[发明专利]一种协作机器人手臂铝合金金属型低压铸造工艺方法

说明书

技术领域

本发明属于铝合金铸造技术领域，具体地说，涉及一种协作机器人手臂铝合金金属型低压铸造工艺方法。

背景技术

近两年，协作机器人发展迅速，因协作机器人的应用可降低生产成本、提高劳动效率和生产系统整体柔性，已逐步应用于汽车、3C、IT电子行业等诸多精密行业领域，尤其是小型零部件的装配应用。

协作机器人手臂在高速动作过程中不能产生晃动，是实现了高速而且平滑的动作性能关键，同时协作机器人手臂很苗条但是承载载荷很大，所以即使被安装在狭小的空间进行使用，同时可以让机器人手臂与周围设备发生碰撞的可能性控制在最低限度。随着智能化和人机协同工作，传感器电缆、附加轴电缆、电磁阀、空气导管和用来控制工具的I/O电缆都内置于狭小的手臂中。所以轻量化、高刚性、内腔高精度、外表面美观精致的手臂是协作机器人未来核心竞争的关键。

传统工业机器人手臂一般采用砂型或者重力铸造方式来生产，但是砂型铸造工艺和重力铸造工艺本身的缺点一直制约着这种先进高精度协作机器人手臂大批量制造。为了制造出性能更好的协作机器人手臂研究一种新的铝合金铸造工艺方法尤为重要。

有鉴于此特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种协作机器人手臂铝合金金属型低压铸造工艺方法，制造出来的协作机器人手臂，具有轻量化、高刚性、内腔精度高、外表面美观精致的优点。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

一种协作机器人手臂铝合金金属型低压铸造工艺方法，包括以下步骤：

S01，手臂三维建模，用三维软件对需要铸造的协作机器人手臂按图纸技术要求进行三维造型；

S02，铸造工艺方案设计，根据产品结构结合金属型低压铸造工艺方法确定合金材料化学成分、浇注系统、加工余量、分型面；

S03，模流分析，按照铸造工艺方案绘制铸造毛坯三维，然后结合铸造工艺参数运用模流软件做模流分析，确定最终的铸造工艺方案；

S04，金属型低压铸造模具设计、手臂内腔热芯盒模具设计，按照最终铸造工艺方案结合金属型低压铸造模具特点、设备参数，设计模具；

S05，金属型低压铸造模具制造、手臂内腔热芯盒模具制造，按照设计好的模具图纸，制造金属型低压模具和内腔覆膜砂热芯盒模具；

S06，手臂内腔覆膜砂芯制造、表面喷涂，用制造好的内腔覆膜砂热芯盒模具压制覆膜砂协作机器人手臂内腔砂芯，然后在砂芯表面刷上特殊的水基石墨砂芯涂料，烘烤备用；

S07，金属型低压铸造模具喷砂、喷涂料，把制作完成的金属型低压铸造模具喷砂，安装到低压铸造机台上，然后对整个模具预热及成型部位喷涂料；

S08，金属型低压铸造合金熔炼、加料，按照铸造工艺要求把熔炼合格的铝汤加入低压铸造机保温炉；

S09，金属型低压铸造安装砂芯，安装内腔砂芯；

S10，金属型低压铸造铸件浇注，按照低压铸造设计好的工艺参数，浇注产品；

S11，金属型低压铸造铸件热处理，按照铸造合金材料的特性进行热处理。

进一步地，在进行所述步骤S09时，在下浇口安装过滤网。

进一步地，还包括步骤S12，金属型低压铸造铸件检验，在进行完热处理后，对浇注出来的金属型低压铸造铸件按照铸件技术要求对铸件尺寸、表面荧光探伤、重要部位X射线探伤。

进一步地，还包括步骤S13，金属型低压铸造铸件表面处理，在进行完铸件检验后，清理铸件毛刺，对铸件表面进行抛丸。

进一步地，在进行所述步骤S06时，砂芯必须经红外线烘烤炉120度烘烤3个小时并在浇注前出炉使用。

进一步地，在进行所述步骤S07时，模具预热和喷涂料时，应该根据铸造工艺分区域对金属型低压模具加热，进料口温度400℃-420℃，然后从下到上逐渐下降，保证顶部在350℃-380℃，营造顺序凝固的温度场，涂料要喷布均匀不能脱落，厚度控制在0.3-0.2mm,且喷涂料厚度和保温性按照从下到上顺序从厚到薄、从强到弱。

进一步地，在进行所述步骤S08时，所述铝汤的绝对密度达到2.62克每立方厘米时加料。

进一步地，在进行所述步骤S10时，所述铝汤浇注温度控制在740℃-760℃,充型压力0.035MP，充型时间15-20s,保压压力0.05MP，保压时间5-6min。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：