠壓成形機，該成形機包括成形機支架、擠壓成形工作臺和壓板，所述壓板由電機控制，壓板連接在電機下方，可實現升降，電機固定在成形機支架上；擠壓成形工作臺包括輔助箱、砂箱內邊框、擠壓平臺；擠壓平臺包括擠壓陣列和傳動設備，擠壓陣列底端安裝在傳動設備內；砂箱內邊框以擠壓平臺為箱底構成完整的砂箱。本實用新型提供的數字化無模砂型擠壓成形機具有自適應性的擠壓平臺，制備的砂型近形性高，節省了后期切削加工的時間及成本，尤其針對單件小批量砂型的制備，節省了模具的制造加工成本，可極大的降低單件小批量砂型造型的成本。
【專利說明】
一種數字化無模砂型擠壓成形機
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種數字化無模砂型擠壓成形機，屬于鑄造與快速成形的交叉技術領域。
【背景技術】
[0002]鑄造由于其生產工藝簡單、快捷，經濟性高等優勢，已然成為我國的基礎制造產業，對于形狀復雜的制件，鑄造更顯示出其經濟性的特點，如船舶螺旋槳、汽車發動機的缸體、缸蓋等。隨著經濟的發展，能源問題受到越來越高的重視，生產的經濟性變得不可忽視。在各類鑄造工藝里，砂型鑄造由于其所用的造型材料價廉易得，鑄型織造簡便，對鑄件的單件生產、成批生產和大量生產均能適應，長期以來一直是鑄造生產中的基本工藝。
[0003]砂型鑄造對于零部件尺寸和質量的適應性很寬，鑄造金屬種類也幾乎不受限制，特別對于難以切削加工的材料，例如鎳合金零件，不用鑄造幾乎無法成形。為了提高砂型鑄造工藝的經濟性、高效性和保證其制件的高質量，對于制件形狀、尺寸的要求變得嚴格。砂型鑄造過程中，砂型的制備直接決定了鑄件的質量水平、生產成本、生產效率及環境污染程度。現有的砂型造型機主要有壓實式造型機、震實式造型機、震壓式造型機、射壓式造型機等，但是對于小批量、形狀復雜的砂型，造型機的模具則會產生巨大的損失，尤其是單件砂型制備時，模具的使用即為一次性，成本較高，同時更換模具亦會占據整個造型流過程中的大量時間。
[0004]本實用新型提出一種數字化無模砂型擠壓成形機，該成形機具有自適應性擠壓平臺，可實現形狀復雜的砂型的造型，制備的砂型近形性高，可節省后期切削加工工藝時間及成本，尤其針對單件小批量砂型的制備，節省了模具的制造加工成本，可極大的降低單件小批量砂型造型的成本。
【發明內容】
[0005]為了解決單件小批量砂型因制造加工模具造成的成本大幅度提高的問題，本實用新型提供了一種數字化無模砂型擠壓成形機，該成形機包括成形機支架、擠壓成形工作臺、和壓板;壓板由電機控制，可實現升降，電機固定在支架上，壓板則連接在電機下方；
[0006]其中擠壓成形工作臺主要由輔助箱、砂箱內邊框和擠壓平臺組成;砂箱內邊框安裝在輔助箱內，以擠壓平臺為箱底構成完整的砂箱，且輔助箱內部設置有可對砂箱內邊框進行加熱、保溫的保溫箱;此外，擠壓平臺包括擠壓陣列和安裝于擠壓陣列底端的傳動設備，傳動設備內的傳動機構可控制擠壓頭的升降，該傳動機構可以是液壓傳動、螺桿傳動或電動缸傳動。
[0007]—種數字化無模擠壓成形機所采用的擠壓陣列由多個擠壓頭組成，其截面形狀為正方形、三角形或六邊形，材質可選用模具鋼或者45#鋼，擠壓頭邊長尺寸在50mm?200mm之間。擠壓陣列可以是由等截面形狀擠壓頭均勻無間隙的排布而成，也可以是由多種截面形狀擠壓頭無間隙的組合排布而成。
[0008]另外，該成形機還包括安裝在支架上的儲砂箱和導砂口，儲砂箱可實現造型材料的攪拌，在導砂口的下方安裝有用于控制向砂箱加砂的閥門，裝滿型砂后，砂箱由導軌傳輸至壓板下方。
[0009]與現有的砂型造型機相比，本實用新型提出的數字化無模砂型擠壓成形機的有益效果在于:
[0010]㈠成形機擠壓平臺具有自適應性，可根據不同砂型尺寸規格調節擠壓陣列排布方式生成不同尺寸規格的擠壓平臺，尤其適用于單件小批量、外形結構復雜砂型；
[0011]㈡砂型預成形件近形性好，節省了后期加工切削工藝時間，縮短了生產流程；
[0012]㈢不同于現有的造型機，本實用新型提出的成形機無需因磨損更換整體模具，而只需更換單個或多個磨損的擠壓頭，極大的節省了成本和更換整體模具的時間，實現了低成本、尚效率的砂型制造。
【附圖說明】
[0013]下面結合附圖和實施例對本實用新型的特征進一步的說明。
[0014]圖1為數字化無模砂型擠壓成形機示意圖；
[0015]圖2為數字化無模砂型擠壓成形機擠壓平臺示意圖；
[0016]圖3為單根擠壓頭液壓傳動機構不意圖；
[0017]圖4為單根擠壓頭螺桿傳動機構示意圖；
[0018]圖5為單根擠壓頭電動缸傳動機構不意圖。
[0019]在以上各圖中，標號的意義如下:
[0020]1-儲砂箱;2-支架;3-導砂口 ；4-閥門；5-導軌;6_電機;7_壓板;8_砂箱內邊框;9-輔助箱；10-擠壓平臺；11-擠壓陣列；12-傳動設備；111-擠壓頭；112-液壓缸；113-支撐架；114-電機;115-螺桿;116-連接頭;117-蝸輪;118-蝸桿。
【具體實施方式】
[0021 ]參看附圖1、2，本實用新型所述數字化無模砂型擠壓成形機包括成形機支架2、擠壓成形工作臺和壓板7。所述壓板由電機6控制，可實現升降，電機6固定在所述支架2上，所述壓板7連接在電機6下方;所述擠壓成形工作臺包括輔助箱9、砂箱內邊框8、擠壓平臺10，所述輔助箱9安裝在所述導軌5上，可沿導軌5滑動;所述擠壓平臺10包括擠壓陣列11和傳動設備12，所述擠壓陣列11底端安裝在所述傳動設備12內；所述砂箱內邊框8安裝在輔助箱9底部，以所述擠壓平臺10為箱底構成完整的砂箱。
[0022]本實用新型所述的數字化無模砂型擠壓成形機還包括由成形機支架2固定在導軌5上方的料斗，所述料斗包括儲砂箱I和導砂口 3，所述儲砂箱I可實現造型材料的攪拌，所述導砂口 3的下方具有用于控制向砂箱加砂的閥門4;所述導軌5用于在料斗和壓板之間運輸輔助箱。
[0023]參看附圖2，擠壓陣列11由多個正方形截面的擠壓頭111均勻無間隙排布而成，擠壓陣列11由傳動設備12內傳動機構控制各個擠壓頭111升降。
[0024]以下簡述本實用新型提出的一種數字化無模砂型擠壓成形機的成形過程:
[0025]⑴根據砂型形狀建立CAD模型；
[0026]⑵根據CAD模型建立砂型的近似模型；
[0027]⑶根據近似的砂型模型編寫擠壓陣列11控制代碼；
[0028]⑷根據擠壓陣列11控制代碼，由傳動設備12控制各個擠壓頭111升降，以下提供三種控制單根擠壓頭111升降的傳動機構及傳動原理:
[0029]①液壓傳動機構。參看附圖3，液壓傳動機構由液壓缸112、支撐架113和擠壓頭111組成，根據擠壓陣列11控制代碼，通過調節液壓缸112的油壓等參數控制擠壓頭111的準確升降；
[0030]②螺桿傳動機構。參看附圖4，螺桿傳動機構由電機114、螺桿115、支撐架113、連接頭116和擠壓頭111組成，根據擠壓陣列11控制代碼調節螺桿115的移動距離從而調節擠壓頭111的升降，連接頭116保證了螺桿115轉動時擠壓頭111不轉動，支撐架113用于鎖緊螺桿115以定位調節升降后的擠壓頭111;
[0031 ]③電動缸傳動機構。參看附圖5，電動缸傳動機構由蝸輪117、蝸桿118、支撐架113和擠壓頭111組成，根據擠壓陣列11控制代碼，驅動蝸輪117轉動，從而控制蝸桿118的伸縮，最終實現擠壓頭111的準確升降；
[0032](5)調整好擠壓陣列11后在輔助箱9底端安裝砂箱內邊框8;
[0033](6)將輔助箱9沿導軌5移動至導砂口 3處，進行導砂；
[0034]⑵待導砂完畢，將輔助箱9移動至壓板7下方，進行砂型造型；
[0035](8)將造型完得到的砂型預成形件進行精密的銑削加工，得到最終砂型。
[0036]上述實施例僅僅是對本實用新型優選實施方式進行描述，并非對本實用新型的構思和范圍進行限定，在不脫離本實用新型設計思想的前提下，本領域中普通技術人員對本實用新型作出的各種等同特征的替換，均應屬于本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種數字化無模砂型擠壓成形機，其特征在于，包括成形機支架(2)、 擠壓成形工作臺、和壓板(7); 所述壓板(7)由電機(6)控制，可實現升降，電機(6)固定在所述成形機支架(2)上，所述壓板(7)連接在所述電機(6)下方； 所述擠壓成形工作臺包括輔助箱(9)、砂箱內邊框(8)、擠壓平臺(10); 所述擠壓平臺(10)包括擠壓陣列(11)和傳動設備(12)，所述擠壓陣列(11)底端安裝在所述傳動設備(12)內； 所述砂箱內邊框(8)安裝在所述輔助箱(9)內，以所述擠壓平臺(10)為箱底構成完整的砂箱。2.根據權利要求1所述的數字化無模砂型擠壓成形機，其特征在于，還包括安裝在支架(2)上的成形機儲砂箱(I)和導砂口(3)，所述導砂口(3)的下方具有用于控制向砂箱加砂的閥門(4)。3.根據權利要求1所述的數字化無模砂型擠壓成形機，其特征在于，還包括導軌(5)，所述導軌(5)用于傳輸砂箱。4.根據權利要求1所述的數字化無模砂型擠壓成形機，其特征在于，所述擠壓平臺(10)安裝在所述輔助箱(9)底部。5.根據權利要求1所述的數字化無模砂型擠壓成形機，其特征在于，所述輔助箱(9)內部設置有對所述砂箱內邊框(8)進行加熱、保溫的保溫箱。6.根據權利要求1所述的數字化無模砂型擠壓成形機，其特征在于，所述擠壓陣列(II)由多個擠壓頭(111)組成，所述擠壓頭(111)截面形狀為正方形、三角形或六邊形，邊長尺寸在50mm?200mm之間。7.根據權利要求1所述的數字化無模砂型擠壓成形機，其特征在于，所述擠壓陣列(II)是等截面形狀擠壓頭(111)均勻無間隙的排布，或是多種截面形狀擠壓頭(111)無間隙的組合排布。8.根據權利要求6或7所述的數字化無模砂型擠壓成形機，其特征在于，所述擠壓陣列(11)是由所述傳動設備(12)內的傳動機構控制其升降，所述傳動機構是液壓傳動、螺桿傳動或電動缸傳動。9.根據權利要求7所述的數字化無模砂型擠壓成形機，其特征在于，所述擠壓頭(111)的材質是模具鋼或者45#鋼。
【文檔編號】B22C15/02GK205519524SQ201220412714
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2012年8月20日
【發明人】單忠德, 吳曉川, 劉豐, 宋祥宇, 顧兆現, 康懷镕
【申請人】機械科學研究總院先進制造技術研究中心