一种汽车零部件用铸造装置

技术领域

本发明涉及零件铸造技术领域，具体涉及一种汽车零部件用铸造装置。

背景技术

铸造，即通过将金属熔炼成符合要求的液体、然后将熔炼后的金属液采用低压或高压的填充方式充入铸造模具的型腔中，经过冷却成型、清整处理后，进而获得带有预定形状、尺寸或性能的铸件的方法。

铸造模具调试生产过程中，通常会出现铸件粘黏在下模具的问题，导致铸件无法轻易与下模具脱模；目前的脱模方法主要为：首先将模具从铸造机上拆卸、再将模具倒置，利用热熔的方式溶出零件，然而此种方式一是费时费力，需要对模具进行拆卸-组装的反复循环过程，易出现模具松动、连接不紧密等问题，影响铸造的连续性，二是热熔的方式易造成铸件表面的损伤、导致需要重新进行喷涂或修复，增加铸造成本。

同时，现有技术中还存在通过在下模具内设置顶杆、利用顶杆将铸件从下模具内顶出的方法，该方法无需对下模具进行反复拆装，进而节省卸料时间、避免模具松动或连接等问题，同时，该方式也无需进行热熔、有效节省铸造成本；然而，当铸件与下模具粘黏较为紧密时（即铸件与模具之间的抱紧力较大），直接采用顶杆顶出铸件，会出现铸件无法顺利顶出，或者铸件与顶杆接触面由于顶升力作用而出现弯曲变形、甚至出现接触面被顶穿等问题，进而造成铸件损伤报废、增加铸件的不良率。此外，现有技术中还存在通过旋转下模具，利用下模具旋转过程中产生的剪切力使得铸件与模具脱离的方法，然而，为了满足汽车轻量化的需求，大部分汽车零部件壳体铸件壁厚较薄，旋转下模具产生的剪切力通常会使铸件产生一同旋转的趋势、导致铸件出现扭转变形，同样会增加铸件的不良率、降低铸件生产效率、提升铸造成本。

发明内容

针对以上现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种汽车零部件用铸造装置，该铸造装置能够在实现铸件产品与下模具之间的快速脱模的前提下，避免铸件产品发生弯曲变形、底部被顶穿、扭转变形等问题，进而保证卸料后铸件产品的完整性与质量，避免脱模后由于卸料方式而造成的铸件产品不合格率上升的问题，进而提升连续铸造效率、降低铸造成本。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种汽车零部件用铸造装置，包括操作台、门形支架、升降装置、脱模机构与下模具，门形支架固定设置在操作台端面且门形支架横板中部设置升降装置，升降装置输出端底部设置脱模机构，下模具固定设置在操作台位于门形支架两支脚之间的端面且与脱模机构对应；

下模具中部开设凹槽、用于与上模具的凸膜形成模具型腔，凹槽外圈且绕下模具中轴线均匀开设多个辅助槽，辅助槽与凹槽连通；操作台端面对应辅助槽滑动设置卡块且卡块对应辅助槽设置凸出部，卡块通过设置在操作台底面的驱动机构控制；凹槽底部设置振动支撑板且振动支撑板通过设置在操作台底面的振动机构控制。

基于上述方案的进一步优化，所述操作台底部设置支撑脚，用于支撑整个铸造装置。

基于上述方案的进一步优化，所述脱模机构包括固定框架、第一螺杆、第一滑块、滑动座、夹持组件、连杆、第二螺杆、第二滑块及伸缩杆，固定框架内部开设空腔且其（即空腔）中部同轴设置转动的第一螺杆，第一螺杆外壁螺纹套接第一滑块；固定框架底面内腔（即空腔底面）且绕第一螺杆中轴线均匀设置多个滑动座，滑动座数量与辅助槽数量一致，固定框架底面外壁且对应滑动座设置多个夹持组件，夹持组件与对应的滑动座之间通过连接滑块连接且固定框架底面对应连接滑块开设第一水平滑槽；第一滑块外壁通过连杆分别与对应滑动座端面连接，连杆两端分别与第一滑块外壁、滑动座端面转动连接；固定框架底面外壁中部设置与第一螺杆同轴的第二螺杆且第二螺杆外壁螺纹套接第二滑块，第二滑块外壁通过伸缩杆分别与对应的夹持组件连接。

基于上述方案的进一步优化，所述夹持组件包括定位滑块、夹持滑块、定位柱、第一弹簧与夹持爪，定位滑块滑动设置在固定框架底面外壁且其顶面通过连接滑块与对应的滑动座底面连接，定位滑块内部开设同轴的滑动腔且滑动腔内滑动设置夹持滑块；滑动腔内同轴设置定位柱且定位柱贯穿夹持滑块中部，夹持滑块与定位柱滑动连接，夹持滑块底面中部开设上部直径小、下部直径大的锥形槽且锥形槽顶面与滑动腔底面之间通过第一弹簧连接，第一弹簧位于定位柱外圈；位于定位柱两侧的锥形槽侧壁分别滑动设置夹持爪且夹持爪远离夹持滑块的一端贯穿对应的定位滑块底面，定位滑块底面对应夹持爪开设第二水平滑槽。

为了控制夹持滑块在定位滑块内腔滑动、避免出现滑动偏移或机构卡滞，基于上述方案的进一步优化，所述定位滑块外壁滑动设置环形滑套，环形滑套与定位滑块同轴设置且其（即环形滑套）内壁均匀设置多根连接柱，连接柱远离环形滑套的一端贯穿定位滑块对应侧壁且与夹持滑块对应外壁固定连接；定位滑块侧壁对应连接柱开设竖直滑槽；环形滑套靠近第二滑块的一侧侧壁与伸缩杆固定连接。

基于上述方案的进一步优化，所述夹持爪底部为弧形结构且弧形结构朝靠近定位滑块中轴线的一端弯曲。

基于上述方案的进一步优化，所述驱动机构包括旋转杆、驱动齿轮、行星齿轮、齿环、齿条、连接块与控制齿轮，旋转杆转动设置在操作台底面且与下模具同轴设置，旋转杆外壁固定套接驱动齿轮；行星齿轮为多个，它们绕旋转杆中轴线均匀设置在驱动齿轮外圈且行星齿轮与驱动齿轮啮合；齿环设置在行星齿轮外圈且齿环与驱动齿轮同轴设置，齿环内齿与行星齿轮啮合；齿条对应卡块滑动设置在操作台底面且齿条端面通过连接块与卡块底面固定连接，操作台对应连接块开设第三水平滑槽；控制齿轮对应齿条设置在齿环外圈且控制齿轮与齿环外齿啮合，控制齿轮与对应齿条一侧的齿段啮合。

基于上述方案的进一步优化，所述行星齿轮、控制齿轮分别通过齿轮杆吊装在操作台底面，齿环通过绕其中轴线均匀分布的吊杆吊装在操作台底面。

基于上述方案的进一步优化，所述振动机构包括振动凸棱、振动杆与第二弹簧，振动凸棱套接在旋转杆外壁且位于驱动齿轮端面；振动杆为多根且其绕旋转杆中轴线均匀分布，振动杆位于操作台底面下侧的外壁固定设置环形凸出部且环形凸出部端面通过第二弹簧与操作台底面连接，第二弹簧位于振动杆外圈，振动杆底端与驱动齿轮端面接触，且其（即振动杆）顶端依次贯穿操作台和下模具底面后、位于振动支撑板底面下侧。

基于上述方案的进一步优化，所述振动凸棱通过棘轮机构套接在旋转杆的外壁。

基于上述方案的进一步优化，所述振动支撑板外壁中部设置环形凸棱，下模具的凹槽外壁且对应环形凸棱开设环形凹槽，环形凹槽高度小于振动支撑板厚度，环形凸棱卡接在环形凹槽内且环形凸棱顶面、底面分别通过第三弹簧与环形凹槽对应的顶面、底面连接，第三弹簧绕振动支撑板中轴线均匀分布。

以下是本发明具有的技术效果：

本申请首先通过驱动机构与卡块的配合、实现卡块的移动，一是利用卡块卡入对应辅助槽内、实现对下模具凹槽的封闭，从而有效形成模具型腔、避免铸造液泄露，二是通过卡块与辅助槽的分离、形成脱模部，确保脱模机构与铸件产品之间的充分接触，从而在不损伤铸件产品的前提下实现稳定脱模。通过驱动机构、振动机构以及振动支撑板的配合，在卡块脱离辅助槽的同时、通过振动支撑板实现对铸件产品的反复上下振动，促使铸件产品与下模具的凹槽内壁之间产生松动、进而便于脱模机构使铸件产品脱离模具型腔（即下模具凹槽），避免铸件产品与模具型腔之间粘黏过紧、导致脱模机构脱模过程中出现的铸件产品形变或划伤等问题，同时也避免直接采用顶杆造成的铸件产品损坏、变形等问题，确保快速、高效、低损伤的铸造脱模。此外，本申请通过固定框架、第一螺杆、第一滑块、滑动座、夹持组件、连杆、第二螺杆、第二滑块及伸缩杆构成的脱模机构，一是能够保证对铸件产品的均匀着力（即分布均匀的起吊）、避免单一点着力造成的铸件产品脱模过程中变形，二是能够根据铸件产品的成型尺寸、厚度进行调节，提高整个装置的实用性以及使用范围，三是整个机构控制简单、操作简便，能够实现快速、高效的铸件产品脱模，减少脱模消耗的时间成本以及脱模造成的铸件产品损伤风险，增加铸件产品的合格率，保证铸件产品成型的高效性以及流水线生产的流畅性。

附图说明

图1为本发明实施例中铸造装置的整体结构示意图。

图2为图1中A的局部放大图。

图3为图2中C的局部放大图。

图4为图2的D-D向剖视图。

图5为图4中E的局部放大图。

图6为图1中B的局部放大图。

图7为图6的F-F向剖视图。

图8为图6的G-G向剖视图。

图9为图6的H-H向剖视图。

图10为图6中I的局部放大图。

其中，10、操作台；11、支撑脚；20、门形支架；30、升降装置；41、固定框架；42、第一螺杆；43、第一滑块；44、滑动座；440、连接滑块；451、定位滑块；452、夹持滑块；453、定位柱；454、第一弹簧；455、夹持爪；456、环形滑套；4560、连接柱；46、连杆；47、第二螺杆；48、第二滑块；49、伸缩杆；50、下模具；51、凹槽；52、辅助槽；53、振动支撑板；530、环形凸棱；54、卡块；55、环形凹槽；550、第三弹簧；61、旋转杆；611、定位盘；612、棘爪盘；62、驱动齿轮；63、行星齿轮；64、齿环；65、齿条；66、连接块；67、控制齿轮；71、振动凸棱；72、振动杆；73、第二弹簧。

具体实施方式

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，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1：

一种汽车零部件用铸造装置，包括操作台10、门形支架20、升降装置30、脱模机构与下模具50，其中，操作台10底部设置支撑脚11，用于支撑整个铸造装置。门形支架20固定设置在操作台10端面且门形支架20横板中部设置升降装置30（参照图1所示），如图1所示，升降装置30可采用液压升降杆且液压升降杆通过设置在门形支架20横板中部的液压装置控制；同时，需要说明的是：为了保证脱模机构升降的稳定性，液压升降杆可采用两根、甚至多根（本实施例的附图仅是为了表明液压升降杆的形状、对其具体设置的数量不进行限定，液压升降杆的数量可根据实际情况进行设置；此外，液压升降杆的具体型号以及结构采用本领域常见装置即可）。

升降装置30（即液压升降杆）输出端底部设置脱模机构，脱模机构包括固定框架41、第一螺杆42、第一滑块43、滑动座44、夹持组件、连杆46、第二螺杆47、第二滑块48及伸缩杆49（参照图2所示），固定框架41内部开设空腔且其（即空腔）中部同轴设置转动的第一螺杆42（如图2所示，即第一螺杆42与固定框架41内部空腔中轴线共线且第一螺杆42的上端与下端分别与空腔的顶面与底面转动连接），第一螺杆42外壁螺纹套接第一滑块43（参见图2所示，第一滑块43套接在第一螺杆42外壁且螺纹连接）；固定框架41底面内腔（即空腔底面）且绕第一螺杆42中轴线均匀设置多个滑动座44（滑动座44的数量根据实际使用情况以及需要脱模的铸件产品的尺寸确定，一般而言，待脱模的铸件产品尺寸越大、采用的滑动座44的数量越多，同时，滑动座44的数量不少于三个，本实施例采用四个），滑动座44数量与（下模具50）辅助槽52数量一致（即辅助槽52的数量也根据铸件产品的尺寸进行开设），固定框架41底面外壁且对应滑动座44设置多个夹持组件，夹持组件与对应的滑动座44之间通过连接滑块440连接且固定框架41底面对应连接滑块440开设第一水平滑槽（参见图2或图3所示）；夹持组件包括定位滑块451、夹持滑块452、定位柱453、第一弹簧454与夹持爪455，定位滑块451滑动设置在固定框架41底面外壁且其（即定位滑块451）顶面通过连接滑块440与对应的滑动座44底面连接，定位滑块451内部开设同轴的滑动腔且滑动腔内滑动设置夹持滑块452（参照图3所示，夹持滑块452与滑动腔同轴设置且夹持滑块452外壁与滑动腔内壁滑动连接）；滑动腔内同轴设置定位柱453且定位柱453贯穿夹持滑块452中部（参见图3所示，即定位柱453与夹持滑块452同轴设置且定位柱453贯穿夹持滑块452中部），夹持滑块452与定位柱453（外壁）滑动连接（即夹持滑块452能够沿定位柱453中轴线方向滑动），夹持滑块452底面中部开设上部直径小、下部直径大的锥形槽（如图3所示）且锥形槽顶面（的夹持滑块452本体）与滑动腔底面（的定位滑块451本体）之间通过第一弹簧454连接（参见图3所示），第一弹簧454位于定位柱453外圈（即第一弹簧454的内径大于定位柱453直径，从而避免第一弹簧454压缩或拉伸时与定位柱453产生干涉）；位于定位柱453两侧的锥形槽侧壁分别滑动设置夹持爪455且夹持爪455远离夹持滑块452的一端贯穿对应的定位滑块451底面，定位滑块451底面对应夹持爪455开设第二水平滑槽（参见图3所示）；夹持爪455底部为弧形结构且弧形结构朝靠近定位滑块451中轴线的一端弯曲（参见图2所示）。第一滑块43外壁通过连杆46分别与对应滑动座44端面连接，连杆46两端分别与第一滑块43外壁、滑动座44端面（通过轴承座）转动连接（参见图2所示）；固定框架41底面外壁中部设置与第一螺杆42同轴的第二螺杆47且第二螺杆47外壁螺纹套接第二滑块48（参照图2所示，与第一螺杆42与第一滑块43连接一致，第二滑块48套接在第二螺杆47外壁且螺纹连接），第二滑块48外壁通过伸缩杆49分别与对应的夹持组件连接，伸缩杆49的数量与夹持组件的数量一致。为了控制夹持滑块452在定位滑块451内腔滑动、避免出现滑动偏移或机构卡滞，定位滑块451外壁滑动设置环形滑套456，环形滑套456与定位滑块451同轴设置且其（即环形滑套456）内壁均匀设置多根连接柱4560，连接柱4560远离环形滑套456的一端贯穿定位滑块451对应侧壁且与夹持滑块452对应外壁固定连接（参见图5所示）；定位滑块451侧壁对应连接柱4560开设竖直滑槽；环形滑套456靠近第二滑块48的一侧侧壁与伸缩杆49（远离第二滑块48的一端）固定连接（参见图4所示）。

下模具50固定设置在操作台10位于门形支架20两支脚之间的端面且与脱模机构对应；下模具50中部开设凹槽51、用于与上模具的凸膜形成模具型腔（参见图6所示），凹槽51外圈且绕下模具50中轴线均匀开设多个辅助槽52，辅助槽52与凹槽51连通；操作台10端面对应辅助槽52滑动设置卡块54且卡块54对应辅助槽52设置凸出部（参见图6、图7所示，当卡块54的凸出部卡在辅助槽52内、卡块54紧密贴合在下模具50外壁时，辅助槽52的横截面形成“7”字形结构的空腔），卡块54通过设置在操作台10底面的驱动机构控制；驱动机构包括旋转杆61、驱动齿轮62、行星齿轮63、齿环64、齿条65、连接块66与控制齿轮67，旋转杆61转动设置在操作台10底面且与下模具50同轴设置，旋转杆61外壁固定套接驱动齿轮62；行星齿轮63为多个（行星齿轮63可采用两个、三个或四个，一般采用三个，参照图9所示），它们绕旋转杆61中轴线均匀设置在驱动齿轮62外圈且行星齿轮63与驱动齿轮62啮合；齿环64设置在行星齿轮63外圈且齿环64与驱动齿轮62同轴设置，齿环64内齿与行星齿轮63（远离驱动齿轮62的一端）啮合；齿条65对应卡块54滑动设置在操作台10底面且齿条65端面通过连接块66与卡块54底面固定连接，操作台10对应连接块66开设第三水平滑槽（参照图6所示）；控制齿轮67对应齿条65设置在齿环64外圈且控制齿轮67与齿环64外齿啮合，控制齿轮67与对应齿条65一侧的齿段啮合（参照图9所示）。行星齿轮63、控制齿轮67分别通过齿轮杆吊装在操作台10底面（参照图6、图9所示，行星齿轮63、控制齿轮67分别固定套接在对应的齿轮杆外壁且齿轮杆顶端分别与操作台10底面转动连接），齿环64通过绕其中轴线均匀分布的吊杆吊装在操作台10底面（参照图6所示，吊杆顶端固定设置在操作台10底面，齿环64端面对应吊杆开设环形定位槽，吊杆底端卡接在环形定位槽内且滑动连接）。

凹槽51底部设置振动支撑板53（振动支撑板53外壁与凹槽51内壁密封滑动连接）且振动支撑板53通过设置在操作台10底面的振动机构控制。振动机构包括振动凸棱71、振动杆72与第二弹簧73，振动凸棱71套接在旋转杆61外壁且位于驱动齿轮62端面；振动杆72为多根且其绕旋转杆61中轴线均匀分布（振动杆72的数量为2～5根，参照图8所示，本实施例中采用三根振动杆72），振动杆72位于操作台10底面下侧的外壁固定设置环形凸出部且环形凸出部端面通过第二弹簧73与操作台10底面连接（参照图6所示，第二弹簧73上端与操作台10底面固定连接、其下端与环形凸出部端面固定连接），第二弹簧73位于振动杆72外圈（即第二弹簧73内径大于振动杆72直径、避免第二弹簧73形变过程中与振动杆72产生干涉），振动杆72底端与驱动齿轮62端面接触，且其（即振动杆72）顶端依次贯穿操作台10和下模具50底面后、位于振动支撑板53底面下侧（参见图所示）。

振动凸棱71通过棘轮机构套接在旋转杆61的外壁，参见图6、图8所示：旋转杆61位于振动凸棱71上侧的外壁固定套接定位盘611，旋转杆61位于定位盘611与驱动齿轮62之间的外壁设置同轴的棘爪盘612（棘爪盘612底面与驱动齿轮62端面转动连接，具体可为：棘爪盘612底面与驱动齿轮62端面对应开设环形滚珠槽，环形滚珠槽内绕旋转杆61中轴线均匀设置多个滚珠，滚珠端面与棘爪盘612底面的环形滚珠槽卡接、滚珠底面与驱动齿轮62端面的环形滚珠槽卡接），棘爪盘612中部开设棘轮孔，定位盘611底面设置转轴且转轴外壁套接棘爪、棘爪与棘轮孔对应且棘爪远离转轴的一端通过弹片与定位盘611底面连接。棘爪盘612外壁固定且均匀设置振动凸棱71。

参见图10所示：振动支撑板53外壁中部设置环形凸棱530，下模具50的凹槽51外壁且对应环形凸棱530开设环形凹槽55，环形凹槽55高度小于振动支撑板53厚度，环形凸棱530卡接在环形凹槽55内且环形凸棱530顶面、底面分别通过第三弹簧550与环形凹槽55对应的顶面、底面连接，第三弹簧550绕振动支撑板53中轴线均匀分布。

实施例2：

作为本发明方案的另一种优选实施例，在实施例1所述铸造装置的基础上，门形支架20横板中部设置转动盘且转动盘与门形支架20转动连接，转动盘上对称设置脱模机构与上模具且脱模机构与上模具分别通过设置在转动盘上的升降装置30控制其（即脱模机构或上模具）升降，脱模机构与上模具分别能够与下模具50对应。

实施例3：

作为本发明方案的另一种优选实施例，在实施例2所述铸造装置的基础上，夹持爪455端部采用橡胶层包裹，进而避免对铸件产品的夹伤。

实施例4：

一种汽车零部件的铸造方法，采用如实施例2或实施例3任一实施例中所述的铸造装置，包括：

步骤一、铸件产品成型：首先，启动转动盘转动、使得上模具与下模具50对应，并同时通过驱动机构控制卡块54卡在下模具50外圈、卡块54的凸出部卡在辅助槽52内，且上述卡接均为密封连接（由于棘轮机构的设置，此时的驱动机构启动不会带动振动机构运动，即振动支撑板53相对于下模具50静止）；然后，通过上模具对应的升降装置30启动上模具下移，使得上模具凸模与下模具50的凹槽51之间形成成型模腔；之后，通过向成型模腔中灌注金属液完成铸件产品的浇注成型。

步骤二、成型模腔分离：首先，通过上模具的升降装置30启动上模具上移、从而使得上模具与下模具50、铸件产品之间产生脱离（此时，铸件产品由于自身重力以及与下模具50的抱紧力、而留在下模具50的凹槽51内）；然后，启动转动盘转动使得脱模机构与下模具50对应；启动转动盘的同时启动驱动机构，使得卡块54与下模具50脱离（具体为：通过启动旋转杆61如图9所示逆时针转动、带动驱动齿轮62同向转动，从而通过行星齿轮63及齿环64带动控制齿轮67转动，实现齿条65向远离旋转杆61的一端运动，进而通过连接块66带动卡块54向远离下模具50的一端运动，实现卡块54与下模具50的分离）、振动机构对振动支撑板53形成振动（具体为：旋转杆61如图9所示逆时针转动、则在相反视角的图8中旋转杆61为顺时针转动，旋转杆61带动定位盘611如图8所示顺时针转动，进而通过棘爪带动棘爪盘612如图8所示顺时针转动，实现带动振动凸棱71绕旋转杆61中轴线顺时针转动；当振动凸棱71转动至振动杆72下端时、推动振动杆72向上移动、第二弹簧73压缩、进而推动振动支撑板53上移，当振动凸棱71与振动杆72、振动杆72由于第二弹簧73弹力下移、振动支撑板53下移，进而实现振动支撑板53的循环往复上下移动、实现其上下方向的振动，促使铸件产品与下模具50的凹槽51之间的松动）。

步骤三、铸件产品脱模：卡块54脱离下模具50后（即连接块66运动至第三水平滑槽远离下模具50的一端端部时，此时卡块54的凸出部完全与辅助槽52脱离）、停止驱动机构的启动；然后启动脱模机构的升降装置30、使得脱模机构下移，当脱模机构的夹持爪455底端位于辅助槽52对应成型的部分下侧时、停止升降装置30的启动，启动脱模机构完成铸件产品夹持（具体为：启动第二螺杆47、使其带动第二滑块48下移，进而通过伸缩杆49带动各个环形滑套456下移，环形滑套456通过连接柱4560拉动夹持滑块452下移、第一弹簧454压缩，从而推动同一定位滑块451上的两个夹持爪455向相互靠近的方向运动，完成铸件产品外边缘的夹持）；之后，启动脱模机构对应的升降装置30、完成铸件产品的脱模（此外，脱模过程中，可通过第一螺杆42的转动启动第一滑块43的移动，进而推动各个定位滑块451向相互靠近或远离的方向移动，实现定位滑块451、即对应的夹持组件根据铸件产品的尺寸进行调节的目的）。

步骤四、通过转动盘转动使得上模具重新与下模具50对应、进而使得脱模机构与设置在操作台10端面的收集盒对应，实现脱模机构夹持的铸件产品的卸料（具体为：通过转动第二螺杆47使得第二滑块48上移，进而利用第一弹簧454的弹力推动夹持滑块452上移、使得同一定位滑块451上的两个夹持爪455向相互远离的方向运动）。

步骤五、铸件产品机加工：通过机械加工（如车刀、铣刀等方式）去除铸件产品外圈通过辅助槽52成型的部分，完成汽车铸件产品的成型。