CN106003815A - 压头及热压成型设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种压头及带有该压头的热压成型设备，该压头包括叠设的冷却层和第一发热块，所述第一发热块内置有发热元件，所述冷却层内设有用于容置冷却介质的第一冷却通道，所述冷却层还设有与所述第一冷却通道连通的进液接口和出液接口。在实际应用的过程中，本发明所述第一发热块用于与模具接触，使模具温度升高，而驱动所述压头上下的移动的驱动机构则与冷却层相连。当第一发热块发热时，冷却层大量地吸收第一发热块发出的热量，使得到达驱动机构的温度较低，防止驱动机构温度升高影响其正常运行，提高设备运行的安全性和稳定性。

Description

压头及热压成型设备

技术领域

本发明涉及热压成型技术领域，特别是涉及一种压头及热压成型设备。

背景技术

热压成型是玻璃、塑料等加工业中常用的加工方法，其主要是将待加工的产品放在模具中，模具在发热炉中移送，通过模具上方的压头下压，使得模具受热压而成型。目前，市场上各种热成型设备均存在一个亟待解决的问题：由于炉内温度高达几百上千度，用于驱动压头移动的气缸等驱动机构温度也很高，其内的活塞容易膨胀而被卡住，导致气缸无法正常工作，进而使得整个成型工艺无法正常进行，严重时，还会产生爆缸现象，引发安全事故。

发明内容

本发明的目的在于提供一种压头及热压成型设备，该压头具有较好的冷却功能，可有效地防止与其装配的驱动机构等受高温影响，保证热成型工艺正常进行，同时也保证了设备使用安全。

其技术方案如下：

一种压头，包括叠设的冷却层和第一发热块，所述第一发热块内置有发热元件，所述冷却层内设有用于容置冷却介质的第一冷却通道，所述冷却层还设有与所述第一冷却通道连通的进液接口和出液接口。

在其中一个实施例中，还包括位于所述冷却层和所述第一发热块之间的隔热层。

在其中一个实施例中，所述第一发热块设有包覆所述发热元件的护套，所述护套为耐800℃以上温度的材质。

本技术方案还提供了一种热压成型设备，包括冷却介质系统和加热工位段，所述加热工位段设有至少一组加热组件，所述加热组件包括上述的压头、位于所述压头正下方的第二发热块以及驱动所述压头上下移动的第一驱动机构，所述冷却介质系统与每个所述压头的所述进液接口和所述出液接口连通。

在其中一个实施例中，还包括壳体，每组所述加热组件的所述压头和所述第二发热块均位于所述壳体内，所述壳体的底部、顶部以及侧壁均内设有与所述冷却介质系统连通的第二冷却通道。

在其中一个实施例中，还包括用于推动模具沿着产品输送方向移动的推模机构，所述推模机构包括用于推动所述模具移动的推动件、用于驱动所述推动件转动的第二驱动机构以及用于驱动所述推动件沿着产品输送方向移动的第三驱动机构，所示推动件位于所示壳体内。

在其中一个实施例中，还包括与所述加热工位段的出料端连接的冷却工位段，所述冷却工位段设有至少一组冷却组件，所述冷却组件包括上下相对设置的第一冷却块和第二冷却块，所述第一冷却块和所述第二冷却块内均设有与所述冷却介质系统连通的第三冷却通道。

在其中一个实施例中，还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产品输送方向均与所述加热工位段的产品输送方向相垂直。

在其中一个实施例中，还包括控制器，所述加热组件至少为两组，每组所述加热组件中的所述第一发热块、所述第二发热块、所述第一驱动机构均与所述控制器电性连接。

下面对前述技术方案的优点或原理进行说明：

本发明所述的压头包括依次叠设的冷却层和第一发热块，在实际应用的过程中，第一发热块用于与模具接触，使模具温度升高，而驱动所述压头上下的移动的驱动机构则与冷却层相连。当第一发热块发热时，冷却层大量地吸收第一发热块发出的热量，使得到达驱动机构的温度较低，防止驱动机构温度升高影响其正常运行。本发明结构简单，设计合理，有效地保证热成型工艺正常进行，同时也保证了设备使用安全并延长了设备的使用寿命。

本发明还包括位于所述冷却层和第一发热块之间的隔热层，用于进一步隔绝热量的传导。

所述第一发热块的外层护套为耐高温材质，防止第一发热块在高温下变形。由于当第一发热块变形时，将导致第一发热块与模具接触不紧密，从而使得模具受热以及受压不均，导致产品成型精度不高。因而，采用耐高温材质制备第一发热块，可有效地提高热压成型的产品的精度。

本发明还提供了一种热压成型设备，其内设有上述的压头，因而该热压成型设备可保证驱动机构的正常运行，还可提高产品成型精度，提高产品良率。

本发明还包括壳体，加热工位段中加热组件的压头和第二发热块均位于壳体内，使得发热加工位隔绝于壳体内，防止设备以外的温度过高，影响工作人员正常工作。本发明所述壳体的底部、顶部以及侧壁均设有第二冷却通道，用于降低壳体的温度，防止壳体温度过高烫伤工作人员，因而本发明使用安全、可靠。

本发明所述的推模机构通过第二驱动机构驱动推动件转动，并通过第三驱动机构驱动推动件沿着产品输送方向移动，使得推动件按照向下转动至与模具相抵、推动模具前行、向上转动至脱离模具、后退的顺序完成一个推动循环。而传统的推模机构其推动杆件须在垂直于产品输送的方向前后移动来实现更换锁推动的模具，与传统技术相比，本发明充分利用壳体内上方的空间，有效地减少了壳体的宽度，减少了设备的空间占用体积，使得设备结构紧凑。

本发明还包括冷却工位段，冷却工位段用以降低模具内产品的温度，使得产品恢复至常温固化温度状况，促进产品成型。所述冷却工位段的第一冷却块和第二冷却块内均设有第三冷却通道，第三冷却通道也与冷却介质系统连通，因而本发明通过冷却介质系统与第一冷却通道、第二冷却通道和第三冷却通道组成了一个冷却循环系统，通过这个冷却循环系统即实现了产品的冷却降温，又保证了第一驱动机构正常运行，同时还降低了壳体的温度，保证工作人员的人身安全。由上可知，本发明充分利用已有结构，实现构件功能的多样化，提高了构件的利用率，同时也降低了制作成本。

在实际生产的过程中，多个模具连续入料，需设计较长的入料工位段和出料工位段，本发明通过设计入料工位段和出料工位段均垂直于加热工位段布置，可减小整个设备的长度，减少设备占地面积。

所述加热工位段中的加热组件至少为两组，当为两组时，可通过控制器来控制每一组的加热温度和压头的下压距离，使得加热工位段分隔形成不同的加工工位。例如，靠近入料端的加热组件可设置低温，同时控制合适的下压距离保证第一发热块与模具接触即可，用于使模具预热，对应生产线中的预热工位段；靠近出料端的加热组件则设置高温，用以保证模具内产品受热软化，同时通过控制器控制压头下压较大的距离，以保证产品受压成型，用以对应生产线中的热压工位端。本发明也可根据实际需要在预热工位段设置多组加热组件，多组加热组件并排布置，多组加热组件的温度呈梯度式升高，使得模具呈梯度式受热，保证模具受热充分、均匀；同时可在热压工位段也设置多组加热组件，使得热压工艺多段进行。本发明促进了产品受热均匀，实现了高精度热压成型，同时，有效地防止了产品易碎现象，提高了产品良率。本发明通过控制器控制工艺进行，实现了工艺的自动化和智能化。

附图说明

图1是本发明实施例所述的压头和第一驱动机构的装配示意图；

图2是本发明实施例所述的压头的结构示意图；

图3是本发明实施例所述的热压成型设备的结构示意图；

图4是本发明实施例所述的压头与第一驱动机构之间以及第一冷却块与第四驱动机构之间的装配示意图；

图5是本发明实施例所述的推模机构的结构示意图；

图6是本发明实施例所述的入料端的结构示意图。

附图标记说明：

10、模具，100、机架，200、壳体，300、加热组件，310、压头，311、第一发热块，3111、发热元件，3112、护套，312、隔热层，313、冷却层，3131、进液接口，3132、出液接口，320、第一驱动机构，330、第二发热块，400、冷却组件，410、第一冷却块，420、第四驱动机构，430、第二冷却块，500、入料工位段，510、入料端，520、入料缓冲区，600、出料工位段，610、出料端，620、出料缓冲区，710、推动件，720、驱动杆，730、第二驱动机构，740、第三驱动机构，751、第一气缸，752、第二气缸，753、第三气缸，754、推动块，760、第六驱动机构，770、第七驱动机构，800、人机界面系统,900、冷却介质系统。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明：

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件时，它可以直接固定在另一个元件上或者也可以通过居中的元件固定于另一个元件。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者也可以是通过居中的元件而连接于另一个元件。

如图1和图2所示，本发明所提供的一种压头310，包括叠设的冷却层313和第一发热块311，所述第一发热块311内置有发热元件3111，所述冷却层313内设有用于容置冷却介质的第一冷却通道(图未示出)，所述冷却层313还设有与所述第一冷却通道连通的进液接口3131和出液接口3132。在实际应用的过程中，第一发热块311用于与模具10接触，使模具10温度升高，而驱动所述压头310上下的移动的第一驱动机构320则与冷却层313相连，冷却层313通过进液接口3131和出液接口3132与冷却介质系统900相连，实现冷却介质在第一冷却通道内循环流动，达到降温的目的。所述第一冷却通道呈U型或S型通道，用以增加冷却介质的流通路程，使得冷却层313降温彻底。当第一发热块311发热时，冷却层313大量地吸收第一发热块311发出的热量，使得到达驱动机构的温度较低，防止第一驱动机构320温度升高影响正常运行。本发明结构简单，设计合理，有效地保证热成型工艺正常进行，同时也保证了设备使用安全并延长了设备的使用寿命。

进一步地，本发明还包括位于所述冷却层313和所述第一发热块311之间的隔热层312，用于进一步隔绝热量的传导。隔热层312采用氮化铝、氧化铝、二氧化锆等其他高强度、耐高温、高压材料。所述第一发热块311包括包覆所述发热元件的护套3112，所述护套3112为耐800℃以上温度的材质，防止第一发热块311在高温下变形。由于当第一发热块311变形时，将导致第一发热块311与模具10接触不紧密，从而使得模具10受热以及受压不均，导致产品成型精度不高。因而，采用耐高温材质制备第一发热块311，可有效地提高热压成型的产品的精度。

如图3至图5所示，本发明还提供了一种热压成型设备，包括冷却介质系统900、机架100、位于机架100上的炉体以及用于沿着入料端510、炉体内、出料端610的顺序将模具10推送的推模机构。所述炉体包括壳体200和位于壳体200内的加热工位段，所述加热工位段设有至少一组加热组件300，所述加热组件300包括上述的压头310、位于所述压头310正下方的第二发热块330以及驱动所述压头310上下移动的第一驱动机构320，所述第二发热块330也内置有发热元件3111。在实际生产的过程中，模具10置于第二发热块330上，通过第一驱动机构320驱动压头310下压，使得模具10被夹于压头310和第二发热块330之间，模具10顶部和底部同时受热，当温度达到产品的软化温度后，压头310进一步下压使产品成型。在本实施例中，所述加热组件300优选为多组，多组加热组件300并排布置于壳体200内，在加工的过程中，推模机构推动模具10在并排设置的数个第二发热块330上移动，并且每组加热组件300的压头310均设有所述的冷却层313，由于所述冷却介质系统900与每个压头310的进液接口3131和出液接口3132连通，因而每个压头310上都形成一个冷却循环通道，防止第一驱动机构320温度升高影响正常运行。因而本发明可保证第一驱动机构320正常运行，还可提高产品成型精度，提高产品良率。

本发明可设计每一组加热组件300的加热温度和压头310的下压距离，使得加热工位段分隔形成不同的加工工位。例如，靠近入料端510的加热组件300可设置低温，同时控制合适的下压距离保证第一发热块311与模具10接触即可，用于使模具10预热，对应生产线中的预热工位段；靠近出料端610的加热组件300则设置高温，用以保证模具10内产品受热软化，同时通过控制器控制压头310下压较大的距离，以保证产品受压成型，用以对应生产线中的热压工位端。本发明根据实际需要在预热工位段设置一组以上的加热组件300，各加热组件300的温度按照产品输送方向的呈梯度式升高，使得模具10呈梯度式受热，保证模具10受热充分、均匀；同时可在热压工位段也设置多组加热组件300，使得热压工艺多段进行。本发明促进了产品受热均匀，实现了高精度热压成型，同时，有效地防止了产品易碎现象，提高了产品良率。

本发明还包括位于壳体200内的冷却工位段，冷却工位段与所述加热工位段的出料端610连接。所述冷却工位段设有至少一组冷却组件400，所述冷却组件400包括上下相对设置的第一冷却块410、第二冷却块430和用于驱动所述第一冷却块410上下移动的第四驱动机构420。所述第一冷却块410和所述第二冷却块430内均设有第三冷却通道(图未示出)，第三冷却通道与所述冷却介质系统900连通，用以实现冷却介质的流通回路，使得冷却块处于低温状态。在本实施例中，所述的第三冷却通道优选为S型，用以保证冷却块的降温速率。在经过热压工位段后，模具10在推模机构的推送下进入冷却工位段，其在下方的第二冷却块430上前行，并夹设于第一冷却块410和第二冷却块430之间进行降温处理，使得产品恢复至常温固化温度状况，促进产品成型。优选地，所述冷却组件400设计为至少两组，冷却组件400之间并排布置，通过两组以上的冷却组件400提高降温处理的效率。综上可知，本发明通过预热、热压、冷却等工位可以实现产品的高精度热压成型，采用多工位布局，既提高了生产效率，又改善了产品综合性能。

在本实施例中，所述壳体200的底部、顶部以及侧壁均内设有与所述冷却介质系统900连通的第二冷却通道(图未示出)，用于降低壳体200的温度，防止壳体200温度过高烫伤工作人员，因而本发明使用安全、可靠。优选地，所述第二冷却通道优选为U型或S型通道。

本发明所述的冷却介质系统900与第一冷却通道、第二冷却通道和第三冷却通道组成了一个冷却循环系统，通过这个冷却循环系统即实现了产品的冷却降温，又保证了第一驱动机构320正常运行，同时还降低了壳体200的温度，保证工作人员的人身安全。由上可知，本发明充分利用已有结构，实现构件功能的多样化，提高了构件的利用率，同时也降低了制作成本。

本发明还包括位于壳体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以及与入料端510连接的入料缓冲区520，出料工位段600包括出料端610以及与出料端610连接的入料缓冲区。所述入料工位段500和所述出料工位段600的产品输送方向均与所述加热工位段的产品输送方向相垂直。在实际生产的过程中，多个模具10连续入料，需设计较长的入料工位段500和出料工位段600，本发明将入料工位段500和出料工位段600设计成垂直于加热工位段，可减小整个设备的长度，减少设备占地面积。

如图5所示，本发明所述的推模机构包括用于推动所述模具10移动的推动件710、用于驱动所述推动件710转动的第二驱动机构730以及用于驱动所述推动件710沿着产品输送方向移动的第三驱动机构740，推动件710位于壳体100内。所述推动件710为多个，多个推动件710均通过驱动杆720与第二驱动机构730和第三驱动机构740连接。所有的推动件710均按照向下转动至与模具10相抵、推动模具10前行、向上转动至脱离模具10、后退的顺序完成一个推动循环。具体地，每个推动件710推动一个模具10进入下一个加工位，之后驱动杆720带动所有的推动件710整体向上转动后再后退一个加工位，推动件710再向下转动至与模具10相抵，再次推动模具10，每一个模具10都经过间歇式的多次推送最终进入出料缓冲区620。较之于传统的推模机构，本发明充分利用炉体内上方的空间，有效地减少了炉体的宽度，减少了设备的空间占用体积，使得设备结构紧凑。

进一步地，所述推模机构还包括第五驱动机构、第六驱动机构760以及第七驱动机构770。第五驱动机构位于入料工位段500，用于驱动模具10垂直进入入料缓冲区，具体地，如图6所示，第五驱动机构包括第一气缸751、第二气缸752、第三气缸753和推动块754，第一气缸751带动模具10入料，第二气缸752驱动推动块754上移，使得模具10移动至推动块754的前面，第二气缸752驱动推动块754下移，之后第三气缸753驱动推动块754往前移动至入料缓冲区；第六驱动机构760位于入料缓冲区520，用于驱动模具10水平进入加热工位段；在第三驱动机构740将热压成型后的模具10推送至出料缓冲区620时，通过第七驱动机构770来推动模具10在垂直方向前行出料。在本实施例中，所述第一驱动机构320、所述第三驱动机构740、所述第四驱动机构420、第五驱动机构、第六驱动机构760以及第七驱动机构770均为气缸，所述第二驱动机构730为电机。本发明也可根据实际需要设计成：整个产品输送通道上均是通过可转动的推动件710来推送模具10。

本发明还包括氮气系统，壳体200设有氮气入口，在炉体内输送氮气用于排挤壳体200内空气中的氧气，使得内部构件不被氧化。

优选地，本发明还包括控制器和与控制器电性连接的人机界面系统800，每组所述加热组件300、每组降温组件、冷却循环系统、推模机构等均与控制点电性连接。通过控制器控制每组加热组件300的加热温度和压头310的下压距离以及每组冷却组件400的开启和关闭，实现了炉体内工艺的自动调控。同时还通过控制器控制模具10的移送和设备的冷却处理，进而实现了整个工艺的自动化和智能化。此外，通过人机界面系统800来实现整个成型工艺的自动控制，方便工作人员控制和操作，提高了工作效率。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种压头，其特征在于，包括叠设的冷却层和第一发热块，所述第一发热块内置有发热元件，所述冷却层内设有用于容置冷却介质的第一冷却通道，所述冷却层还设有与所述第一冷却通道连通的进液接口和出液接口。

2.根据权利要求1所述的压头，其特征在于，还包括位于所述冷却层和所述第一发热块之间的隔热层。

3.根据权利要求1所述的压头，其特征在于，所述第一发热块设有包覆所述发热元件的护套，所述护套为耐800℃以上温度的材质。

4.一种热压成型设备，其特征在于，包括冷却介质系统和加热工位段，所述加热工位段设有至少一组加热组件，所述加热组件包括如权利要求1至3中任一项所述的压头、位于所述压头正下方的第二发热块以及驱动所述压头上下移动的第一驱动机构，所述冷却介质系统与每个所述压头的所述进液接口和所述出液接口连通。

5.根据权利要求4所述的热压成型设备，其特征在于，还包括壳体，每组所述加热组件的所述压头和所述第二发热块均位于所述壳体内，所述壳体的底部、顶部以及侧壁均内设有与所述冷却介质系统连通的第二冷却通道。

6.根据权利要求5所述的热压成型设备，其特征在于，还包括用于推动模具沿着产品输送方向移动的推模机构，所述推模机构包括用于推动所述模具移动的推动件、用于驱动所述推动件转动的第二驱动机构以及用于驱动所述推动件沿着产品输送方向移动的第三驱动机构，所示推动件位于所示壳体内。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的热压成型设备，其特征在于，还包括与所述加热工位段的出料端连接的冷却工位段，所述冷却工位段设有至少一组冷却组件，所述冷却组件包括上下相对设置的第一冷却块和第二冷却块，所述第一冷却块和所述第二冷却块内均设有与所述冷却介质系统连通的第三冷却通道。

8.根据权利要求4至6中任一项所述的热压成型设备，其特征在于，还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产品输送方向均与所述加热工位段的产品输送方向相垂直。

9.根据权利要求4至6中任一项所述的热压成型设备，其特征在于，还包括控制器，所述加热组件至少为两组，每组所述加热组件中的所述第一发热块、所述第二发热块、所述第一驱动机构均与所述控制器电性连接。