一种卫浴陶瓷多工位同步对称开合模机构
技术领域
本发明涉及陶瓷生产技术领域,具体涉及一种卫浴陶瓷多工位同步对称开合模机构。
背景技术
目前陶瓷卫浴(如马桶)多采用石膏模进行注浆成型,形成毛坯。由于石膏模脆而重,注浆过程又要求石膏模存在足够大的合紧力保证注浆质量,避免浆液溢出。为了减少劳动力付出,同时为了提高生产效率、实习批量生产,成型过程中多采用多个模具排成一排,采用一个动力通过推动模具运动实现多模具同时压紧、多模具连续打开的方法。其方法如图1所示,将最左边的单个左侧模具100固定,将前工位的右模与后工位的左模胶接成一体形成组合模具300,其最右边为单个的右侧模具200,右侧模具200和位于左侧模具100与右侧模具200之间的多个组合模具300均可在滑轨400上滑动,通过动力向左推动右侧模具200,可一次性将所有模具合模。而后进行注浆,待注浆完成,胚体成型后,依次由右至左将模具打开。此方法有效提高生产效率,但是由于模具打开的过程中需要先开右模,再开左模,导致开模过程中胚体单面受力,导致受力不均,从而容易引起胚体损坏。再者,由于模具需从右至左依次打开,各个工位的开模时间不一,导致部分工位胚体干燥时间过长,从而出现胚体不合格现象。
发明内容
针对以上不足,本发明的目的在于提供一种卫浴陶瓷多工位同步对称开合模机构,其在保证多工位开合机构具有统一的开合模时间的同时,使得胚体受力均匀,提高注浆成型产品质量,减少废品率。
为了实现上述目的,本发明通过下列技术方案来实现:
一种卫浴陶瓷多工位同步对称开合模机构,其包括:
模具,所述模具包括多组相对应的左模和右模,每一组左模和右模之间的距离均相等;
导轨;
平动机构;
支撑机构,所述支撑机构包括分别连接于左模和右模上的左支撑机构和右支撑机构,通过平动机构实现支撑机构在导轨上的运动,以实现左模和右模之间的开合模,所述支撑机构在导轨上的运动为左支撑机构和右支撑机构在导轨上同时做相向运动;
动力机构,用于驱动平动机构带动支撑机构在导轨上的运动;
弹性组件,安装于支撑机构上,用于在模具开合模过程中控制开合模冲量。
所述卫浴陶瓷多工位同步对称开合模机构中,模具上均嵌有连接件,用于将模具与相应地的安装有弹性组件的柔性支撑机构相连接,所谓相应,即左模通过左连接件与安装有弹性组件的左支撑机构固定连接,右模通过右连接件与安装有弹性组件的右支撑机构固定连接。
导轨均为直线导轨,采用高强度耐磨钢加工而成,各导轨安装方向均与开合模方向平行。导轨安装于机架之上,导轨上分别安装平动机构与支撑机构,用以保证平动机构、支撑机构均平行于开合模方向往返运动。
平动机构,用以将动力传递到每个开合模工位,使可每个开合模工位上的模具和支撑机构可同时相向。平动机构的特点在于有一高刚度长滑杆,滑杆可在导轨上滑动,滑杆的行程略大于开、合模幅度的1/2。
所述导轨包括相互平行的第一导轨和第二导轨,所述左支撑机构包括左抓手和左模托架,所述右支撑机构分别为右抓手和右模托架,所述左抓手、左模托架、右抓手和右模托架的下端均设有可沿第一导轨和第二导轨做直线滑动的滑槽,所述左模和右模的下端分别与左模托架和右模托架固定连接,所述左模远离右模的一侧通过第一弹性组件与左抓手相连,所述右模远离左模的一侧通过第二弹性组件与右抓手相连。
所述第一弹性组件包括空心圆柱、内阶梯套筒、螺钉、压缩弹簧和螺母,所述空心圆柱嵌入左模远离右模的一侧中;所述内阶梯套筒与该空心圆柱螺纹连接,所述螺钉的头部位于该内阶梯套筒中,其尾部伸出该内阶梯套筒后与左抓手螺纹连接,所述螺母螺纹连接于螺钉上,所述压缩弹簧安装于螺母和内阶梯套筒之间的螺钉上且一端与内阶梯套筒固定连接。
所述内阶梯套筒的内部包括同轴且相互联通的第一柱形槽和第二柱形槽,其中,第一柱形槽的半径大于第二柱形槽的半径,螺钉的头部位于第一柱形槽中,其尾部从第二柱形槽中穿过,在内阶梯套筒远离左模的端面上加工有安装基座,所述压缩弹簧的一端固定在该安装基座上。
所述卫浴陶瓷多工位同步对称开合模机构进一步包括一底模,所述底模位于左模和右模之间的下侧,且该底模的下端通过一底模托架放置于第一导轨和第二导轨上。
所述平动机构包括直杆、第一杆、第二杆、第三杆、第四杆、第五杆、第一销、第二销、第三销、第四销,其中,第三销的一端与直杆固定连接,第三销的另一端转动连接于第四杆的一端,第四杆的另一端通过一枢轴与第三杆转动连接,第二销的一端转动连接于底模托架的底部,第二销的另一端与第三杆固定连接,第二杆的中部固定套接于该第二销的中部,第二杆的两端分别通过枢接轴与第一杆的一端以及第五杆的一端转动连接,第一销的一端固定连接于左抓手的底部,第一销的另一端与第一杆的另一端转动连接,第四销的一端固定连接于右抓手的底部,第四销的另一端与第五杆的另一端转动连接;所述动力机构通过联轴器连接于直杆的一端。
所述导轨安装于机架上,一长滑条可沿该导轨滑动,所述左支撑机构和右支撑机构分别为左抓手臂和右抓手臂,所述左模远离右模的一侧与左抓手臂固定连接,所述右模远离左模的一侧与右抓手臂固定连接。
所述平动机构包括安装板和齿轮,其中,所述安装板位于左抓手臂的下侧,在右抓手臂的下侧设有一固定安装于长滑条上的固定座,安装板和左抓手臂之间、以及右抓手臂和固定座之间存在相同高度的间隙;所述安装板的下端面以及长滑条的上端面分别设有与齿轮啮合的第一齿条和第二齿条;所述弹性组件包括第一拉伸弹簧和第二拉伸弹簧,在该安装板上端面的两侧均通过第一拉伸弹簧连接于左抓手臂的下部的两侧,所述安装板上端面的两侧均通过第二拉伸弹簧连接于左抓手臂的下部的两侧;所述动力机构通过联轴器连接于长滑条的一端。
所述左抓手臂的下端面固定连接有向安装板延伸的第一测距参照物,在安装板的上端面固定安装有与第一测距参照物相匹配的第一激光测距传感器;所述右抓手臂的下端面固定连接有向固定座延伸的第二测距参照物,在固定座的上端面固定安装有与第二测距参照物相匹配的第二激光测距传感器;所述第一测距参照物至第一激光测距传感器之间的距离与第二测距参照物至第二激光测距传感器之间的距离相等。
所述右抓手臂的中部通过抓手法兰连接于一横爪的中部,所述横爪的两端均通过一竖爪固定连接于右模的两端。
本发明与现有技术相比,其有益效果在于:
1、本发明提出一种一次性同时对称打开所有模具左右模的方法,此方法采用单一动力,经一个平动机构作用于等距分布的多套对称开合模机构。平动机构的输出端为一刚性作用杆(支杆或长滑条),刚性作用杆上等间距设置多个固定连接或铰链连接的支撑机构。支撑机构作为对称开合模机构的主动件。对称开合模机构可采用对称连杆组、双齿条齿轮机构等能具有双输出臂的机构。两输出臂输出端点的运动轨迹相对于左、右模的合模面对称。
2、本发明提出采用柔性可调支撑机构,通过弹性作用和带有余量的合模行程来保证每组模具的合模可靠性,或者通过微调装置调整每组模具与抓手的距离,从而使各合模行程误差满足刚性合模误差需求,亦可将弹性组件与微调装置结合,在降低合模机构的合模刚度的同时对合模行程进行微调,双重保证合模的可靠性。
附图说明
图1是现有卫浴陶瓷开合模的结构示意图;
图2是本发明卫浴陶瓷多工位同步对称开合模机构实施例一的结构示意图;
图3为图2中单个开合模机构其中一个方向的结构示意图;
图4为图2中单个开合模机构另一个方向的结构示意图;
图5是图3的A向结构示意图;
图6是图5的B-B剖视图;
图7为图6的E区放大图;
图8为图5的C-C剖视图;
图9为图5的D向结构示意图;
图10为本发明卫浴陶瓷多工位同步对称开合模机构实施例二的结构示意图;
图11为图10的F向结构示意图;
图12是图11的H-H剖视图;
图13是图10的G区放大图。
其中:1、左模;2、空心圆柱;3、内阶梯套筒;4、螺钉;5、压缩弹簧;6、螺母;7、左抓手;8、底模;9、右模托架;10、底模托架;11、左模托架;12、第一导轨;13、直杆;14、第一销;15、第一杆;16、第二杆;17、第二销;18、第三杆;19、第四杆;20、第三销;21、第五杆;22、第四销;23、右抓手;24、右模;25、第二导轨;26、长滑条;27、抓手臂;28、抓手法兰;29、横爪;30、竖爪;31、平衡滑块;32、销;33、联轴器;34、液压缸;35、螺纹嵌件;36、拉伸弹簧;37、弹簧安装耳;38、垫片;39、第一齿条;40、齿轮;41、第二齿条;42、激光测距传感器;43、测距参照物;44、安装板;45、固定座。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。
实施例一
请参照图2所示,一种卫浴陶瓷多工位同步对称开合模机构,其包括多组模具,每组模具均包括相对应的左模1和右模24,并且为了保证多组模具同步的开合模,在初始安装时,应保证每组左模1和右模24之间的距离均相等。下面以一组模具为例,其他组模具的结构关系与之类似(仅是处于导轨上的位置不同)。
请参照图3-6所示,其是通过直杆13的运动使得左模1和右模24同时相向运动,已达到多组开合模的目的。其具体包括导轨、由支撑机构形成的输出臂、弹性组件、平动机构和动力机构。
导轨包括相互平行的第一导轨12和第二导轨25,左支撑机构包括左抓手7和左模托架11,右支撑机构分别为右抓手23和右模托架9,左抓手7、左模托架11、右抓手23和右模托架9的下端均设有可沿第一导轨12和第二导轨25做直线滑动的滑槽,左模1和右模24的下端分别与左模托架11和右模托架9固定连接,左模1远离右模24的一侧通过第一弹性组件与左抓手7相连,右模24远离左模1的一侧通过第二弹性组件与右抓手23相连。在左模1和右模24之间的下侧设置一底模8,且该底模8的下端通过一底模托架10(通过嵌在底模8的锥形销进行定位)放置于第一导轨12和第二导轨25上,底模托架10并固定于机架上,其现对于导轨始终处于静止状态。
第一弹性组件和第二弹性组件的结构相同,左模1、右模24均通过四套弹性组件分别与左抓手7、右抓手23相连,通过弹性组件实现开合模行程微调功能,以第一弹性组件的结构和工作原理为例,请参照图7所示,其包括空心圆柱2、内阶梯套筒3、螺钉4、压缩弹簧5和螺母6,空心圆柱2嵌入左模1远离右模24的一侧中;内阶梯套筒3与该空心圆柱2螺纹连接,螺钉4的头部位于该内阶梯套筒3中,其尾部伸出该内阶梯套筒3后与左抓手7螺纹连接,螺母6螺纹连接于螺钉4上,压缩弹簧5安装于螺母6和内阶梯套筒3之间的螺钉4上且一端与内阶梯套筒3固定连接。内阶梯套筒3的内部包括同轴且相互联通的第一柱形槽和第二柱形槽,二者的一端直接连接,另一端分别延伸到空心圆柱2的内侧以及内阶梯套筒3远离左模1的端面,其中,第一柱形槽的半径大于第二柱形槽的半径,螺钉4的头部位于第一柱形槽中,其尾部从第二柱形槽中穿过,在内阶梯套筒3远离左模1的端面上加工有安装基座,压缩弹簧5的一端固定在该安装基座上,以保证压缩弹簧5受力均匀。螺母6拧入螺钉4的深度必须保证压缩弹簧5受到一定的预压紧力,以免合模过程螺钉4的端面直接与石膏模接触而破坏石膏模。
合模时,左抓手7向右运动,带动螺钉4向右运动;螺钉4带动螺母6向右运动;螺母6压缩弹簧5从而使压缩弹簧5压缩,从而使压缩弹簧5的弹性压力增大,从而使内阶梯套筒3受到压缩弹簧5的向右的推力增大。当作用于左模1的4个压缩弹簧的弹性压力总和大于左模1的静摩擦力时,左模开始向右运动,压缩弹簧5不再被压缩,即开始合模。当左模与左模在合模面上接触时,左抓手7继续向右运动,这时,左抓手7对压缩弹簧5施加的向右的推力不再使左模向右运动,而使压缩弹簧5进一步被压缩,压缩弹簧5压力增加,而使紧模力增加。于是可以控制左抓手7的行程控制紧模力的大小。优点是:合模、紧模过程作用于石膏模的推力都是逐渐增加的,合模冲量小,石膏模不易破损。
开模时,左抓手7缓缓向左运动时,带动螺钉4向左运动;螺钉4带动螺母6向左运动;这时压缩弹簧5所积累的弹性势能慢慢被释放,压缩弹簧压力减小,直至螺钉4的头部与内阶梯套筒3接触。当螺钉4的头部与内阶梯套筒3接触时,压缩弹簧5势能不再释放,螺钉4带动内阶梯套筒3与左模1向左运动,实现开模。通过控制左抓手7的行程可控制开模行程的大小。
通过调节内阶梯套筒3与空心圆柱2的螺纹连接深度以调整左抓手7与左模1的距离,从而调整开合模的行程,实现开合模抓手的微调。
通过平动机构保证对称开合模:请参照图4、5、8和9所示,平动机构包括直杆13、第一杆15、第二杆16、第三杆18、第四杆19、第五杆21、第一销14、第二销17、第三销20、第四销22。液压缸作用在直线运动的直杆13上。直杆13通过第三销20带动第四杆19摇动。第四杆19通过枢轴联接带动第三杆18绕第二销17转动,使与第二销17固连的第二杆16绕第二销17与第三杆18以相同的角速度转动。第二销17的顶端与底模托架10转动连接,底模托架10与机架固连,从而使第二销17的轴心位置固定。第二杆16的两端分别通过枢接轴联接第一杆15和第五杆21的一端,第一杆15和第五杆21的另一端分别通过第一销14、第四销22联接左抓手7与右抓手23。左抓手7与右抓手23在第一导轨12、第二导轨25的自由度限制下,可沿第一导轨12、第二导轨25直线运动。第一杆15、第一销14、左抓手7与第五杆21、第四销22、右抓手23形成一套相对于第二销17对称的运动系统,当第二杆16绕第二销17转动时,带动这个对称系统对称运动,使左抓手7与右抓手23能相对于底模托架对称运动,从而带动分别连接在左抓手7与右抓手23上的左模1、右模24进行对称开合模。左模1、右模24分别安装在可沿第一导轨12、第二导轨25直线运动的左模托架11与右模托架9上。
模具安装办法:1.将底模8安放到底模托架10上,使底模8上的锥形销对准底模托架10上的锥形孔。2:将左模托架11、右模托架9推至紧贴底模托架10,而后将左模1、右模24分别通过嵌于模具内锥形销安放到左模托架11、右模托架9上,使左模1、右模24处于合模状态。3:将安装有带螺钉4、压缩弹簧5、螺母6的左抓手7推向左模1,将内阶梯套筒3拧入空心圆柱2大约两个螺距深度。4:采用L夹子夹紧左右模,然后轻轻推开左抓手7,使螺钉4的头部与内阶梯套筒3接触,而后按对角顺序缓缓将内阶梯套筒3拧入空心圆柱2,使左抓手7的导槽与第一导轨12、第二导轨25均平行,同时使每个工位的第一销14到第二销17的距离相等,从而保证每个工位的开合模行程相同。5:根据模具紧模力的大小要求,调整螺母6的位置,使左侧四个压缩弹簧均处于预压状态,使各压缩弹簧的压紧量一致,同理对右抓手23与右模24的位置以及弹性组件进行相应的调节,尽量使左右两侧压缩弹簧的压缩量一致。
实施例二
请参照图10-13所示,其是通过每组模具中的一个固定,另一个相对于该固定的模具进行移动实现多组模具的同步开合模。这里以将右模24固定,左模1的移动为例,其具体包括导轨、由支撑机构形成的输出臂、弹性组件、平动机构和动力机构。
导轨安装于机架上,长滑条26在该导轨上左右滑动,支撑机构为左抓手臂和右抓手臂两个输出臂,左模1远离右模24的一侧与左抓手臂固定连接,右模24远离左模1的一侧与右抓手臂固定连接。
左抓手臂和左模1的连接方式与右抓手臂和右模24的连接方式相同,这里以右抓手臂(以下称抓手臂27)与左模1的连接为例:抓手臂27通过抓手法兰28、横爪29与竖爪30与左模1固定连接。竖爪30通过螺栓连接到与石膏模浇筑一体的螺套中,横爪29通过穿过竖爪30的螺栓连接到竖爪30上,同时横爪29通过抓手法兰28连接到抓手臂27上。横爪29与竖爪30的安装孔均为条形槽,可以嵌入该条形槽终端螺纹嵌件35调整安装位置。因而竖爪30可以实现模具纵向安装位置的调整,横爪29可以实现模具横向安装位置的调整。
左抓手臂的下端通过平动机构可在长滑条26上滑动,而右抓手臂的下端通过固定座45固定于长滑条26上,从而在长滑条26滑动时,左模1可相对于右模24平动,为此抓手臂27通过螺栓与安装在机架滑轨上的平衡滑块31固定连接(右抓手臂上无需连接平衡滑块),从而保证左模1随抓手臂27沿开合模方向做平稳滑动,同时,平衡滑块31对左模1也起到支撑作用。需注意的是本发明所有滑轨(无论是实施例一还是实施例二)均固定在机架上,且他们的运动方向与开合模方向平行。
平动机构包括安装板44和齿轮40,其中,安装板44位于左抓手臂的下侧,在右抓手臂的下侧设有一固定安装于长滑条26上的固定座45,安装板44和左抓手臂之间、以及右抓手臂和固定座45之间存在相同高度的间隙;安装板44的下端面以及长滑条26的上端面分别设有与齿轮40啮合的第一齿条39和第二齿条41,其中,第二齿条41嵌入并通过销32固定于长滑条26的上端面。
弹性组件包括结构完全相同的第一拉伸弹簧和第二拉伸弹簧(均为拉伸弹簧36),在该安装板44上端面的两侧设有的弹簧安装耳37(弹簧安装耳37与安装板44之间并设置有垫片38)均通过第一拉伸弹簧连接于左抓手臂的下部的两侧,安装板44上端面的两侧设有的弹簧安装耳37也均通过第二拉伸弹簧连接于左抓手臂的下部的两侧;动力机构(例如液压缸34)通过联轴器33连接于长滑条26的一端。
长滑条26可在固定于机架的滑轨上左右滑动,安装板44亦可在滑轨上滑动,安装板44通过第一拉伸弹簧连接并驱动左抓手臂。第一齿条39亦可在固定于机架的滑轨上左右滑动;齿轮40安装于机架上,其平移自由度皆被固定,可绕齿轮中心轴转动自由度为自有状态,从而在长滑条26滑动时,使得第一齿条39带动左模1沿开合模方向滑动。其具体工作原理如下:
液压缸34回缩长滑条26向左运动时,带动右模和第二齿条41向左运动,第二齿条41带动齿轮40顺时针运动,齿轮40带动第一齿条39向右运动,带动安装板44相右滑动,拉动安装于安装板44上的第一拉伸弹簧也向右运动,抓手臂27与左模1由于惯性而保留在原位置,因而右侧拉伸弹簧(位于左抓手臂右侧的第一拉伸弹簧)被拉长,右侧拉伸弹簧拉力增大到大于左侧拉伸弹簧(位于左抓手臂左侧的第一拉伸弹簧)拉力与左模1滑动摩擦力之和,从而拖动左模1向右滑动,以上运动结合,使左、右模同步向二者中间位置靠拢,实现合模动作。同理,当液压缸伸出杆伸出时,带动长滑条26和右模均向右运动,此时左模1向左滑动,实现开模动作。由于液压杆的输送运动最后是通过拉伸弹簧传递给左右模的,所以合模时,左右模所受合模力是通过弹簧的变形逐渐增加,其力增大速度由弹簧刚度决定,因而可以通过控制弹簧刚度以控制合模冲量大小,避免模具受损。
左抓手臂的下端面固定连接有向安装板44延伸的第一测距参照物,在安装板44的上端面固定安装有与第一测距参照物相匹配的第一激光测距传感器;右抓手臂的下端面固定连接有向固定座45延伸的第二测距参照物,在固定座45的上端面固定安装有与第二测距参照物相匹配的第二激光测距传感器;第一测距参照物至第一激光测距传感器之间的距离与第二测距参照物至第二激光测距传感器之间的距离相等。以第一激光测距传感器(即激光测距传感器42)与第一测距参照物(即测距参照物43)的配合关系为例,激光测距传感器42通过测距参照物43的位置确定第一齿条39与左模1的相对位移。根据该相对位移可确定拉伸弹簧36的变形量,而后由胡克定律可求得拉伸弹簧36的拉力。根据牛顿第三定律求得抓手臂27对于左模1的推力大小。由于当左右模未合上时,抓手臂27对于左模1的推力大小小于或等于平衡滑块31与滑轨间的摩擦力。当左右模合上时,抓手臂27对于左模1的推力大小等于左右模间的相互作用力,即合模压力。由于合模压力大于平衡滑块31与滑轨间的摩擦力,所以通过测定第一齿条39与左模1的相对位移即可判断左右模是否已合上,并可判断合模压力是不是要要求范围内。
上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点,其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围内。