一种环形工件高利用率成型装置及工艺

技术领域

本申请涉及聚氨酯工件生产制造技术设备的领域，尤其是涉及一种环形工件高利用率成型装置及工艺。

背景技术

聚氨酯，全名为聚氨基甲酸酯，是一种高分子化合物。1937年由奥托·拜耳等制出此物。聚氨酯有聚酯型和聚醚型二大类。他们可制成聚氨酯塑料、聚氨酯纤维、聚氨酯橡胶及弹性体。硬质聚氨酯塑料质轻、隔音、绝热性能优越、耐化学药品，电性能好，易加工，吸水率低。它主要用于建筑、汽车、航空工业、保温隔热的结构材料。

在生产聚氨酯材料的环形工件时，通常先根据零件形状，注塑出圆柱状或者圆柱筒状的聚氨酯毛料，然后再对柱状件进行切割、车削或者修边等修型加工得到所需的环形工件的形状。

针对上述中的相关技术，使用聚氨酯材料注塑时，聚氨酯的内部会存在部分气泡难以去除，影响环形工件的加工质量。

发明内容

为了及时去除聚氨酯环形工件生产时产生的泡沫，本申请提供一种环形工件高利用率成型装置及工艺。

第一方面，本申请提供一种环形工件高利用率成型装置，采用如下的技术方案：

一种环形工件高利用率成型装置，包括基座，所述基座上转动连接有支撑板且支撑板的转动轴线竖直设置，基座上设有用于驱动支撑板转动的转动电机，支撑板上由下到上设有与支撑板同轴的底板、中环和盖板，底板、中环和盖板之间形成形状大小与工件相适配的型腔，盖板上开设有用于向型腔内注入注塑材料的上料口，支撑板上设有用于固定底板、中环和盖板的压紧机构。

通过采用上述技术方案，底板、中环和盖板之间构成形状大小与工件相适配的型腔，压紧机构将底板、中环和盖板压紧固定与支撑板上，注塑时转动电机驱动支撑板整体转动，进而带动底板、中环和盖板同轴转动。通过上料口向转动中的型腔内逐渐添加注塑材料，进入型腔内的注塑材料在离心力的作用下与型腔的侧壁紧贴，且注塑材料内部的压强增大逐渐将气泡排出，最终型腔被注满，完成注塑过程。可以及时去除聚氨酯环形工件生产时产生的泡沫，有助于提高环形工件的加工质量。

可选的，所述中环包括两个互相对称连接的拼接环。

通过采用上述技术方案，在生产特殊构型的环形工件时，如侧边带有凹槽的环形工件，在注塑完成后，还需要使用机床对工件进行切割、车削或者修边等修型加工，得到所需的环形工件的形状。一个工件从注塑到修型，成型时间较长，且需要多种设前后配合，加工效率较低，同时车削等修型过程中会产生大量废料，利用率低，聚氨酯在快速旋转车削的过程中会变形，导致切出来的工件尺寸存在偏差，影响加工精度。将中环分为两个互相对称连接的拼接环。则通过注塑得到特殊构型的环形工件时，中环也可以在不破坏工件的前提下顺利脱模，有助于提高加工效率、原料利用率和加工精度。

可选的，所述拼接环的一个端面上设有用于增加两个拼接环之间连接强度的加固块，另一个端面上开设有与加固块相适配的加固槽，两个拼接环相互连接时，加固块均嵌于另一个拼接环的加固槽内。

通过采用上述技术方案，中环采用两个拼接环拼接而成，注塑过程中需要承受一定的离心力，容易导致连接部位出现错位而影响工件的注塑精度。设置加固块和加固槽，连接状态下，拼接环的加固块均嵌于另一个拼接环的加固槽中，有助于增加连接强度，减小拼接环错位程度，增加注塑精度。

可选的，所述压紧机构包括至少两个用于压紧固定盖板的压板，压板竖直滑动连接于支撑板上，基座上固定连接有压紧电机，压紧电机的输出轴竖直设置且同轴固定连接有用于驱动支撑板滑动的螺纹杆。

通过采用上述技术方案，将底板、中环和盖板配合安装完成后，启动转动电机带动螺纹杆转动，螺纹杆与压板螺纹连接，转动的螺纹杆驱动压板向靠近盖板的方向滑动，直至压板与盖板抵接并将盖板压紧，便于压板将盖板快速固定。

可选的，所述支撑板上设有检控电路，检控电路包括感应模块、比较模块和控制模块：

感应模块，包括压力传感器，压力传感器设置于压板靠近盖板一端，用于检测压板与盖板之间的压力，并输出感应信号；

比较模块，比较模块与感应模块电连接，比较模块用于接收感应模块的感应信号，当比较模块接收到感应信号时，将感应信号对应的电压值与预设电压值相比较，预设电压值对应稳定固定盖板时对应的压力值，如果感应信号的电压值大于预设电压值，则比较模块输出启动信号；

控制模块，控制模块与比较模块电连接，控制模块用于接收比较模块的启动信号，控制模块接收到启动信号时，输出控制信号，控制信号控制压紧电机停转。

通过采用上述技术方案，感应模块的压力传感器，压力传感器检测压板与盖板之间的压力，并输出感应信号，比较模块接收感应信号，比较模块将接收到的感应信号的电压值与预设电压值相比较，预设电压值对应稳定固定盖板时对应的压力值，如果感应信号对应的电压值大于预设电压值，则输出启动信号，控制模块接收到启动信号，输出控制信号，控制信号控制压紧电机关闭，在压板与盖板之间的压力达到预定值时，及时自动关闭压紧电机。

可选的，所述基座上水平滑动连接有至少两个切换板，支撑板与切换板一一对应且支撑板转动连接于切换板上，转动电机的输出轴同轴固定连接有驱动盘，驱动盘上固定连接有水平设置的驱动杆，驱动杆经过驱动盘的中心，支撑板底部开设有与驱动杆相适配的驱动槽，可通过滑动切换板来使驱动杆嵌入驱动槽内或从驱动槽脱离。

通过采用上述技术方案，注塑之前需要进行一些准备工作，如将底板、中环和盖板安装预设的位置组装完毕并通过压紧机构固定；注塑完毕后需要进行脱模工作，在进行准备工作和脱模工作时，注塑工作需要暂停，转动电机也处于空闲状态，影响整体的注塑效率。设置不少于一个支撑板，支撑板转动连接于对应的切换板上，支撑板上的底板、中环和盖板组装完毕并通过压紧机构固定后，将切换板滑动至其驱动槽与驱动杆嵌合的位置，启动转动电机进行注塑工作，注塑完成后，滑动切换板使其驱动槽与驱动杆脱离，再进行脱模工作，有助于提高转动电机的利用率，进而提高注塑效率。

可选的，所述驱动槽的端部设有用于使驱动杆更易嵌入驱动槽的导向斜面。

通过采用上述技术方案，驱动杆嵌入驱动槽之前，需要先驱动杆转动至与驱动槽平行的位置，再滑动切换板进行嵌合。设置导向斜面可以拓宽驱动杆可进入驱动槽的角度范围，便于驱动杆更顺利地进入驱动槽。

可选的，所述基座上固定连接有固定板，固定板靠近基座一端竖直滑动连接有用于将切换板压紧于基座上的活动板，活动板与固定板之间连接有弹性件，弹性件处于自然状态时，活动板底面的高度低于切换板的上表面的高度，活动板的两端向远离基座方向延伸，切换板滑动至注塑位置时，活动板的底面与切换板抵接。

通过采用上述技术方案，切换板滑动至住宿位置时，可以将切换板更稳定的固定于基座上，防止切换板在注塑期间出现位移，有助于提高成型装置的工作稳定性。

第二方面，本申请提供一种环形工件高利用率成型工艺，采用如下的技术方案：

S1：将底板、中环和盖板按照顺序组装；

S2：通过压紧机构将底板、中环和盖板压紧固定；

S3：启动转动电机并逐渐通过上料口向型腔加入聚氨酯。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.传统的聚氨酯材料注塑工艺中，聚氨酯的内部会存在部分气泡难以去除，影响环形工件的加工质量，本申请在注塑时通过转动电机驱动支撑板转动，进而带动底板、中环和盖板同轴转动，进入型腔内的注塑材料在离心力的作用下与型腔的侧壁紧贴，且注塑材料内部的压强增大逐渐将气泡排出，减少了聚氨酯环形工件生产时产生的泡沫，有助于提高环形工件的加工质量；

2.环形工件完整的制作工序包括准备工作、注塑工作和脱模工作，在进行准备工作和脱模工作时，注塑工作需要暂停，转动电机也处于空闲状态，影响整体的注塑效率，设置不少于一个支撑板，支撑板转动连接于对应的切换板上，支撑板上的底板、中环和盖板组装完毕并通过压紧机构固定后，再将切换板滑动至其驱动槽与驱动杆嵌合的位置，准备工作不占用转动电机的工作时间，启动转动电机进行注塑工作，注塑完成后，滑动切换板使其驱动槽与驱动杆脱离，再进行脱模工作，转动电机继续切换驱动其他支撑板进行注塑工作，有助于提高转动电机的利用率，进而提高注塑效率。

附图说明

图1是本申请实施例的整体结构示意图。

图2是本申请实施例中用于展示型腔的内部结构示意图。

图3是本申请实施例中用于展示驱动槽的爆炸示意图。

图4是图1中A部分的放大示意图。

图5是本申请实施例中用于展示感应模块、比较模块和控制模块的示意图。

图6是图2中B部分的放大示意图。

附图标记说明：1、基座；2、支撑板；21、底板；22、中环；221、拼接环；2211、加固块；2212、加固槽；23、盖板；231、上料口；24、型腔；25、压紧机构；251、压板；252、压紧电机；253、螺纹杆；26、驱动槽；261、导向斜面；3、转动电机；31、驱动盘；311、驱动杆；41、感应模块；411、压力传感器；42、比较模块；43、控制模块；5、切换板；6、固定板；61、活动板；62、弹性件。

具体实施方式

以下结合全部附图对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种环形工件高利用率成型装置。

参照图1和图2，一种环形工件高利用率成型装置，包括基座1。传统工艺中使用聚氨酯材料注塑时，聚氨酯的内部会存在注塑过程中产生部分气泡，气泡难以去除，影响环形工件的加工质量。基座1的上表面转动连接有支撑板2，支撑板2整体呈圆形且支撑板2的转动轴线竖直设置。同时基座1上安装有转动电机3，用于驱动支撑板2转动。支撑板2上同轴固定连接有底板21，底板21上分别卡接有中环22和盖板23，底板21、中环22和盖板23之间形成形状大小与工件相适配的型腔24。支撑板2上安装有压紧机构25，用于将组装完成的底板21、中环22和盖板23互相压紧，在注塑过程中保持其构型。盖板23上开设有上料口231，注塑时转动电机3驱动支撑板2整体转动，进而带动底板21、中环22和盖板23同轴转动。从上料口231向转动中的型腔24内逐渐添加注塑材料，进入型腔24内的注塑材料在离心力的作用下与型腔24的侧壁紧贴，且注塑材料内部的压强增大逐渐将气泡排出，有助于及时去除聚氨酯环形工件生产时产生的泡沫，提高环形工件的加工质量。

参照图3，在生产侧边带有凹槽的环形工件时，难以直接注塑制造，注塑完成后中环22难以脱模，需要先注塑环形毛料，再使用机床对工件进行切割、车削或者修边等修型加工，得到所需的环形工件的形状。此方法耗时较长且需要多种设备前后配合，加工效率较低，同时车削等修型过程中会产生大量废料，原料利用率低，聚氨酯在快速旋转车削的过程中会变形，导致切出来的工件尺寸存在偏差，会影响加工精度。本申请中将中环22分为两个互相对称连接的拼接环221。则通过注塑直接得到特殊构型的环形工件，并且中环22可以在不破坏工件的前提下顺利脱模，有助于提高加工效率、原料利用率和加工精度。

参照图3，中环22采用两个拼接环221互相对称拼接而成，拼接环221注塑过程中需要承受一定的离心力，并需要承受来自注塑材料的压力，容易导致连接部位出现错位而影响工件的注塑精度。拼接环221的一个端面上设有加固块2211，另一个端面上开设有与加固块2211相适配的加固槽2212，两个拼接环221相互连接时，加固块2211均嵌于另一个拼接环221的加固槽2212内，有助于增加连接强度，减小拼接环221的错位程度，进而增加注塑精度。

参照图2和图3，压紧机构25包括两个或者两个以上压板251，压板251沿盖板23的周向均匀分布，压板251竖直滑动连接于支撑板2上，基座1上固定连接有压紧电机252，压紧电机252的输出轴竖直设置且同轴固定连接有螺纹杆253，螺纹杆253与压板251螺纹连接。将底板21、中环22和盖板23互相配合安装完成后，启动转动电机3带动螺纹杆253转动，转动的螺纹杆253驱动压板251向靠近盖板23的方向滑动，压板251与盖板23抵接并将盖板23压紧，便于压板251将盖板23快速固定。

参照图4和图5，支撑板2上设有检控电路，检控电路包括感应模块41、比较模块42和控制模块43：

感应模块41，包括压力传感器411，压力传感器411设置于压板251靠近盖板23一端，用于检测压板251与盖板23之间的压力，并输出感应信号；

比较模块42，包括：

比较器T，比较器T的正向输入端与压力传感器411的输出端电连接；

三极管Q，三极管Q的基极与比较器T的输出端电连接；

电阻R1，电阻R1的一端与三极管Q的集电极电连接，电阻R1的另一端与电源VCC电连接；

继电器的电磁线圈KA1，继电器的电磁线圈KA1的一端与三极管Q的发射极电连接；

电阻R2，电阻R2的一端与继电器的电磁线圈KA1远离三极管Q的一端电连接，电阻R2的另一端接地；

控制模块43，包括：

继电器的常开开关KA1-1，继电器的常开开关KA1-1的一端电连接于继电器的电磁线圈KA1与电阻R2之间；

压紧电机252，压紧电机252的一端与继电器的常开开关KA1-1远离电阻R2的一端电连接；

电阻R3，电阻R3的一端与压紧电机252远离继电器的常开开关KA1-1的一端电连接，电阻R3的另一端接地。

参照图5和图6，感应模块41的压力传感器411，压力传感器411检测压板251与盖板23之间的压力，并输出感应信号，比较模块42接收感应信号，比较模块42将接收到的感应信号的电压值与预设电压值相比较，预设电压值对应稳定固定盖板23时对应的压力值，如果感应信号对应的电压值大于预设电压值，则输出启动信号，控制模块43接收到启动信号，输出控制信号，控制信号控制压紧电机252关闭，在压板251与盖板23之间的压力达到预定值时，及时自动关闭压紧电机252。

参照图2和图3，环形工件完整的制作工序包括模具的准备工作、注塑工作和脱模工作，在进行准备工作和脱模工作时，注塑工作需要暂停，转动电机3也处于空闲状态，影响整体的注塑效率。基座1上水平滑动连接有至少两个切换板5，支撑板2与切换板5一一对应且支撑板2转动连接于切换板5上，转动电机3的输出轴同轴固定连接有驱动盘31，驱动盘31上固定连接有水平设置的驱动杆311，驱动杆311经过驱动盘31的中心，支撑板2底部开设有与驱动杆311相适配的驱动槽26，可通过滑动切换板5来使驱动杆311嵌入驱动槽26内或从驱动槽26脱离。支撑板2上的底板21、中环22和盖板23组装完毕并通过压紧机构25固定后，将切换板5滑动至其驱动槽26与驱动杆311嵌合的位置，再启动转动电机3进行注塑工作，注塑完成后，滑动切换板5使其驱动槽26与驱动杆311脱离后再进行脱模工作，转动电机3可以继续切换驱动其他支撑板2进行注塑工作，有助于提高转动电机3的利用率，进而提高注塑效率。

参照图3，驱动杆311嵌入驱动槽26之前，需要先驱动杆311转动至与驱动槽26平行的位置，再滑动切换板5进行嵌合。驱动槽26的端部设置有导向斜面261。可以拓宽驱动杆311可进入驱动槽26的角度范围，便于驱动杆311更顺利地进入驱动槽26。

参照图3和图4，在进行注塑工作时，支撑板2需要高速转动，进而产生一定的震动，有可能会带动切换板5产生位移。基座1上固定连接有固定板6，固定板6靠近基座1一端竖直滑动连接有活动板61，活动板61与固定板6之间连接有弹性件62，弹性件62采用弹簧制成，弹性件62处于自然状态时，活动板61底面的高度低于切换板5的上表面的高度，活动板61的两端向远离基座1方向延伸，所以切换板5滑动至注塑位置时，活动板61的底面会与切换板5抵接，进而将切换板5更稳定的固定于基座1上，防止切换板5在注塑期间出现位移，有助于提高成型装置的工作稳定性。

本申请实施例一种环形工件高利用率成型装置的实施原理为：在传统的聚氨酯材料注塑工艺中，聚氨酯在注塑过程中产生的气泡难以及时去除，待聚氨酯材料定型后，工件内部会形成孔隙，影响环形工件的加工质量。本申请将注塑的模具固定在支撑板2上，通过转动电机3驱动支撑板2转动，进而带动底板21、中环22和盖板23同轴转动，注塑材料通过上料口231逐渐添加进入型腔24内，进入型腔24内的注塑材料在离心力的作用下与型腔24的侧壁紧贴，利用注塑材料内部压强将气泡排出，减少了聚氨酯环形工件生产时产生的泡沫，有助于提高环形工件的加工质量。

本申请实施例还公开了一种环形工件高利用率成型工艺，采用如下的技术方案：

S1：将底板21、中环22和盖板23按照顺序组装；

S2：通过压紧机构25将底板21、中环22和盖板23压紧固定；

S3：启动转动电机3并逐渐通过上料口231向型腔24加入聚氨酯。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。