本發(fā)明涉及一種離心鑄造設(shè)備，尤其涉及一種球閥球體的自動化離心鑄造裝置。
背景技術(shù)：
1、本發(fā)明是對在先申請日為2024年7月19日，在先申請?zhí)枮閏n202410972870.9、在先申請日為2024年11月6日，在先申請?zhí)枮閏n202411570087.6的優(yōu)先申請。
2、目前，使用于低壓工況球閥的球體一般采用鑄造工藝制造，高壓工況的球體一般采用鍛造工藝制造。鑄造工藝比較普遍的有砂模鑄造工藝和失蠟鑄造工藝，其制造的球體存在沙眼、氣孔等缺陷，致密度低，耐壓性能低，所以只能適用于低壓工況，而且，砂、蠟材料消耗大，鐵水損耗達(dá)35～40%，材料耗損大，生產(chǎn)工藝過程對環(huán)境產(chǎn)生很大的污染；鍛造工藝是利用型鋼經(jīng)過多道鍛壓，形成實(shí)心球體毛坯后經(jīng)過車、磨加工成型，球體致密度高，耐壓性能好，適用于高壓閥門產(chǎn)品，但是，其制造工藝復(fù)雜，生產(chǎn)效率低，材料浪費(fèi)大，制造成本高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，提供一種采用液控裝置實(shí)現(xiàn)模具自動安裝和自動脫模，鑄件致密度高、成本低、鑄造工藝環(huán)保、生產(chǎn)效率高的球閥球體的自動離心鑄造裝置。
2、實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案為：
3、一種球閥球體的自動離心鑄造裝置，包括模具、模具鎖緊裝置、模具裝卸裝置，所述模具由外模和內(nèi)模組成，外模采用普通鋼材料制造，內(nèi)模采用耐高溫鋼材料制造，外模由與離心機(jī)主軸固定連接的安裝盤和內(nèi)模安裝腔組成，內(nèi)模由模具鎖緊裝置鎖緊安裝在外模的內(nèi)模安裝腔內(nèi)；其特征是：內(nèi)模由左半模、右半模和軸孔澆鑄桿組成，整體嵌裝在內(nèi)模安裝腔內(nèi)；左半模與右半模接觸面一側(cè)對稱設(shè)置半球面內(nèi)腔，兩者拼接組成球體澆鑄腔，軸孔澆鑄桿安裝在左半模與右半模之間，右半模中心設(shè)有連通半球面內(nèi)腔的澆鑄孔。
4、優(yōu)選方案為，所述球體澆鑄腔內(nèi)設(shè)有球形內(nèi)芯，所述球形內(nèi)芯外球面上至少設(shè)有兩條徑向定位桿，所述徑向定位桿固定安裝于左半模與右半模之間構(gòu)成的球體澆鑄腔內(nèi)壁的徑向定位孔內(nèi)；所述球形內(nèi)芯具有中心通孔，所述中心通孔的直徑大于球體毛坯的通道孔直徑，所述球形內(nèi)芯的外球面與球體澆鑄腔的內(nèi)腔壁之間形成環(huán)形澆鑄腔，所述環(huán)形澆鑄腔與澆鑄孔連通；所述球形內(nèi)芯具有空心內(nèi)腔，徑向定位桿固定焊接在垂直于中心通孔的球形內(nèi)芯徑向外球面上，在中心通孔內(nèi)孔壁設(shè)置徑向排氣管，所述徑向排氣管一端連通球形內(nèi)芯的空心內(nèi)腔，另一端徑向延伸到中心通孔中心線處；在球形內(nèi)芯外球面上設(shè)有與軸孔澆鑄桿相適配的軸孔澆鑄腔，軸孔澆鑄桿外周面與軸孔澆鑄腔內(nèi)腔壁之間具有間隙。
5、優(yōu)先方案為，所述模具鎖緊裝置采用液壓鎖緊裝置，包括油缸、油缸推桿、鎖鉤以及連接油缸推桿與鎖鉤之間的推力傳動機(jī)構(gòu)，油缸推桿一端位于油缸內(nèi)腔，由液壓油推動軸向移動，另一端外圓柱面與離心機(jī)主軸的中心孔內(nèi)孔壁間隙配合，油缸推桿和油缸與離心機(jī)主軸同步旋轉(zhuǎn)，油缸由離心機(jī)液壓系統(tǒng)控制，鎖鉤至少有兩個(gè)，圓周方向均勻設(shè)置在外模右端面外側(cè)的安裝凸耳上。
6、優(yōu)選方案為，所述推力傳動機(jī)構(gòu)由連接方板、鎖盤、鎖桿組成，連接方板一端穿過離心機(jī)主軸上的徑向方孔與油缸推桿外圓柱面固定連接，鎖桿一端鉸接安裝在鎖盤右平面內(nèi)，另一端與鎖鉤尾部鉸接，鎖鉤中間可旋轉(zhuǎn)安裝在安裝凸耳上，鎖鉤頭部具有與右半模鎖緊配合的鉤頭，連接方板和鎖桿與鎖鉤的數(shù)量相等。
7、優(yōu)選方案為，所述模具裝卸裝置采用六爪液壓裝置，包括底座、立柱、夾爪、夾爪安裝機(jī)構(gòu)和夾爪控制機(jī)構(gòu)，立柱通過移動板安裝在底座上，移動板下平面與底座上平面之間采用滑軌和滑槽相互配合連接，在移動板與底座之間設(shè)有移動板控制裝置；所述夾爪安裝機(jī)構(gòu)包括夾爪安裝盤、夾爪安裝體，夾爪安裝盤右平面固定安裝于夾爪安裝體的左端，夾爪安裝盤左平面圓周方向均勻設(shè)置六條徑向滑槽，在每條徑向滑槽內(nèi)分別安裝夾爪，夾爪安裝體通過升降機(jī)構(gòu)安裝于立柱上；所述夾爪控制機(jī)構(gòu)包括液壓油缸、連桿控制機(jī)構(gòu)，液壓油缸固定安裝在夾爪安裝體的右端，所述液壓油缸具有六個(gè)，按夾爪安裝體圓周方向均勻分布的三個(gè)為一組同步控制，六個(gè)液壓油缸的活塞桿分別通過連桿控制機(jī)構(gòu)與六個(gè)夾爪連接，六個(gè)夾爪以其中三個(gè)同步控制的夾爪為一組，組成模具夾爪組和球體毛坯夾爪組。
8、優(yōu)選方案為，所述連桿控制機(jī)構(gòu)包括調(diào)節(jié)桿、旋轉(zhuǎn)角板、鏈板，調(diào)節(jié)桿、旋轉(zhuǎn)角板、鏈板具有與夾爪相同的數(shù)量，六個(gè)旋轉(zhuǎn)角板的拐角處均勻可旋轉(zhuǎn)安裝在夾爪安裝盤的外圓周，調(diào)節(jié)桿兩端分別與液壓油缸的活塞桿和旋轉(zhuǎn)角板的一端鉸接，鏈板兩端分別與旋轉(zhuǎn)角板的另一端和夾爪鉸接。
9、優(yōu)選方案為，所述移動板控制裝置由伺服電機(jī)、鏈輪、鏈條組成，鏈輪由主動鏈輪和從動鏈輪組成，通過轉(zhuǎn)軸安裝于底座上，主動鏈輪與伺服電機(jī)傳動連接，鏈條兩端可傳動安裝在主動鏈輪和從動鏈輪上，鏈條上側(cè)與移動板連接；所述升降機(jī)構(gòu)由升降伺服電機(jī)、升降鏈輪、升降鏈條組成，升降鏈輪由主動輪和從動輪組成，通過轉(zhuǎn)軸安裝于立柱上下兩端，主動輪與升降伺服電機(jī)傳動連接，升降鏈條兩端可傳動安裝在主動輪和從動輪上，升降鏈條一側(cè)與夾爪安裝體連接，夾爪安裝體與立柱之間采用升降導(dǎo)軌和升降導(dǎo)槽相互配合連接。
10、優(yōu)選方案為，在立柱與移動板之間設(shè)置旋轉(zhuǎn)裝置，所述旋轉(zhuǎn)裝置由旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)以及旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)軸與立柱之間的傳動機(jī)構(gòu)組成，旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)殼體固定安裝在移動板內(nèi)，其轉(zhuǎn)軸與立柱下端通過傳動機(jī)構(gòu)連接。
11、優(yōu)選方案為，在球體毛坯夾爪組三個(gè)夾爪的端部設(shè)有徑向頂塊，三個(gè)徑向頂塊的端部位于同一圓周面上，在三個(gè)夾爪徑向收縮時(shí)，三個(gè)徑向頂塊端部外圓周面直徑小于澆鑄孔的直徑，在三個(gè)夾爪在閥體澆鑄腔內(nèi)徑向撐開時(shí)，三個(gè)徑向頂塊端部外圓周面直徑大于球體毛坯內(nèi)孔直徑；在右半模右端設(shè)有與澆鑄孔同心的夾持孔，該夾持孔的直徑大于澆鑄孔的直徑，在夾持孔與澆鑄孔之間形成環(huán)形臺階；模具夾爪組三個(gè)夾爪的長度小于球體毛坯夾爪組三個(gè)夾爪的長度，在模具夾爪組三個(gè)夾爪的端部與環(huán)形臺階頂觸時(shí)，球體毛坯夾爪組三個(gè)夾爪的徑向頂塊伸入到球體澆鑄腔內(nèi)腔。
12、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是：
13、1、采用離心鑄造工藝，鑄件致密度高，澆口鐵水損耗降低到10%以內(nèi)，鑄件成本低；模具采用金屬外模和金屬內(nèi)模組成，工藝環(huán)保，避免了砂模、蠟?zāi)２牧蠐p耗，降低鑄造成本；鑄造不同尺寸的球體時(shí)，只需要更換相應(yīng)內(nèi)腔直徑的內(nèi)模，外?？梢酝ㄓ貌恍枰鹧b，節(jié)省了模具制造材料和安裝、更換時(shí)間，提高生產(chǎn)效率；
14、2、內(nèi)模與外模采用液壓鎖緊裝置鎖緊連接，液壓鎖緊裝置由離心機(jī)液壓系統(tǒng)自動控制操作，右半模和球體毛坯采用六爪液壓裝置自動脫模，實(shí)現(xiàn)自動裝卸內(nèi)模和球體毛坯自動脫模，具有鑄造工藝自動化程度高、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)。
1.一種球閥球體的自動離心鑄造裝置，包括模具、模具鎖緊裝置、模具裝卸裝置，所述模具由外模（1）和內(nèi)模組成，外模（1）采用普通鋼材料制造，內(nèi)模采用耐高溫鋼材料制造，外模（1）由與離心機(jī)主軸（4）固定連接的安裝盤和內(nèi)模安裝腔（6）組成，內(nèi)模由模具鎖緊裝置鎖緊安裝在外模（1）的內(nèi)模安裝腔（6）內(nèi)；其特征是：內(nèi)模由左半模（2）、右半模（3）和軸孔澆鑄桿（5）組成，整體由模具鎖緊裝置鎖緊安裝在內(nèi)模安裝腔（6）內(nèi)；左半模（2）與右半模（3）接觸面一側(cè)對稱設(shè)置半球面內(nèi)腔，兩者拼接組成球體澆鑄腔（7），軸孔澆鑄桿（5）安裝在左半模（2）與右半模（3）之間，并在垂直于離心機(jī)主軸（4）中心線的球體澆鑄腔（7）直徑方向上，右半模（3）中心設(shè)有連通半球面內(nèi)腔的澆鑄孔（8）。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球閥球體的自動離心鑄造裝置，其特征是：在所述球體澆鑄腔（7）內(nèi)設(shè)有球形內(nèi)芯（43），所述球形內(nèi)芯（43）外球面上至少設(shè)有兩條徑向定位桿，所述徑向定位桿固定壓裝于左半模（2）與右半模（3）之間的徑向定位孔內(nèi)；所述球形內(nèi)芯（43）具有中心通孔（44），中心通孔（44）的直徑大于球體毛坯（40）的通道孔直徑，所述球形內(nèi)芯（43）的外球面與球體澆鑄腔（7）的內(nèi)腔壁之間形成環(huán)形澆鑄腔（45），所述環(huán)形澆鑄腔（45）與澆鑄孔（8）連通；所述球形內(nèi)芯（43）具有空心內(nèi)腔（46），徑向定位桿固定焊接在垂直于中心通孔（44）的球形內(nèi)芯（43）徑向外球面上，在中心通孔（44）內(nèi)孔壁設(shè)置徑向排氣管（47），所述徑向排氣管（47）一端與空心內(nèi)腔（46）連通，另一端徑向延伸到中心通孔（44）中心線處；在球形內(nèi)芯（43）外球面上設(shè)有與軸孔澆鑄桿（5）相適配的軸孔澆鑄腔（48），軸孔澆鑄桿（5）外周面與軸孔澆鑄腔（48）內(nèi)腔壁之間具有間隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的球閥球體的自動離心鑄造裝置，其特征是：所述模具鎖緊裝置采用液壓鎖緊裝置，包括油缸（9）、油缸推桿（10）、鎖鉤（11）以及連接油缸推桿（10）與鎖鉤（11）之間的推力傳動機(jī)構(gòu)，油缸推桿（10）一端位于油缸（9）內(nèi)腔，兩者組成活塞式結(jié)構(gòu)，另一端外圓柱面與離心機(jī)主軸（4）的中心孔內(nèi)孔壁間隙配合，油缸推桿（10）和油缸（9）與離心機(jī)主軸（4）同步旋轉(zhuǎn)，油缸（9）由離心機(jī)液壓系統(tǒng)提供工作液壓，鎖鉤（11）至少有兩個(gè)，圓周方向均勻設(shè)置在外模（1）右端面外側(cè)的安裝凸耳（12）上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的球閥球體的自動離心鑄造裝置，其特征是：所述推力傳動機(jī)構(gòu)由連接方板（13）、鎖盤（14）、鎖桿（15）組成，連接方板（13）一端穿過離心機(jī)主軸（4）上的徑向方孔（16）與油缸推桿（10）外圓柱面固定連接，連接方板（13）右平面與鎖盤（14）左平面固定連接，鎖桿（15）一端鉸接安裝在鎖盤（14）右平面內(nèi)，另一端與鎖鉤（11）尾部鉸接，鎖鉤（11）中間可旋轉(zhuǎn)安裝在安裝凸耳（12）上，鎖鉤（11）頭部具有與右半模（3）鎖緊配合的鉤頭，連接方板（13）和鎖桿（15）與鎖鉤（11）的數(shù)量相等。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的球閥球體的自動離心鑄造裝置，其特征是：所述模具裝卸裝置采用六爪液壓裝置，包括底座（17）、立柱（18）、夾爪（19）、夾爪安裝機(jī)構(gòu)和夾爪控制機(jī)構(gòu)，立柱（18）通過移動板（20）安裝在底座（17）上，移動板（20）下平面與底座（17）上平面之間采用滑軌（21）和滑槽相互配合連接，在移動板（20）與底座（17）之間設(shè)有移動板控制裝置；所述夾爪安裝機(jī)構(gòu)包括夾爪安裝盤（22）、夾爪安裝體（23），夾爪安裝盤（22）右平面固定安裝于夾爪安裝體（23）的左端，夾爪安裝盤（22）左平面圓周方向均勻設(shè)置六條用于滑動安裝夾爪（19）的徑向滑槽（24），夾爪安裝體（23）通過升降機(jī)構(gòu)安裝于立柱（18）上；所述夾爪控制機(jī)構(gòu)包括液壓油缸（25）、連桿控制機(jī)構(gòu)，液壓油缸（25）固定安裝在夾爪安裝體（23）的右端，所述液壓油缸（25）具有六個(gè)，在夾爪安裝體（23）圓周方向均勻分布，并按圓周方向均勻分布的三個(gè)為一組，組成同步控制的兩組，六個(gè)液壓油缸（25）的活塞桿分別通過連桿控制機(jī)構(gòu)與六個(gè)夾爪（19）連接，六個(gè)夾爪（19）以其中三個(gè)同步控制的夾爪（19）為一組，組成模具夾爪組和球體毛坯夾爪組。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的球閥球體的自動離心鑄造裝置，其特征是：所述連桿控制機(jī)構(gòu)包括調(diào)節(jié)桿（26）、旋轉(zhuǎn)角板（27）、鏈板（28），調(diào)節(jié)桿（26）、旋轉(zhuǎn)角板（27）、鏈板（28）的數(shù)量與夾爪（19）相同，六個(gè)旋轉(zhuǎn)角板（27）的拐角處均勻可旋轉(zhuǎn)安裝在夾爪安裝盤（22）的外圓周，調(diào)節(jié)桿（26）兩端分別與液壓油缸（25）的活塞桿和旋轉(zhuǎn)角板（27）的一端鉸接，鏈板（28）兩端分別與旋轉(zhuǎn)角板（27）的另一端和夾爪（19）鉸接，調(diào)節(jié)桿（26）具有軸向伸縮調(diào)節(jié)裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的球閥球體的自動離心鑄造裝置，其特征是：所述移動板控制裝置由伺服電機(jī)（29）、鏈輪、鏈條（30）組成，鏈輪由主動鏈輪（31）和從動鏈輪（32）組成，通過轉(zhuǎn)軸（33）安裝于底座（17）上，主動鏈輪（31）與伺服電機(jī)（29）傳動連接，鏈條（30）可傳動安裝在主動鏈輪（31）和從動鏈輪（32）上，鏈條（30）上側(cè)與移動板（20）連接；所述升降機(jī)構(gòu)由升降伺服電機(jī)（34）、升降鏈輪、升降鏈條（35）組成，升降鏈輪由主動輪（36）和從動輪（37）組成，通過旋轉(zhuǎn)軸安裝于立柱（18）上、下兩端，主動輪（36）與升降伺服電機(jī)（34）傳動連接，升降鏈條（35）可傳動安裝在主動輪（36）和從動輪（37）上，升降鏈條（35）一側(cè)與夾爪安裝體（23）連接，夾爪安裝體（23）與立柱（18）之間采用升降導(dǎo)軌（38）和升降導(dǎo)槽相互配合連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的球閥球體的自動離心鑄造裝置，其特征是：在立柱（18）與移動板（20）之間設(shè)置旋轉(zhuǎn)裝置，所述旋轉(zhuǎn)裝置由旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)（39）以及旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)軸與立柱（18）之間的傳動機(jī)構(gòu)組成，旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)（39）的殼體固定安裝在移動板（20）內(nèi)，其轉(zhuǎn)軸與立柱（18）下端通過傳動機(jī)構(gòu)連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的球閥球體的自動離心鑄造裝置，其特征是：所述球體毛坯夾爪組的三個(gè)夾爪（19）端部設(shè)有徑向頂塊，三個(gè)徑向頂塊的端部在同一圓周面上，在夾爪（19）徑向收縮時(shí)，三個(gè)徑向頂塊端部外圓周面直徑小于澆鑄孔（8）的直徑，在夾爪（19）徑向撐開時(shí)，三個(gè)徑向頂塊端部外圓周面直徑大于球體毛坯（40）內(nèi)孔直徑。