一种全自动覆膜砂模芯装夹机构及其使用方法与流程

1.本发明涉及覆膜砂铸造技术领域，具体为一种全自动覆膜砂模芯装夹机构及其使用方法。

背景技术：

2.覆膜砂模芯是铸造加工中常用的模芯种类之一。对于需要使用夹具固定的模芯而言，通常需要工人手动安装。
3.手动安装夹具的过程，具体为，在铸造前，首先将模芯安装到模具上，再由工人将夹具通过螺纹连接的方式安装到模具上，并通过旋合螺纹的方式，使夹具将模芯紧紧固定在其安装位置上。而且，现有的夹具装夹方案，为使模芯受到的夹紧力均匀，进而保证夹具的夹紧效果，通常对模芯的同一个待装夹表面对称使用多个装夹机构，这意味着，在工人手动安装夹具时，对同一个待装夹表面需要进行多次机械重复的操作，而且随着模芯待装夹表面数量的增多，这种机械重复操作的次数也将增多，另外，铸造结束后，拆卸模芯夹具，又需要进行多次重复的螺纹连接拆卸，由此不难看出,这对铸造的生产效率具有严重的负面影响。因此，对模芯装夹机构的自动化具有切实的实用意义。
4.然而，对于模芯夹具而言，其工作环境通常伴随着高温，于是，若应用电子元件和液压传动件实现自动化装夹，对设计方案和元器件均有较高的要求，否则将导致设备的稳定性和可靠性大打折扣。
5.为此，提出一种全自动覆膜砂模芯装夹机构及其使用方法。

技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种全自动覆膜砂模芯装夹机构及其使用方法，通过自动夹紧装置，以纯机械结构的方式，在铸造加工过程中自动夹紧安装在模具内的模芯，以解决上述背景技术中提出的问题。
7.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
8.一种全自动覆膜砂模芯装夹机构及其使用方法，包括：
9.上夹具体，下夹具体；
10.所述上夹具体与下夹具体组合形成用于装夹模芯的夹具；
11.所述上夹具体底端设置有插脚，所述下夹具体上开设有与插脚相互配合的插槽。
12.还包括：
13.自动夹紧装置，所述下夹具体上设置有自动夹紧装置，当模芯安装在模具内时，自动夹紧装置自动夹紧模芯。
14.所述自动夹紧装置包括安装在下夹具体上的多个安装基座，多个所述安装基座均能发生相对于下夹具体的转动，每个所述安装基座内均安装有用于提供夹紧力的弹片，所述下夹具体上开设有通孔，所述通孔内安装有用于传递夹紧力的压块，多个所述弹片均与压块相互配合，所述下夹具体内安装有多个用于推动安装基座转动的推块，多个所述推块
均与插脚以楔形形状相互配合，所述下夹具体内开设有多个与推块相互配合的滑槽一，且推块安装在滑槽一内，所述推块与滑槽二相互配合。
15.值得预先说明的几点在于，其一，上夹具体和下夹具体分别安装在上模具和下模具上，于是，当上、下模具合模的时候，上夹具体和下夹具体也将完成配合；其二，本发明可以同时使用多个，以确保装夹效果，具体的取用数量，取决于模芯待装夹表面的个数；其三，为使安装基座能够发生相对于下夹具体的转动，可类比单开门的安装方法，通过在下夹具体上安装支座，再将安装基座转动安装到支座上的方式实现，此时，安装基座能够以其与支座的连接处为转轴，发生相对于下夹具体的转动，需要特别说明的是，不论如何安装，都应使弹片能够顺利地将夹紧力传递到压块上；其四，推块与滑槽一之间需要频繁发生滑动摩擦，因此，对于推块表面以及滑槽一的侧壁面，应当进行适当的表面处理，以提高其耐磨性，例如镀铬、渗碳等；其五，考虑到推块与滑槽一的工作环境为铸造加工的粉尘环境，为保证推块与滑槽一之间的滑动关系不受外界灰尘的损害，应当采取适当的保护措施，例如，适当增大推块与滑槽一之间的配合间隙，并在铸件下料、模具分模后采用高压气嘴清理夹具表面的灰尘。
16.下面，将基于此方案，对本发明的整体工作过程作具体描述。首先，模芯被安装到下模具上，此时，压块的端面将对准模芯的待装夹表面，弹片处于自然松弛状态，同时，推块靠近下模具的一端伸入插槽内，以便于插脚在插入插槽的过程中与推块发生配合；下一步，上模具在外力作用下向下运动，逐渐与下模具合模，在此过程中，插脚逐渐插入插槽内，并通过与推块的楔形形状配合关系，将推块沿着滑槽一向远离模具的一端推动，于是，推块将推动安装基座，使安装基座发生转动，进而将弹片压到与之配合的压块的端面上，而此时安装基座仍继续转动，于是弹片发生弹性形变，产生弹力，该弹力驱使压块挤压模芯的待装夹表面，于是，通过压块，弹片的弹力成为了装夹模芯的夹紧力；最后，上、下模具完成合模，此时，插脚和插槽也完全配合，上夹具体和下夹具体亦完成配合并形成夹具，此时的夹具，由于推块受到插脚的限位作用，无法在滑槽一内向靠近模具的方向移动，于是，安装基座即使受到弹片的弹力作用，也无法发生转动，进而使弹片的弹力得以一直保持，确保压块能够被紧紧压在模芯的待装夹表面上，实现了对模芯的自动装夹工作，提高了装夹效率。
17.作为本发明的一种优选方案，所述弹片采用弹簧钢材料。
18.所述插脚上设置有限位台，所述限位台与推块相互配合，所述插槽侧壁面上开设有与限位台相互配合的滑槽二，所述推块与滑槽二相互配合。
19.在铸造的生产过程中，弹片将必须在高温环境下进行工作，于是，需要弹片具有一定的耐高温性能，以保证弹片能够正确地发挥其施加夹紧力的作用，通过选用弹片的材料为弹簧钢，可以使弹片能够在最高1000℃的环境温度下正确地发挥作用，进而提高了本发明的可靠性。
20.另外，通过设置限位台及其与推块的配合关系，可以改善插脚的受力情况，延长插脚的使用寿命，提高本发明的可靠性。以下介绍具体的原因：在插脚将推块沿着滑槽一向远离模具的一端推动，进而使弹片将压块压紧在模芯待装夹表面，这个过程中，由于力的相互性，插脚也将受到一个向模具方向的挤压力，该挤压力将使插脚具有一个向模具方向弯曲的趋势，且该挤压力将在重复的装夹过程中周期性的出现和消失，同时，插脚在模具合模到分模的整个阶段过程中，将持续受到该挤压力的作用，而对于插脚而言，它的形状为外伸的
杆件，因此，在受到该挤压力的周期性作用时，插脚与上夹具体的连接部分，即插脚的根部，将容易由于周期性的应力变化而产生疲劳破坏，进而导致本发明设备无法正常工作，于是，设置了限位台；通过限位台，当插脚完全插入插槽内时，限位台与推块配合，此时，弹片的弹力将通过推块施加到限位台上，而限位台又通过其与滑槽二的关系，将该力传递到了下夹具体上，又因为下夹具体安装在下模具上，于是，弹片的弹力将在这一连串的传递作用下，绕过了插脚，而传递到了下模具上，因此，插脚整个铸造过程中的受力时间大大缩短，受力情况得以改善。
21.作为本发明的一种优选方案，所述弹片通过螺纹连接的形式安装到安装基座上。
22.所述弹片上设置有刻度，所述安装基座上设置有与刻度相互配合的刻度指针，所述刻度与刻度指针共同用于显示弹片所提供的夹紧力大小。
23.设计此方案的原因在于，覆膜砂模芯的高温抗压强度有限，例如，普通覆膜砂在1000℃下的抗压强度小于0.2mpa，于是，安装夹具时，控制夹具夹紧力的大小对于保证生产质量具有重要作用。具体为，一方面，若夹紧力过大，则模芯可能在铸造过程中发生破坏；另一方面，若夹紧力过小，则模芯未被夹紧，可能在铸造过程中发生位置偏移。这两种情况中，不论发生何种情况，都会影响铸件的制造精度，严重时甚至可能导致铸件报废。
24.因此，设置弹片以螺纹连接的形式连接到安装基座上，使弹片所提供的夹紧力能够被调节，进而能够适应不同抗压强度的模芯，令本发明的适用范围更广泛。具体为，在本发明安装前，弹片通过螺丝夹紧在安装基座上，需调节夹紧力时，松开固定弹片的螺丝，调整弹片伸至压块端面前方的长度，将长度伸长即能获得更大的夹紧力，将长度缩短即能获得更小的夹紧力，随后再锁紧螺丝即完成对本发明夹紧力的调节。调节的原理为，当弹片长度伸长时，弹片将在安装基座的转动过程中更早接触到压块的端面，进而在后续的过程中获得更大的形变量，进而获得更大的弹力；当弹片长度缩短时，则弹片在安装基座的转动过程中获得的形变量变小，于是弹力减小。
25.进一步的，通过设置刻度及刻度指针，使进行调节工作的操作人员能够更直观的了解到弹片所提供的夹紧力的大小，方便操作人员进行夹紧力的调节。
26.作为本发明的一种优选方案，所述弹片靠近压块的一端，向远离压块的方向弯曲。
27.所述弹片采用镀铬工艺处理。
28.在弹片将弹力传递到压块的过程中，弹片靠近压块的一端将首先接触压块，而弹片在后续的形变过程中，弹片与压块接触的一端，将在压块的端面上滑动，但在弹片恰好接触到压块时，弹片若在压块的端面上滑动，则施加给压块的力，与该压块端面的夹角为锐角，此时，弹片可能对压块产生切削作用，使压块遭受不必要的磨损。因此，通过设置弹片弯曲，可以使压块的端面与弹片弯曲的凸缘相切，此时，弹片施加给压块的力将与该压块端面垂直，因此避免了切削作用的发生，进而避免压块遭受不必要的磨损。
29.进一步的，通过设置弹片采用镀铬工艺，可以提高弹片的耐磨性，于是，减少了弹片在本发明工作过程中的磨损，避免由于弹片磨损导致的夹紧力不准确情况的发生，也能延长本发明的使用寿命。
30.作为本发明的一种优选方案，所述压块上安装有限位盘，且限位盘与多个弹片共同配合。
31.值得说明的是，限位盘与压块端面之间存在有用于容纳弹片的缝隙。
32.通过设置限位盘，在弹片通过形变向压块施加夹紧力的过程中，弹片在压块端面上的滑动能够正常进行；另外，在弹片从形变状态恢复至自然状态的过程中，限位盘将被多个弹片共同向远离模具的方向推动，于是压块也将发生移动，使压在模芯上的压块收回，进而使压块脱离模芯的表面。由此，既使得压块不阻碍成品铸件的脱出，又同时使得压块不阻碍下一个模芯的安装，于是本发明设备能够在无需拆卸的状况下进行连续的加工，减少了人力的投入，提高了设备的自动化程度，进而提高了设备的生产效率。
33.综上所述，本发明与现有技术的相比，具备以下优点：
34.1、当铸造模具的上、下模具完成合模时，弹片能够自动将压块夹紧在模芯的待装夹表面上，实现了对模芯的自动装夹工作，提高了装夹效率；与此同时，通过弹片与限位盘的配合，使得压块在铸造过程中，既不阻碍成品铸件的脱出，又不阻碍下一个模芯的安装，于是本发明能够在无需拆卸的状况下进行连续的加工，更提高了设备的自动化程度。
35.2、通过设置限位台及其与推块的配合关系，缩短了插脚在一个铸造流程中的需要受力的时长，改善了插脚的受力情况，进而延长了插脚的使用寿命，提高本发明的可靠性。
36.3、通过设置弹片以螺纹连接的形式连接到安装基座上，使弹片所提供的夹紧力能够被调节，进而能够适应不同抗压强度的模芯，令本发明的适用范围更广泛。
附图说明
37.图1为本发明的整体结构示意图；
38.图2为下夹具体的正向结构示意图；
39.图3为下夹具体的背向结构示意图
40.图4为上夹具体结构示意图；
41.图5为推块结构示意图；
42.图6为图1的俯视图。
43.图中：1、上夹具体；2、下夹具体；3、安装基座；4、压块；5、推块；11、插脚；21、插槽；22、滑槽一；31、弹片；41、限位盘；111、限位台；211、滑槽二。
具体实施方式
44.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
45.如图1至图6所示，展示了本发明的第一种具体实施方式，此时的铸造模具采用水平分模模具。
46.需要预先说明的是，以下提及的固定安装方式，未特别说明的，均采用螺纹连接形式。
47.作为本发明安装前的准备，上夹具体1、插脚11以及限位台111共同制造；每个安装基座3均配备两个支座，用于实现其转动；弹片31上开设有用于螺纹连接的固定槽。
48.当本发明安装时，取出下夹具体2，将多个推块5分别活动安装到多个滑槽一22内；再取出两个安装基座3，对这两个安装基座3都有，将两个支座分别活动安装到安装基座3上，再将这两个支座固定安装到下夹具体2上；多个安装基座3均安装完毕后，再将多个弹片31分别固定安装到安装基座3上；此后，将压块4放置到下夹具体2内，并使多个弹片31与压
块4接触；接着，将限位盘41固定安装到压块4上。至此，完成下夹具体2及其相关零部件的安装。最后，将下夹具体2固定安装到下模具上，将上夹具体1固定安装到上模具上，并使上夹具体1与下夹具体2能够再上、下模具的合模过程中能够顺利完成配合。至此，完成本发明设备的安装。
49.当本发明工作时，当铸造生产完成后，对成品铸件进行尺寸测量，测量结果显示，铸件各尺寸公差满足工艺要求，这意味着，本发明既未由于夹紧力过大而导致模芯损坏，也未由于夹紧力过小而导致模芯移位。
50.如图1至图6所示，展示了本发明的第二种具体实施方式。本实施例与第一种具体实施方式的区别在于，此时的铸造模具采用垂直分模模具。
51.当本发明工作时，当铸造生产完成后，对成品铸件进行尺寸测量，测量结果显示，铸件各尺寸公差满足工艺要求，但是，在夹紧模芯的过程中，由于垂直分模模具缺乏给模芯提供竖直方向支撑力的有效方式，因此，需要以人工辅助的形式，在左、右模具的合模过程中，对模芯进行扶持，以避免模芯从模具中掉落。
52.对比以上两种本发明的具体实施方式，可以发现，不论是对于垂直分模模具还是水平分模模具，本发明均能夹紧模芯。但是，相较于垂直分模模具，本发明对于水平分模模具的适用性更佳，其原因在于垂直分模模具难以在竖直方向上给模芯提供足够的支撑力，因而需要额外的人工或设备进行辅助。

技术特征：

1.一种全自动覆膜砂模芯装夹机构，包括：上夹具体(1)，下夹具体(2)；所述上夹具体(1)与下夹具体(2)组合形成用于装夹模芯的夹具；所述上夹具体(1)底端设置有插脚(11)，所述下夹具体(2)上开设有与插脚(11)相互配合的插槽(21)。其特征在于，还包括：自动夹紧装置，所述下夹具体(2)上设置有自动夹紧装置，当模芯安装在模具内时，自动夹紧装置自动夹紧模芯。2.根据权利要求1所述的一种全自动覆膜砂模芯装夹机构，其特征在于：所述自动夹紧装置包括安装在下夹具体(2)上的多个安装基座(3)，多个所述安装基座(3)均能发生相对于下夹具体(2)的转动，每个所述安装基座(3)内均安装有用于提供夹紧力的弹片(31)，所述下夹具体(2)上开设有通孔，所述通孔内安装有用于传递夹紧力的压块(4)，多个所述弹片(31)均与压块(4)相互配合，所述下夹具体(2)内安装有多个用于推动安装基座(3)转动的推块(5)，多个所述推块(5)均与插脚(11)以楔形形状相互配合，所述下夹具体(2)内开设有多个与推块(5)相互配合的滑槽一(22)，且推块(5)安装在滑槽一(22)内。3.根据权利要求2所述的一种全自动覆膜砂模芯装夹机构，其特征在于：所述弹片(31)采用弹簧钢材料。4.根据权利要求2所述的一种全自动覆膜砂模芯装夹机构，其特征在于：所述弹片(31)靠近压块(4)的一端，向远离压块(4)的方向弯曲。5.根据权利要求3所述的一种全自动覆膜砂模芯装夹机构，其特征在于：所述弹片(31)采用镀铬工艺处理。6.根据权利要求2所述的一种全自动覆膜砂模芯装夹机构，其特征在于：所述插脚(11)上设置有限位台(111)，所述限位台(111)与推块(5)相互配合，所述插槽(21)侧壁面上开设有与限位台(111)相互配合的滑槽二(211)，所述推块(5)与滑槽二(211)相互配合。7.根据权利要求2所述的一种全自动覆膜砂模芯装夹机构，其特征在于：所述弹片(31)通过螺纹连接的形式安装到安装基座(3)上。8.根据权利要求7所述的一种全自动覆膜砂模芯装夹机构，其特征在于：所述弹片(31)上设置有刻度，所述安装基座(3)上设置有与刻度相互配合的刻度指针，所述刻度与刻度指针共同用于显示弹片(31)所提供的夹紧力大小。9.根据权利要求2所述的一种全自动覆膜砂模芯装夹机构，其特征在于：所述压块(4)上安装有限位盘(41)，且限位盘(41)与多个弹片(31)共同配合。10.根据权利要求1至9任一项所述的全自动覆膜砂模芯装夹机构，其使用方法为：s1：首先将上夹具体(1)固定安装到上模具上，将下夹具体(2)固定安装到下模具上；s2：在上模具逐渐与下模具合模的过程中，插脚(11)逐渐插入插槽(21)内，并将推块(5)沿着滑槽一(22)向远离插脚(11)的一侧推动，推块(5)推动安装基座(3)，使安装基座(3)发生转动，将弹片(31)压到压块(4)的端面上，并借由弹片(31)的弹力挤压压块(4)，使压块(4)夹紧模芯，完成对模芯的装夹。

技术总结

本发明涉及覆膜砂铸造技术领域，具体为一种全自动覆膜砂模芯装夹机构及其使用方法，包括上夹具体，下夹具体，所述上夹具体与下夹具体组合形成用于装夹模芯的夹具，所述上夹具体底端设置有插脚，所述下夹具体上开设有与插脚相互配合的插槽，还包括自动夹紧装置，所述下夹具体上设置有自动夹紧装置，当模芯安装在模具内时，自动夹紧装置自动夹紧模芯，所述自动夹紧装置包括安装在下夹具体上的多个安装基座。本发明通过自动夹紧装置，当铸造模具的上、下模具完成合模时，弹片能够自动将压块夹紧在模芯的待装夹表面上，实现了对模芯的自动装夹工作，提高了装夹效率。提高了装夹效率。提高了装夹效率。