可伸缩式活动砂箱铸造装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术设计一种可伸缩式活动砂箱铸造装置，包括底座、Ｚ轴丝杠、立柱、固定横梁、Ｘ轴导轨、可伸缩式砂箱、牵引机构和活动横梁等部分。可伸缩活动砂箱由两节或两节以上组成，呈倒梯形，上一节的底边沿与下节的上边沿相互叠扣。本实用新型专利技术设计的可伸缩式活动砂箱可以消除Ｚ轴传动系统（或升降台）的载荷，已成形部分的重量总是落在砂箱底部。当造型尺寸增大时，也毋需大功率电机和重载传动系统，从而使整个设备的成本大大降低。（*该技术在2008年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本技术涉及一种可伸缩式活动砂箱铸造装置，属机械加工
目前，在铸造工艺及其他所有颗粒态材料成形工艺中，砂箱(或料箱)都是整体结构的，刚性不可伸缩式的(非活动式)。例如在无模砂型制造(PCM，Patternless Casting Molding)工艺中，以前采用的是如图1所示的砂箱结构。图1中，1是Z轴丝杠，2是砂箱，3是铸型，4是松砂，5是活动板。铸型制造过程是在砂箱中进行的，但这一砂箱与传统铸造所用的砂箱有很大区别。因为铸型在砂箱中是一层层堆积而成的，所以在砂箱中一定要有一沿垂直方向运动的活动板，该活动板与Z轴相连随Z轴升降运动。由于铸型的重量加载于活动板上，所以要求活动板及其与Z轴的连接件具有较大的刚度，保证造型过程中铸型不会因活动板变形而发生偏斜，因此设计这些装置时，壁厚必须取值较大。这样一来，不仅造成设备笨重，而且造型精度也不易保证。而且，当造型尺寸增大时，砂型会很重，再加上其它部件的重量，Z轴负载很大，需要大功率电机和重载传动系统，从而使整个设备的成本上升。另外，砂箱Z向运动所造成的巨大惯性力会引起震动，也会影响设备的稳定性和造型的精度。本技术的目的在于设计一种可伸缩式活动砂箱铸造装置，用可伸缩式活动砂箱机构代替过去那种不可伸缩式刚性砂箱(或料箱)结构，使Z轴升降台不承载或承载较小。这样一来，已成形部分的重量总是落在砂箱底部(或间接作用在机床底座)上，而无需Z轴传动系统(或升降台)承担，不仅可以使Z轴的设计载荷大大减小，并且承载大小不随造型过程或成形件大小而变化。当造型尺寸增大时，也毋需大功率电机和重载传动系统，从而使整个设备的成本大大降低。由此看来，这种结构不仅完全克服了过去那种不可伸缩式刚性砂箱(或料箱)的诸多缺点，而且也使造型过程朝着大型化的方向发展成为可能。本技术设计的可伸缩式活动砂箱铸造装置，包括底座、Z轴丝杠、立柱、固定横梁、X轴导轨、可伸缩式砂箱、牵引机构和活动横梁。立柱固定在底座上，固定横梁固定在两根立柱之间，活动横梁连接在Z轴丝杠上，并与Z轴丝杠相互联动。可伸缩活动砂箱由两节或两节以上组成，呈倒梯形，上一节的底边沿与下节的上边沿相互叠扣，可伸缩式砂箱置于底座上，牵引机构的两端分别与砂箱和活动横梁相对固定。活动横梁上设有X轴导轨，X轴导轨上架有铺砂盒、压辊和Y轴丝杠导轨副，导轨副上设有喷头。本技术设计的可伸缩式活动砂箱(或料箱)机构代替过去那种不可伸缩式刚性砂箱(或料箱)结构，可以完全或部分消除Z轴传动系统(或升降台)的载荷。已成形部分的重量总是落在砂箱底部(或间接作用在机床底座)上，而无需Z轴传动系统(或升降台)承担，不仅可以使Z轴的设计载荷大大减小，并且承载大小不随造型过程或成形件大小而变化。当造型尺寸增大时，也毋需大功率电机和重载传动系统，从而使整个设备的成本大大降低。因此，这种结构不仅完全避免了过去那种不可伸缩式刚性砂箱(或料箱)的诸多缺点，而且也为造型过程大型化的实现奠定了良好的基础。多次实验和实际应用都证明，这种机构的效果非常好，有着巨大的发展潜力和广阔的应用前景。以无模铸型制造(PCM，Patternless Casting Molding)工艺为例通过分析PCM造型过程可以发现，已成型部分的砂型不用移动，只要在最顶层上再铺一层规定厚度的砂就可以进行下一层造型，如此一层一层地增长就能完成造型过程。这样，已成形部分的铸型重量总是落在砂箱底部(或间接作用在机床底座)上，而无需Z轴传动系统承担，从而大大减小了Z轴的设计载荷，并且承载大小不随造型过程或铸型大小而变化。这种砂箱(或料箱)的效果随着成形件的尺寸增大而愈加明显。例如当砂型尺寸大至2000X1600X1200mm时，最大铸型已重达4吨！再加上其它部件的重量，Z轴负载很大，如果仍然采用过去那种不可伸缩式刚性砂箱(或料箱)结构，则需要大功率电机和重载传动系统，这就使得设备成本大大增加。而这种可伸缩式活动砂箱机构则完全不存在这个问题，因而不仅避免了设备成本上升，而且为大型成形件的生产提供了可能。和以往那种不可伸缩式刚性砂箱(或料箱)相比，可伸缩式活动砂箱(或料箱)机构具有极大的优越性。目前这种机构已成功地应用于实际的机器设备，收到了良好的经济效益和社会效益。 附图说明图1是已有技术结构示意图。图2是本技术结构示意图。图3是可伸缩式活动砂箱结构示意图。图2中，6是牵引机构，7是立柱，8是X轴导轨，9是Z轴丝杠，10是喷头，11是固定横梁，12是铺砂盒，13是Y轴丝杠导轨副，14是压辊，15是活动横梁，16是可伸缩式活动砂箱，17是机床底座，18是砂型，19是松砂。图3中，20是上节，21是下节。如图2所示，可伸缩式活动砂箱铸造装置，包括底座17、Z轴丝杠9、立柱7、固定横梁11，X轴导轨8，可伸缩式砂箱16、牵引机构6和活动横梁15，立柱7固定在底座17上，固定横梁11固定在两根立柱7之间，活动横梁15连接在Z轴丝杠9上，并与Z轴丝杠相互联动。可伸缩活动砂箱由16由两节或两节以上组成，呈倒梯形，上一节20的底边沿与下节21的上边沿相互叠扣。可伸缩式砂箱置于底座上，牵引机构6的两端分别与砂箱和活动横梁相对固定，活动横梁上设有X轴导轨8，X轴导轨上架有铺砂盒12、压辊14和Y轴丝杠导轨副13，导轨副上设有喷头10。下面介绍本技术的工作过程造型开始时，砂箱16各节完全折叠在一起。先由Y轴丝杠导轨副8牵引铺砂盒7运动，在砂箱内铺好一层砂。同时，压辊9将该层砂压平紧实。随后，由X轴和Y轴联动，带动喷头10作二维平面扫描运动。喷头10沿预定路径均匀喷射粘接剂及催化剂，将该层粘结成形，此时砂箱16各节折叠在一起。第一层扫描完毕之后，即由Z轴丝杠9带动活动横梁15及牵引机构6向上运动一定距离，将活动砂箱16抽出一定高度。接下来再铺砂，压实，扫描，上升。此后造型过程中的每一层成型都与第一层相类似。随着造型高度的增加，固定在牵引机构上的砂箱一节节被抽出。当牵引机构到达最大高度时，砂箱可折叠部分全部抽出，此时造型过程结束。本技术设计的铸造装置中，牵引机构(或升降台运动)的实现可以是丝杠+电机，也可以是同步传动系统+电机，或者是钢丝运动系统+电机等直线运动机构的任何实现方式。砂箱(或料箱)的节数可以是两个，也可以是三个或更多；同时，每节的高度和壁厚也没有限制。砂箱(或料箱)的截面形状没有限制，可以是圆形，也可以是矩形或其它任何形状。砂箱(或料箱)的材料没有限制，可以是金属材料，也可以是非金属或其它任何固体材料。砂箱(或料箱)所容纳(或传输)的材料可以是任何状态的，如固态(包括粉末态、颗粒态等)、液态、气态和半熔融态；也可以是任何形态的，如块状、丝状、片状、微粒状等等；可以是有机物，也可以是无机物。砂箱(或料箱)的每节之间的密封方式也没有限制。砂箱(或料箱)每节的制造工艺和零件种类也没有限制，可以是焊接件，也可以是铸件或其它任何种类。砂箱(或料箱)每两节之间的嵌套方式也没有限制，可以任意组合。例如可以是这一节套在那一节外面，也可以是那一节套在这一节外面，或者是其它任何嵌套方式等。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可伸缩式活动砂箱铸造装置，包括底座、Ｚ轴丝杠、立柱、固定横梁，Ｘ轴导轨，其特征在于，还包括可伸缩式砂箱、牵引机构和活动横梁，所述的立柱固定在底座上，固定横梁固定在两根立柱之间，活动横梁连接在Ｚ轴丝杠上，并与Ｚ轴丝杠相互联动；所述的可伸缩活动砂箱由两节或两节以上组成，呈倒梯形，上一节的底边沿与下节的上边沿相互叠扣，可伸缩式砂箱置于底座上，牵引机构的两端分别与砂箱和活动横梁相对固定，所述的活动横梁上设有Ｘ轴导轨，Ｘ轴导轨上架有铺砂盒、压辊和Ｙ轴丝杠导轨副，导轨副上设有喷头。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种可伸缩式活动砂箱铸造装置，包括底座、Z轴丝杠、立柱、固定横梁，X轴导轨，其特征在于，还包括可伸缩式砂箱、牵引机构和活动横梁，所述的立柱固定在底座上，固定横梁固定在两根立柱之间，活动横梁连接在Z轴丝杠上，并与Z轴丝杠相互联动；所述的可...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜永年，杜昭辉，徐丹，戴志煌，
申请(专利权)人：清华大学，北京殷华激光快速成形与模具技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]