砂芯组合安装装置及方法与流程

1.本发明涉及砂芯制芯技术领域，尤其是一种砂芯组合安装装置及方法。


背景技术：

2.氢能源电机壳内腔侧壁上沿圆周方向分布有若干直线性结构的气道，要求必须在电机壳端部设置尾气收集部，对流经气道的尾气进行收集，以实现增压再利用。针对此申请人开发一种具有螺旋状气道结构的氢能源电机壳，以实现尾气自动回收循环，从而避免设置尾气收集部。改进后的氢能源电机壳内腔侧壁结构复杂呈花篮状，故而需要设置对应的气道芯配合模具型腔实现电机壳的铸造成型。
3.如果采用传统的制芯工艺制作气道芯，可实现砂芯结构一体式成型。但是该成型方式需要在模具上设置多个抽块结构，不仅模具结构复杂、制作及保养困难，且抽块之间的配合面比较多，抽块与抽块之间容易跑气，导致砂芯疏松、少肉严重，砂芯报废率高。同时，在上、下模开模时，受拔模斜度的影响，砂芯中间部位会出现单边加厚的现象，造成尺寸精度很难达到设计要求。此外，成型后的砂芯靠人工检测，不仅效率低且检测结果不精确。
4.针对此，申请人将砂芯结构的一体式成型方式改为分体式成型，而现有技术中常采用人工组芯，尺寸精度及成品质量很难满足设计要求。且生产周期较长。


技术实现要素：

5.本发明提供一种砂芯组合安装装置及方法，目的是针对现有技术中缺乏有效的装置和方法对分体式成型砂芯进行安装和检测的现象，提高砂芯组合安装精度，从而提高其质量。
6.本发明采用的技术方案如下：本发明提供一种砂芯组合安装装置，用于组装气道芯，所述气道芯由两个底座芯和安装在两个底座芯之间的若干沿周向均匀分布的叶片芯构成，叶片芯包括主体和设在主体两端的芯头；所述装置包括第一安装位和第二安装位，两个安装位的结构都包括固设在水平安装面上的底座和支撑筒，且所述支撑筒位于底座的内圈并与其同轴设置；第一安装位的底座为底座一，用于对各叶片芯第一端的芯头进行定位，使各叶片芯第二端的芯头沿圆周依次紧密排列成环形，第一安装位的支撑筒为支撑筒一，用于对第一个底座芯进行定位，使其与紧密排列成环形的芯头配合连接成第一组合体；第二安装位的底座为底座二，用于对所述第一组合体的所述第一个底座芯进行定位，第二安装位的支撑筒为支撑筒二，用于对第二个底座芯进行定位，使第二个底座芯通过与各叶片芯第一端的芯头配合实现与第一组合体的连接，从而形成第二组合体。
7.进一步技术方案为：所述第一安装位和第二安装位的结构还包括检测机构，所述检测机构的结构包括：轴承座、通过回转轴承连接于所述轴承座上的压盖以及设置在所述压盖上的测量块；
所述轴承座水平安装在所述支撑筒的顶端并与其同轴设置，所述压盖能通过所述回转轴承绕轴承座中心轴进行360
°
回转，所述测量块活动连接在压盖上，使得测量块能伸到压盖外或收回到压盖上；所述测量块具有一水平底面，当测量块伸到压盖外时，所述水平底面用于与所述底座芯的上圆周端面接触。
8.所述测量块通过直线导轨副与压盖连接。
9.所述轴承座的中心位置设有连接螺栓，将轴承座与压盖锁紧连接。
10.所述支撑筒的顶端设有圆环定位面，用于对所述底座芯进行定位。
11.所述支撑筒一的圆周侧壁上设有圆周定位面，用于对所述叶片芯的主体进行定位，防止叶片芯向靠近底座芯的中心的方向倾倒。
12.所述底座一上设有与芯头插接配合的定位槽。
13.本发明还提供一种根据所述的砂芯组合安装装置的砂芯组合安装方法，所述芯头与底座芯之间卡接配合，所述砂芯组合安装方法包括：利用第一安装位组装第一组合体：将各叶片芯第一端的芯头沿圆周方向依次插入底座一中，使各叶片芯第二端的芯头围绕在支撑筒一顶端的外周、沿圆周依次紧密排列成环形，将第一个底座芯盖到紧密排列成环形的芯头上，卡接形成第一组合体；利用第二安装位组装第二组合体：将所述第一组合体从第一安装位上取下，将第一组合体的所述第一个底座芯放入底座二中定位，使各叶片芯第一端的芯头围绕在支撑筒二顶端的外周、沿圆周依次排列成环形，将第二个底座芯与盖到各叶片芯第一端的芯头上，卡接形成第二组合体。
14.进一步技术方案为：所述芯头与底座芯之间卡接配合并胶接，所述砂芯组合安装方法还包括：形成第一组合体后，向各叶片芯第二端的芯头与第一个底座芯卡接配合位置上预设的注胶通道中注胶，进行胶合；形成第二组合体后，向各叶片芯第一端的芯头与第二个底座芯卡接配合位置上预设的注胶通道中注胶，进行胶合。
15.所述砂芯组合安装方法还包括利用检测机构进行检测，检测方法包括：形成第一组合体或第二组合体后，移动测量块使其伸到压盖外，然后使测量块绕轴承座中心轴旋转一周，旋转过程中，通过判断测量块的水平底面能否与所述底座芯的上圆周端面接触、以及旋转运动有无干涉，对组合体的水平度和高度进行检测。
16.本发明的有益效果如下：本发明通过安装装置采用分步法实现砂芯的定位和组装，有效解决了人工组装砂芯过程中，产品尺寸精度及其质量很难满足产品设计要求的问题，提高了组芯后产品质量及一致性，保证最终铸件产品的性能。同时本发明降低了安装过程中的砂芯损坏风险，缩短了组芯周期，成批量生产中尤为突出，大大提高了生产效率。
17.本发明安装装置的检测机构，通过轴承组件与滑轨组件外加测量块，构成一个旋转机构，实现对组合件高度方向的误差检测及平面度检测，操作方便，结果准确。测量块活动设置，不使用时可收回，节约空间，灵活性强。
附图说明
18.图1为本发明实施例用于组装的气道芯的结构示意图。
19.图2为本发明实施例中叶片芯的结构示意图。
20.图3为本发明实施例安装装置的结构示意图。
21.图4为本发明实施例安装方法的流程示意图。
22.图5为本发明实施例第一安装位结构的剖视图。
23.图6为本发明实施例安装方法中对第二组合体检测状态下装置的剖视图。
24.图中：1、底板；2、回转轴承；3、底座芯；4、叶片芯；5、注胶口；6、轴承座；7、测量块；8、压盖；9、连接螺栓；10、导轨；11、支撑筒一；12、支撑筒二；13、上圆周端面；14、溢胶口；21、底座一；22、底座二；41、主体；42、芯头；43、第一胶槽；111、圆周定位面；112、圆环定位面；211、定位槽；221、环形槽；301、第一个底座芯；302、第二个底座芯；421、芯头一；422、芯头二；701、水平底面。
具体实施方式
25.以下结合附图说明本发明的具体实施方式。
26.实施例1，本实施例提供一种砂芯组合安装装置，用于组装气道芯，为了更好理解安装装置的工作原理，先说明气道芯的结构，如图1和图2所示，气道芯由两个底座芯3和安装在两个底座芯3之间的若干沿周向均匀分布的叶片芯4构成，每个叶片芯4的结构包括主体41和设在主体41两端的芯头42；底座芯3上沿圆周方向设有多个芯头座，每个叶片芯4两端的芯头42分别和两个底座芯3上对应的芯头座卡接配合，其中主体41在两个底座芯3之间成螺旋状弯曲。通过设置卡接配合位置的配合间隙，仅利用卡接即可实现连接的目的。为了进一步提升连接结构的强度和稳定性，也可在芯头42上设有第一胶槽43，芯头座上设有第二胶槽，第一胶槽43和第二胶槽配合形成胶道，胶道的两端分别形成有如图1所示的注胶口5和溢胶口14，通过注胶可在卡接的基础上进一步实现胶接。
27.针对上述的气道芯结构，本实施例所述砂芯组合安装装置包括第一安装位和第二安装位，第一安装位和第二安装位的结构都包括固设在水平安装面上的底座和支撑筒，且支撑筒位于底座的内圈并与其同轴设置。
28.如图3所示，第一安装位的底座为底座一21，用于对各叶片芯第一端的芯头进行定位，使各叶片芯第二端的芯头沿圆周依次紧密排列成环形，第一安装位的支撑筒为支撑筒一11，用于对第一个底座芯进行定位，使其与紧密排列成环形的芯头配合连接成第一组合体；第二安装位的底座为底座二22，用于对所述第一组合体的底座芯进行定位，第二安装位的支撑筒为支撑筒二12，用于对第二个底座芯进行定位，使第二个底座芯通过与各叶片芯第一端的芯头配合实现与第一组合体的连接，从而形成第二组合体。
29.具体的，两个支撑筒的顶端均设有圆环定位面112，用于对底座芯进行定位。
30.具体的，支撑筒一11的圆周侧壁上设有圆周定位面111，用于对叶片芯4的主体41进行定位，防止叶片芯向靠近底座芯的中心的方向倾倒。
31.具体的，底座一21上设有与芯头42插接配合的定位槽211。
32.具体的，底座二22上设有与芯头座配合的环形槽221。
33.具体的，第一安装位和第二安装位的底座及支撑筒设置在同一水平安装面上，其形成于固定底板1的上表面。
34.如图4所示，基于上述的组合安装装置，本实施例提供一种砂芯组合安装方法，针对芯头与底座芯之间卡接配合的情况，砂芯组合安装方法包括：利用第一安装位组装第一组合体：将各叶片芯第一端的芯头（命名为芯头一421，下同）沿圆周方向依次插入底座一21中，使各叶片芯第二端的芯头（命名为芯头二422，下同）围绕在支撑筒一11顶端的外周、沿圆周依次紧密排列成环形，将第一个底座芯（命名为第一个底座芯301，下同）盖到紧密排列成环形的芯头二422上，卡接形成第一组合体；利用第二安装位组装第二组合体：将所述第一组合体从第一安装位上取下，上下颠倒后，将第一个底座芯301放入底座二22中定位，则各芯头一421围绕在支撑筒二12顶端的外周、沿圆周依次排列成环形，将第二个底座芯302盖到芯头一421上卡接，形成第二组合体。
35.具体的，组装第一组合体时，叶片芯插入到底座一21后，支撑筒一11的圆周定位面111对主体41进行定位，圆周定位面111与主体41内侧面之间形成约0.15mm间隙；第一个底座芯301盖到芯头二422上卡接到位后，第一个底座芯301下端面由支撑筒一11顶端的圆环定位面112进行定位，两者之间形成约0.15mm间隙。间隙的形成便于将第一组合体从第一安装位取下；具体的，组装第二组合体时，第二个底座芯302盖到芯头一421上卡接到位后，第二个底座芯302下端面由支撑筒二12顶端的圆环定位面112进行定位，两者之间形成约0.15mm间隙。支撑筒二12与叶片芯之间不接触形成间隔，间隙及间隔的形成便于将第二组合体从第二安装位取下。
36.针对芯头与底座芯之间卡接配合并胶接的情况，砂芯组合安装方法还包括：形成第一组合体后，向各叶片芯第二端的芯头与第一个底座芯卡接配合位置上预设的胶道中注胶，进行胶合；形成第二组合体后，向各叶片芯第一端的芯头与第二个底座芯卡接配合位置上预设的胶道中，进行胶合。
37.具体的，通过注胶口5向胶道内注胶，观察溢胶口14有出胶后停止。
38.本实施例采用分步法和相应的安装装置实现气道芯的组合安装，有效解决了人工组装砂芯过程中，产品尺寸精度及其质量很难满足产品设计要求的问题，提高了组芯后产品质量的一致性。同时，降低了人工组芯时的破损率，缩短了组芯周期。利用安装装置将底座芯和叶片芯采用卡接或卡接和胶接结合的方式进行组芯，连接结构稳定性高。
39.实施例2，参见图3至图5，本实施例提供一种砂芯组合安装装置，在实施例1装置的基础上，对第一安装位和第二安装位分别增加检测机构，检测机构的结构包括：轴承座6、通过回转轴承2连接于轴承座6上的压盖8以及设置在压盖8上的测量块7；轴承座6水平安装在支撑筒的顶端并与其同轴设置，压盖8能通过回转轴承2绕轴承座中心轴进行360
°
回转，测量块7活动连接在压盖8上，使得测量块7能伸到压盖8外或收回到压盖8上；测量块7具有一水平底面701，当测量块7伸到压盖外时，水平底面701可用于与底座芯的上圆周端面13接触。
40.具体的，测量块7通过直线导轨副与压盖连接，导轨10设置在压盖8上，测量块7通
滑块与导轨10配合。
41.具体的，轴承座6的中心位置设有连接螺栓9，将轴承座6与压盖8锁紧连接。
42.针对本实施例的砂芯组合安装装置，提供一种相应的砂芯组合安装方法，在实施例1安装方法的基础上，还包括利用检测机构进行检测，参见图6，包括：形成第一组合体或第二组合体后，移动测量块7使其伸到压盖8外，然后抓住测量块7使其绕轴承座中心轴旋转一周，旋转过程中，通过判断测量块7的水平底面701能否与底座芯的上圆周端面13接触、以及旋转运动有无干涉，对组合体的水平度和高度进行检测。
43.具体可进行以下判断：测量块7的水平底面701能与底座芯的上圆周端面13接触且运动无干涉，说明组合体的水平度好；测量块7的水平底面701能与底座芯的上圆周端面13接触且局部路径上存在运动干涉，即旋转的不平稳或转不动，说明组合体的水平度有问题，需要重新组装；测量块7的水平底面701不能与底座芯的上圆周端面13接触，说明组合体高度不符合要求，需要重新组装。
44.组装过程中，需要加盖底座芯时，为了避免干涉，移动测量块7使其收回到压盖8上。组装后进行检测时，移动测量块7使其伸出压盖8外，可以理解，旋转过程中测量块7无需沿导轨移动。
45.本领域普通技术人员可以理解：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种砂芯组合安装装置，其特征在于，用于组装气道芯，所述气道芯由两个底座芯和安装在两个底座芯之间的若干沿周向均匀分布的叶片芯构成，叶片芯包括主体和设在主体两端的芯头；所述装置包括第一安装位和第二安装位，两个安装位的结构都包括固设在水平安装面上的底座和支撑筒，且所述支撑筒位于底座的内圈并与其同轴设置；第一安装位的底座为底座一，用于对各叶片芯第一端的芯头进行定位，使各叶片芯第二端的芯头沿圆周依次紧密排列成环形，第一安装位的支撑筒为支撑筒一，用于对第一个底座芯进行定位，使其与紧密排列成环形的芯头配合连接成第一组合体；第二安装位的底座为底座二，用于对所述第一组合体的所述第一个底座芯进行定位，第二安装位的支撑筒为支撑筒二，用于对第二个底座芯进行定位，使第二个底座芯通过与各叶片芯第一端的芯头配合实现与第一组合体的连接，从而形成第二组合体。2.根据权利要求1所述的砂芯组合安装装置，其特征在于，所述第一安装位和第二安装位的结构还包括检测机构，所述检测机构的结构包括：轴承座、通过回转轴承连接于所述轴承座上的压盖以及设置在所述压盖上的测量块；所述轴承座水平安装在所述支撑筒的顶端并与其同轴设置，所述压盖能通过所述回转轴承绕轴承座中心轴进行360
°
回转，所述测量块活动连接在压盖上，使得测量块能伸到压盖外或收回到压盖上；所述测量块具有一水平底面，当测量块伸到压盖外时，所述水平底面用于与所述底座芯的上圆周端面接触。3.根据权利要求2所述的砂芯组合安装装置，其特征在于，所述测量块通过直线导轨副与压盖连接。4.根据权利要求2所述的砂芯组合安装装置，其特征在于，所述轴承座的中心位置设有连接螺栓，将轴承座与压盖锁紧连接。5.根据权利要求1所述的砂芯组合安装装置，其特征在于，所述支撑筒的顶端设有圆环定位面，用于对所述底座芯进行定位。6.根据权利要求1所述的砂芯组合安装装置，其特征在于，所述支撑筒一的圆周侧壁上设有圆周定位面，用于对所述叶片芯的主体进行定位，防止叶片芯向靠近底座芯的中心的方向倾倒。7.根据权利要求1所述的砂芯组合安装装置，其特征在于，所述底座一上设有与芯头插接配合的定位槽。8.一种根据权利要求1-7任一项所述的砂芯组合安装装置的砂芯组合安装方法，其特征在于，所述芯头与底座芯之间卡接配合，所述砂芯组合安装方法包括：利用第一安装位组装第一组合体：将各叶片芯第一端的芯头沿圆周方向依次插入底座一中，使各叶片芯第二端的芯头围绕在支撑筒一顶端的外周、沿圆周依次紧密排列成环形，将第一个底座芯盖到紧密排列成环形的芯头上，卡接形成第一组合体；利用第二安装位组装第二组合体：将所述第一组合体从第一安装位上取下，将第一组合体的所述第一个底座芯放入底座二中定位，使各叶片芯第一端的芯头围绕在支撑筒二顶端的外周、沿圆周依次排列成环形，将第二个底座芯与盖到各叶片芯第一端的芯头上，卡接形成第二组合体。9.根据权利要求8所述的砂芯组合安装方法，其特征在于，所述芯头与底座芯之间卡接
配合并胶接，所述砂芯组合安装方法还包括：形成第一组合体后，向各叶片芯第二端的芯头与第一个底座芯卡接配合位置上预设的注胶通道中注胶，进行胶合；形成第二组合体后，向各叶片芯第一端的芯头与第二个底座芯卡接配合位置上预设的注胶通道中注胶，进行胶合。10.根据权利要求8所述的砂芯组合安装方法，其特征在于，还包括利用检测机构进行检测，所述检测机构的结构包括：轴承座、通过回转轴承连接于所述轴承座上的压盖以及设置在所述压盖上的测量块；所述轴承座水平安装在所述支撑筒的顶端并与其同轴设置，所述压盖能通过所述回转轴承绕轴承座中心轴进行360
°
回转，所述测量块活动连接在压盖上，使得测量块能伸到压盖外或收回到压盖上，所述测量块具有一水平底面；检测方法包括：形成第一组合体或第二组合体后，移动测量块使其伸到压盖外，然后使测量块绕轴承座中心轴旋转一周，旋转过程中，通过判断测量块的水平底面能否与所述底座芯的上圆周端面接触、以及旋转运动有无干涉，对组合体的水平度和高度进行检测。

技术总结
本发明涉及一种砂芯组合安装装置及方法，用于组装气道芯，其由两个底座芯和若干沿周向均匀分布的叶片芯构成，叶片芯包括主体和设在主体两端的芯头；所述装置包括两个安装位，安装位均包括固设在水平安装面上的底座和支撑筒，且支撑筒位于底座的内圈并与其同轴设置；第一安装位的底座对各叶片芯第一端芯头定位，使各叶片芯第二端芯头沿圆周依次紧密排列成环形，第一安装位的支撑筒对第一底座芯进行定位，使其与第二端芯头连接成第一组合体；第二安装位的底座对第一组合体的底座芯进行定位，第二安装位的支撑筒对第二个底座芯定位，使第二底座芯通过与第一端芯头连接，形成第二组合体。本发明提高了砂芯组合安装精度和效率。本发明提高了砂芯组合安装精度和效率。本发明提高了砂芯组合安装精度和效率。


技术研发人员：宋晓龙 陈伟 周海雷
受保护的技术使用者：无锡锡南科技股份有限公司
技术研发日：2023.08.15
技术公布日：2023/9/19