本發明涉及一種鑄造金屬鑄件的機器,特別涉及一種鑄造金屬鑄件的機器中用于鑄造模具的脫模驅動機構。
背景技術:
在鑄造側面形狀比較復雜的桶狀零件例如汽車輪轂時,所使用的鑄造模具一般包括上、下設置的上、下模,還包括設置在所述上、下模外圍的側模。由于鑄件比較大為此鑄造用的模具也就非常大而且重,再涉及鑄造所需的壓力,為此一般類似汽車輪轂鑄件的鑄造模具結構都比較復雜,而且為了能夠驅動所述側模、上模或下模的移動而完成模具例如側模的開啟和閉合動作,在每個所述側模的左右空間上還專門設置一個驅動所述側模向外移動的驅動油缸。由于需要安裝油缸,鑄造機機臺板空間比較大,安裝占地面積大,而且也限制了鑄造現場的操作空間。
另外,現有的鑄造模具還存在一個弊端,為了能夠快速地把所鑄造的零件抽離鑄造模具,一般在鑄造模具上制備有專門的頂桿。在向外側方向分離側模后,再通過所述頂桿直接頂推鑄件零件使其脫離上模。例如如圖1所示的輪轂模具,所述模具包括上模1、下模2和4個側模3(圖中只顯示了其中兩個),所述上模1、下模2和側模3圍成用于鑄造鑄件a的輪轂型腔;還包括上安裝板11,所述上模1固設在所述上安裝11上,而所述側模3活動設置在所述上安裝板11上。在所述上安裝板11上還設置有多根頂桿12,所述頂桿12的一端連接頂推板(圖中未畫出),另一端穿過所述上模1伸入到所述輪轂型腔對應鑄件a的輪緣部位,這樣,在所述上模1上必定設置有避讓所述頂桿12的避讓通孔。
如圖2所示,在對所述鑄件a進行脫模操作時,首先驅動所述上模1和所述側模3攜帶所述鑄件a向上移動而使所述鑄件a與所述下模2分離,然后油缸驅動所述側模3向外移動而使所述鑄件a與所述側模分離,最后借助所述頂桿12頂推所述鑄件a而使所述鑄件a脫離所述上模1而脫落。
圖1和圖2清楚地呈現了輪轂模具的傳統結構,也披露了傳統輪轂模具的脫模方法。這種傳統輪轂模具主要依靠頂桿12對鑄件a施加頂推力來完成脫模操作。而在鑄件a體積比較大的時候,則需要同時使用多根頂桿12,所述頂桿12的數量一般在12~16根之間。而在脫模過程中,由于各頂桿12受力不均勻又或者頂桿12黏粘金屬溶液,導致所述頂桿12非常容易出現被卡死、折斷和彎曲等不良現象,此時不得不停機修整,嚴重地耽誤了生產進度,而且還提高了模具的維護成本和生產成本。另外,也由于在所述上模1設置有避讓所述頂桿12的避讓通孔,為此會導致所述鑄件a在所述避讓通孔位置處形成批鋒而影響到所述鑄件a的質量;其次所述頂桿12還會容易導致所述鑄件a的被頂壓部位出現變形或裂變,直接導致所述鑄件a報廢。
技術實現要素:
根據現有技術的內容可以看出,鑄造模具雖然笨重但需要予以精準的合模和可靠的開模操作。為此如何將笨重的模具適當地組合和操作讓它們靈活地開模和精準地合模,又能保護鑄件不受損壞,是比較重要的問題,其中改進其脫模用的驅動機構是非常重要的環節。
鑒于上述技術問題,本發明的發明目的之一旨在提出一種用于鑄造模具的脫模驅動機構, 讓所述鑄造模具可以在不使用頂桿的情況下順利地完成鑄件的自動脫模操作;另外,本發明還試圖能夠進一步優化脫模的力矩分布,減少脫模過程對鑄件的損壞;其次,所述驅動機構不僅能夠驅動所述側模具有二維軌跡移動,還具有簡化的驅動結構,減少驅動機構所占用的空間;另外,當進一步對所述脫模用的驅動機構進行改進后,所述驅動機構能夠對所述模具上的多個側模的移動進行同步控制。
針對現有技術的不足,本發明首先提出一種用于鑄造模具的脫模驅動機構,其特征在于:(a)包括上安裝板, 所述上安裝板能夠被安裝在模具之上模的上面并用于定位和拖動所述上模;(b)包括能夠對應于模具之側模的活動孔,所述活動孔在內、外方向上呈長孔狀布置在所述上安裝板上;(c)包括滑動塊,所述滑動塊設置在所述上安裝板上面;(d)包括傳動桿,所述傳動桿用于連接位于所述上安裝板下方的所述側模;所述傳動桿的頂端與所述滑動塊連接組成拐臂狀的拐臂構件,所述傳動桿穿過所述上安裝板上的所述活動孔向下延伸到所述上安裝板的下方從而能夠讓所述傳動桿的底端連接位于所述上模側邊的所述側模,每一個所述活動孔中配合使用一個所述拐臂構件;(e)在所述上安裝板上面設置有第一導向部,所述第一導向部上設置有向外傾斜朝上的第一傾斜面,所述滑動塊上具有與所述第一傾斜面配合的第一滑動面,所述第一滑動面布置在所述第一傾斜面的上面;(f)包括頂推板,所述頂推板能夠相對于所述上安裝板在上、下方向上垂直移動用于頂壓所述滑動塊,所述頂推板位于所述滑動塊的上面。
其中,所述鑄造模具是一種能夠承受壓力和高溫的金屬模具,用于鑄造生產輕金屬鑄件例如汽車輪轂毛坯等,所述鑄造模具包括有模具上模、模具下模和模具側模,所述上模、下模和側模合圍成的用于鑄造的型腔,就是用于鑄型鑄件產品。
其中,所述上安裝板能夠被安裝在模具之上模的上面并用于定位和提升所述上模,主要定義的所述上安裝板的主要用途,同時也定義了所述上安裝板在實際應用中能夠與模具之上模之間所具有固定連接結構關系。也因此所述上安裝板的下表面上具有能夠結合所述上模的中心安裝區域,而模具之側模是位于所述上模的側邊,也位于所述中心安裝區域之外。
其中,由于所述活動孔本身在內、外方向上呈長孔狀,為此所述活動孔本身就像輪輻的輻條一樣徑向布置在所述上安裝板上。至于所述活動孔設置的數量,與模具所具有的側模的數量有關,由于模具之側模一般至少有兩個為此所述活動孔的數量也至少設為二個。所述內、外方向,根據所述活動孔本身的功能,可以想到的是指以所述中心安裝區域的中心點為基準所確定的方向,從所述中心點出發向外輻射延伸的方向為內、外方向。
其中,所述活動孔能夠對應于模具之側模,是指讓所述活動孔能夠上、下對應地布置在所述側模的上方。為此該特征主要定義了所述活動孔的設置位置以及在安裝到模具上后與所述側模之間的相對位置關系。
其中,所述滑動塊與所述傳動桿組成拐臂狀的拐臂構件,為此當所述滑動塊移動時也就能夠帶著所述傳動桿及側模移動。所述滑動塊與所述傳動桿之間可以是一體化成型的整體結構也可以是分體制造后通過連接件再予以連接起來的組合結構;其次所述側模也能夠借助于所述拐臂構件鉤掛在所述上安裝板上。
其中,所述第一導向部可以是獨立于所述上安裝板并設置在所述上安裝板上的構件;又或者,所述第一導向部還可以是所述上安裝板上的構造體而與所述上安裝板一體成型。
其中,在所述滑動塊上設置有與所述第一傾斜面適配的第一滑動面,實質上也就對應地定義了所述第一滑動面的方向,也間接通過所述第一傾斜面定義了所述滑動塊的運動方向和軌跡。
其中,由于所述第一滑動面在所述第一傾斜面上的移動軌跡屬于傾斜軌跡,為此傾斜運動的軌跡在垂直方向上具有行程垂直分量,在水平方向上具有行程水平分量,根據該方案,所述第一傾斜面能夠為實現所述側模的傾斜運動軌跡提供引導工作面。
根據上述結構,將所述脫模驅動機構安裝到機器上并將模具的上模安裝在所述上安裝板的下面并位于所述中心安裝區域,讓所述傳動桿連接位于所述上安裝板下方且位于所述上模側邊的模具之側模,并讓所述滑動塊上的第一滑動面布置在所述上安裝板的第一傾斜面的上面;這樣在鑄造鑄件讓所述滑動塊上的第一滑動面與所述上安裝板的第一傾斜面之間在上下方向上預置有自由間距時,就可以利用所述自由間距實現所述上模與側模以及連接其上的鑄件(此時所述側模與鑄件是合抱在一起的)之間的分離;當通過所述頂推板進一步向下頂壓所述滑動塊讓所述第一滑動面在所述第一傾斜面上傾斜滑動時,不僅能夠將上下方向力矩轉化為水平方向的力矩,也能進一步推動所述側模向外與向下移動(傾斜移動)從而利用所述行程水平分量讓合抱在一起的所述側模與鑄件之間分離。如果未預置有所述活動間距時,也可以僅僅利用所述第一滑動面能夠在所述第一傾斜面上傾斜滑動的結構,當所述滑動塊傾斜移動帶動所述側模以及連接其上的鑄件與所述上模之間分離的同時也帶動所述側模與所述鑄件之間的分離。
為此與現有技術對比,本發明采用的脫模驅動機構的有益技術效果在于:
1.在生產中將所述脫模驅動機構與模具連接為一體,從而通過所述脫模驅動機構能夠將所述上模與所述側模能夠相對分離地活動連接在一起,從而讓所述側模在整個脫模過程中與所述上模活動連接不會完全分開。
2.通過所述脫模驅動機構能夠與模具連接為一體的結構,從而能夠形成一種二維脫模裝置,即在鑄造鑄件讓所述滑動塊上的第一滑動面與所述上安裝板的第一傾斜面之間在上下方向上預置有自由間距時,就可以利用所述自由間距實現所述上模與側模以及連接其上的鑄件(此時所述側模與鑄件是合抱在一起的)之間的分離;當通過所述頂推板進一步向下頂壓所述滑動塊讓所述第一滑動面在所述第一傾斜面上傾斜滑動時,不僅能夠將上下方向力矩轉化為水平方向的力矩,也能進一步推動所述側模向外與向下移動(傾斜移動)從而利用所述行程水平分量讓合抱在一起的所述側模與鑄件之間分離。
3.通過所述脫模驅動機構讓脫模動作具有穩定性,也至少不用使用現有技術的頂桿脫模,大大提高了生產效率,降低了損耗。
進一步的技術方案還可以是,還包括設置在所述上安裝板上的第二導向部,所述第二導向部上設置有向外傾斜朝上的第二傾斜面,所述滑動塊上還具有與所述第二傾斜面配合的第二滑動面,所述第一滑動面與所述第二滑動面在內、外方向上前后分置并且所述傳動桿位于所述第一滑動面與所述第二滑動面之間。
其中,所述第二傾斜面與第二滑動面所組成的第二引導工作面,與所述第一傾斜面與第一滑動面所組成的第一引導工作面具有相同的功能性質。由于所述第一滑動面與所述第二滑動面在內、外方向上前后分置并且所述傳動桿位于所述第一滑動面與所述第二滑動面之間,為此前后兩個所述引導工作面能夠對傾斜軌跡移動中的所述拐臂構件形成前后穩定器,大大減少所述拐臂構件的晃動。
進一步的技術方案還可以是,還包括設置在所述上安裝板上的第二導向部,所述第二導向部上設置有向外傾斜朝上的第二傾斜面,所述傳動桿上還具有與所述第二傾斜面配合的第二滑動面,所述第一滑動面與所述第二滑動面在內、外方向上前后分置并且所述傳動桿位于所述第一滑動面與所述第二滑動面之間。本方案與上述方案不同點在于第二引導工作面的設置位置不同,其它功能和用途相同。
為了保證所述滑動塊向外滑移的穩定性,進一步的技術方案還可以是,所述滑動塊上還具有與所述第一導向部的頂端面適配的水平導向面,所述水平導向面銜接所述第一滑動面。這樣,當所述滑動塊完成向下和向外移動的軌跡后在轉入到向外位移的軌跡時,所述水平導向面與所述第一導向部的頂端面之間的結合,能夠成為所述滑動塊向外水平移動的導向裝置。
進一步的技術方案還可以是,在所述滑動塊上還設置有向內傾斜朝上的第三傾斜面,在所述頂推板上設置有與所述第三傾斜面適配的第四傾斜面;在所述滑動塊向下向外傾斜移動未到位時,所述第三傾斜面與所述第四傾斜面的垂直投影區域不重疊,在所述滑動塊向下向外傾斜移動已經到位時,所述第四傾斜面的最低點開始結合所述第三傾斜面的最高點并且所述第三傾斜面能夠沿所述第四傾斜面移動進而引導所述滑動塊繼續向外水平移動。根據該方案,引導所述側模向外移動的主要目的不在于讓所述側模與鑄件預分離而是加大所述側模的內側空間。當然,當所述向下向外傾斜移動的位移在水平方向上的分量足夠大時,也就可以不用設置該向外移動的步驟和結構。其中,在所述頂推板上設置有與所述第三傾斜面適配的第四傾斜面,實質上通過所述第三傾斜面間接定義了所述第四傾斜面的傾斜方向。
其中,所述第三傾斜面與所述第四傾斜面的垂直投影區域不重疊,實質上定義了所述第三傾斜面與所述第四傾斜面在水平方向上相互錯位的布局關系。這樣,當所述頂推板向下移動并未讓所述滑動塊向下向外移動結束前,所述第三傾斜面與所述第四傾斜面并不接觸,此時所述頂推板能夠隨所述滑動塊向下移動但并不會引導所述滑動塊向外移動。為此所述第三傾斜面與所述第四傾斜面的垂直投影區域不重疊的位置布局關系保證了所述滑動塊具有優先向下移動的運動軌跡。
而當所述頂推板向下移動并讓所述滑動塊向下向外移動結束,此時所述滑動塊在所述第一傾斜面的導向作用下已經向外移動一段距離而使所述滑動塊上的第三傾斜面也向外移動一段距離,進而使所述第四傾斜面的最低點開始結合所述第三傾斜面的最高點,繼而當所述頂推板繼續向下移動時,所述第三傾斜面與所述第四傾斜面之間逐步結合,此時即使所述滑動塊已經下移到最大行程,所述第三傾斜面與所述第四傾斜面之間的結合仍能驅使所述滑動塊向外繼續移動。當然,也可以設置為在所述滑動塊未下移到最大行程時,所述第三傾斜面與所述第四傾斜面之間就可以提前的結合從而驅使所述滑動塊向外移動的結構。
另外,所述頂推板可以是頂壓裝置的輸出端,還可以是由所述頂壓裝置驅動移動的動力傳動件。進一步的技術方案是,所述頂推板呈板狀,在所述上安裝板上還設置有導向柱,所述頂推板滑動設置在所述導向柱上。
其中,所述頂推板呈板狀,為此所述頂推板具有比較大的伸展寬度而能夠同時驅動多個滑動塊同步移動,而使至少一對所述側模具體同步的動作節奏,而且能進一步減少動力源設備的使用數量。
其次,還進一步對所述側模的合模驅動結構進行改進,使在缺省專門驅動所述側模水平移動的動力源設備的情況下,所述側模能夠依靠機械結構的改進自動完成合模操作,進一步的技術方案是,還包括能夠連接下模的下安裝板,在所述下安裝板上還固設有至少一對能夠圍繞在所述下模的外周的輔助合模塊,在所述輔助合模塊上設置有向上傾斜的第五傾斜面,在所述側模上設置有與所述第五傾斜面適配的第六傾斜面;在所述側模向下移動而合模時,所述側模的第六傾斜面結合到所述輔助合模塊的第五傾斜面上從而驅使所述側模向內合模移動。
其中,在所述下安裝板上還固設有至少一對輔助合模塊,為此所述輔助合模塊是固定設置在所述下安裝板上的構件。
其中,當所述側模向下移動合模時,所述側模的第六傾斜面結合到所述輔助合模塊的第五傾斜面上從而驅使所述側模向內合模移動,實質上定義了所述第五傾斜面和第六傾斜面相互協助所能夠達到的技術效果,即驅使所述側模向內合模移動而完成閉合操作,同時還能夠使所述側模保持閉合狀態,為此所述輔助合模塊實質上還具有為所述側模提供合模力的能力。
合模力(鎖模力)不足會導致所述側模扣合不到位而使所述型腔出現離縫,鑄造過程中容易發生溢料,但合模力過大又會使模具變形,并使鑄件產生內應力而影響質量。鑒于此,為了使所述輔助合模塊的合模力大小能夠調整在合理的范圍內,我們進一步對所述輔助合模塊的結構進行改進,改進方案為:所述輔助合模塊包括模塊基體及調節塊,所述第五傾斜面設置在所述調節塊上,所述調節塊可調節地安裝定位在所述模塊基體上。
其中,所述第五傾斜面設置在所述調節塊上,這樣不僅便于在所述調節塊上加工出所述第五傾斜面,而且當所述第五傾斜面由于長期使用而出現損壞時,也能夠便捷地進行更換,而不需要更換整個所述輔助合模塊,降低維修、維護成本。
其中,所述調節塊是與所述模塊基體相互獨立的分體,這樣,能夠適當地調整所述調節塊在所述模塊基體上的位置,調整完后又能夠把所述調節塊安裝定位在所述模塊基體上。由于所述第五傾斜面設置在所述調節塊上而具有了可調性,從而能夠降低所述第五傾斜面與所述側模的第六傾斜面之間的加工配合精度要求。通過調整所述調節塊使所述第五傾斜面具有合理的傾斜度和位置從而能夠更好地與所述第六傾斜面配合,進而為所述側模提供均衡、大小適當的合模力。
由于本發明具有上述特點和優點,為此可以應用到鑄造機中的脫模機構中。
附圖說明
圖1是現有技術中輪轂模具的傳統脫模結構示意圖;
圖2是圖1所示的輪轂模具處于脫模狀態的結構示意圖;
圖3是應用本發明技術方案的脫模驅動機構的立體結構示意圖,圖中省略了所述頂推板6;
圖4是圖3所示的脫模驅動機構的立體結構示意圖,圖中為了清楚顯示所述第一導向部9的結構,部分位置省略了兩個滑動塊5從而露出所述第一導向部9;
圖5是圖3中B區域的放大結構示意圖;
圖6是應用本發明技術方案的脫模驅動機構的上模組合體的立體結構示意圖;
圖7是應用本發明技術方案的脫模驅動機構的下模組合體的立體結構示意圖;
圖8是應用本發明技術方案的脫模驅動機構的剖視結構示意圖;
圖9是圖8中C區域的放大結構示意圖;
圖10是圖8中A-A方向的剖視結構示意圖;
圖11是從外側方向觀察所述側模的立體結構示意圖;
圖12是應用本發明技術方案的脫模驅動機構的脫模過程的示意圖;
圖13是在圖9所示的脫模驅動機構的另一種實施方式;
圖14是采用第二種實施方式的輔助合模塊的立體結構示意圖;
圖15是圖14中D-D方向的剖視結構示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖對應用本發明技術方案的脫模驅動機構的結構以及脫模方法作進一步的說明。
所述脫模驅動機構500是鑄造機中的部分機構,它主要起鑄件脫模作用。所述脫模驅動機構與模具組合形成一種二維脫模裝置。如圖3到圖15所示,所述模具包括上模1、下模2和位于所述上模1、下模2之間側模3,所述側模3包括對稱排列的四個子側模(3a、3b、3c、3d),所述上模1、下模2和側模3圍成有用于鑄造鑄件a的型腔a0;所述脫模驅動機構500將所述上模1與所述側模3之間保持為活動連接結構,也讓所述上模1與所述側模3之間在垂直方向上預置有用于相對分離的活動間距L2;所述活動間距L2包括自由間距L1和引導間距;鑄造完成鑄件脫模時,所述脫模驅動機構500能夠讓所述上模1利用所述自由間距L1實現所述上模1與鑄件a之間的分離進而也實現所述上模1與所述側模3之間的相對分離,也能讓所述下模2與側模3之間的分離移動中讓所述下模2與鑄件a分離,其次所述脫模驅動機構500也能引導所述側模3利用所述引導間距向下向外傾斜移動從而實現所述側模3與所述鑄件a之間的分離。
如圖3到圖13所示,所述脫模驅動機構,(a)包括上安裝板11, 所述上安裝板11能夠被安裝在模具之上模1的上面并用于定位和拖動所述上模1從而所述上安裝板11的下表面上具有能夠結合所述上模1的中心安裝區域(所述中心安裝區域位于圖3中所標識的區域X的反向面區域);(b)包括能夠對應于模具之側模3的活動孔110,所述活動孔110在內、外方向上呈長孔狀布置在所述上安裝板11上;(c)包括滑動塊5,所述滑動塊5設置在所述上安裝板11上面;(d)包括傳動桿4,所述傳動桿4用于連接位于所述上安裝板11下方的所述側模3;所述傳動桿4的頂端與所述滑動塊5連接組成大致呈拐臂狀的拐臂構件,所述傳動桿4穿過所述上安裝板11上的所述活動孔110向下延伸到所述上安裝板11的下方從而能夠讓所述傳動桿4的底端連接位于所述上模1側邊的所述側模3,每一個所述活動孔110中配合使用一個所述拐臂構件;(e)在所述上安裝板11上面設置有第一導向部9,所述第一導向部9上設置有向外傾斜朝上的第一傾斜面,所述滑動塊5上具有與所述第一傾斜面配合的第一滑動面,所述第一滑動面布置在所述第一傾斜面的上面;(f)包括頂推板6,所述頂推板6能夠相對于所述上安裝板11在上、下方向上垂直移動用于頂壓所述滑動塊5,所述頂推板6位于在所述滑動塊5的上面。
具體來說,如圖3和圖4所示,二維脫模裝置從上下空間位置劃分,其包括上下布置的上模組合體和下模組合體。如圖6所示,所述上安裝板11與安裝定位到所述上安裝板11下面的上模1、圍繞在所述上模1外周的四個子側模(3a、3b、3c、3d)等共同組成上模組合體。如圖7所示,下安裝板20以及安裝定位到所述下安裝板20上的所述下模2等共同組成下模組合體。所述下安裝板20設置在鑄造機器的底架上。當所述上模組合體和下模組合體扣合后,所述上模1、下模2和側模3圍成有用于鑄造鑄件a例如輪轂的型腔a0,如圖8所示。
如圖3、圖4和圖8所示,所述上安裝板11上對稱設置有對應于4個所述子側模(3a、3b、3c、3d)的8個活動孔110,所述活動孔110在內外方向上呈長孔狀,每個所述活動孔110呈輻射狀徑向布置,并且8個所述活動孔110在總體上間隔布置而環繞在所述中心安裝區域(由于所述中心安裝區域是用于布置所述上模1的,而所述上模1又是位于所述上安裝板11的下方,為此所述中心安裝區域是圖3所示的區域X的反向面區域)之外從而讓所述活動孔110均布在所述側模3的上方。8根所述傳動桿4對應設置在8個所述活動孔110上,所述傳動桿4的頂端連接所述滑動塊5并與所述滑動塊5一體化成型為呈拐臂狀的拐臂構件,2根所述傳動桿4分別穿過2個所述活動孔110傳動連接到對應的一個所述子側模上,即每一個所述子側模(3a、3b、3c、3d)均連接兩個所述傳動桿4。
其中,所述傳動桿4是獨立于所述上安裝板11但活動式地穿套在所述上安裝板11的活動孔110內的構件。并且,所述傳動桿4成為連接于所述側模3和所述脫模驅動機構之間的動力傳遞件,即能夠將所述脫模驅動機構的驅動力傳動到所述側模3上從而驅動所述側模3二維移動。
所述頂推板6能夠在垂直方向上移動,所述滑動塊5位于所述頂推板6與所述上安裝板11之間。所述頂推板6相對于所述上安裝板11下移時頂推所述滑動塊5下移,從而讓所述滑動塊5進一步推動所述側模3在所述引導間距范圍內向下向外傾斜移動實現脫模。
如圖8所示,所述頂推板6呈板狀,在所述上安裝板11上還設置有多個導向柱111,所述頂推板6滑動套裝設置在所述導向柱111上并能夠沿所述導向柱111的導向上下滑動。由于所述頂推板6呈板狀,為此所述頂推板6具有比較大的伸展寬度而能夠同時驅動8個所述滑動塊5移動,而使4個所述子側模(3a、3b、3c、3d)具體同步的動作節奏。驅動所述頂推板6向下移動的頂壓裝置,可以是設置在鑄造機上的獨立油缸【圖中未畫出】,讓所述獨立油缸下移驅動所述頂推板6向下移動,也可以是設置在鑄造機上的一個定位擋塊【圖中未畫出】,借助于提升所述上安裝板11向上移動的提升裝置所產生的提升行程,讓所述定位擋塊在固定的行程位置碰壓所述頂推板6從而讓所述頂推板6相對地向下移動。
如圖5和圖10所示,所述滑動塊5包括基體部50以及在所述基體部50的兩邊分別設置的凸出部(51、52),在所述凸出部(51、52)上分別設置有一個傾斜朝下的并且呈傾斜狀的第一滑動面(510、520)。所述第一滑動面(510、520)分別騎在下面的第一導向部9上。其次,在所述滑動塊5的兩邊還設置有與所述第一導向部9的頂端面(911、921)適配的水平導向面(511、521),所述水平導向面(511、521)銜接所述第一滑動面(510、520),所述水平導向面(511、521)與所述第一導向部9的頂端面(911、921)之間具有預置的活動間距L2。這樣,當所述滑動塊5完成向下向外傾斜移動的軌跡后再轉入到純粹向外位移的軌跡時,所述水平導向面(511、521)與所述第一導向部9的頂端面(911、921)之間的結合,能夠成為所述滑動塊5向外水平移動的導向裝置。
如圖5、圖9和圖10所示,所述第一導向部9設置在所述上安裝板11的上面。所述第一導向部9由左、右設置的一對支臂(91、92)組成,在左、右設置的所述支臂(91、92)之間形成有滑動槽900,所述滑動塊5的兩側騎在所述第一導向部9上,所述滑動塊5的基體部50中央部分伸入到所述滑動槽900內。當未脫模時,所述基體部50與所述滑動槽900的槽底部之間、所述第一滑動面(510、520)與所述第一導向部9之間、所述水平導向面(511、521)與所述第一導向部9的頂端面(911、921)之間具有間隙。為此所述滑動塊5能夠在所述第一導向部9的上方上下移動,所述滑動槽900的槽底部也成為限制所述滑動塊5向下最大位移的面,也即也能定義所述活動間距L2的面。
進一步的,在所述支臂(91、92)上分別設置有向外傾斜朝上并與所述第一滑動面(510、520)適配的第一傾斜面(910、920)。所述第一滑動面(510、520)位于所述第一傾斜面(910、920)的上方,所述第一傾斜面(910、920)與所述第一滑動面(510、520)的垂直投影區域至少左右銜接,也可以部分重疊,并且所述第一傾斜面(910、920)與所述第一滑動面(510、520)之間在垂直方向上具有預置的自由間距L1,而預置的活動間距L2與預置的自由間距L1之差形成預置的所述引導間距,即活動間距L2=自由間距L1+引導間距。
根據上述結構的描述可以發現,通過所述拐臂構件、所述上安裝板11等,所述側模3通過所述拐臂構件鉤掛在與所述上模1連接的所述上安裝板11上,實現了所述脫模驅動機構500將所述上模1與所述側模3保持為活動連接結構的結構。必須說明的是,其中所述自由間距L1,是指所述上模1與所述側模3保持為所述活動連接結構的情況下,能夠保證所述側模3或所述上模1在垂直方向上能夠相對上下自由移動的間距。其中,在一種自然的狀態下所述上模1以其重力(或者在一種鎖模的狀態下所述上模1以其重力及鎖模力矩)頂壓貼合在所述側模3上實現合模,它們之間基本沒有間隙,但在所述上模1受到提升力而上升時,所述上模1至少在所述自由間距L1范圍內自由上升不受所述側模3的阻礙也不會帶動所述側模3上升,只有超過所述自由間距L1后所述上模1才有可能通過所述脫模驅動機構500帶動所述側模3上升。為此,由于所述側模3與所述上模1之間在垂直方向上預置有自由間距L1,在所述上模1受到提升動力時,就能讓所述上模1具有脫離鑄件a及所述側模1的勢能,當提升力大于所述上模1與鑄件a之間的結合力F1時,所述上模1就能完全擺脫所述鑄件a自由上升,在上升距離達到所述自由間距L1時,所述上模1才會受到所述側模3的反向掣肘。
其次,從實現所述第一滑動面(510、520)與所述第一傾斜面(910、920)之間實現滑動引導配合的角度,進一步的所述第一滑動面(510、520)可以不是傾斜的斜面形狀而是采用點、線等局部接觸的方式與所述第一傾斜面(910、920)之間形成滑動配合。
根據上述結構,可以是實現的脫模方法包括:
第一種脫模方案:基于所述上模1與鑄件a之間的結合力F1遠小于所述下模2與鑄件a之間的結合力F2+所述側模3和鑄件a的重量G1+借助于所述頂壓裝置從外部可能給所述側模3施加向下方向力F3【F1<<(F2+G1+F3)】。
當脫模開始時,通過所述提升裝置的提升柱13提升所述上安裝板11,讓所述上模1得到提升的勢能;當所述提升裝置的提升力F大于所述上模1與鑄件a之間的結合力F1(F>F1)時所述上模1與鑄件a分離并讓所述上模1與所述側模3相對分離,完成第一步的脫模動作,此時所述上模1自由上升的高度距離等于預置的所述自由間距L1時,所述第一滑動面(510、520)與所述第一傾斜面(910、920)之間開始接觸,所述上模1才會受到所述側模3的反向掣肘,預置在所述第一滑動面(510、520)與所述第一傾斜面(910、920)之間所述自由間距L1轉變成位于所述上模1與所述側模3之間的可視間距;接著繼續用力上提所述上安裝板11及所述上模1,就會通過所述傳動桿4給所述側模3施加向上的勢能,反過來所述側模3也會給所述傳動桿4、所述第一滑動面(510、520)施加反向的力矩逼迫所述第一滑動面(510、520)也存在沿所述第一傾斜面(910、920)滑動的勢能,但由于所述側模3與鑄件a之間所具有的結合力讓所述第一滑動面(510、520)結合在所述第一傾斜面(910、920)的上面但不會滑動,當繼續用力上提所述上安裝板11及所述上模1的力矩F大于所述下模2與鑄件a之間的結合力F2以及所述側模3和鑄件a的重量G1時(F>F2+G1),所述側模3、鑄件a及上模1、上安裝板11同時作為一個整體隨所述提升裝置上移而與所述下模2分離完成第二步的脫模動作。
第二步脫模動作完成后第三步脫模動作完成之前,控制自動接料裝置的接料手臂伸入到所述側模3與所述下模2之間的空間,用于接收從上面跌落的所述鑄件a。當然可以想到的是,所述接料手臂伸出接料的時間也應當保證在第三步脫模動作完成之前的完成。
第二步脫模動作完成后,所述側模3已經處于懸空狀態,其重力頂壓在所述第一傾斜面(910、920)上,啟動所述頂壓裝置或繼續提升所述上安裝板11的方式下壓所述頂推板6向下移動,所述頂壓裝置的驅動力F4(其中F4>>F3)與所述側模3本身的重力合并克服所述側模3與鑄件a之間的結合力,讓所述滑動塊5的所述第一滑動面(510、520)沿所述第一傾斜面(910、920)滑動從而讓所述滑動塊5、所述側模3以向下向外傾斜的軌跡移動,并讓所述側模3與鑄件a之間分離,完成第三步脫模動作。
第二種脫模方案:基于所述上模1與鑄件a之間的結合力F1遠大于所述下模2與鑄件a之間的結合力F2+所述側模3和鑄件a的重量G1+借助于所述頂壓裝置從外部可能給所述側模3施加向下方向力F3【F1>>(F2+G1+F3)】。
當脫模開始時,通過所述提升裝置的提升柱13提升所述上安裝板11,讓所述上模1得到提升的勢能;當所述提升裝置的提升力F大于所述下模2與鑄件a之間的結合力F2(F>F2)時所述下模2與鑄件a分離并讓所述下模2與所述側模3相對分離,完成第一步所述下模2與鑄件a之間脫模動作;在所述第一步動作步驟完成后,自動接料裝置的接料手臂伸入到所述側模3與所述下模2之間的空間,用于接收從上面跌落的所述鑄件a;再接著通過所述頂壓裝置頂壓所述頂推板6下移從而頂壓所述滑動塊5,讓所述滑動塊5與所述傳動桿4向下推動所述側模3,但所述頂壓裝置的推力大于所述上模1與鑄件a之間的結合力F1時所述上模1與鑄件a之間分離,此時所述側模3在所述自由間距L1所限定的范圍內下移,所述第一滑動面(510、520)與所述第一傾斜面(910、920)之間開始接觸。由于所述側模3與鑄件a之間所具有的結合力讓所述第一滑動面(510、520)結合在所述第一傾斜面(910、920)的上面但不會滑動,所述側模3受到所述脫模驅動機構500的反向掣肘,預置在所述第一滑動面(510、520)與所述第一傾斜面(910、920)之間所述自由間距L1轉變成位于所述上模1與所述側模3之間的可視間距,第二步脫模動作完成后,所述側模3已經處于懸空狀態。此時所述側模3的重力頂壓在所述第一傾斜面(910、920)上,啟動所述頂壓裝置或繼續提升所述上安裝板11的方式下壓所述頂推板6現對于所述上安裝板11向下移動,所述頂壓裝置的驅動力F4(其中F4>>F3)與所述側模3本身的重力合并克服所述側模3與鑄件a之間的結合力,讓所述滑動塊5的所述第一滑動面(510、520)沿所述第一傾斜面(910、920)滑動從而讓所述滑動塊5、所述側模3以向下向外傾斜的軌跡移動,并讓所述側模3與鑄件a之間分離,完成第三步脫模動作。
通過上述技術方案也可以發現,為了驅動所述側模3具有向下、向外的二維位移軌跡,可以僅僅使用單方向的驅動力,并借助模具自身機械結構的改進對所述側模3的運動方向進行驅動引導,而不需要根據所述側模3的移動維度分別設置不同維度的動力源驅動設備,從而減少了動力源驅動設備的使用量,簡化了模具的驅動系統。
根據上述的技術方案,為了讓所述滑動塊5、所述側模3向下向外傾斜移動比較穩當防止出現憋死現象,如圖13所示,在所述上安裝板11上設置第二導向部112,所述第二導向部112上設置有向外傾斜朝上的第二傾斜面1120,所述傳動桿4上還具有與所述第二傾斜面1120配合的第二滑動面41,所述第一滑動面(510、520)與所述第二滑動面41在內、外方向上前后分置并且所述傳動桿4位于所述第一滑動面(510、520)與所述第二滑動面41之間;在未脫模時所述第二滑動面41與所述第二傾斜面1120之間在垂直方向上具有預置的第二自由間距L1',所述第二自由間距L1'與所述第一自由間距L1在垂直方向上的高度相同。
其中,所述第二滑動面41與第二傾斜面1120所組成的第二引導工作面,與所述第一滑動面(510、520)與所述第一傾斜面(910、920)所組成的第一引導工作面具有相同的功能性質。由于所述第一滑動面(510、520)與所述第二滑動面在內、外方向上前后分置并且所述傳動桿4位于所述第一滑動面(510、520)與所述第二滑動面之間,為此前后兩個所述引導工作面能夠對傾斜軌跡移動中的所述拐臂構件形成前后穩定器,大大減少所述拐臂構件的晃動。
當然等同的方案還可以是,在所述傳動桿4上不用設置與所述第二傾斜面1120配合的第二滑動面41,而是在依然所述滑動塊5上設置所述第二傾斜面1120配合的另一個第二滑動面,不同的是所述第二傾斜面1120的位置需要隨之所述另一個第二滑動面的位置而調整(圖中未畫出)。
而當所述滑動塊5向下位移到最大行程并抵接在所述滑動槽900的槽底部上時,此時所述水平導向面(511、521)與所述第一導向部9的頂端面(911、921)之間也大致抵接,所述滑動塊5已經向下移動了活動間距L2,所述滑動塊5將不能繼續向下移動。此時為了進一步增大所述側模3向外位移量即形成能夠讓鑄件a自由墜落的的內側空間,進一步的技術方案是,在所述第三步動作中,還包括有在讓所述側模3以傾斜的軌跡移動結束后,再讓所述側模3向外水平移動的步驟。具體方案包括:在所述滑動塊5的基體部50上還設置有向內傾斜朝上的第三傾斜面53,在所述頂推板6上設置有與所述第三傾斜面53適配的第四傾斜面61。如圖9所示,在未脫模動作前所述頂推板6沒有下移時,所述第三傾斜面53與所述第四傾斜面61的垂直投影區域不重疊,它們之間具有錯位的距離L3。
其中,所述第三傾斜面53與所述第四傾斜面61的垂直投影區域不重疊,實質上定義了所述第三傾斜面53與所述第四傾斜面61在水平方向上相互錯位的布局關系,如圖9所示,所述第三傾斜面53位于所述第四傾斜面61的內側,并且所述第三傾斜面53的最高點A與所述第四傾斜面61的最低點B之間存在水平間距L3。
而當所述頂推板6向下移動并在垂直方向上達到所述引導間距后,此時所述滑動塊5在所述第一傾斜面(910、920)與所述第一滑動面(510、520)的導向作用下已經向外移動一段距離而使所述滑動塊5上的第三傾斜面53也向外移動一段距離,進而使所述第四傾斜面61的最低點B開始結合所述第三傾斜面53的最高點A,繼而當所述頂推板6繼續向下移動時,所述滑動塊5已經下移到最大行程,而所述第三傾斜面53與所述第四傾斜面61之間逐步結合仍能驅使所述滑動塊5向外水平移動。當然,如果設置的結構是當所述滑動塊5未下移到最大行程時,就能讓所述第三傾斜面53與所述第四傾斜面61之間開始結合,也能在所述滑動塊5未下移到最大行程時驅使所述滑動塊5向外移動。為此在所述滑動塊5、所述側模3傾斜運動的軌跡在水平方向上的分量不能讓鑄件a自由墜落時,那么就可增加所述向外水平移動的步驟作為完成第三步脫模動作的補充步驟。
其次,為了能夠驅動所述側模3完成合模操作的技術方案是:
如圖7所示,所述下安裝板20上還固設有輔助合模塊7,所述輔助合模塊7包括對稱排列的四個輔助合模塊(7a、7b、7c、7d),所述輔助合模塊7圍繞在所述下模2的外周。
當所述上模組合體和下模組合體扣合后,所述輔助合模塊7位于相鄰的兩個所述子側模之間,也就說所述輔助合模塊7相隔設置,在相鄰的兩個所述輔助合模塊7之間預留有設置所述子側模的安置空間8,所述安置空間8 包括設置在相鄰的輔助合模塊(7a、7b)之間的安置空間8a,設置在相鄰的輔助合模塊(7b、7c)之間的安置空間8b,設置在相鄰的輔助合模塊(7c、7d)之間的安置空間8c,設置在相鄰的輔助合模塊(7a、7d)之間的安置空間8d。4個所述輔助合模塊(7a、7b、7c、7d)具有類似的結構,下面以所述輔助合模塊7d為例作介紹。所述輔助合模塊7具有大致呈三角型的截面形狀從而具有兩個合模側面(70、71)以及連接于所述合模側面(70、71)之間的合模底面,兩個所述合模側面(70、71)分別朝向所述安置空間(8c、8d)。在所述合模側面(70、71)上設置有凸出塊(700、710),所述凸出塊(700、710)上分別設置有向內傾斜的第五傾斜面(701、711)。
四個所述子側模(3a、3b、3c、3d)具有類似的結構,下面以所述子側模3a為例作說明,如圖11所示,在所述子側模3a的左右兩側設置有缺口區,所述缺口區的端部位置設置有與所述第五傾斜面(701、711)適配并向外傾斜的第六傾斜面(30、31)。當所述上模組合體向下移動時,所述子側模3a的第六傾斜面(30、31)分別向下頂壓到所述輔助合模塊7d的第五傾斜面711和所述輔助合模塊7a的第五傾斜面701a上,所述第五傾斜面(711、701a)和所述第六傾斜面(30、31)的配合能夠驅使所述子側模3a向內移動合模,與此同時,其余的子側模(3b、3c、3d)在輔助合模塊7的協助下也向內移動合模,此時所述側模3完成合模操作。而實質上,在完成4個所述子側模(3a、3b、3c、3d)之間的合模操作的同時,也完成所述上模1和所述下模2之間的合模操作,此時在所述上模1,下模2以及側模3之間形成有相對密封的型腔a0。
所述輔助合模塊不僅能夠驅使所述側模3向內合模移動,還能夠為所述側模3提供合模力。合模力(鎖模力)不足會導致所述側模扣合不到位而使所述型腔出現離縫,鑄造過程中容易發生溢料,但合模力過大又會使模具變形,并使鑄件產生內應力而影響質量。鑒于此,為了使所述輔助合模塊的合模力大小能夠調整在合理的范圍內,我們進一步對所述輔助合模塊的結構進行改進,改進方案為:所述輔助合模塊7’包括模塊基體70’及調節塊71’,所述第五傾斜面711’設置在所述調節塊71’上,所述調節塊71’可調節地安裝定位在所述模塊基體70’上。
具體結構參見圖14和圖15,所述調節塊71’與所述模塊基體70’ 是相互獨立的分體。其中,在所述輔助合模塊7’上設置有水平方向延伸的水平調節孔700’,在水平調節孔700’內設置有調節螺桿(圖中未畫出),所述調節螺桿穿過所述水平調節孔700’頂壓在所述調節塊71’上,從而調整所述調節塊71’的位置。而在所述調節塊71’上設置有長型通孔710’,鎖緊螺釘(圖中未畫出)穿過所述長型通孔710’把所述調節塊71’鎖定在所述模塊基體70’上,而在松開所述鎖緊螺釘后,即能夠調整所述調節塊71’的位置。
其中,所述第五傾斜面711’設置在所述調節塊71’上,這樣不僅便于在所述調節塊71’上加工出所述第五傾斜面711’,而且當所述第五傾斜面711’長期使用而出現損壞時,也能夠便捷地進行更換,而不需要更換整個所述輔助合模塊7’,降低維修、維護成本。
同樣地,由于所述第五傾斜面711’設置在所述調節塊71’上而使所述第五傾斜面711’具有了可調性,從而能夠降低所述第五傾斜面711’與所述側模3的第六傾斜面之間的加工配合精度要求。通過調整所述調節塊71’使所述第五傾斜面711’具有合理的傾斜度和位置從而能夠更好地與所述第六傾斜面配合,進而為所述側模3提供均衡、大小適當的合模力。
根據上述方案可以發現,所述脫模機構巧妙地利用了傾斜面的傾斜趨勢對所述側模3的移動方向進行導向,從而使所述側模3在沒有專門驅使其開啟或閉合的單向動力源驅動裝置的情況下,仍能具有開啟或閉合的運動趨勢,從而能夠在向下移動的同時完成開啟或閉合操作,不僅減少了動力源設備的使用量,大大地簡化了模具的結構,減少了模具的使用成本,還能夠節省所述側模3的運動時間,提高模具的生產效率。
由于所述側模3具有上述優異的驅動結構,可以通過控制所述側模3的運動在不使用頂桿的情況下,完成鑄件a的自動脫模操作。然后,鑄造機的提升動力裝置通過下移所述上安裝板11驅使所述上模組合體向下移動復位,當所述側模3的所述第六傾斜面與所述輔助合模塊7的第五傾斜面結合時,所述側模3能夠借助所述第五傾斜面和所述第六傾斜面的配合來改變所述側模3的運動方向,即在向下移動的同時向內合模移動而自動完成所述側模3的合模操作。而實質上,在完成4個所述子側模(3a、3b、3c、3d)之間的合模操作的同時,也完成所述上模1和所述下模2之間的合模操作,此時所述模具也完成合模操作而完成一個鑄造周期,在所述上模1,下模2以及側模3之間再次形成有相對密封的型腔a0。而所述滑動塊5在側模3的反向驅動下相對所述上安裝板11向上移動而復位。
根據上述技術方案可以發現,所述脫模驅動機構500賦予了所述側模3使鑄件a脫離所述上模1、所述下模2以及脫離所述側模3的脫模能力,所述側模3不僅具有塑造鑄件形狀的能力,還具有了驅使所述鑄件a脫模的能力。這樣,在所述模具上可以不安裝脫模用的頂桿,從而也就能夠避免或減少在鑄件對應于所述頂桿的位置出現毛刺的不良現象,還能夠減少甚至避免由于頂桿的損壞而影響到模具的使用情況的發生。另外,由于所述脫模驅動機構500設置在所述上安裝板11的上方,為此能夠省去在所述側模3的左右側邊空間預留安裝驅動所述側模3移動的動力源設備的空間,從而簡化了壓鑄機臺的結構并減少了模具的占有空間。而且由于通過所述傳動桿4作為所述脫模驅動機構500的動力傳遞端,而所述傳動桿4與所述側模3之間可以通過簡單的連接結構即可以完成連接,例如通過螺紋緊固件進行連接,為此簡化了所述側模3與所述脫模驅動機構500之間的傳動連接結構。
安裝有所述脫模機構實現所述脫模方法的鑄造機器,包括底座、設置在所述底座上的柱架(圖中未畫出),所述下模2固定設置在所述底座上的下安裝板20上,所述脫模機構布置在所述柱架上所界定的空間中,在所述柱架上設置有所述鑄造模具的提升裝置(圖中未畫出),所述提升裝置位于所述脫模機構的上方并通過提升柱13連接到所述脫模機構的所述上安裝板11上;所述柱架上還設置頂壓裝置(圖中未畫出),所述頂壓裝置位于所述脫模機構的上方并且輸出軸端連接到所述脫模機構的所述頂推板6從而拖動所述頂推板6能夠沿所述導向柱111上、下滑動。
還包括有設置在所述底座側邊的自動接料裝置(圖中未畫出),所述自動接料裝置包括有接料手臂,所述接料手臂能夠伸入到所述側模3與所述下模2之間的空間,用于接收從上面跌落的所述鑄件a。