CN106915021B - 一种家蚕营茧用蚕框的成型方法及其成型模具 - Google Patents

一种家蚕营茧用蚕框的成型方法及其成型模具 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种家蚕营茧用蚕框的成型方法及其成型模具，包括如下步骤：(1)成型模具安装与定位、(2)打孔机构安装与定位、(3)蚕框成型浇注、(4)蚕框打孔和(5)脱模。成型模具包括母模板、公模板、上固定板和下固定板，母模板的内部朝下设置有母模仁，上固定板的中心处设置有浇注孔，浇注孔垂直向下贯穿至母模仁中，公模板内设置有公模仁，通过母模仁和公模仁的设计，可以减少材料的浪费，降低了制造成本。本发明结构简单，实用性强，不仅可以实现对不同尺寸大小蚕框的成型加工，而且通过分步成型，提高了蚕框的加工精度，降低了人工操作的劳动强度，降低了蚕框的制造成本。

Description

一种家蚕营茧用蚕框的成型方法及其成型模具
技术领域
本发明涉及一种家蚕营茧用蚕框的成型方法及其成型模具。
背景技术
蚕丝是天然有机高分子材料，具有很好的强力和延伸性，主要作为高档次纺织面料和丝绵被原料。随着科技的发展，蚕丝纤维及其制品也在化妆品、医疗、工业等方面得到很好的发展。
蚕框是家蚕营茧中的重要部分，传统养蚕一般都是采用竹片制成的匾来养蚕，只能适用于小规模的养蚕，不利于大规模流水线生产，因此经济效益较低，而且不利于蚁蚕的生长，成活率较低。
发明内容
本发明目的在于针对现有技术所存在的不足而提供一种家蚕营茧用蚕框的成型方法及其成型模具的技术方案，不仅可以实现对不同尺寸大小蚕框的成型加工，而且通过分步成型，提高了蚕框的加工精度，降低了人工操作的劳动强度，降低了蚕框的制造成本。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种家蚕营茧用蚕框的成型方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)成型模具安装与定位
a、首先将根据蚕框的尺寸大小设计母模仁和公模仁，并将母模仁和公模仁中除挤压成型一侧均用切割机将表面切削平整，再用砂纸打磨均匀，然后将母模仁和公模仁分别安装在相应的母模板和公模板中进行固定，同时对母模仁上超出母模板底面的部分切除，使母模仁的底端与母模板的底端齐平，用尺测量公模仁超出公模板的长度，使其在设定范围内；
b、待母模仁和公模仁安装完毕后，将母模板合盖在公模板上进行定位，检查母模板与公模板之间的间隙大小，直至间隙大小符合设计的要求，再用密封胶带在母模板和公模板的连接处进行密封加固；
c、接着将成型模具放置在加工平台上，使成型模具保持水平，然后在成型模具的底面上通过定位轴安装从动齿轮，从动齿轮与加工平台保持平行，加工平台的底面上均匀设置有支撑腿，在支撑腿之间安装横梁，使横梁位于从动齿轮的下方，并在横梁的顶面上安装第一电机，使第一电机的动力输出端竖直向上，最后在第一电机的上方转动连接主动齿轮，使主动齿轮与从动齿轮相互啮合；
(2)打孔机构安装与定位
a、待成型模具安装结束后安装打孔机构，在加工平台的顶面上安装底座，使底座位于成型模具的一侧，并在底座的左端水平安装第二电机，第二电机上转动连接有螺杆，螺杆位于底座的内部，并与加工平台保持平行；
b、然后在底座的顶面上垂直安装四个相互平行的第一立杆，四个第一立杆呈矩形分布，左右相邻的两个第一立杆之间设置有水平导轨，水平导轨上均套接有滑块，两个滑块之间通过衔接杆固定，衔接杆的底端通过第二立杆连接有助推块，助推块套接在螺杆上，衔接杆的顶面上转动连接有定位块，定位块的顶端两侧均通过伸缩杆连接在第一立杆的顶端，定位块的右侧通过挤压杆连接有支撑板；
(3)蚕框成型浇注
a、待打孔机构安装结束后，将首先根据成型模具的大小及公模板的高度通过伸缩杆调节定位块的角度位置，转动支撑板使支撑板的斜面与公模仁的斜面保持平行；
b、然后将注浆机的出料口通过管道与成型模具连接，开启注浆机，使注浆机连续输送浆料，控制管道中熔体流动的速度为35～75cm3/s，同时控制成型模具的温度为40～65℃，保压压力为90～120MPa，保压时间10～20s，停止浆料输送，并移除管道；
c、接着将冷却水箱通过输水管与母模板和公模板上的冷却水循环管接通，并连续通入冷却水，持续30～45s；
d、最后通过导柱使母模板和上固定板向上移动离开公模板，使母模板的底面与公模仁的顶面之间的间距大于20cm；
(4)蚕框打孔
a、待蚕框浇注成型结束后，启动第二电机，控制第二电机的转速在25r/s，通过第二电机带动螺杆旋转，进而带动助推块向前移动，使衔接杆随着第二立杆向前移动，带动支撑板靠近公模仁上的蚕框，直至支撑板抵住蚕框，然后降低第二电机的转速至10～15r/s，稳定转速后使支撑板连续送进，接触公模仁后第二电机翻转，使支撑板后退，来回连续打孔2～3次；
b、然后通过第二电机使支撑板远离公模板，同时启动第一电机，通过主动齿轮带动从动齿轮旋转，进而带动成型模具旋转，使蚕框调整至下一打孔侧面，并继续步骤a的过程实现打孔，依次循环，直至蚕框打孔结束形成成品；
(5)脱模
待蚕框形成成品后，先关闭冷却水的输送，然后将成品从公模仁上脱模。
进一步，步骤(2)b中的支撑板的侧面上均匀设置有顶针，挤压杆的端部设置有定位齿，支撑板的侧面中心设置有凹孔，凹孔内设置有齿形槽，齿形槽与定位齿相匹配，通过将顶针均匀分布在支撑板上，可以一次挤压形成多个通孔，提高了打孔的效率，使各个通孔之间的间距保持一致，通过定位齿和齿形槽的设计，可以使支撑板的转动角度均匀，满足对不同斜度模具的加工，提高了打孔机构的实用性和灵活性。
进一步，成型模具包括母模板、公模板、上固定板和下固定板，上固定板位于母模板的顶面上，母模板的内部朝下设置有母模仁，上固定板的中心处设置有浇注孔，浇注孔垂直向下贯穿至母模仁中，公模板内设置有公模仁，公模仁朝上与母模仁相匹配，通过母模仁和公模仁的设计，可以减少材料的浪费，当用于浇注不同形状的蚕框模具时，只需更换母模仁和公模仁即可，提高了加工效率，降低了制造成本。
进一步，上固定板与母模板上设置有排气孔，排气孔的顶面上设置有排气帽，浇注时产生的热蒸汽通过排气孔可以快速排出，排气帽则可以有效防止外界杂质进入排气孔而造成堵塞，影响模具浇注时的排气效率，影响最终模具的成型。
进一步，公模板的顶面上设置有定位孔和限位柱，上固定板和母模板通过导柱连接在限位孔上，通过导柱的设计，不仅提高了母模板与公模板的闭合程度，而且浇注结束后可以在导柱的作用下将母模板顶起，使母模板离开公模板，便于打孔加工。
进一步，下固定板位于公模板的下方，公模板与下固定板之间设置通过防护板连接，防护板内从上往下设置有上顶出板和下顶出板，上顶出板和下顶出板之间设置有支撑柱，上顶出板和下顶出板的设计，便于最终成品的脱模。
进一步，母模板和公模板内均设置有冷却水循环管，冷却水循环管可以通入冷却水，提高蚕框的成型速度。
本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：
1、本发明的成型方法步骤简单，可以在一个工位上实现蚕框的成型加工，提高了加工效率，降低了人工操作的劳动强度，同时有利于实现自动化生产，提高了蚕框的加工精度；
2、本发明将成型模具和打孔机构安装在同一加工平台上，并通过成型模具的旋转，实现对蚕框的打孔加工，与现有技术相比，大大提高了蚕框的加工质量，减低了次品的概率；
3、通过母模仁和公模仁的设计，可以减少材料的浪费，当用于浇注不同形状的蚕框模具时，只需更换母模仁和公模仁即可，提高了加工效率，降低了制造成本；
4、通过将顶针均匀分布在支撑板上，可以一次挤压形成多个通孔，提高了打孔的效率，使各个通孔之间的间距保持一致，通过定位齿和齿形槽的设计，可以使支撑板的转动角度均匀，满足对不同斜度模具的加工，提高了打孔机构的实用性和灵活性；
本发明结构简单，实用性强，不仅可以实现对不同尺寸大小蚕框的成型加工，而且通过分步成型，提高了蚕框的加工精度，降低了人工操作的劳动强度，降低了蚕框的制造成本。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1为本发明一种家蚕营茧用蚕框的成型方法及其成型模具中打孔机构和成型模具的安装示意图；
图2为本发明中成型模具的结构示意图；
图3为本发明中支撑板与挤压杆的连接示意图；
图4为本发明中蚕框成品的结构示意图。
图中：1-加工平台；2-成型模具；3-打孔机构；4-支撑腿；5-横梁；6-从动齿轮；7-主动齿轮；8-第一电机；9-底座；10-第二电机；11-螺杆；12-助推块；13-第一立杆；14-第二立杆；15-水平导轨；16-滑块；17-定位块；18-伸缩杆；19-挤压杆；20-支撑板；21-母模板；22-上固定板；23-公模板；24-防护板；25-下固定板；26-公模仁；27-上顶出板；28-下顶出板；29-支撑柱；30-定位孔；31-限位柱；32-成品；33-母模仁；34-导柱；35-浇注孔；36-排气孔；37-排气帽；38-顶针；39-定位齿；40-齿形槽；41-冷却水循环管。
具体实施方式
如图1至4所示，一种家蚕营茧用蚕框的成型方法，包括如下步骤：
(1)成型模具安装与定位
a、首先将根据蚕框的尺寸大小设计母模仁33和公模仁26，并将母模仁33和公模仁26中除挤压成型一侧均用切割机将表面切削平整，再用砂纸打磨均匀，然后将母模仁33和公模仁26分别安装在相应的母模板21和公模板23中进行固定，同时对母模仁33上超出母模板21底面的部分切除，使母模仁33的底端与母模板21的底端齐平，用尺测量公模仁26超出公模板23的长度，使其在设定范围内，提高蚕框的成型加工质量；
b、待母模仁33和公模仁26安装完毕后，将母模板21合盖在公模板23上进行定位，检查母模板21与公模板23之间的间隙大小，直至间隙大小符合设计的要求，再用密封胶带在母模板21和公模板23的连接处进行密封加固；
c、接着将成型模具2放置在加工平台1上，使成型模具2保持水平，然后在成型模具2的底面上通过定位轴安装从动齿轮6，从动齿轮6与加工平台1保持平行，加工平台1的底面上均匀设置有支撑腿4，在支撑腿4之间安装横梁5，使横梁5位于从动齿轮6的下方，并在横梁5的顶面上安装第一电机8，使第一电机8的动力输出端竖直向上，最后在第一电机8的上方转动连接主动齿轮7，使主动齿轮7与从动齿轮6相互啮合；
(2)打孔机构安装与定位
a、待成型模具2安装结束后安装打孔机构3，在加工平台1的顶面上安装底座9，使底座9位于成型模具2的一侧，并在底座9的左端水平安装第二电机10，第二电机10上转动连接有螺杆11，螺杆11位于底座9的内部，并与加工平台1保持平行；
b、然后在底座9的顶面上垂直安装四个相互平行的第一立杆13，四个第一立杆13呈矩形分布，左右相邻的两个第一立杆13之间设置有水平导轨15，水平导轨15上均套接有滑块16，两个滑块16之间通过衔接杆固定，衔接杆的底端通过第二立杆14连接有助推块12，助推块12套接在螺杆11上，衔接杆的顶面上转动连接有定位块17，定位块17的顶端两侧均通过伸缩杆18连接在第一立杆13的顶端，定位块17的右侧通过挤压杆19连接有支撑板20；支撑板20的侧面上均匀设置有顶针38，挤压杆19的端部设置有定位齿39，支撑板20的侧面中心设置有凹孔，凹孔内设置有齿形槽40，齿形槽40与定位齿39相匹配，通过将顶针38均匀分布在支撑板20上，可以一次挤压形成多个通孔，提高了打孔的效率，使各个通孔之间的间距保持一致，通过定位齿39和齿形槽40的设计，可以使支撑板20的转动角度均匀，满足对不同斜度模具的加工，提高了打孔机构3的实用性和灵活性。
(3)蚕框成型浇注
a、待打孔机构3安装结束后，将首先根据成型模具2的大小及公模板23的高度通过伸缩杆18调节定位块17的角度位置，转动支撑板20使支撑板20的斜面与公模仁26的斜面保持平行；
b、然后将注浆机的出料口通过管道与成型模具2连接，开启注浆机，使注浆机连续输送浆料，控制管道中熔体流动的速度为35～75cm3/s，同时控制成型模具2的温度为40～65℃，保压压力为90～120MPa，保压时间10～20s，停止浆料输送，并移除管道；
c、接着将冷却水箱通过输水管与母模板21和公模板23上的冷却水循环管41接通，并连续通入冷却水，持续30～45s；
d、最后通过导柱34使母模板21和上固定板22向上移动离开公模板23，使母模板21的底面与公模仁26的顶面之间的间距大于20cm；
蚕框在浇注成型过程中产生的应变张力表示为：
式中：εi——真实应变；
——静水压产生的应变；
——温度分布不均匀产生的应变；
——蚕框塑料件结晶收缩产生的应变；
——化学反应产生的应变；
——分子链取向产生的应变。
(4)蚕框打孔
a、待蚕框浇注成型结束后，启动第二电机10，控制第二电机10的转速在25r/s，通过第二电机10带动螺杆11旋转，进而带动助推块12向前移动，使衔接杆随着第二立杆14向前移动，带动支撑板20靠近公模仁26上的蚕框，直至支撑板20抵住蚕框，然后降低第二电机10的转速至10～15r/s，稳定转速后使支撑板20连续送进，接触公模仁26后第二电机10翻转，使支撑板20后退，来回连续打孔2～3次；
b、然后通过第二电机10使支撑板20远离公模板23，同时启动第一电机8，通过主动齿轮7带动从动齿轮6旋转，进而带动成型模具2旋转，使蚕框调整至下一打孔侧面，并继续步骤a的过程实现打孔，依次循环，直至蚕框打孔结束形成成品32；
(5)脱模
待蚕框形成成品32后，先关闭冷却水的输送，然后将成品32从公模仁26上脱模，蚕框成品的四周均匀设置有透气孔和加强板筋，提高了蚕框成品的透气效果和强度。
成型模具2包括母模板21、公模板23、上固定板22和下固定板25，上固定板22位于母模板21的顶面上，母模板21的内部朝下设置有母模仁33，上固定板22的中心处设置有浇注孔35，浇注孔35垂直向下贯穿至母模仁33中，公模板23内设置有公模仁26，公模仁26朝上与母模仁33相匹配，通过母模仁33和公模仁26的设计，可以减少材料的浪费，当用于浇注不同形状的蚕框模具时，只需更换母模仁33和公模仁26即可，提高了加工效率，降低了制造成本，上固定板22与母模板21上设置有排气孔36，排气孔36的顶面上设置有排气帽37，浇注时产生的热蒸汽通过排气孔36可以快速排出，排气帽37则可以有效防止外界杂质进入排气孔36而造成堵塞，影响模具浇注时的排气效率，影响最终模具的成型，公模板23的顶面上设置有定位孔30和限位柱31，上固定板22和母模板21通过导柱34连接在限位孔上，通过导柱34的设计，不仅提高了母模板21与公模板23的闭合程度，而且浇注结束后可以在导柱34的作用下将母模板21顶起，使母模板21离开公模板23，便于打孔加工，下固定板25位于公模板23的下方，公模板23与下固定板25之间设置通过防护板24连接，防护板24内从上往下设置有上顶出板27和下顶出板28，上顶出板27和下顶出板28之间设置有支撑柱29，上顶出板27和下顶出板28的设计，便于最终成品32的脱模，母模板21和公模板23内均设置有冷却水循环管41，冷却水循环管41可以通入冷却水，提高蚕框的成型速度。
选取蚕框塑料件的最大体积收缩率值和最大翘曲变形作为优化目标，选用熔体流动速率、模具温度、保压压力和保压时间作为优化参数，每个因素取3个水平，进行正交实验，共进行9次实验。正交实验方案及翘曲变形极差如表1所示。
表1正交实验和翘曲变形极差
以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种家蚕营茧用蚕框的成型方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)成型模具安装与定位
a、首先将根据蚕框的尺寸大小设计母模仁和公模仁，并将母模仁和公模仁中除挤压成型一侧均用切割机将表面切削平整，再用砂纸打磨均匀，然后将母模仁和公模仁分别安装在相应的母模板和公模板中进行固定，同时对母模仁上超出母模板底面的部分切除，使母模仁的底端与母模板的底端齐平，用尺测量公模仁超出公模板的长度，使其在设定范围内；
b、待母模仁和公模仁安装完毕后，将母模板合盖在公模板上进行定位，检查母模板与公模板之间的间隙大小，直至间隙大小符合设计的要求，再用密封胶带在母模板和公模板的连接处进行密封加固；
c、接着将成型模具放置在加工平台上，使成型模具保持水平，然后在成型模具的底面上通过定位轴安装从动齿轮，从动齿轮与加工平台保持平行，加工平台的底面上均匀设置有支撑腿，在支撑腿之间安装横梁，使横梁位于从动齿轮的下方，并在横梁的顶面上安装第一电机，使第一电机的动力输出端竖直向上，最后在第一电机的上方转动连接主动齿轮，使主动齿轮与从动齿轮相互啮合；
(2)打孔机构安装与定位
a、待成型模具安装结束后安装打孔机构，在加工平台的顶面上安装底座，使底座位于成型模具的一侧，并在底座的左端水平安装第二电机，第二电机上转动连接有螺杆，螺杆位于底座的内部，并与加工平台保持平行；
b、然后在底座的顶面上垂直安装四个相互平行的第一立杆，四个第一立杆呈矩形分布，左右相邻的两个第一立杆之间设置有水平导轨，水平导轨上均套接有滑块，两个滑块之间通过衔接杆固定，衔接杆的底端通过第二立杆连接有助推块，助推块套接在螺杆上，衔接杆的顶面上转动连接有定位块，定位块的顶端两侧均通过伸缩杆连接在第一立杆的顶端，定位块的右侧通过挤压杆连接有支撑板；
(3)蚕框成型浇注
a、待打孔机构安装结束后，将首先根据成型模具的大小及公模板的高度通过伸缩杆调节定位块的角度位置，转动支撑板使支撑板的斜面与公模仁的斜面保持平行；
b、然后将注浆机的出料口通过管道与成型模具连接，开启注浆机，使注浆机连续输送浆料，控制管道中熔体流动的速度为35～75cm3/s，同时控制成型模具的温度为40～65℃，保压压力为90～120MPa，保压时间10～20s，停止浆料输送，并移除管道；
c、接着将冷却水箱通过输水管与母模板和公模板上的冷却水循环管接通，并连续通入冷却水，持续30～45s；
d、最后通过导柱使母模板和上固定板向上移动离开公模板，使母模板的底面与公模仁的顶面之间的间距大于20cm；
(4)蚕框打孔
a、待蚕框浇注成型结束后，启动第二电机，控制第二电机的转速在25r/s，通过第二电机带动螺杆旋转，进而带动助推块向前移动，使衔接杆随着第二立杆向前移动，带动支撑板靠近公模仁上的蚕框，直至支撑板抵住蚕框，然后降低第二电机的转速至10～15r/s，稳定转速后使支撑板连续送进，接触公模仁后第二电机翻转，使支撑板后退，来回连续打孔2～3次；
b、然后通过第二电机使支撑板远离公模板，同时启动第一电机，通过主动齿轮带动从动齿轮旋转，进而带动成型模具旋转，使蚕框调整至下一打孔侧面，并继续步骤(4)a过程实现打孔，依次循环，直至蚕框打孔结束形成成品；
(5)脱模
待蚕框形成成品后，先关闭冷却水的输送，然后将成品从公模仁上脱模。
2.根据权利要求1所述的一种家蚕营茧用蚕框的成型方法，其特征在于：步骤(2)b中的所述支撑板的侧面上均匀设置有顶针，所述挤压杆的端部设置有定位齿，所述支撑板的侧面中心设置有凹孔，所述凹孔内设置有齿形槽，所述齿形槽与所述定位齿相匹配。
3.用于如权利要求1所述的一种家蚕营茧用蚕框的成型方法的成型模具，其特征在于：所述成型模具包括母模板、公模板、上固定板和下固定板，所述上固定板位于所述母模板的顶面上，所述母模板的内部朝下设置有母模仁，所述上固定板的中心处设置有浇注孔，所述浇注孔垂直向下贯穿至所述母模仁中，所述公模板内设置有公模仁，所述公模仁朝上与所述母模仁相匹配。
4.根据权利要求3所述的一种家蚕营茧用蚕框的成型方法，其特征在于：所述上固定板与所述母模板上设置有排气孔，所述排气孔的顶面上设置有排气帽。
5.根据权利要求3所述的一种家蚕营茧用蚕框的成型方法，其特征在于：所述公模板的顶面上设置有定位孔和限位柱，所述上固定板和所述母模板通过导柱连接在所述限位孔上。
6.根据权利要求3所述的一种家蚕营茧用蚕框的成型方法，其特征在于：所述下固定板位于所述公模板的下方，所述公模板与所述下固定板之间设置通过防护板连接，所述防护板内从上往下设置有上顶出板和下顶出板，所述上顶出板和所述下顶出板之间设置有支撑柱。
7.根据权利要求3所述的一种家蚕营茧用蚕框的成型方法，其特征在于：所述母模板和所述公模板内均设置有冷却水循环管。
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