МАНИПУЛЯТОР ДЛЯ ПОДАЧИ ТВЕРДОЖИДКОЙ ТИКСОЗАГОТОВКИ В ШТАМП
MANIPULATOR TO FEED THIXO SOLID-FLUID WORKPIECE INTO MOULD

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано в линии штамповки изделий из тиксозаготовок, например при производстве букс железнодорожных вагонов.
Известна линия для изготовления и переноса жидкого металла в металлоприемник литейной машины (см. М.Б. Беккер «Литье под давлением», М.: «Высшая школа», 1978 г., с.57). Конструктивные особенности манипулятора, передающего контейнеры с жидким металлом, рассчитаны на изготовление только малогабаритных изделий простой формы. Кроме того, при передаче заготовительного металла данным манипулятором возможно повреждение заготовки, что снижает качество готовой продукции.
При производстве тиксоштамповкой сложных по форме деталей массой около 20 кг используют заготовки с большой долей жидкой фазы. Нагрев и транспортировка твердожидкого металла проводится в специальных контейнерах (керамических или стальных с внутренней керамической обмазкой). Для подачи твердожидкой заготовки в штамп контейнер с твердожидким металлом необходимо захватить, перенести к штампу и содержимое контейнера выгрузить непосредственно в штамп.
Известен манипулятор для перемещения и подачи в штамп твердожидких тиксозаготовок большой массы, допускающий пространственные манипуляции и позиционирование заготовки в штампе, содержащий опорную раму, размещенный на опорной раме механизм подачи твердожидкой тиксозаготовки, выполненный в виде кронштейна с захватами, контейнер для размещения твердожидких заготовок, при этом контейнер выполнен с откидным или сдвигаемым дном, принятый в качестве прототипа (см. Б.И. Семенов, К.М. Куштаров «Производство изделий из металла в твердожидком состоянии», М.: Новые промышленные технологии, изд-во MГТУ им. Баумана, 2010, с.129, рис.4.10). Размещенная в таком контейнере суспензированная тиксозаготовка подхватывается манипулятором и выгружается в штамп через соответствующее отверстие, образуемое в контейнере, а сам контейнер в этот момент представляет собой гильзу.
Недостатком прототипа является невозможность его использования при массовом производстве букс из твердожидких тиксозаготовок, так как при подаче тиксозаготовки в зону штампа при конвейерной схеме нагрева и транспортировки невозможно точно разместить тиксозаготовку в штампе, кроме того, велика вероятность изменения геометрии заготовки (повреждение формы заготовки вследствие выполнения дна контейнера откидным или сдвигаемым) при ее выгрузке из контейнера.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является создание манипулятора, способного работать в условиях непрерывного производства, используя конвейерную схему нагрева и транспортировки тиксозаготовок от миксера к штампу пресса, а также повышение качества готовых изделий.
Технический результат предлагаемого изобретения достигается тем, что манипулятор для подачи твердожидкой тиксозаготовки в штамп, содержащий опорную раму, размещенный на опорной раме механизм подачи твердожидкой тиксозаготовки, включающий захваты, а также контейнер для твердожидких тиксозаготовок, кроме того, снабжен направляющими балками, закрепленными на опорной раме, при этом контейнер для твердожидких тиксозаготовок выполнен в виде стакана, а механизм подачи твердожидкой тиксозаготовки включает тележку, установленную с возможностью продольного перемещения по направляющим балкам, смонтированную на тележке кривошипно-шатунную пару с приводом от закрепленного на тележке гидроцилиндра, и соединенный с кривошипно-шатунной парой корпус, в котором размещены спрофилированные по форме стакана захваты, шарнирно сочлененные с гидроцилиндром, закрепленным в корпусе.
Изобретение поясняется графическими материалами, на которых изображены:
на фиг.1 - общий вид манипулятора в плане;
на фиг.2 - механизм подачи твердожидкой тиксозаготовки в штамп.
Манипулятор состоит из опорной рамы 1, выполненной с двумя соединенными между собой направляющими балками 2. По направляющим балкам 2 опорной рамы 1 перемещается тележка 3 посредством гидроцилиндра 4, закрепленного на опорной раме 1. На тележке 3 размещен механизм подачи 5 твердожидкой тиксозаготовки в штамп (на чертеже не показан) с заготовкой, помещенной в стакане 6, и спрофилированными по форме стакана захватами 7, шарнирно сочлененными рычагами 8 с гидроцилиндром 9, закрепленным в корпусе 10.
Для выброса твердожидкой заготовки из стакана 6 в металлоприемник штампа на тележке 3 смонтирована кривошипно-шатунная пара 11 с приводом от гидроцилиндра 12, закрепленного на тележке 3.
Манипулятор работает следующим образом.
В зоне заливки из миксера в стакан 6 заливается жидкий металл, после чего стакан 6 с залитым металлом устанавливается в специально предусмотренное для стакана 6 место на конвейере, который перемещает стакан 6 с залитым металлом в зону выгрузки твердожидкой заготовки для последующей подачи этой заготовки в штамп на прессе (конвейер и пресс на чертеже не показаны). Заливка жидкого металла в очередной стакан 6 и его установка в специальное место на конвейере происходит аналогичным образом через определенный промежуток времени.
Во время движения конвейера металл, находящийся в стаканах 6, подвергается термообработке посредством подогрева индукторами (на чертеже не показаны) и одновременного охлаждения воздухом. Таким образом, при подходе стаканов 6 в зону выгрузки металл достигает требуемого твердожидкого состояния и приобретает необходимую для штамповки глобулизированную структуру. В зоне выгрузки стаканы 6 с металлом зажимаются захватами 7, приведенными в действие рычагами 8 и гидроцилиндром 9, а затем гидроцилиндром 4 тележка 3 перемещает корпус 10 с захватами 7 и стаканом 6 с твердожидкой тиксозаготовкой в зону штамповки (фиг.1).
После совмещения оси стакана 6 с осью штампового инструмента корпус 10 поворачивается на 180° посредством кривошипно-шатунной пары 11 и гидроцилиндра 12 в сторону штампа, и твердожидкая заготовка выходит из стакана 6 в металлоприемник штампа (фиг.2), а кривошипно-шатунная пара 11 и гидроцилиндр 12 возвращают корпус 10 с захватами 7 и стаканом 6 в исходное положение. Пресс осуществляет штамповку. Гидроцилиндром 4 перемещают тележку 3 в зону выгрузки, в которой уже находится следующий стакан 6 с твердожидкой тиксозаготовкой и процесс повторяется.
Таким образом, использование данного манипулятора позволяет обеспечить непрерывность процесса штамповки тиксозаготовок в условиях массового производства букс, а также повысить качество готовых изделий за счет подачи в штамп заготовки с неповрежденной геометрической формой.