壓頭及熱壓成型設備的制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種壓頭及帶有該壓頭的熱壓成型設備，該壓頭包括疊設的冷卻層和第一發熱塊，所述第一發熱塊內置有發熱元件，所述冷卻層內設有用于容置冷卻介質的第一冷卻通道，所述冷卻層還設有與所述第一冷卻通道連通的進液接口和出液接口。在實際應用的過程中，本發明所述第一發熱塊用于與模具接觸，使模具溫度升高，而驅動所述壓頭上下的移動的驅動機構則與冷卻層相連。當第一發熱塊發熱時，冷卻層大量地吸收第一發熱塊發出的熱量，使得到達驅動機構的溫度較低，防止驅動機構溫度升高影響其正常運行，提高設備運行的安全性和穩定性。
【專利說明】
壓頭及熱壓成型設備
技術領域
[0001]本發明涉及熱壓成型技術領域，特別是涉及一種壓頭及熱壓成型設備。
【背景技術】
[0002]熱壓成型是玻璃、塑料等加工業中常用的加工方法，其主要是將待加工的產品放在模具中，模具在發熱爐中移送，通過模具上方的壓頭下壓，使得模具受熱壓而成型。目前，市場上各種熱成型設備均存在一個亟待解決的問題:由于爐內溫度高達幾百上千度，用于驅動壓頭移動的氣缸等驅動機構溫度也很高，其內的活塞容易膨脹而被卡住，導致氣缸無法正常工作，進而使得整個成型工藝無法正常進行，嚴重時，還會產生爆缸現象，引發安全事故。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于提供一種壓頭及熱壓成型設備，該壓頭具有較好的冷卻功能，可有效地防止與其裝配的驅動機構等受高溫影響，保證熱成型工藝正常進行，同時也保證了設備使用安全。
[0004]其技術方案如下:
[0005]—種壓頭，包括疊設的冷卻層和第一發熱塊，所述第一發熱塊內置有發熱元件，所述冷卻層內設有用于容置冷卻介質的第一冷卻通道，所述冷卻層還設有與所述第一冷卻通道連通的進液接口和出液接口。
[0006]在其中一個實施例中，還包括位于所述冷卻層和所述第一發熱塊之間的隔熱層。
[0007]在其中一個實施例中，所述第一發熱塊設有包覆所述發熱元件的護套，所述護套為耐800°C以上溫度的材質。
[0008]本技術方案還提供了一種熱壓成型設備，包括冷卻介質系統和加熱工位段，所述加熱工位段設有至少一組加熱組件，所述加熱組件包括上述的壓頭、位于所述壓頭正下方的第二發熱塊以及驅動所述壓頭上下移動的第一驅動機構，所述冷卻介質系統與每個所述壓頭的所述進液接口和所述出液接口連通。
[0009]在其中一個實施例中，還包括殼體，每組所述加熱組件的所述壓頭和所述第二發熱塊均位于所述殼體內，所述殼體的底部、頂部以及側壁均內設有與所述冷卻介質系統連通的第二冷卻通道。
[0010]在其中一個實施例中，還包括用于推動模具沿著產品輸送方向移動的推模機構，所述推模機構包括用于推動所述模具移動的推動件、用于驅動所述推動件轉動的第二驅動機構以及用于驅動所述推動件沿著產品輸送方向移動的第三驅動機構，所示推動件位于所示殼體內。
[0011]在其中一個實施例中，還包括與所述加熱工位段的出料端連接的冷卻工位段，所述冷卻工位段設有至少一組冷卻組件，所述冷卻組件包括上下相對設置的第一冷卻塊和第二冷卻塊，所述第一冷卻塊和所述第二冷卻塊內均設有與所述冷卻介質系統連通的第三冷卻通道。
[0012]在其中一個實施例中，還包括入料工位段和出料工位段，所述入料工位段和所述出料工位段的產品輸送方向均與所述加熱工位段的產品輸送方向相垂直。
[0013]在其中一個實施例中，還包括控制器，所述加熱組件至少為兩組，每組所述加熱組件中的所述第一發熱塊、所述第二發熱塊、所述第一驅動機構均與所述控制器電性連接。
[0014]下面對前述技術方案的優點或原理進行說明:
[0015]本發明所述的壓頭包括依次疊設的冷卻層和第一發熱塊，在實際應用的過程中，第一發熱塊用于與模具接觸，使模具溫度升高，而驅動所述壓頭上下的移動的驅動機構則與冷卻層相連。當第一發熱塊發熱時，冷卻層大量地吸收第一發熱塊發出的熱量，使得到達驅動機構的溫度較低，防止驅動機構溫度升高影響其正常運行。本發明結構簡單，設計合理，有效地保證熱成型工藝正常進行，同時也保證了設備使用安全并延長了設備的使用壽命O
[0016]本發明還包括位于所述冷卻層和第一發熱塊之間的隔熱層，用于進一步隔絕熱量的傳導。
[0017]所述第一發熱塊的外層護套為耐高溫材質，防止第一發熱塊在高溫下變形。由于當第一發熱塊變形時，將導致第一發熱塊與模具接觸不緊密，從而使得模具受熱以及受壓不均，導致產品成型精度不高。因而，采用耐高溫材質制備第一發熱塊，可有效地提高熱壓成型的產品的精度。
[0018]本發明還提供了一種熱壓成型設備，其內設有上述的壓頭，因而該熱壓成型設備可保證驅動機構的正常運行，還可提高產品成型精度，提高產品良率。
[0019]本發明還包括殼體，加熱工位段中加熱組件的壓頭和第二發熱塊均位于殼體內，使得發熱加工位隔絕于殼體內，防止設備以外的溫度過高，影響工作人員正常工作。本發明所述殼體的底部、頂部以及側壁均設有第二冷卻通道，用于降低殼體的溫度，防止殼體溫度過高燙傷工作人員，因而本發明使用安全、可靠。
[0020]本發明所述的推模機構通過第二驅動機構驅動推動件轉動，并通過第三驅動機構驅動推動件沿著產品輸送方向移動，使得推動件按照向下轉動至與模具相抵、推動模具前行、向上轉動至脫離模具、后退的順序完成一個推動循環。而傳統的推模機構其推動桿件須在垂直于產品輸送的方向前后移動來實現更換鎖推動的模具，與傳統技術相比，本發明充分利用殼體內上方的空間，有效地減少了殼體的寬度，減少了設備的空間占用體積，使得設備結構緊湊。
[0021]本發明還包括冷卻工位段，冷卻工位段用以降低模具內產品的溫度，使得產品恢復至常溫固化溫度狀況，促進產品成型。所述冷卻工位段的第一冷卻塊和第二冷卻塊內均設有第三冷卻通道，第三冷卻通道也與冷卻介質系統連通，因而本發明通過冷卻介質系統與第一冷卻通道、第二冷卻通道和第三冷卻通道組成了一個冷卻循環系統，通過這個冷卻循環系統即實現了產品的冷卻降溫，又保證了第一驅動機構正常運行，同時還降低了殼體的溫度，保證工作人員的人身安全。由上可知，本發明充分利用已有結構，實現構件功能的多樣化，提高了構件的利用率，同時也降低了制作成本。
[0022]在實際生產的過程中，多個模具連續入料，需設計較長的入料工位段和出料工位段，本發明通過設計入料工位段和出料工位段均垂直于加熱工位段布置，可減小整個設備的長度，減少設備占地面積。
[0023]所述加熱工位段中的加熱組件至少為兩組，當為兩組時，可通過控制器來控制每一組的加熱溫度和壓頭的下壓距離，使得加熱工位段分隔形成不同的加工工位。例如，靠近入料端的加熱組件可設置低溫，同時控制合適的下壓距離保證第一發熱塊與模具接觸即可，用于使模具預熱，對應生產線中的預熱工位段;靠近出料端的加熱組件則設置高溫，用以保證模具內產品受熱軟化，同時通過控制器控制壓頭下壓較大的距離，以保證產品受壓成型，用以對應生產線中的熱壓工位端。本發明也可根據實際需要在預熱工位段設置多組加熱組件，多組加熱組件并排布置，多組加熱組件的溫度呈梯度式升高，使得模具呈梯度式受熱，保證模具受熱充分、均勻；同時可在熱壓工位段也設置多組加熱組件，使得熱壓工藝多段進行。本發明促進了產品受熱均勻，實現了高精度熱壓成型，同時，有效地防止了產品易碎現象，提高了產品良率。本發明通過控制器控制工藝進行，實現了工藝的自動化和智能化。
【附圖說明】
[0024]圖1是本發明實施例所述的壓頭和第一驅動機構的裝配示意圖；
[0025]圖2是本發明實施例所述的壓頭的結構示意圖；
[0026]圖3是本發明實施例所述的熱壓成型設備的結構示意圖；
[0027]圖4是本發明實施例所述的壓頭與第一驅動機構之間以及第一冷卻塊與第四驅動機構之間的裝配示意圖；
[0028]圖5是本發明實施例所述的推模機構的結構示意圖；
[0029]圖6是本發明實施例所述的入料端的結構示意圖。
[0030]附圖標記說明:
[0031]10、模具，100、機架，200、殼體，300、加熱組件，310、壓頭，311、第一發熱塊，3111、發熱元件，3112、護套，312、隔熱層，313、冷卻層，3131、進液接口，3132、出液接口，320、第一驅動機構，330、第二發熱塊，400、冷卻組件，410、第一冷卻塊，420、第四驅動機構，430、第二冷卻塊，500、入料工位段，510、入料端，520、入料緩沖區，600、出料工位段，610、出料端，620、出料緩沖區，710、推動件，720、驅動桿，730、第二驅動機構，740、第三驅動機構，751、第一氣缸，752、第二氣缸，753、第三氣缸，754、推動塊，760、第六驅動機構，770、第七驅動機構，800、人機界面系統，900、冷卻介質系統。
【具體實施方式】
[0032]下面結合附圖對本發明的實施例進行詳細說明:
[0033]需要說明的是，當元件被稱為“固定于”另一個元件時，它可以直接固定在另一個元件上或者也可以通過居中的元件固定于另一個元件。當一個元件被稱為是“連接”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者也可以是通過居中的元件而連接于另一個元件。
[0034]如圖1和圖2所示，本發明所提供的一種壓頭310，包括疊設的冷卻層313和第一發熱塊311，所述第一發熱塊311內置有發熱元件3111，所述冷卻層313內設有用于容置冷卻介質的第一冷卻通道(圖未示出)，所述冷卻層313還設有與所述第一冷卻通道連通的進液接口 3131和出液接口 3132。在實際應用的過程中，第一發熱塊311用于與模具10接觸，使模具10溫度升高，而驅動所述壓頭310上下的移動的第一驅動機構320則與冷卻層313相連，冷卻層313通過進液接口 3131和出液接口 3132與冷卻介質系統900相連，實現冷卻介質在第一冷卻通道內循環流動，達到降溫的目的。所述第一冷卻通道呈U型或S型通道，用以增加冷卻介質的流通路程，使得冷卻層313降溫徹底。當第一發熱塊311發熱時，冷卻層313大量地吸收第一發熱塊311發出的熱量，使得到達驅動機構的溫度較低，防止第一驅動機構320溫度升高影響正常運行。本發明結構簡單，設計合理，有效地保證熱成型工藝正常進行，同時也保證了設備使用安全并延長了設備的使用壽命。
[0035]進一步地，本發明還包括位于所述冷卻層313和所述第一發熱塊311之間的隔熱層312，用于進一步隔絕熱量的傳導。隔熱層312采用氮化鋁、氧化鋁、二氧化鋯等其他高強度、耐高溫、高壓材料。所述第一發熱塊311包括包覆所述發熱元件的護套3112，所述護套3112為耐800°C以上溫度的材質，防止第一發熱塊311在高溫下變形。由于當第一發熱塊311變形時，將導致第一發熱塊311與模具10接觸不緊密，從而使得模具10受熱以及受壓不均，導致產品成型精度不高。因而，采用耐高溫材質制備第一發熱塊311，可有效地提高熱壓成型的產品的精度。
[0036]如圖3至圖5所示，本發明還提供了一種熱壓成型設備，包括冷卻介質系統900、機架100、位于機架100上的爐體以及用于沿著入料端510、爐體內、出料端610的順序將模具1推送的推模機構。所述爐體包括殼體200和位于殼體200內的加熱工位段，所述加熱工位段設有至少一組加熱組件300，所述加熱組件300包括上述的壓頭310、位于所述壓頭310正下方的第二發熱塊330以及驅動所述壓頭310上下移動的第一驅動機構320，所述第二發熱塊330也內置有發熱元件3111。在實際生產的過程中，模具10置于第二發熱塊330上，通過第一驅動機構320驅動壓頭310下壓，使得模具10被夾于壓頭310和第二發熱塊330之間，模具10頂部和底部同時受熱，當溫度達到產品的軟化溫度后，壓頭310進一步下壓使產品成型。在本實施例中，所述加熱組件300優選為多組，多組加熱組件300并排布置于殼體200內，在加工的過程中，推模機構推動模具10在并排設置的數個第二發熱塊330上移動，并且每組加熱組件300的壓頭310均設有所述的冷卻層313，由于所述冷卻介質系統900與每個壓頭310的進液接口 3131和出液接口3132連通，因而每個壓頭310上都形成一個冷卻循環通道，防止第一驅動機構320溫度升高影響正常運行。因而本發明可保證第一驅動機構320正常運行，還可提尚廣品成型精度，提尚廣品良率。
[0037]本發明可設計每一組加熱組件300的加熱溫度和壓頭310的下壓距離，使得加熱工位段分隔形成不同的加工工位。例如，靠近入料端510的加熱組件300可設置低溫，同時控制合適的下壓距離保證第一發熱塊311與模具10接觸即可，用于使模具10預熱，對應生產線中的預熱工位段;靠近出料端610的加熱組件300則設置高溫，用以保證模具10內產品受熱軟化，同時通過控制器控制壓頭310下壓較大的距離，以保證產品受壓成型，用以對應生產線中的熱壓工位端。本發明根據實際需要在預熱工位段設置一組以上的加熱組件300，各加熱組件300的溫度按照產品輸送方向的呈梯度式升高，使得模具10呈梯度式受熱，保證模具10受熱充分、均勻；同時可在熱壓工位段也設置多組加熱組件300，使得熱壓工藝多段進行。本發明促進了產品受熱均勻，實現了高精度熱壓成型，同時，有效地防止了產品易碎現象，提尚了廣品良率。
[0038]本發明還包括位于殼體200內的冷卻工位段，冷卻工位段與所述加熱工位段的出料端610連接。所述冷卻工位段設有至少一組冷卻組件400，所述冷卻組件400包括上下相對設置的第一冷卻塊410、第二冷卻塊430和用于驅動所述第一冷卻塊410上下移動的第四驅動機構420。所述第一冷卻塊410和所述第二冷卻塊430內均設有第三冷卻通道(圖未示出)，第三冷卻通道與所述冷卻介質系統900連通，用以實現冷卻介質的流通回路，使得冷卻塊處于低溫狀態。在本實施例中，所述的第三冷卻通道優選為S型，用以保證冷卻塊的降溫速率。在經過熱壓工位段后，模具10在推模機構的推送下進入冷卻工位段，其在下方的第二冷卻塊430上前行，并夾設于第一冷卻塊410和第二冷卻塊430之間進行降溫處理，使得產品恢復至常溫固化溫度狀況，促進產品成型。優選地，所述冷卻組件400設計為至少兩組，冷卻組件400之間并排布置，通過兩組以上的冷卻組件400提高降溫處理的效率。綜上可知，本發明通過預熱、熱壓、冷卻等工位可以實現產品的高精度熱壓成型，采用多工位布局，既提高了生產效率，又改善了產品綜合性能。
[0039]在本實施例中，所述殼體200的底部、頂部以及側壁均內設有與所述冷卻介質系統900連通的第二冷卻通道(圖未示出)，用于降低殼體200的溫度，防止殼體200溫度過高燙傷工作人員，因而本發明使用安全、可靠。優選地，所述第二冷卻通道優選為U型或S型通道。
[0040]本發明所述的冷卻介質系統900與第一冷卻通道、第二冷卻通道和第三冷卻通道組成了一個冷卻循環系統，通過這個冷卻循環系統即實現了產品的冷卻降溫，又保證了第一驅動機構320正常運行，同時還降低了殼體200的溫度，保證工作人員的人身安全。由上可知，本發明充分利用已有結構，實現構件功能的多樣化，提高了構件的利用率，同時也降低了制作成本。
[0041 ] 本發明還包括位于殼體100外的入料工位段500和出料工位段600，入料工位段500包括入料端510以及與入料端510連接的入料緩沖區520，出料工位段600包括出料端610以及與出料端610連接的入料緩沖區。所述入料工位段500和所述出料工位段600的產品輸送方向均與所述加熱工位段的產品輸送方向相垂直。在實際生產的過程中，多個模具10連續入料，需設計較長的入料工位段500和出料工位段600，本發明將入料工位段500和出料工位段600設計成垂直于加熱工位段，可減小整個設備的長度，減少設備占地面積。
[0042]如圖5所示，本發明所述的推模機構包括用于推動所述模具10移動的推動件710、用于驅動所述推動件710轉動的第二驅動機構730以及用于驅動所述推動件710沿著產品輸送方向移動的第三驅動機構740，推動件710位于殼體100內。所述推動件710為多個，多個推動件710均通過驅動桿720與第二驅動機構730和第三驅動機構740連接。所有的推動件710均按照向下轉動至與模具10相抵、推動模具10前行、向上轉動至脫離模具10、后退的順序完成一個推動循環。具體地，每個推動件710推動一個模具10進入下一個加工位，之后驅動桿720帶動所有的推動件710整體向上轉動后再后退一個加工位，推動件710再向下轉動至與模具10相抵，再次推動模具10，每一個模具10都經過間歇式的多次推送最終進入出料緩沖區620。較之于傳統的推模機構，本發明充分利用爐體內上方的空間，有效地減少了爐體的寬度，減少了設備的空間占用體積，使得設備結構緊湊。
[0043]進一步地，所述推模機構還包括第五驅動機構、第六驅動機構760以及第七驅動機構770。第五驅動機構位于入料工位段500，用于驅動模具10垂直進入入料緩沖區，具體地，如圖6所示，第五驅動機構包括第一氣缸751、第二氣缸752、第三氣缸753和推動塊754，第一氣缸751帶動模具10入料，第二氣缸752驅動推動塊754上移，使得模具10移動至推動塊754的前面，第二氣缸752驅動推動塊754下移，之后第三氣缸753驅動推動塊754往前移動至入料緩沖區；第六驅動機構760位于入料緩沖區520，用于驅動模具10水平進入加熱工位段;在第三驅動機構740將熱壓成型后的模具10推送至出料緩沖區620時，通過第七驅動機構770來推動模具10在垂直方向前行出料。在本實施例中，所述第一驅動機構320、所述第三驅動機構740、所述第四驅動機構420、第五驅動機構、第六驅動機構760以及第七驅動機構770均為氣缸，所述第二驅動機構730為電機。本發明也可根據實際需要設計成:整個產品輸送通道上均是通過可轉動的推動件710來推送模具10。
[0044]本發明還包括氮氣系統，殼體200設有氮氣入口，在爐體內輸送氮氣用于排擠殼體200內空氣中的氧氣，使得內部構件不被氧化。
[0045]優選地，本發明還包括控制器和與控制器電性連接的人機界面系統800，每組所述加熱組件300、每組降溫組件、冷卻循環系統、推模機構等均與控制點電性連接。通過控制器控制每組加熱組件300的加熱溫度和壓頭310的下壓距離以及每組冷卻組件400的開啟和關閉，實現了爐體內工藝的自動調控。同時還通過控制器控制模具10的移送和設備的冷卻處理，進而實現了整個工藝的自動化和智能化。此外，通過人機界面系統800來實現整個成型工藝的自動控制，方便工作人員控制和操作，提高了工作效率。
[0046]以上實施例的各技術特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特征的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的范圍。
[0047]以上實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對發明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。因此，本發明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
【主權項】
1.一種壓頭，其特征在于，包括疊設的冷卻層和第一發熱塊，所述第一發熱塊內置有發熱元件，所述冷卻層內設有用于容置冷卻介質的第一冷卻通道，所述冷卻層還設有與所述第一冷卻通道連通的進液接口和出液接口。2.根據權利要求1所述的壓頭，其特征在于，還包括位于所述冷卻層和所述第一發熱塊之間的隔熱層。3.根據權利要求1所述的壓頭，其特征在于，所述第一發熱塊設有包覆所述發熱元件的護套，所述護套為耐800°C以上溫度的材質。4.一種熱壓成型設備，其特征在于，包括冷卻介質系統和加熱工位段，所述加熱工位段設有至少一組加熱組件，所述加熱組件包括如權利要求1至3中任一項所述的壓頭、位于所述壓頭正下方的第二發熱塊以及驅動所述壓頭上下移動的第一驅動機構，所述冷卻介質系統與每個所述壓頭的所述進液接口和所述出液接口連通。5.根據權利要求4所述的熱壓成型設備，其特征在于，還包括殼體，每組所述加熱組件的所述壓頭和所述第二發熱塊均位于所述殼體內，所述殼體的底部、頂部以及側壁均內設有與所述冷卻介質系統連通的第二冷卻通道。6.根據權利要求5所述的熱壓成型設備，其特征在于，還包括用于推動模具沿著產品輸送方向移動的推模機構，所述推模機構包括用于推動所述模具移動的推動件、用于驅動所述推動件轉動的第二驅動機構以及用于驅動所述推動件沿著產品輸送方向移動的第三驅動機構，所示推動件位于所示殼體內。7.根據權利要求4至6中任一項所述的熱壓成型設備，其特征在于，還包括與所述加熱工位段的出料端連接的冷卻工位段，所述冷卻工位段設有至少一組冷卻組件，所述冷卻組件包括上下相對設置的第一冷卻塊和第二冷卻塊，所述第一冷卻塊和所述第二冷卻塊內均設有與所述冷卻介質系統連通的第三冷卻通道。8.根據權利要求4至6中任一項所述的熱壓成型設備，其特征在于，還包括入料工位段和出料工位段，所述入料工位段和所述出料工位段的產品輸送方向均與所述加熱工位段的產品輸送方向相垂直。9.根據權利要求4至6中任一項所述的熱壓成型設備，其特征在于，還包括控制器，所述加熱組件至少為兩組，每組所述加熱組件中的所述第一發熱塊、所述第二發熱塊、所述第一驅動機構均與所述控制器電性連接。
【文檔編號】B30B15/34GK106003815SQ201610356139
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月25日
【發明人】劉文生, 帥小波, 王彬
【申請人】深圳市聯得自動化裝備股份有限公司