專利名稱：一種離心鑄管機變徑金屬承口芯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種離心鑄管機變徑金屬承口芯。具體說，是用來生產(chǎn)球墨鑄鐵管的
承口內(nèi)腔成型金屬芯。
背景技術(shù)：
當前用來生產(chǎn)球墨鑄鐵管的承口芯都是采用砂芯。這種傳統(tǒng)的承口砂芯常用的制 芯工藝有冷芯盒法、熱芯盒法和樹脂自硬砂法。但總的說來，芯子都是一次性的，不能重復(fù) 使用。 冷芯盒法制芯是將樹脂砂填入芯盒，而后吹氣硬化制成砂芯的方法。冷芯盒法制 芯主要工藝流程是，烘砂機對濕砂進行烘干，混砂機對原料按一定比例混制，射芯機采用壓 縮空氣將砂芯高速射入芯盒，充分利用芯砂的功能和壓差的綜合作用，使砂芯堅實、吹氣固 化，由起芯機取出，獲得砂芯。熱芯盒法制芯，使用液態(tài)熱固性樹脂粘結(jié)劑和催化劑配置成 的芯砂，填入加熱到一定溫度的芯盒內(nèi)，在芯盒的熱作用下樹脂與固化劑反應(yīng)而硬化，這樣 經(jīng)過幾秒到一分鐘左右的時間制成砂芯。呋喃樹脂自硬砂制芯在常溫下粘結(jié)劑與固化劑作 用，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而固化制成砂芯。綜上所述，傳統(tǒng)的承口砂芯制作需要建造一個專門的制 芯車間，制作的砂芯還不能重復(fù)使用，這樣就增加了鑄管的生產(chǎn)成本；砂芯制造過程中還容 易出現(xiàn)芯子軟、硬化不夠、芯子碎、砂芯強度低、有氣孔等工藝性問題，這樣的砂芯容易影響 鑄管的加工精度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于改進現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能夠重復(fù)使用的離心鑄管機變
徑金屬承口芯。使用這種變徑金屬芯可以減少離心鑄管廠的砂芯生產(chǎn)車間，減少投資；降低
生產(chǎn)成本，提高鑄管承口的質(zhì)量，簡化生產(chǎn)工藝，提高離心機的生產(chǎn)效率。 本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的 —種離心鑄管變徑金屬承口芯，包括 —芯模，該芯模是由若干模型塊構(gòu)成的鑲塊式結(jié)構(gòu)，各模型塊的外表面全部拼合 在一起時，構(gòu)成與要澆注的鑄鐵管的承口內(nèi)腔相吻合的回轉(zhuǎn)形表面，當成型模塊向中心收 縮時，使芯模外徑變小，從而取出模型； —冷卻裝置，其是在每個所述芯模模型塊中均設(shè)有的冷卻液通道，該通道上設(shè)有 所述冷卻液通道的進出口與冷卻液供給裝置連通； —主軸，其為所述芯模的支撐部件，在其上設(shè)有一導(dǎo)向裝置，通過該導(dǎo)向裝置使得 所述芯?？裳刂鬏S的徑向移動地與主軸連接，使得當成型模塊沿所述徑向向中心收縮時， 使芯模外徑變小，從而取出模型； —驅(qū)動裝置，為一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，其設(shè)置在所述主軸上； —傳動機構(gòu)，所述傳動機構(gòu)的一端與各所述模型塊連接，其另一端與所述驅(qū)動裝 置上的作旋轉(zhuǎn)運動的部件連接，使得所述模型塊沿所述導(dǎo)向裝置移動。
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所述芯模可以是由至少兩個扇形截面模型塊和等數(shù)量的楔形截面模型塊兩組模型塊間隔布置構(gòu)成，各模型塊具有的圓弧形表面拼合起來時構(gòu)成所述回轉(zhuǎn)形表面。
在所述主軸上還套設(shè)固定一蓋板，其外徑大于與之相鄰的模型塊的撐開之后最大的內(nèi)徑，以便蓋住模型塊之內(nèi)的所述導(dǎo)柱裝置以免濺上澆注液。 所述導(dǎo)向裝置可以是在該主軸上固設(shè)的兩組導(dǎo)柱裝置，每組所述導(dǎo)柱裝置的數(shù)量
與所述芯模的模型塊總數(shù)量相應(yīng)，兩組所述導(dǎo)柱裝置中的各個導(dǎo)柱裝置在軸向一一對正，
對正的兩個導(dǎo)柱裝置連接在一個所述模型塊上；所述導(dǎo)柱裝置包括固設(shè)在所述主軸上的導(dǎo)
向件和一端滑動地連接該導(dǎo)向件而另一端連接在所述模型塊上的滑動件。 兩組所述導(dǎo)柱裝置中固設(shè)在所述主軸上的相對應(yīng)每個模型塊的兩個導(dǎo)柱裝置成
為一對導(dǎo)柱裝置，各對導(dǎo)柱裝置相間隔地分為兩組對，分別與所述的兩組模型塊對應(yīng)連接， 其中一組對的導(dǎo)向件為導(dǎo)柱，所述滑動件為導(dǎo)向套，另一組對的所述導(dǎo)向件為導(dǎo)
向套，所述滑動件為導(dǎo)柱，所述導(dǎo)向套套設(shè)在所述導(dǎo)柱上；或者， 兩組對的所述導(dǎo)向件均為導(dǎo)柱，所述滑動件均為導(dǎo)向套，所述導(dǎo)向套套設(shè)在所述導(dǎo)柱上；或者， 兩組對所述導(dǎo)向件均為導(dǎo)向套，所述滑動件均為導(dǎo)柱，所述導(dǎo)向套套設(shè)在所述導(dǎo)柱上。 每組各個所述導(dǎo)柱裝置相對于所述主軸在圓周方向均勻分布。 —個優(yōu)選技術(shù)方案中，所述導(dǎo)柱裝置中的所述導(dǎo)向件和滑動件均為中空結(jié)構(gòu)件，
其間設(shè)置密封裝置，以此構(gòu)成所述冷卻裝置的冷卻液輸送通道，所述滑動件或?qū)蚣械?br> 所述冷卻液輸送通道與所述模型塊中設(shè)置的所述冷卻液通道密封地連通。 所述每組中的各個所述導(dǎo)柱裝置的所述冷卻液輸送通道相連通；和/或， 兩組所述導(dǎo)柱裝置的所述冷卻液輸送通道相連通，且一組所述導(dǎo)柱裝置的一個冷
卻液輸送通道總口構(gòu)成所述冷卻液進口 ，另一個冷卻液輸送通道總口與另一組所述導(dǎo)柱裝
置的一個構(gòu)成冷卻液進口的冷卻液輸送通道總口連通，該另一組導(dǎo)柱裝置的另一個冷卻液
通道總口構(gòu)成所述冷卻液出口 。 連通所述兩組導(dǎo)柱裝置的冷卻液輸送通道設(shè)置在所述主軸上。 所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置可以是安裝于所述主軸上的螺紋旋轉(zhuǎn)油缸機構(gòu)，它包括擺動缸筒和活塞，其中所述擺動缸筒與所述主軸的中部構(gòu)成一密閉空間，該密閉空間的兩端設(shè)置進油口和出油口其上設(shè)接管以在使用中連接液壓油路，該密閉空間的中部設(shè)有所述活塞，擺動缸筒與活塞之間利用螺旋傳動結(jié)構(gòu)連接，主軸與活塞之間也是利用螺旋傳動結(jié)構(gòu)連接；所述連桿的一端鉸接所述擺動缸筒上；所述活塞和所述主軸之間以及所述活塞和所述擺動缸筒之間設(shè)置密封結(jié)構(gòu)以形成所述密封空間。 所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置也可以是安裝在主軸上的擺動氣缸、馬達、以及齒輪傳動機構(gòu)，其輸出軸構(gòu)成所述旋轉(zhuǎn)運動的部件。 與為螺紋旋轉(zhuǎn)油缸機構(gòu)的所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置匹配，所述主軸的一端為直徑較大的大端，還包括一端蓋，從該主軸的大端起在該主軸上順序設(shè)置一組所述導(dǎo)柱裝置、所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置、所述端蓋和一端頭螺母，所述端蓋上設(shè)置另一組所述導(dǎo)柱裝置，與所述端蓋相應(yīng)的主軸上和該端蓋軸孔上分別設(shè)有相匹配的花鍵和鍵槽，在主軸的較小的一端設(shè)置螺紋，螺接所述端頭螺母。
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與所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置相應(yīng)的主軸上設(shè)置螺旋螺紋連接作為螺紋旋轉(zhuǎn)油缸機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置中的所述活塞。 所述傳動機構(gòu)可以為連桿，其數(shù)量與所述模型塊總數(shù)量相應(yīng)，每個所述連桿的一端鉸接一所述模型塊，另一端與所述驅(qū)動裝置上的作旋轉(zhuǎn)運動的部件鉸接，使得該傳動機構(gòu)與所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置和所述模型塊一起形成曲柄滑塊機構(gòu)。 所述傳動機構(gòu)也可以是將所述驅(qū)動裝置上的作旋轉(zhuǎn)運動的部件和作徑向移動的所述模型塊連接在一起的任何傳動機構(gòu)，例如，可以是槽輪機構(gòu)、凸輪機構(gòu)等。
所述主軸可以為空心軸，連通所述兩組導(dǎo)柱裝置的冷卻液輸送通道設(shè)置在所述主軸的中空且密封的腔室中； 所述螺紋旋轉(zhuǎn)油缸機構(gòu)，其上的所述進油口和出油口上的接管可以穿設(shè)在該主軸
的中間空腔中，沿主軸的軸向從所述主軸的一端引出用于連接供油系統(tǒng)；或者， —個優(yōu)選技術(shù)方案是，對應(yīng)螺紋旋轉(zhuǎn)油缸機構(gòu)作為驅(qū)動機構(gòu)，在所述主軸的空心
內(nèi)壁上固定設(shè)置一筒形的鑲件，在該鑲件的外壁上設(shè)置油路槽，在對應(yīng)該油路槽相應(yīng)端的
主軸壁上開設(shè)進油口和出油口與旋轉(zhuǎn)油缸機構(gòu)的該密封空間兩端設(shè)置的進油口和出油口
連通；連通所述兩組導(dǎo)柱裝置的冷卻液通道設(shè)置在所述筒形鑲件內(nèi)的主軸空腔中。 在上述方案中，所述鑲件內(nèi)側(cè)所述油路槽的端口以及所述導(dǎo)柱裝置上設(shè)置的所述
冷卻液出口可以均與設(shè)置在所述主軸一端的一油路塊上設(shè)有的油路和冷卻液通道對應(yīng)連
通。冷卻液輸送通道的進口和出口以及供油系統(tǒng)通道在引出主軸上的相應(yīng)通道后都可以與
設(shè)置在主軸上的油路塊上的油路或冷卻液通道對應(yīng)連通。這樣可以使得本承口芯的結(jié)構(gòu)更
加緊湊。 在所述主軸和所述擺動缸筒之間設(shè)置軸承裝置，所述軸承裝置優(yōu)選為角接觸球軸承。
本發(fā)明提供的離心鑄管機變徑金屬承口芯具有以下優(yōu)點由于本發(fā)明采用的是金
屬承口芯，通過兩組模型塊的組合以及驅(qū)動該兩組模型塊運動的驅(qū)動機構(gòu)和導(dǎo)柱、導(dǎo)套等
部件，可實現(xiàn)承口芯的收縮、澆注后能夠取出，由此即可替代傳統(tǒng)使用的承口砂芯，并且可
以重復(fù)使用，簡化了鑄管生產(chǎn)工藝，延長了芯模的使用壽命，減少了原材料的消耗，降低了
生產(chǎn)成本。進一步地，在所述模型塊乃至導(dǎo)柱中設(shè)置空腔，其中通冷卻液，可以加速鑄管的
冷卻成型，減少模型塊的熱變形，提高鑄件的尺寸精度，使離心機的生產(chǎn)效率得到進一步的
提高。采用置于各成型模型塊內(nèi)部的螺旋擺動裝置，減少了機構(gòu)的軸向尺寸，采用長短導(dǎo)柱
和長短連桿分別連接扇形成型模型塊和楔形成型模型塊，可以有效減少機構(gòu)的徑向尺寸，
如此，使得機構(gòu)更加緊湊，節(jié)省了設(shè)備的空間。 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述


圖1為本發(fā)明提供的離心鑄管機變徑金屬承口芯伸張狀態(tài)下的軸向剖面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明提供的離心鑄管機變徑金屬承口芯的立體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為圖1所示的承口芯的C-C剖視，顯示出各個模型塊收縮狀態(tài)下的剖視結(jié)構(gòu)
示意 圖4為圖1所示的承口芯的C-C剖視伸張狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意 圖5為圖1的B-B剖視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6為本發(fā)明提供的又一種結(jié)構(gòu)的離心鑄管機變徑金屬承口芯伸張狀態(tài)下的軸向剖面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7為圖6所示的承口芯各個模型塊伸張狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意 圖8為圖6所示的承口芯各個模型塊收縮狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式如圖1、圖2和圖3所示，本發(fā)明提供的離心鑄管變徑金屬承口芯，其包括 —芯模，該芯模是由若干模型塊構(gòu)成的鑲塊式結(jié)構(gòu)，各模型塊的外表面全部拼合
在一起時，構(gòu)成與要澆注的鑄鐵管的承口內(nèi)腔相吻合的回轉(zhuǎn)形表面，在本實施例中，各組模
型塊的個數(shù)為5個。當成型模塊向中心收縮時，使芯模外徑變小，從而取出模型； —冷卻裝置，其是在每個所述芯模模型塊中均設(shè)有的冷卻液通道①、④，該通道上
設(shè)有進出口與冷卻液源連通；例如可以通過軟管與冷卻液供給裝置連接。 —主軸，其為所述芯模的支撐部件，由空心主軸20、端蓋8和鑲件6組成，在主軸上
設(shè)有一導(dǎo)向裝置，通過該導(dǎo)向裝置使得所述芯模可沿主軸的徑向移動地與主軸連接。
所述導(dǎo)向裝置可以是在該主軸上固設(shè)的兩組導(dǎo)柱裝置，每組所述導(dǎo)柱裝置的數(shù)量與所述芯模的模型塊總數(shù)量相應(yīng)，每組各個導(dǎo)柱相對于所述主軸的軸線在圓周方向上均勻分布，兩組所述導(dǎo)柱裝置中的各個導(dǎo)柱裝置在軸向一一對正，對正的兩個導(dǎo)柱裝置連接在一個所述模型塊上；所述導(dǎo)柱裝置包括固設(shè)在所述主軸上的導(dǎo)向件和一端滑動地連接該導(dǎo)向件而另一端連接在所述模型塊上的滑動件。兩組所述導(dǎo)柱裝置中固設(shè)在所述主軸上的相對應(yīng)每個模型塊的兩個導(dǎo)柱裝置成為一對導(dǎo)柱裝置，各對導(dǎo)柱裝置相間隔地分為兩組對，分別與所述的兩組模型塊對應(yīng)連接。 其中一組對的導(dǎo)向件為導(dǎo)柱，所述滑動件為導(dǎo)向套，另一組對的所述導(dǎo)向件為導(dǎo)向套，所述滑動件為導(dǎo)柱，所述導(dǎo)向套套設(shè)在所述導(dǎo)柱上； —驅(qū)動裝置，該驅(qū)動裝置為一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，其設(shè)置在所述主軸上；在本實施例中，該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置為螺旋擺動油缸機構(gòu)。 具體的，所述空心主軸20的右側(cè)的一端為直徑較大的大端，從該大端向左其上順
序設(shè)置一組所述導(dǎo)柱、螺旋擺動油缸機構(gòu)、端蓋8和端頭螺母，端蓋8上設(shè)置另一組所述導(dǎo)
柱?？招闹鬏S上與所述螺旋擺動油缸機構(gòu)相對應(yīng)的部位設(shè)置與所述活塞上內(nèi)螺紋相匹配連
接的螺旋螺紋，與所述端蓋相對應(yīng)的部位和與端蓋軸孔相對應(yīng)的部位分別設(shè)有相匹配的花
鍵和螺紋，以此確保空心主軸上和端蓋上相對應(yīng)的每組導(dǎo)柱平行且等距。 該冷卻裝置的結(jié)構(gòu)具體地可以是如圖1、5所示，所述兩組導(dǎo)柱裝置中的各個導(dǎo)
柱5、12均為中空結(jié)構(gòu)，其中空腔構(gòu)成所述冷卻裝置的冷卻液輸送通道，所述每組中的各個
導(dǎo)柱的冷卻液輸送通道相連通，兩組導(dǎo)柱的冷卻液輸送通道與所述模型塊上的冷卻通道聯(lián)
通，用以冷卻模型塊。 一組導(dǎo)柱的冷卻液輸送通道匯總成冷卻液總進口③，另一組導(dǎo)柱的冷
卻液輸送通道匯總成冷卻液總出口 。 模型塊和導(dǎo)柱的具體連接結(jié)構(gòu)可以是如圖l所示，所述扇形模型塊2和楔形模型塊15中的所述冷卻液通道①和④的兩端設(shè)有相對于空心主軸20徑向方向的進出液口，并與空心導(dǎo)柱導(dǎo)套機構(gòu)構(gòu)成的冷卻液輸送通道連通；扇形模型塊2的進出液口上設(shè)置導(dǎo)向套5a，所述扇形模型塊2上的進、出液口 (如圖5所示)上的導(dǎo)向套5a套設(shè)在固于端蓋8和空心主軸20大端上相應(yīng)的所述導(dǎo)柱5的外面，導(dǎo)向套5a和導(dǎo)柱5相鄰表面上設(shè)有密封裝置；所述楔形模型塊15上的所述進出液口固設(shè)導(dǎo)柱12，其上套設(shè)的導(dǎo)向套12a固設(shè)在端蓋8和空心主軸20大端上，與導(dǎo)柱5相間設(shè)置，導(dǎo)向套12a和導(dǎo)柱12的相鄰表面上設(shè)有密封裝置10。在楔形模型塊15和導(dǎo)向柱12之間設(shè)置密封裝置18，在端蓋8和導(dǎo)柱5之間也設(shè)有密封裝置。 所述空心主軸20上的螺旋擺動油缸機構(gòu)，設(shè)置在兩組導(dǎo)柱裝置之間的空心主軸20上，它包括擺動缸筒11、活塞1等，其中擺動缸筒11與空心主軸20的中部構(gòu)成一密閉空間，并由活塞1分隔，活塞1兩側(cè)的密封空間設(shè)置進油口⑤和出油口⑦分別連接液壓油路，該中部的活塞1為一筒形件，其內(nèi)壁和外壁上分別設(shè)有旋向相反的螺紋，所述活塞1內(nèi)壁上的螺紋與空心主軸20上的螺紋匹配，可相對于空心主軸正反向旋轉(zhuǎn)移動，外壁上的螺紋與擺動缸筒11內(nèi)壁上的螺紋匹配，可相對于擺動缸筒正反向旋轉(zhuǎn)移動，當活塞1在液壓油的作用下沿空心主軸旋轉(zhuǎn)移動時，使得擺動缸筒11轉(zhuǎn)動。在活塞1和空心主軸20及活塞1與擺動缸筒11之間設(shè)有轉(zhuǎn)動密封件9和26，在空心主軸20及端蓋8與擺動缸筒11相鄰接觸面上設(shè)有旋轉(zhuǎn)密封裝置19。在擺動缸筒11和空心主軸20以及擺動缸筒11和端蓋8之間設(shè)置角接觸球軸承24。 上述螺旋擺動油缸上涉及的所述螺紋均可以是大導(dǎo)程螺紋。由此，使得當所述進出油口有液壓油流動時，可以推動被動缸筒正反向轉(zhuǎn)動。此為現(xiàn)有技術(shù)，在此不對大導(dǎo)程螺紋進一步贅述。 對于螺旋擺動油缸機構(gòu)的驅(qū)動，其上的進、出油道也可以穿設(shè)在該主軸的中間空腔中，并可以從所述主軸的一端的端口引出連接液壓油路?？招闹鬏S內(nèi)部除設(shè)有分別與導(dǎo)柱和導(dǎo)向套相連的冷卻液進、出輸送通道外，還設(shè)有與擺動油缸活塞兩端相連的液壓油進出油道，使得本承口芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計更加緊湊、整齊，結(jié)構(gòu)更加合理。
在空心主軸中設(shè)置油路和水路的具體結(jié)構(gòu)可以是 在空心主軸20的空心內(nèi)壁上固定設(shè)置筒形的空心主軸鑲件6，在空心主軸鑲件6的外壁上設(shè)置油路槽②，在空心主軸壁上開設(shè)油口⑦與油路槽②溝通，開設(shè)油口⑤與旋轉(zhuǎn)油缸的右腔室溝通。該油口⑤、⑦與設(shè)置在空心主軸右端并通過壓蘭21與空心主軸固聯(lián)的油路塊22上設(shè)置的油路相連通。每組所述導(dǎo)柱裝置各自的空腔均連通，并分別連通一個冷卻液總進口管路③和一冷卻液總出口管路⑥，總進口管路③與所述空心主軸空心軸壁上設(shè)置的孔對應(yīng)，該孔與空心主軸鑲件6的內(nèi)側(cè)軸向孔道連通，總出口管路⑥與設(shè)置在空心主軸大端的一組軸向孔道聯(lián)通。該兩個冷卻液的進出管的軸向孔道與在空心主軸另一端固設(shè)的所述油路塊22上的冷卻液通路連通。如圖1中的箭頭所示，冷卻液通過油路塊22上的通道進入空心主軸內(nèi)鑲件6內(nèi)部的軸向通道，通過冷卻液總進口管路③進入左側(cè)的一組導(dǎo)柱裝置的輸送通道中，繼而進入模型塊中的冷卻液通道①和④，再進入右側(cè)的一組導(dǎo)柱裝置的輸送通道，并從設(shè)于空心主軸20上的軸向上的總出口管路⑥以及油路塊22上相應(yīng)的通道排出并回水。 本離心鑄管變徑金屬承口芯還包括若干傳動機構(gòu)，所述傳動機構(gòu)為連桿，其數(shù)量與所述模型塊總數(shù)量相應(yīng)，每個所述連桿4、 17的一端鉸接連接一所述模型塊，另一端與所述驅(qū)動裝置上的作旋轉(zhuǎn)運動的部件即擺動缸筒11鉸接，使得形成曲柄滑塊機構(gòu)，使得所述的導(dǎo)向機構(gòu)用于限制模型塊的運動方向為徑向或者在徑向方向上具有足夠分量的其他運動軌跡。 具體地，該傳動機構(gòu)包括扇形模型塊連桿4和楔形模型塊連桿17，扇形模型塊連桿4 一端通過扇形模型塊銷3與扇形模型塊2鉸接，另一端通過短圓柱銷14與擺動缸筒11鉸接，楔形模型塊連桿17—端通過楔形模塊銷13與楔形模型塊15鉸接，另一端通過短圓柱銷14與擺動缸筒11鉸接。連接扇形模型塊2的連桿較連接所述楔形模型塊15的連桿的長度要長，長短不同的連桿帶動每個模型塊沿導(dǎo)柱運動不同的距離，如圖3所示。
在空心主軸20的大端通過過渡法蘭25和螺栓將本承口芯與芯模法蘭16固聯(lián)起來，在空心主軸20的該端通過螺栓、兩個半圓形分離卡套23、壓蘭21將油路塊22與空心主軸固聯(lián)起來。 分離卡套23為兩個半圓環(huán)，其便于拆卸。 本發(fā)明的工作過程是在澆注鑄管30之前，將本承口芯置于管模40內(nèi)，接通油路使得各個模型塊脹開(如圖4所示)，其外側(cè)構(gòu)成與鑄鐵管的承口內(nèi)腔壁面吻合的表面，然后進行澆注。待鑄管成型完畢后，液壓油推動螺旋活塞1旋轉(zhuǎn)移動，擺動缸筒11將做旋轉(zhuǎn)運動，通過大小不等連桿帶動兩種模型塊向內(nèi)收縮(如圖3、圖5所示)，使得原來由扇形模型塊2和楔形模型塊15間隔排列構(gòu)成的橫截面的形狀為規(guī)則的大圓，變成一個僅由各扇形模型塊拼接成的多段圓弧間斷構(gòu)成的不規(guī)則的"小圓"，使得芯模機構(gòu)的徑向尺寸縮小，從而使金屬芯模得以脫模。 應(yīng)用于離心鑄管機的變徑金屬承口芯，由數(shù)目相同的扇形模型塊2和楔形模型塊15間隔布置構(gòu)成的芯模，每個模型塊都可以沿著空心的所述導(dǎo)柱裝置徑向收縮，空心的導(dǎo)柱裝置既起模型塊的支撐和導(dǎo)向，又兼做成型模型塊的冷卻液輸送通道，使每個成型模型塊2、15內(nèi)都能及時得到冷卻，這不僅能保證芯模模型塊的溫度穩(wěn)定，又能使高溫鐵水迅速冷卻，提高生產(chǎn)節(jié)拍。長短不同的連桿4、17帶動各自的模型塊2、15沿導(dǎo)柱運動不同的距離，從而，使由模型塊構(gòu)成的一個規(guī)則的大圓變成一個較小的多圓弧組合體，機構(gòu)的徑向尺寸縮小，使金屬芯模得以脫模。連桿4、17的運動由位于芯模軸心的螺旋擺動油缸的外套11帶動。該空心主軸20與模型塊的導(dǎo)柱相聯(lián)，空心主軸20內(nèi)部設(shè)有分別與導(dǎo)柱裝置相連的冷卻液進出通道③、⑥和與螺旋擺動油缸活塞兩側(cè)相聯(lián)的液壓油進出油道⑤、⑦?？招膶?dǎo)柱與空心主軸和成型模型塊的連接分別用滑動密封圈IO進行密封，空心主軸與擺動缸筒11以及端蓋8與擺動缸筒11的配合處用旋轉(zhuǎn)密封圈19進行密封，中間連桿的兩端分別采用圓柱銷3、 13、 14進行聯(lián)接，空心主軸20與擺動缸筒11的連接處采用角接觸球軸承24支撐。芯模法蘭16通過空心主軸一側(cè)的油路塊22、過渡法蘭25與空心主軸20聯(lián)為一體，離心機管模轉(zhuǎn)動時即可帶動變徑金屬芯模隨管模40 —起轉(zhuǎn)動，以實現(xiàn)離心鑄造過程。為防止鐵液濺入芯模機構(gòu)內(nèi)部，芯模的另一端設(shè)有防濺蓋板7，。其外徑大于與之相鄰的模型塊的撐開之后最大的內(nèi)徑，以便蓋住模型塊之內(nèi)的所述導(dǎo)柱和端蓋以免濺上澆注液。鑄管成型完畢后，液壓油推動螺旋活塞1旋轉(zhuǎn)移動時，擺動缸筒11將做旋轉(zhuǎn)運動，通過連桿4、 17帶動兩種模型塊向內(nèi)收縮，實現(xiàn)變徑脫模。 如圖6、7和8所示為本發(fā)明提供的承口芯的另一種結(jié)構(gòu)，其與圖1所示的承口芯的區(qū)別在于導(dǎo)柱裝置，與前述實施例不同地，本實施例中的兩組對的所述導(dǎo)向件均為導(dǎo)柱，所述滑動件均為導(dǎo)向套，所述導(dǎo)向套套設(shè)在所述導(dǎo)柱上；其中每組導(dǎo)柱裝置中的兩種模型 塊上連接的滑動件都是空心的導(dǎo)向套51，相對應(yīng)地，在空心主軸20上以及端蓋8上固設(shè)的 導(dǎo)向件都是空心的導(dǎo)柱52，導(dǎo)柱52插設(shè)在導(dǎo)向套51中，其間設(shè)置密封結(jié)構(gòu)。在本實施例中 扇形模型塊2和楔形模型塊15各有四塊。這種結(jié)構(gòu)的導(dǎo)柱裝置，結(jié)構(gòu)比較簡單，適合于模 型塊數(shù)量較小的場合。 同樣的，也可以是兩組對所述導(dǎo)向件均為導(dǎo)向套，所述滑動件均為導(dǎo)柱，所述導(dǎo)向 套套設(shè)在所述導(dǎo)柱上。
權(quán)利要求
一種離心鑄管變徑金屬承口芯，其特征在于包括一芯模，該芯模是由若干模型塊構(gòu)成的鑲塊式結(jié)構(gòu)，各模型塊的外表面全部拼合在一起時，構(gòu)成與要澆注的鑄鐵管的承口內(nèi)腔相吻合的回轉(zhuǎn)形表面，當成型模塊向中心收縮時，使芯模外徑變小，從而取出模型；一冷卻裝置，其是在每個所述芯模模型塊中均設(shè)有的冷卻液通道，該通道上設(shè)有所述冷卻液通道的進口和出口，用于與冷卻液供給裝置連通；一主軸，其為所述芯模的支撐部件，在其上設(shè)有一導(dǎo)向裝置，通過該導(dǎo)向裝置使得所述芯模可沿主軸的徑向移動地與主軸連接，使得當成型模塊沿所述徑向向中心收縮時，使芯模外徑變小，從而取出模型；一驅(qū)動裝置，為一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，其設(shè)置在所述主軸上；一傳動機構(gòu)，所述傳動機構(gòu)的一端與各所述模型塊連接，其另一端與所述驅(qū)動裝置上作旋轉(zhuǎn)運動的部件連接，使得所述模型塊沿所述導(dǎo)向裝置移動。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心鑄管變徑金屬承口芯，其特征在于所述芯模由至少兩 個扇形截面模型塊和等數(shù)量的楔形截面模型塊兩組模型塊間隔布置構(gòu)成，各模型塊具有的 圓弧形表面拼合起來時構(gòu)成所述回轉(zhuǎn)形表面；或者，在所述主軸上還套設(shè)固定一蓋板，其外徑大于與之相鄰的模型塊的撐開之后最大的內(nèi) 徑，以便蓋住模型塊之內(nèi)的所述導(dǎo)柱裝置以免濺上澆注液。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的離心鑄管變徑金屬承口芯，其特征在于所述導(dǎo)向裝置 為在該主軸上固設(shè)的兩組導(dǎo)柱裝置，每組所述導(dǎo)柱裝置的數(shù)量與所述芯模的模型塊總數(shù)量 相應(yīng)，兩組所述導(dǎo)柱裝置中的各個導(dǎo)柱裝置在軸向一一對正，對正的兩個導(dǎo)柱裝置連接在 一個所述模型塊上；所述導(dǎo)柱裝置包括固設(shè)在所述主軸上的導(dǎo)向件和一端滑動地連接該導(dǎo) 向件而另一端連接在所述模型塊上的滑動件。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的離心鑄管變徑金屬承口芯，其特征在于，兩組所述導(dǎo)柱裝置 中固設(shè)在所述主軸上的相對應(yīng)每個模型塊的兩個導(dǎo)柱裝置成為一對導(dǎo)柱裝置，各對導(dǎo)柱裝 置相間隔地分為兩組對，分別與所述的兩組模型塊對應(yīng)連接，其中一組對的導(dǎo)向件為導(dǎo)柱，所述滑動件為導(dǎo)向套，另一組對的所述導(dǎo)向件為導(dǎo)向套， 所述滑動件為導(dǎo)柱，所述導(dǎo)向套套設(shè)在所述導(dǎo)柱上；或者，兩組對的所述導(dǎo)向件均為導(dǎo)柱，所述滑動件均為導(dǎo)向套，所述導(dǎo)向套套設(shè)在所述導(dǎo)柱 上；或者，兩組對所述導(dǎo)向件均為導(dǎo)向套，所述滑動件均為導(dǎo)柱，所述導(dǎo)向套套設(shè)在所述導(dǎo)柱上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的離心鑄管變徑金屬承口芯，其特征在于每組各個所述 導(dǎo)柱裝置相對于所述主軸在圓周方向均勻分布；或者，所述導(dǎo)柱裝置中的所述導(dǎo)向件和滑動件均為中空結(jié)構(gòu)件，其間設(shè)置密封裝置，以此構(gòu) 成所述冷卻裝置的冷卻液輸送通道，所述滑動件或?qū)蚣械乃隼鋮s液輸送通道與所述 模型塊中設(shè)置的所述冷卻液通道密封地連通。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的離心鑄管變徑金屬承口芯，其特征在于所述每組中的各個 所述導(dǎo)柱裝置的所述冷卻液輸送通道相連通；和/或，兩組所述導(dǎo)柱裝置的所述冷卻液輸送通道相連通，且一組所述導(dǎo)柱裝置的一個冷卻液 輸送通道總口構(gòu)成所述冷卻液進口，另一個冷卻液輸送通道總口與另一組所述導(dǎo)柱裝置的一個構(gòu)成冷卻液進口的冷卻液輸送通道總口連通，該另一組導(dǎo)柱裝置的另一個冷卻液通道 總口構(gòu)成所述冷卻液出口。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3至6之一所述的離心鑄管變徑金屬承口芯，其特征在于，所述主軸的 一端為直徑較大的大端，還包括一端蓋，從該主軸的大端起在該主軸上順序設(shè)置一組所述 導(dǎo)柱裝置、所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置、所述端蓋和一端頭螺母，所述端蓋上設(shè)置另一組所述導(dǎo)柱裝 置，與所述端蓋相應(yīng)的主軸上和該端蓋軸孔上分別設(shè)有相匹配的花鍵和鍵槽，在芯軸的較 小的一端設(shè)置螺紋，螺接所述端頭螺母。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的離心鑄管變徑金屬承口芯，其特征在于連通所述兩組 導(dǎo)柱裝置的冷卻液輸送通道設(shè)置在所述主軸上。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至7之一所述的離心鑄管變徑金屬承口芯，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū) 動裝置是安裝于所述主軸上的螺紋旋轉(zhuǎn)油缸機構(gòu)，它包括擺動缸筒和活塞，其中所述擺動 缸筒與所述主軸的中部構(gòu)成一密閉空間，該密閉空間的兩端設(shè)置進油口和出油口其上設(shè)接 管以在使用中連接液壓油路，該密閉空間的中部設(shè)有所述活塞，擺動缸筒與活塞之間利用 螺旋傳動結(jié)構(gòu)連接，主軸與活塞之間也是利用螺旋傳動結(jié)構(gòu)連接；所述連桿的一端鉸接所 述擺動缸筒上；所述活塞和所述主軸之間以及所述活塞和所述擺動缸筒之間設(shè)置密封結(jié)構(gòu) 以形成所述密封空間；和/或，所述傳動機構(gòu)為連桿，其數(shù)量與所述模型塊總數(shù)量相應(yīng)，每個所述連桿的一端鉸接一 所述模型塊，另一端與所述驅(qū)動裝置上的作旋轉(zhuǎn)運動的部件鉸接，使得該傳動機構(gòu)與所述 旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置和所述模型塊一起形成曲柄滑塊機構(gòu)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求5至8之一所述的離心鑄管變徑金屬承口芯，其特征在于，所述主軸 為空心軸，連通所述兩組導(dǎo)柱裝置的冷卻液輸送通道設(shè)置在所述主軸的中空且密封的腔室 中；或者，所述主軸為空心軸，所述螺紋旋轉(zhuǎn)油缸機構(gòu)，其上的所述進油口和出油口上的接管穿 設(shè)在該主軸的中間空腔中，沿主軸的軸向從所述主軸的一端引出用于連接供油系統(tǒng)；或者，所述主軸為空心軸，在所述主軸的空心內(nèi)壁上固定設(shè)置一筒形的鑲件，在該鑲件的外 壁上設(shè)置油路槽，在對應(yīng)該油路槽相應(yīng)端的主軸壁上開設(shè)進油口和出油口與旋轉(zhuǎn)油缸機構(gòu) 的該密封空間兩端設(shè)置的進油口和出油口連通；連通所述兩組導(dǎo)柱裝置的冷卻液通道設(shè)置 在所述筒形鑲件內(nèi)的主軸空腔中；或者且，所述鑲件內(nèi)側(cè)所述油路槽的端口以及所述導(dǎo)柱 裝置上設(shè)置的所述冷卻液出口均與設(shè)置在所述主軸一端的一油路塊上設(shè)有的油路和冷卻 液通道對應(yīng)連通。
全文摘要
一種離心鑄管機變徑金屬承口芯，包括一芯模，其由若干模型塊構(gòu)成鑲塊式結(jié)構(gòu)，各模型塊的外表面全部拼合構(gòu)成鑄鐵管的承口內(nèi)回轉(zhuǎn)形表面；芯模模型塊中設(shè)冷卻液通道，通道上設(shè)進、出口；芯模支撐在一主軸導(dǎo)向裝置上，使得芯?？裳刂鬏S的徑向移動地與主軸連接，當成型模塊沿徑向向中心收縮時，使芯模外徑變小，從而取出模型；主軸上設(shè)一驅(qū)動裝置，一傳動機構(gòu)的一端與模型塊連接，其另一端與驅(qū)動裝置上連接，使得模型塊沿導(dǎo)向裝置移動。本承口芯替代傳統(tǒng)承口砂芯，可重復(fù)使用，簡化鑄管生產(chǎn)工藝，延長芯模使用壽命，減少原材料消耗，降低成本，成型塊通冷卻水可加速鑄管的冷卻成型，減少模塊熱變形，提高鑄件尺寸精度，使離心機的生產(chǎn)效率提高。
文檔編號B22D13/10GK101786148SQ200910091438
公開日2010年7月28日 申請日期2009年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月24日
發(fā)明者張振軍, 張杰哲, 薛紀二 申請人:張振軍;張杰哲;薛紀二