振动铸造机的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了振动铸造机，由机架、垂向激振装置、横向激振装置、纵向激振装置、复位弹簧和砂箱组成。垂向激振装置安装在底座上，可使横向激振装置和纵向激振装置同时产生垂向振动，横向激振装置可产生横向振动，安装在横向激振装置上的纵向激振装置可使纵向激振滑块产生纵向振动，三者运动结合可实现与纵向激振滑块相连接的砂箱在空间三个自由度的振动。本实用新型各方向的振动参数相互独立可调，使砂箱中的铸型获得合适的振动激励，有利于砂箱内液态金属的快速充型和振动凝固，改善了铸件质量；此外，本实用新型还具有结构紧凑、工作稳定可靠、设备成本与运行功耗低和控制简单等优点。
【专利说明】
振动铸造机
技术领域
[0001]本实用新型涉及振动铸造设备领域，尤其涉及一种三平移的振动铸造机，可同时实现铸型的空间三个自由度的振动。
【背景技术】
[0002]现有的金属铸件在浇注过程中，由于砂箱或铸模处于静止状态，金属液体中的气泡难以溢出，不利于夹渣的上浮和金属液体在凝固过程中的流动，尤其是中、大型铸件由于整体结构壁厚差异大，常规工艺难以保证整体均衡冷却，局部容易产生裂纹、缩松、缩孔、夹渔、晶粒粗大等缺陷，严重影响铸件广品质量的提尚。
[0003]目前有些专利也提出了一些解决方案，如申请号为200720049505.2的专利提出了一种液压振动浇铸设备的实施方案，其所提出的振动装置只能产生1-2个自由度的振动，且液压振动台成本较高，维护不便。本实用新型涉及的振动铸造机能同时实现空间沿X、Y、Z三个方向的振动，且各振动方向的振动幅度、频率等参数可单独控制和调节，克服现有铸造的技术缺陷。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种三自由度振动铸造机，特别是能使砂箱同时实现空间三个移动的振动，克服现有振动铸造设备的技术缺陷，提高液态金属的充型能力、细化晶粒，提高铸件力学性能，改善铸件质量。
[0005]本实用新型所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现。
[0006]振动铸造机由机架、垂向激振装置、横向激振装置、纵向激振装置、复位弹簧和砂箱组成。所述的机架由底座、L形支架、横梁和悬梁组成，所述的L形支架有四个，分别置于底座的四角，且与底座固连，所述的横梁有四个，置于底座的上方，两端分别与两L形支架固连，所述的悬梁下端与底座相连接，上方与一横梁相连接，且悬梁上方部分有开槽，机架用于支撑作用，底座增加机体的平稳性。所述的垂向激振装置由垂向激振马达支座、垂向激振马达、凸轮、滑轮、从动杆、固定导套、减振弹簧和垂向激振Ω形导轨组成，所述的垂向激振装置置于底座的上方，所述的垂向激振马达支座下端与底座相连接，所述的垂向激振马达置于垂向激振马达支座的上方Y轴方向放置，且与垂向激振马达支座相连接，所述的凸轮与垂向激振马达的输出轴通过键相连接，所述的滑轮置于凸轮的上端，所述的从动杆Z轴方向放置，下端与滑轮相连接，所述的固定导套置于从动杆上部分外围，且与悬梁相连接，所述的减振弹簧置于滑轮与固定导套之间，且分别与两者相连接，所述的垂向激振Ω形导轨有两个，安装于悬梁的上部分开槽内侧，垂向激振马达驱动凸轮转动，作用于滑轮，使从动杆沿着固定导套实现Z轴方向上的往复移动，固定导套用于导向，减振弹簧可减振，此作用传递给砂箱实现砂箱在Z轴方向上的激振。所述的横向激振装置置于从动杆的上端，且与从动杆相连接。所述的纵向激振装置置于横向激振装置的上方，且与横向激振装置相连接。所述的复位弹簧有四个，分别置于L形支架上端，且与L形支架相连接，复位弹簧压缩余量小，既可在砂箱的支撑上起主要作用，也有利于砂箱在激振过程中的调幅和复位。所述的砂箱置于复位弹簧的上端，且与复位弹簧相连接。
[0007]所述的横向激振装置由横向激振支撑梁、横向激振Ω形导轨、横向激振滑块、横向激振马达支座、横向激振马达、横向激振曲柄和横向激振连杆组成，所述的横向激振支撑梁X轴方向放置，下方与从动杆相连接，且一端与悬梁上的垂向激振Ω形导轨通过移动副相连接，所述的横向激振Ω形导轨有两个，安装于横向激振支撑梁两侧，所述的横向激振滑块置于横向激振支撑梁的上方，且下方与横向激振Ω形导轨通过移动副相连接，所述的横向激振马达支座置于横向激振支撑梁另一端，且与横向激振支撑梁相连接，所述的横向激振马达Z轴方向放置，且与横向激振马达支座相连接，所述的横向激振曲柄置于横向激振马达的上方，一端与横向激振马达的输出轴通过键相连接，所述的横向激振连杆一端与横向激振曲柄通过转动副相连接，另一端与横向激振滑块通过转动副相连接，从机构学的角度，所述的横向激振曲柄、横向激振连杆、横向激振滑块和横向激振Ω形导轨构成曲柄滑块机构，横向激振马达驱动横向激振曲柄转动，作用于横向激振连杆，使横向激振滑块沿着横向激振Ω形导轨实现X轴方向上的往复移动，横向激振Ω形导轨用于导向，此作用传递给砂箱实现砂箱在X轴方向上的激振。所述的纵向激振装置由纵向激振支撑梁、纵向激振Ω形导轨、纵向激振滑块、配重、纵向激振马达支座、纵向激振马达、纵向激振曲柄和纵向激振连杆组成，所述的纵向激振支撑梁Y轴方向放置，下方与横向激振滑块相连接，所述的纵向激振Ω形导轨有两个，安装于纵向激振支撑梁两侧，所述的纵向激振滑块置于纵向激振支撑梁的上方，所述的纵向激振滑块上方与砂箱的底部相连接，下方与纵向激振Ω形导轨通过移动副相连接，所述的配重安装于纵向激振支撑梁一端，所述的纵向激振马达支座置于纵向激振支撑梁另一端，且与纵向激振支撑梁相连接，所述的纵向激振马达Z轴方向放置，且与纵向激振马达支座相连接，所述的纵向激振曲柄置于纵向激振马达的上方，一端与纵向激振马达的输出轴通过键相连接，所述的纵向激振连杆一端与纵向激振曲柄通过转动副相连接，另一端与纵向激振滑块通过转动副相连接，从机构学的角度，所述的纵向激振曲柄、纵向激振连杆、纵向激振滑块和纵向激振Ω形导轨构成曲柄滑块机构，纵向激振马达驱动纵向激振曲柄转动，作用于纵向激振连杆，使纵向激振滑块沿着纵向激振Ω形导轨实现Y轴方向上的往复移动，纵向激振Ω形导轨用于导向，此作用传递给砂箱实现砂箱在Y轴方向上的激振。综上所述，垂向激振装置的工作可实现横向激振装置和纵向激振装置同时在Z轴方向上的往复移动，悬梁上的垂向激振Ω形导轨用于导向，悬梁也可起支撑作用，横向激振装置的工作可实现纵向激振装置在X轴方向上的往复移动，配重有利于装置的平稳，纵向激振装置的工作可实现纵向激振滑块在Y轴方向上的往复移动，三者结合可使纵向激振滑块在三坐标轴方向上往复移动，从而实现与纵向激振滑块相连接的砂箱在空间X、Y和Z轴方向上的激振。
[0008]使用时，将振动铸造机平稳放置，可采用机械措施使底座固定在水平面上;根据实际情况选择砂箱所需要振动自由度数量和相应的振动参数。砂箱所需要的振动自由度数量可通过控制垂向激振马达、横向激振马达和纵向激振马达的启停;砂箱的垂向振动可通过控制垂向激振装置中的垂向激振马达的转速和更换具有不同轮廓的凸轮，分别调节垂向振动的频率和振幅;砂箱的横向振动可通过控制横向激振装置中的横向激振马达的转速和更换具有不同长度尺寸的横向激振曲柄和横向激振连杆，分别调节横向振动的频率和振幅；砂箱的纵向振动可通过控制纵向激振装置中的纵向激振马达的转速和更换具有不同长度尺寸的纵向激振曲柄和纵向激振连杆，分别调节纵向振动的频率和振幅。
[0009]本实用新型的有益效果是，与现有的技术相比，本实用新型能同时实现空间三个自由度的振动，各振动方向的振幅、频率以及振动自由度等参数均可独立调节，互不干涉，各方向的运动完全解耦，克服了现有振动铸造的技术缺陷。砂箱的多自由度振动有利于液态金属在铸型内的快速充型和以最佳振动组合方式进行振动凝固，细化铸件内部晶粒、提高力学性能，改善铸件的质量。此外，本实用新型还具有结构紧凑、工作稳定可靠、设备成本与运行功耗低和控制简单等优点。
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型的总体结构示意图；
[0011]图2为本实用新型的垂向激振装置和横向激振装置以及纵向激振装置装配关系结构示意图；
[0012]图3为本实用新型的垂向激振装置和横向激振装置装配关系结构示意图；
[0013]图4为本实用新型的纵向激振装置结构示意图。
[0014]图中:1.机架;2.垂向激振装置;3.横向激振装置;4.纵向激振装置;5.复位弹簧；
6.砂箱；11.底座；12.L形支架；13.横梁；14.悬梁;21.垂向激振马达支座;22.垂向激振马达;23.凸轮;24.滑轮;25.从动杆;26.固定导套；27.减振弹簧;28.垂向激振Ω形导轨;31.横向激振支撑梁;32.横向激振Ω形导轨;33.横向激振滑块;34.横向激振马达支座;35.横向激振马达;36.横向激振曲柄;37.横向激振连杆;41.纵向激振支撑梁;42.纵向激振Ω形导轨;43.纵向激振滑块;44.配重;45.纵向激振马达支座;46.纵向激振马达;47.纵向激振曲柄;48.纵向激振连杆。
【具体实施方式】
[0015]为了使本实用新型所实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和图示，进一步阐述本实用新型。
[0016]如图1、图2和图3所示，振动铸造机由机架1、垂向激振装置2、横向激振装置3、纵向激振装置4、复位弹簧5和砂箱6组成。所述的机架I由底座11、L形支架12、横梁13和悬梁14组成，所述的L形支架12有四个，分别置于底座11的四角，且与底座11固连，所述的横梁13有四个，置于底座11的上方，两端分别与两L形支架12固连，所述的悬梁14下端与底座11相连接，上方与一横梁13相连接，且悬梁14上方部分有开槽，机架I用于支撑作用，底座11增加机体的平稳性。所述的垂向激振装置2由垂向激振马达支座21、垂向激振马达22、凸轮23、滑轮24、从动杆25、固定导套26、减振弹簧27和垂向激振Ω形导轨28组成，所述的垂向激振装置2置于底座11的上方，所述的垂向激振马达支座21下端与底座11相连接，所述的垂向激振马达22置于垂向激振马达支座21的上方Y轴方向放置，且与垂向激振马达支座21相连接，所述的凸轮23与垂向激振马达22的输出轴通过键相连接，所述的滑轮24置于凸轮23的上端，所述的从动杆25Z轴方向放置，下端与滑轮24相连接，所述的固定导套26置于从动杆25上部分外围，且与悬梁14相连接，所述的减振弹簧27置于滑轮24与固定导套26之间，且分别与两者相连接，所述的垂向激振Ω形导轨28有两个，安装于悬梁14的上部分开槽内侧，垂向激振马达22驱动凸轮23转动，作用于滑轮24，使从动杆25沿着固定导套26实现Z轴方向上的往复移动，固定导套26用于导向，减振弹簧27可减振，此作用传递给砂箱6实现砂箱6在Z轴方向上的激振。所述的横向激振装置3置于从动杆25的上端，且与从动杆25相连接。所述的纵向激振装置4置于横向激振装置3的上方，且与横向激振装置3相连接。所述的复位弹簧5有四个，分别置于L形支架12上端，且与L形支架12相连接，复位弹簧5压缩余量小，既可在砂箱6的支撑上起主要作用，也有利于砂箱6在激振过程中的调幅和复位。所述的砂箱6置于复位弹簧5的上端，且与复位弹簧5相连接。
[0017]如图1、图2、图3和图4所示，所述的横向激振装置3由横向激振支撑梁31、横向激振Ω形导轨32、横向激振滑块33、横向激振马达支座34、横向激振马达35、横向激振曲柄36和横向激振连杆37组成，所述的横向激振支撑梁31X轴方向放置，下方与从动杆25相连接，且一端与悬梁14上的垂向激振Ω形导轨28通过移动副相连接，所述的横向激振Ω形导轨32有两个，安装于横向激振支撑梁31两侧，所述的横向激振滑块33置于横向激振支撑梁31的上方，且下方与横向激振Ω形导轨32通过移动副相连接，所述的横向激振马达支座34置于横向激振支撑梁31另一端，且与横向激振支撑梁31相连接，所述的横向激振马达35Z轴方向放置，且与横向激振马达支座34相连接，所述的横向激振曲柄36置于横向激振马达35的上方，一端与横向激振马达35的输出轴通过键相连接，所述的横向激振连杆37—端与横向激振曲柄36通过转动副相连接，另一端与横向激振滑块33通过转动副相连接，从机构学的角度，所述的横向激振曲柄36、横向激振连杆37、横向激振滑块33和横向激振Ω形导轨32构成曲柄滑块机构，横向激振马达35驱动横向激振曲柄36转动，作用于横向激振连杆37，使横向激振滑块33沿着横向激振Ω形导轨32实现X轴方向上的往复移动，横向激振Ω形导轨32用于导向，此作用传递给砂箱6实现砂箱6在X轴方向上的激振。所述的纵向激振装置4由纵向激振支撑梁41、纵向激振Ω形导轨42、纵向激振滑块43、配重44、纵向激振马达支座45、纵向激振马达46、纵向激振曲柄47和纵向激振连杆48组成，所述的纵向激振支撑梁41Y轴方向放置，下方与横向激振滑块33相连接，所述的纵向激振Ω形导轨42有两个，安装于纵向激振支撑梁41两侧，所述的纵向激振滑块43置于纵向激振支撑梁41的上方，所述的纵向激振滑块43上方与砂箱6的底部相连接，下方与纵向激振Ω形导轨42通过移动副相连接，所述的配重44安装于纵向激振支撑梁41 一端，所述的纵向激振马达支座45置于纵向激振支撑梁41另一端，且与纵向激振支撑梁41相连接，所述的纵向激振马达46Z轴方向放置，且与纵向激振马达支座45相连接，所述的纵向激振曲柄47置于纵向激振马达46的上方，一端与纵向激振马达46的输出轴通过键相连接，所述的纵向激振连杆48—端与纵向激振曲柄47通过转动副相连接，另一端与纵向激振滑块43通过转动副相连接，从机构学的角度，所述的纵向激振曲柄47、纵向激振连杆48、纵向激振滑块43和纵向激振Ω形导轨42构成曲柄滑块机构，纵向激振马达46驱动纵向激振曲柄47转动，作用于纵向激振连杆48，使纵向激振滑块43沿着纵向激振Ω形导轨42实现Y轴方向上的往复移动，纵向激振Ω形导轨42用于导向，此作用传递给砂箱6实现砂箱6在Y轴方向上的激振。综上所述，垂向激振装置2的工作可实现横向激振装置3和纵向激振装置4同时在Z轴方向上的往复移动，悬梁14上的垂向激振Ω形导轨28用于导向，悬梁14也可起支撑作用，横向激振装置3的工作可实现纵向激振装置4在X轴方向上的往复移动，配重44有利于装置的平稳，纵向激振装置4的工作可实现纵向激振滑块43在Y轴方向上的往复移动，三者结合可使纵向激振滑块43在三坐标轴方向上往复移动，从而实现与纵向激振滑块43相连接的砂箱6在空间X、Y和Z轴方向上的激振。
[0018]使用时，将振动铸造机平稳放置，可采用机械措施使底座11固定在水平面上;根据实际情况选择砂箱6所需要振动自由度数量和相应的振动参数。砂箱6所需要的振动自由度数量可通过控制垂向激振马达22、横向激振马达35和纵向激振马达46的启停;砂箱6的垂向振动可通过控制垂向激振装置2中的垂向激振马达22的转速和更换具有不同轮廓的凸轮23，分别调节垂向振动的频率和振幅;砂箱6的横向振动可通过控制横向激振装置3中的横向激振马达35的转速和更换具有不同长度尺寸的横向激振曲柄36和横向激振连杆37，分别调节横向振动的频率和振幅;砂箱6的纵向振动可通过控制纵向激振装置4中的纵向激振马达46的转速和更换具有不同长度尺寸的纵向激振曲柄47和纵向激振连杆48，分别调节纵向振动的频率和振幅。
[0019]以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.振动铸造机，其特征在于:由机架、垂向激振装置、横向激振装置、纵向激振装置、复位弹簧和砂箱组成;所述的机架由底座、L形支架、横梁和悬梁组成，所述的L形支架有四个，分别置于底座的四角，且与底座固连，所述的横梁有四个，置于底座的上方，两端分别与两L形支架固连，所述的悬梁下端与底座相连接，上方与一横梁相连接，且悬梁上方部分有开槽;所述的垂向激振装置由垂向激振马达支座、垂向激振马达、凸轮、滑轮、从动杆、固定导套、减振弹簧和垂向激振Ω形导轨组成，所述的垂向激振装置置于底座的上方，所述的垂向激振马达支座下端与底座相连接，所述的垂向激振马达置于垂向激振马达支座的上方Y轴方向放置，且与垂向激振马达支座相连接，所述的凸轮与垂向激振马达的输出轴通过键相连接，所述的滑轮置于凸轮的上端，所述的从动杆Z轴方向放置，下端与滑轮相连接，所述的固定导套置于从动杆上部分外围，且与悬梁相连接，所述的减振弹簧置于滑轮与固定导套之间，且分别与两者相连接，所述的垂向激振Ω形导轨有两个，安装于悬梁的上部分开槽内侧;所述的横向激振装置置于从动杆的上端，且与从动杆相连接;所述的纵向激振装置置于横向激振装置的上方，且与横向激振装置相连接;所述的复位弹簧有四个，分别置于L形支架上端，且与L形支架相连接;所述的砂箱置于复位弹簧的上端，且与复位弹簧相连接。2.根据权利要求1所述的振动铸造机，其特征在于:所述的横向激振装置由横向激振支撑梁、横向激振Ω形导轨、横向激振滑块、横向激振马达支座、横向激振马达、横向激振曲柄和横向激振连杆组成，所述的横向激振支撑梁X轴方向放置，下方与从动杆相连接，且一端与悬梁上的垂向激振Ω形导轨通过移动副相连接，所述的横向激振Ω形导轨有两个，安装于横向激振支撑梁两侧，所述的横向激振滑块置于横向激振支撑梁的上方，且下方与横向激振Ω形导轨通过移动副相连接，所述的横向激振马达支座置于横向激振支撑梁另一端，且与横向激振支撑梁相连接，所述的横向激振马达Z轴方向放置，且与横向激振马达支座相连接，所述的横向激振曲柄置于横向激振马达的上方，一端与横向激振马达的输出轴通过键相连接，所述的横向激振连杆一端与横向激振曲柄通过转动副相连接，另一端与横向激振滑块通过转动副相连接，从机构学的角度，所述的横向激振曲柄、横向激振连杆、横向激振滑块和横向激振Ω形导轨构成曲柄滑块机构;所述的纵向激振装置由纵向激振支撑梁、纵向激振Ω形导轨、纵向激振滑块、配重、纵向激振马达支座、纵向激振马达、纵向激振曲柄和纵向激振连杆组成，所述的纵向激振支撑梁Y轴方向放置，下方与横向激振滑块相连接，所述的纵向激振Ω形导轨有两个，安装于纵向激振支撑梁两侧，所述的纵向激振滑块置于纵向激振支撑梁的上方，所述的纵向激振滑块上方与砂箱的底部相连接，下方与纵向激振Ω形导轨通过移动副相连接，所述的配重安装于纵向激振支撑梁一端，所述的纵向激振马达支座置于纵向激振支撑梁另一端，且与纵向激振支撑梁相连接，所述的纵向激振马达Z轴方向放置，且与纵向激振马达支座相连接，所述的纵向激振曲柄置于纵向激振马达的上方，一端与纵向激振马达的输出轴通过键相连接，所述的纵向激振连杆一端与纵向激振曲柄通过转动副相连接，另一端与纵向激振滑块通过转动副相连接，从机构学的角度，所述的纵向激振曲柄、纵向激振连杆、纵向激振滑块和纵向激振Ω形导轨构成曲柄滑块机构。
【文档编号】B22C15/10GK205684670SQ201520684104
【公开日】2016年11月16日
【申请日】2015年9月6日 公开号201520684104.9, CN 201520684104, CN 205684670 U, CN 205684670U, CN-U-205684670, CN201520684104, CN201520684104.9, CN205684670 U, CN205684670U
【发明人】刘万云
【申请人】安徽理工大学