CN107739145B - 玻璃压型装置及玻璃压型方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于玻璃压型技术领域，具体公开了一种玻璃压型装置及玻璃压型方法，旨在解决如何提高玻璃压型过程中各工序衔接的连续性的问题。该玻璃压型装置，包括旋转机构、下模组件、上模组件、接料工位、压型工位、冷却工位和取出工位；旋转机构包括旋转大盘和转盘驱动装置，下模组件设置在旋转大盘的上表面上，且下模组件能够随旋转大盘分别转动至接料工位、压型工位、冷却工位和取出工位处；上模组件设置在压型工位处，并位于下模组件的上侧。该玻璃压型方法采用上述玻璃压型装置压型玻璃。通过旋转机构带动下模组件分别进入各工位依次完成玻璃压型所必须的各道工序，使得各工序衔接的连续性更好，利于提高玻璃制品的质量和产量。

Description

玻璃压型装置及玻璃压型方法

技术领域

本发明属于玻璃压型技术领域，具体涉及一种玻璃压型装置及玻璃压型方法。

背景技术

玻璃压型技术是指利用玻璃非晶态性质由高温熔融态转变为低温固态过程中在玻璃软化点附近采用金属模具在外力作用下直接将玻璃压型为所需形状的一种成型工艺。玻璃制品的压型过程总体可以分为两个阶段，分别是成型阶段和定型阶段，成型阶段赋予玻璃制品所要求的外形，定型阶段使玻璃制品成型的形状固定下来。

目前，玻璃压型技术已广泛用于各类球面、非球面光学零件的制造以及各种实心和空心玻的璃制造上，例如：制造耐热餐具、日用器皿及特殊形状的玻璃制品等。在玻璃压型工艺中，直接将高温玻璃液冷却到一定粘度对应的温度并直接压型成所需成品的方法为玻璃一次压型技术，该技术需要将玻璃熔化装置及成型装置配合使用，具有压型形状准确、工艺简便、生产能力较高、占用空间小、节能环保及低成本等优点。

现有的玻璃压型技术主要包括以下工序：取料工序、压型工序、冷却工序及产品取出工序。取料工序也称为接料工序，主要包括以下两种方式：一种是直接在熔窑内通过金属容器取出所需玻璃液直接放入压型模具，这种方式一般称为挑料成型；另一种是通过窑熔窑末端设计一个缩口取料池，在取料池下方设计玻璃液出口，玻璃液在向下流动时，利用剪刀机将玻璃液切断成所需重量的玻璃料，然后通过滑槽将玻璃料供给压型模具，这种方式一般称为滴料成型。压型工序主要是运用上、下模具所形成的空腔，在外力作用下使玻璃料充满空腔，形成所需形状，并通过模具冷却定型。冷却工序中，玻璃制品在压缩空气高速吹拂作用下进一步降温到应变温度以下，最后取出成型的产品。其中，影响玻璃产品质量的工序主要是前三个工序，取料温度的高低、取料的重量、压型保压时间、模具型腔设计、冷却速度等因素都将影响压型制品最终的质量及产量。现有的玻璃压型技术主要存在以下缺陷：一是，各个工序的衔接需要人工来完成，容易错过加工的最佳时机，影响玻璃制品的质量，且生产效率不高；二是，对于影响产品质量的关键工艺因素的控制较差，易导致压型制品产生剪刀印、冷纹缺陷、析晶缺陷、压型裂纹、精度不高等问题。

发明内容

本发明提供了一种玻璃压型装置，旨在解决如何提高玻璃压型过程中各工序衔接的连续性的问题，以提高玻璃制品的质量和产量。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：玻璃压型装置，包括旋转机构、下模组件、上模组件、接料工位、压型工位、冷却工位和取出工位；

所述旋转机构包括旋转大盘及用于驱动旋转大盘转动的转盘驱动装置；

所述接料工位、压型工位、冷却工位和取出工位分别与旋转大盘相对应设置；

所述下模组件设置在旋转大盘的上表面上，且下模组件能够随旋转大盘分别转动至接料工位、压型工位、冷却工位和取出工位处；

所述上模组件设置在压型工位处，并位于下模组件的上侧。

进一步的是，所述旋转机构还包括支撑架及可转动地设置在支撑架上的旋转轴，所述旋转大盘设置在旋转轴上，所述转盘驱动装置设置在支撑架上并与旋转轴传动连接。

进一步的是，所述下模组件的数量为四组以上，且至少有四组下模组件它们之间的位置关系与接料工位、压型工位、冷却工位和取出工位之间的位置关系相一致。

进一步的是，所述下模组件包括下模主体、下模座和下模顶杆，所述下模主体的上部设有下模腔，所述下模座设置在下模主体的底部，下模座内设有带限位台阶的通孔，所述下模顶杆贯穿设置在该通孔中，且下模顶杆的上端穿过下模主体的底部伸入至下模腔中；所述下模顶杆能够沿其自身的轴向运动，且下模顶杆上设有能够限制其运动极限位置的轴肩；下模顶杆处于运动上限位时其轴肩受下模主体的底面阻挡，此时下模顶杆的上端高于下模腔的底面；下模顶杆处于运动下限位时其轴肩受限位台阶阻挡，此时下模顶杆的上端与下模腔的底面齐平。

进一步的是，还包括设置在压型工位处的中模组件，所述中模组件位于下模组件的上侧并位于上模组件正下方。

进一步的是，所述中模组件包括中模连接支架、中模驱动装置、中模连接板、换热器、中模座、中模定位块及中模主体，所述中模连接板、中模座、中模定位块和中模主体上均设有过孔，中模连接板、中模座和中模主体从上往下依次设置且彼此的过孔同轴，所述中模连接板的下端面与中模座的上端面连接，所述换热器设置在中模座的侧壁上，所述中模定位块的上部嵌入设置在中模座的过孔中、其下部嵌入设置在中模主体的过孔中将中模座和中模主体连接在一起；所述中模连接支架将中模驱动装置的驱动端与中模连接板连接。

进一步的是，所述上模组件包括上模驱动装置、上模座、上模定位块、上模主体和加热环，所述上模驱动装置的传动轴与上模座的上部相连，所述上模座设置在上模主体上，所述上模定位块套设在上模主体上且其上端与上模座的底面相连；所述加热环套设在上模座的下端上。

进一步的是，所述上模座内设有冷却介质进孔和冷却介质出孔，所述上模主体内设有冷却腔，所述冷却介质进孔和冷却介质出孔分别与冷却腔连通形成冷却回路。

进一步的是，该玻璃压型装置还包括辅助组件，所述辅助组件包括设置在接料工位处的下模主体加热器，分别设置在冷却工位处的下模冷却装置和玻璃冷却喷嘴，以及分别设置在取出工位处的下模清扫喷嘴和顶出驱动装置；

所述下模主体加热器能够对转入接料工位处的下模组件的下模主体进行加热；

所述下模冷却装置能够对转入冷却工位处的下模组件进行冷却；

所述玻璃冷却喷嘴的喷口与转入冷却工位处的下模主体的下模腔相对应；

所述下模清扫喷嘴的喷口与转入取出工位处的下模主体的下模腔相对应；所述顶出驱动装置能够驱使转入取出工位处的下模组件的下模顶杆向上运动。

进一步的是，所述辅助组件还包括设置在冷却工位处的内部火抛光烧嘴和杯口火抛光烧嘴；

所述内部火抛光烧嘴的喷口与转入冷却工位处的下模主体的下模腔的中间部位相对应；

所述杯口火抛光烧嘴的喷口与转入冷却工位处的下模主体的下模腔的端口部位相对应。

进一步的是，该玻璃压型装置还包括设置在接料工位处的高位接料组件，所述高位接料组件包括升降驱动机构以及设置在升降驱动机构的驱动部位上的顶模机构，所述顶模机构的上端设置有下模顶杆让位孔；转入接料工位处的下模组件的下模顶杆能够嵌入下模顶杆让位孔中，并且使下模座的底面与顶模机构的上端相贴。

进一步的是，所述高位接料组件还包括防转机构；所述升降驱动机构包括支架、设置在支架上的接料驱动装置、竖直设置的滚珠丝杠、以及螺纹连接在滚珠丝杠上的丝杠螺母；所述防转机构设置在支架上用于防止顶模机构转动，所述接料驱动装置与滚珠丝杠传动连接，所述丝杠螺母为升降驱动机构的驱动部位。

进一步的是，所述顶模机构包括设置在丝杠螺母上的防转板、设置在防转板上并罩在滚珠丝杠上部的顶出套筒、以及设置在顶出套筒上端的顶板，所述顶板上设有与顶出套筒内孔相通的通孔，该通孔与顶出套筒的内孔共同形成下模顶杆让位孔；

所述防转机构包括竖直设置且下端穿过防转板与支架静连接的防转轴。

本发明还提供了一种能够提高生产质量和效率的玻璃压型方法，该方法采用任意一种上述的玻璃压型装置进行压型以生产玻璃制品。

进一步的是，上述玻璃压型方法包括下列步骤：

步骤一，安装好玻璃压型装置，使出料管的出料口处于接料工位的上方，并在出料管与接料工位之间设置剪切装置；

步骤二，启动转盘驱动装置，转盘驱动装置驱动旋转大盘转动，使一组下模组件转动至接料工位处后停止；接着，使玻璃液从出料管排出至下模组件中成为玻璃料，当排出的玻璃料达到设定重量后通过剪切装置将玻璃料剪断；

步骤三，启动转盘驱动装置，转盘驱动装置驱动旋转大盘转动，使接有玻璃料的下模组件转动至压型工位处后停止；接着，由中模驱动装置驱动中模主体向下移动，直至中模主体的下表面与下模主体的上表面接触后停止；在中模主体向下移动的过程中，上模驱动装置驱动上模主体向下移动，上模主体的底面穿过中模主体并继续向下挤压下模组件中的玻璃料，使玻璃料沿下模腔的内壁面流动并与中模主体配合成型为玻璃制品，而后上模主体受限制停止下压；上模主体停止后开始保压，保压结束后使中模组件和上模组件复位；

步骤四，启动转盘驱动装置，转盘驱动装置驱动旋转大盘转动，使装有保压后的玻璃制品的下模组件转动至冷却工位处后停止，由冷却工位对玻璃制品进行冷却；

步骤五，启动转盘驱动装置，转盘驱动装置驱动旋转大盘转动，使装有冷却后的玻璃制品的下模组件转动至取出工位处后停止，将玻璃制品取出。

进一步的是，步骤二中，接料前通过下模主体加热器将下模主体预热到400℃以上；预热完成后通过高位接料组件的顶模机构将下模组件顶升到出料管下方，并使出料管的出料口底面与下模腔的底面保持特定距离，该特定距离的高度为出料管内径的0.5～2.5倍；然后，选择以下任意一种接料方式进行接料：

接料方式一，待剪断后的玻璃料完全进入下模主体的下模腔内后，高位接料组件的顶模机构才开始下降，使下模组件回到上升前的初始位置；

接料方式二，当玻璃料接触到下模腔的表面时，高位接料组件的顶模机构即开始下降直至下模组件回到上升前的初始位置；下降过程中，排出玻璃料的重量与剪切装置内设定值相等时，剪切装置剪断玻璃料；

将进入下模腔内的玻璃料的粘度控制在2000～8000poise；

步骤三中，上模组件下压过程中通过加热环加热使上模主体的温度保持在450℃以上；将玻璃制品的保压时间控制在3.5～10秒，并且控制玻璃制品的温度，使其在保压结束后粘度达到10^7.6poise以上；

步骤四中，对玻璃制品进行冷却前，先通过内部火抛光烧嘴对玻璃制品的内部进行火焰抛光，然后通过杯口火抛光烧嘴对玻璃制品的端口部进行火焰抛光；抛光完成后，通过玻璃冷却喷嘴将玻璃制品降温到玻璃应变温度以下，降温过程中将玻璃制品的降温速度控制在30～150℃/s；

步骤五中，通过顶出驱动装置驱使下模组件的下模顶杆向上运动，由下模顶杆将玻璃制品向上顶起使玻璃制品与下模主体的下模腔脱开，通过人工或机械手将玻璃制品取出；玻璃制品取出后，通过下模清扫喷嘴对下模主体的下模腔进行清理。

进一步的是，步骤二中，将下模主体预热到450℃～500℃，所述特定距离的高度为出料管内径的0.75～1.25倍，将进入下模腔内的玻璃料的粘度控制在3000～4000poise；

步骤三中，下压过程中，使上模主体的温度保持在550℃～700℃；将玻璃制品的保压时间控制在4.5～7秒，并且使玻璃制品在保压结束后温度对应的粘度为10⁹poise～10¹¹poise；

步骤四中，将玻璃制品降温到300℃以下，将玻璃制品的降温速度控制在50～80℃/s。

本发明的有益效果是：

(1)、通过旋转机构的旋转大盘带动下模组件分别转动至接料工位、压型工位、冷却工位和取出工位处，以依次完成玻璃压型所必须的四道工序，使得各工序的衔接度更高，连续性更好，利于把握住最佳的加工时机，以提高玻璃制品的品质；而且，使得玻璃压型加工过程更为流畅，能够形成加工循环，大大提高了生产效率。

(2)、本发明结构的下模组件既能够保证玻璃制品顺利成型，而且所带有的下模顶杆利于在压型完成后将玻璃制品顶出。

(3)、中模组件能够限制上模组件的下压位置，保证玻璃产品的精度；本发明结构的中模组件中设有换热器，利于控制中模主体的温度，可根据工艺温度需要提供冷却或加热源。

(4)、本发明结构的上模组件中设有加热环，其能够加热上模主体，避免上模主体与玻璃料接触时温度过低出现冷裂纹；上模组件内所形成冷却回路能够对上模主体降温，避免因上模主体温度过高而使玻璃料粘附在其上；而且，冷却回路还利于在保压过程中降低玻璃制品的温度。

(5)、所设置的辅助组件能够辅助各工位的加工，进一步提高了玻璃制品的质量。

(6)、高位接料组件能够将下模组件顶升至适当高度位置并保证下模组件水平，改善了玻璃液脱离出料管进入下模腔的形状，精确控制了玻璃料的粘度，有效降低了压型制品剪刀印、冷纹缺陷、析晶缺陷等问题。

(7)、本发明方法能够通过合理优化保压时间，有利于控制玻璃压型完成时的粘度，改善了压型裂纹、产品精度控制问题；并且对玻璃料温、模具温度、玻璃制品冷却速度等影响产品质量的关键工艺因素进行了有效的控制，实现了玻璃压型质量的提升。

附图说明

图1是本发明的实施结构示意图；

图2是图1的后视结构示意图；

图3是图1的俯视结构示意图；

图4是下模组件的结构示意图；

图5是中模组件的结构示意图；

图6是上模组件的结构示意图；

图7是高位接料组件的结构示意图；

图8是接料工位接料时的工作状态示意图；

图9是取出工位取出玻璃制品的工作状态示意图；

图中标记为：旋转机构1、下模组件2、中模组件3、上模组件4、辅助组件5、高位接料组件6、转盘驱动装置7、旋转轴8、支撑架9、旋转大盘10、下模主体11、下模座12、下模顶杆13、中模连接支架14、中模驱动装置15、中模连接板16、换热器17、中模座18、中模定位块19、中模主体20、上模驱动装置21、上模座22、上模定位块23、上模主体24、冷却回路25、加热环26、顶板27、顶出套筒28、防转轴29、防转套30、防转板31、丝杠螺母32、滚珠丝杠33、接料驱动装置34、支架35、出料管36、玻璃液37、玻璃料38、玻璃制品39、下模主体加热器40、下模冷却装置41、下模清扫喷嘴42、内部火抛光烧嘴43、杯口火抛光烧嘴44、玻璃冷却喷嘴45、顶出驱动装置46、接料工位47、压型工位48、冷却工位49、取出工位50。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

结合图1、图2和图3所示，玻璃压型装置，包括旋转机构1、下模组件2、上模组件4、接料工位47、压型工位48、冷却工位49和取出工位50；

所述旋转机构1包括旋转大盘10及用于驱动旋转大盘10转动的转盘驱动装置7；

所述接料工位47、压型工位48、冷却工位49和取出工位50分别与旋转大盘10相对应设置；

所述下模组件2设置在旋转大盘10的上表面上，且下模组件2能够随旋转大盘10分别转动至接料工位47、压型工位48、冷却工位49和取出工位50处；

所述上模组件4设置在压型工位48处，并位于下模组件2的上侧。

其中，旋转机构1主要用于驱使下模组件2运动至各个工位处依次完成相应的压型工序；旋转大盘10可以为多种结构，例如：圆形、方形、菱形等，优选为圆形；旋转大盘10可以直接与转盘驱动装置7直接相连，也可以通过传动机构与转盘驱动装置7连接；转盘驱动装置7可以为多种，例如：电机、旋转气缸或油缸等等；一般，通过旋转大盘10固定下模组件2使下模组件2只具备上下运动的自由度，而限制下模组件2自身的水平方向运动及旋转运动；通常，所述旋转机构1还包括支撑架9及可转动地设置在支撑架9上的旋转轴8，所述旋转大盘10设置在旋转轴8上，所述转盘驱动装置7设置在支撑架9上并与旋转轴8传动连接；支撑架9用作该玻璃压型装置的主要载体，并能够保持整个装置受力平衡；旋转轴8一般通过轴承可转动地安装到支撑架9；根据实际工艺需要可以在旋转大盘10上沿旋转轴8的圆周均匀布置多个下模组件2来实现压型工艺要求；根据压型工艺周期控制旋转大盘10每次旋转的角度，使得众多下模组件2中总是有一个下模组件2处在加工工位，例如：压型工位48处总有一个下模组件2处于上模组件4的正下方，且其中心线与上模组件4的中心线重合。

接料工位47、压型工位48、冷却工位49和取出工位50分别用于实现玻璃压型的取料工序、压型工序、冷却工序和产品取出工序，接料工位47、压型工位48、冷却工位49和取出工位50处一般设置有进行相应工序的加工装置或部件。接料工位47主要用于使下模组件2接取由出料管36排出的玻璃料38；压型工位48主要通过上模组件4下压并与下模组件2形成模具腔以成型所需形状的玻璃制品39；冷却工位49设置有相应的冷却设备，用以冷却玻璃制品39，该冷却设备一般为气冷设备；取出工位50主要用于将冷却后的玻璃制品39取出。如有需要还可以添加预热工序以保证接料前下模组件2的温度受控，且处于适宜状态；下模组件2能够随旋转大盘10转动至预热工位处。优选的，使预热工位、接料工位47、压型工位48、冷却工位49和取出工位50围绕旋转大盘10的旋转中心依次间隔分布。

下模组件2是成型加工玻璃制品39的主要部件，主要用于承载玻璃料38并与上模组件4配合形成玻璃制品39成型腔；通常下模组件2的数量为四组以上，且至少有四组下模组件2它们之间的位置关系与接料工位47、压型工位48、冷却工位49和取出工位50之间的位置关系相一致，以保证各工位能够同时对应一组下模组件2；也可根据现场出料量、压型温度来调整冷却工位49所对应的下模组件2数量，下模组件2的数量优选为8～12组。

下模组件2优选为如图4所示的结构，即包括下模主体11、下模座12和下模顶杆13，所述下模主体11的上部设有下模腔，所述下模座12设置在下模主体11的底部，下模座12内设有带限位台阶的通孔，所述下模顶杆13贯穿设置在该通孔中，且下模顶杆13的上端穿过下模主体11的底部伸入至下模腔中；所述下模顶杆13能够沿其自身的轴向运动，且下模顶杆13上设有能够限制其运动极限位置的轴肩；下模顶杆13处于运动上限位时其轴肩受下模主体11的底面阻挡，此时下模顶杆13的上端高于下模腔的底面；下模顶杆13处于运动下限位时其轴肩受限位台阶阻挡，此时下模顶杆13的上端与下模腔的底面齐平。下模主体11的下表面与下模座12的上表面接触并通过在接触表面形成曲面实现其紧密配合及位置固定；下模顶杆13与下模主体11之间为间隙配合，该间隙一般小于等于1mm，优选为0.5mm以下，最佳为0.3mm以下。一般，下模顶杆13向上移动的最大行程需要控制在0～100mm，优选控制在30～70mm，最佳为40～50mm。该结构的下模组件2通过下模顶杆13能够将压型完成后的玻璃制品39顶起，使玻璃制品39与下模主体11的下模腔脱开；同时，压型过程中下模顶杆13处于运动下限位，不会影响下模腔的结构，能够保证玻璃制品顺利成型。

为了能够限制上模组件4下压的极限位置，再如图1所示，该玻璃压型装置还包括设置在压型工位48处的中模组件3，所述中模组件3位于下模组件2的上侧并位于上模组件4正下方。玻璃压型时，中模组件3的下表面与下模组件2的上表面接触，中模组件3限制上模组件4向下运动的最大行程，并且上模组件4、中模组件3、下模组件2在压型过程中共同围成压型产品的形腔。

如图5所示，中模组件3包括中模连接支架14、中模驱动装置15、中模连接板16、换热器17、中模座18、中模定位块19及中模主体20，所述中模连接板16、中模座18、中模定位块19和中模主体20上均设有过孔，中模连接板16、中模座18和中模主体20从上往下依次设置且彼此的过孔同轴，所述中模连接板16的下端面与中模座18的上端面连接，所述换热器17设置在中模座18的侧壁上，所述中模定位块19的上部嵌入设置在中模座18的过孔中、其下部嵌入设置在中模主体20的过孔中将中模座18和中模主体20连接在一起；所述中模连接支架14将中模驱动装置15的驱动端与中模连接板16连接。设置在中模座18上的换热器17利于控制中模主体20的温度，可根据工艺温度需要提供冷却或加热源；一般，使中模主体20的温度较上模主体24的温度低30～100℃，优选低50～70℃，以达到较佳的成型效果。换热器17冷却中模主体20时可以通过压缩空气、水等常用冷却介质进行冷却；换热器17加热中模主体20时可以通过高温热气、设计电加热等常用加热方式或装置进行加热。中模定位块19用于固定中模主体20，中模定位块19分别与中模座18和中模主体20之间的连接方式可以是螺纹、销钉、异形连接等常规机械连接方式；中模主体20的下表面光滑，在玻璃压型过程中，中模主体20的下表面与下模主体11的上表面接触，并作为密封模腔的一部分密封结构。

上模组件4主要用于下压使玻璃料38成型为玻璃制品39。优选的，如图6所示，上模组件4包括上模驱动装置21、上模座22、上模定位块23、上模主体24和加热环26，所述上模驱动装置21的传动轴与上模座22的上部相连，所述上模座22设置在上模主体24上，所述上模定位块23套设在上模主体24上且其上端与上模座22的底面相连；所述加热环26套设在上模座22的下端。上模驱动装置21为整个上模组件4提供动力，使上模组件4具备向上或向下运动的能力；在压型开始阶段，使上模组件4整体向下运动，上模主体24在下降过程之中底面穿过中模主体20，上模主体24、中模主体20、下模主体11及顶杆13形成相对密闭的空间；上模主体24继续向下运动挤压玻璃料38，使玻璃料38沿下模腔的壁面流动，并通过中模主体20配合完成玻璃制品39的压制；当压型结束后，上模组件4将静止一定时间，待玻璃制品39的温度降低到不再变形时的粘度所对应的温度，之后上模驱动装置21将提供向上的动力使整体上模组件4向上抬起，直到回复其初始位置。上模座22分别与上模定位块23和上模主体24连接，起到固定上模主体24的作用；上模定位块23用于定位上模主体24的位置，防止上模主体24偏心；套设在上模座22下端的加热环26用于对上模主体24进行温度控制，避免因上模主体24与玻璃料38接触时温度过低而出现冷裂纹。

在上述基础上，为了能够对上模主体24降温，以避免上模主体24温度过高致使玻璃料38粘附在其上，所述上模座22内设有冷却介质进孔和冷却介质出孔，所述上模主体24内设有冷却腔，所述冷却介质进孔和冷却介质出孔分别与冷却腔连通形成冷却回路25。冷却回路25还利于保压过程中降低玻璃制品39的温度，保证保压效果。

在现场使用时，当上模主体24温度过低时使加热环26开始工作，对其加热；而当上模主体24温度过高时利用冷却回路25通入冷却介质，为上模主体24降低温度；在上模组件4在工作过程中，上模主体24的温度需要保持在450℃以上，优选为500℃以上，最佳为550℃～700℃。

作为本发明装置的一种优选方案，再如图1和图2所示，该玻璃压型装置还包括辅助组件5，所述辅助组件5包括设置在接料工位47处的下模主体加热器40，分别设置在冷却工位49处的下模冷却装置41和玻璃冷却喷嘴45，以及分别设置在取出工位50处的下模清扫喷嘴42和顶出驱动装置46；

所述下模主体加热器40能够对转入接料工位47处的下模组件2的下模主体11进行加热，防止下模主体11温度过低；该下模主体加热器40可以是火焰加热装置或是电加热源装置，优选为火焰加热热源装置；通过对下模主体11进行预热，能够防止玻璃料38进入下模腔与下模主体11的内表面接触时降温速度过快，在压型中出现裂纹、冷纹等压型缺陷；

所述下模冷却装置41能够对转入冷却工位49处的下模组件2进行冷却，用于快速降低下模主体11及玻璃制品39的温度；

所述玻璃冷却喷嘴45的喷口与转入冷却工位49处的下模主体11的下模腔相对应，用于冷却进入冷却工位49的玻璃制品39，通常可以采用压缩空气、水蒸气等常作为冷却介质；

所述下模清扫喷嘴42的喷口与转入取出工位50处的下模主体11的下模腔相对应，下模清扫喷嘴42用于在取出玻璃制品39后对的下模主体11的下模腔进行清扫，一般采用常温或加热的压缩空气进行模具清理，优选采用热压缩空气进行清理；

所述顶出驱动装置46能够驱使转入取出工位50处的下模组件2的下模顶杆13向上运动；如图9所示，顶出驱动装置46通过驱动端给下模顶杆13向上的力，使下模顶杆13向上顶使玻璃制品39与下模主体11的下模腔脱开，方便取走玻璃制品39。

优选的，所述辅助组件5还包括设置在冷却工位49处的内部火抛光烧嘴43和杯口火抛光烧嘴44；

所述内部火抛光烧嘴43的喷口与转入冷却工位49处的下模主体11的下模腔的中间部位相对应；

所述杯口火抛光烧嘴44的喷口与转入冷却工位49处的下模主体11的下模腔的端口部位相对应。内部火抛光烧嘴43和杯口火抛光烧嘴44主要用于抛光玻璃制品39，去除压型过程产生的飞边、毛刺缺陷，并使玻璃制品39棱角光滑，以进一步提高产品质量。

作为本发明装置的再一种优选方案，如图7所示，该玻璃压型装置还包括设置在接料工位47处的高位接料组件6，所述高位接料组件6包括升降驱动机构以及设置在升降驱动机构的驱动部位上的顶模机构，所述顶模机构的上端设置有下模顶杆让位孔；转入接料工位47处的下模组件2的下模顶杆13能够嵌入下模顶杆让位孔中，并且使下模座12的底面与顶模机构的上端相贴。通过升降驱动机构驱使顶模机构向上或向下运动，使得顶模机构带动转入接料工位47处的下模组件2向上运动到特定高度位置进行接料，通过精确控制出料管36的出料口底面与下模腔的底面之间的距离，以改善了玻璃液37在脱离出料管36进入下模腔的形状，利于精确控制了玻璃料38的温度和粘度，进而保证生产的质量；同时，利用该高位接料组件6驱动下模组件2升降，还利于保证接料过程中下模组件2的水平度；接料完成后，通过顶模机构带动下模组件2向下运动回到初始位置。其中，升降驱动机构可以为多种，例如：伸缩气缸或油缸、竖直吊运装置、丝杠传的机构等等。通常，将下模组件2顶升到出料管36的出料口底面与下模腔的底面距离为出料管36内径的0.5～2.5倍，优选为0.5～1.5倍，最佳为0.75～1.25倍。

在上述基础上，所述高位接料组件6还包括防转机构；所述升降驱动机构包括支架35、设置在支架35上的接料驱动装置34、竖直设置的滚珠丝杠33、以及螺纹连接在滚珠丝杠33上的丝杠螺母32；所述防转机构设置在支架35上用于防止顶模机构转动，所述接料驱动装置34与滚珠丝杠33传动连接，所述丝杠螺母32为升降驱动机构的驱动部位。通过接料驱动装置34驱动滚珠丝杠33旋转，进而使螺纹连接在滚珠丝杠33上的丝杠螺母32带动顶模机构向上或向下运动；该过程中，下模顶杆13由下模座12底部伸出的部分插入下模顶杆让位孔中，使顶模机构对下模组件2起到支撑作用。采用带滚珠丝杠33的升降驱动机构，利于精准控制升降高度，保证接料的质量。

优选的，所述顶模机构包括设置在丝杠螺母32上的防转板31、设置在防转板31上并罩在滚珠丝杠33上部的顶出套筒28、以及设置在顶出套筒28上端的顶板27，所述顶板27上设有与顶出套筒28内孔相通的通孔，该通孔与顶出套筒28的内孔共同形成下模顶杆让位孔。防转板31在防转机构的限制作用下不会转动，保持水平并且仅能够上下运动。

具体的，所述防转机构包括竖直设置且下端穿过防转板31与支架35静连接的防转轴29。防转轴29通常为两根以上；通常，防转机构还包括设置在防转轴29与防转板31之间的防转套30。在整个上升或下降运动过程中，丝杠螺母32、防转板31、防转套30、顶出套筒28、顶板27与下模组件2保持相对静止；高位接料组件6各个部件连接采用螺纹、销钉等常用机械连接方式进行连接，更优选为螺纹连接。

玻璃压型方法，采用任意一种上述的玻璃压型装置进行压型以生产玻璃制品39。该方法具体包括下列步骤：

步骤一，安装好玻璃压型装置，使出料管36的出料口处于接料工位47的上方，并在出料管36与接料工位47之间设置剪切装置；

步骤二，启动转盘驱动装置7，转盘驱动装置7驱动旋转大盘10转动，使一组下模组件2转动至接料工位47处后停止；接着，使玻璃液37从出料管36排出至下模组件2中成为玻璃料38，当排出的玻璃料38达到设定重量后通过剪切装置将玻璃料38剪断；

步骤三，启动转盘驱动装置7，转盘驱动装置7驱动旋转大盘10转动，使接有玻璃料38的下模组件2转动至压型工位48处后停止；接着，由中模驱动装置15驱动中模主体20向下移动，直至中模主体20的下表面与下模主体11的上表面接触后停止；在中模主体20向下移动的过程中，上模驱动装置21驱动上模主体24向下移动，上模主体24的底面穿过中模主体20并继续向下挤压下模组件2中的玻璃料38，使玻璃料38沿下模腔的内壁面流动并与中模主体20配合成型为玻璃制品39，而后上模主体24受限制停止下压；上模主体24停止后开始保压，保压结束后使中模组件3和上模组件4复位；该步骤中，上模主体24到达下压极限位置停止下来，上模主体24可以通过中模主体20进行限位，更佳的限位方式是通过在挤压过程中玻璃料38填充模腔后给予上模主体24的反作用力大小来进行限位；中模组件3和上模组件4复位的方式可以为上模驱动装置21驱动上模主体24上升回到初始位置，之后中模驱动装置15驱动中模主体20上升回到初始位置；较佳的方式为，上模驱动装置21驱动上模主体24上升，随后中模驱动装置15也驱动中模主体20上升，上模主体24与中模主体20同时或先后复位；步骤四，启动转盘驱动装置7，转盘驱动装置7驱动旋转大盘10转动，使装有保压后的玻璃制品39的下模组件2转动至冷却工位49处后停止，由冷却工位49对玻璃制品39进行冷却；考虑到玻璃冷却速度受膨胀系数影响，因此在该步骤中降温速度不宜太快，防止玻璃制品39炸裂；

步骤五，启动转盘驱动装置7，转盘驱动装置7驱动旋转大盘10转动，使装有冷却后的玻璃制品39的下模组件2转动至取出工位50处后停止，将玻璃制品39取出。

作为本发明方法的一种优选方案，步骤二中，接料前通过下模主体加热器40将下模主体11预热到400℃以上，通过预热下模主体11能够防止玻璃料38进入下模主体11内表面上时降温速度过快，在压型中出现裂纹、冷纹等压型缺陷；预热完成后通过高位接料组件6的顶模机构将下模组件2顶升到出料管36下方，并使出料管36的出料口底面与下模腔的底面保持特定距离，该特定距离的高度为出料管36内径的0.5～2.5倍；然后，选择以下任意一种接料方式进行接料：

接料方式一，待剪断后的玻璃料38完全进入下模主体11的下模腔内后，高位接料组件6的顶模机构才开始下降，使下模组件2回到上升前的初始位置；

接料方式二，当玻璃料38接触到下模腔的表面时，高位接料组件6的顶模机构即开始下降直至下模组件2回到上升前的初始位置；下降过程中，排出玻璃料38的重量与剪切装置内设定值相等时，剪切装置剪断玻璃料38；

将进入下模腔内的玻璃料38的粘度控制在2000～8000poise，优选为3000～6000poise；在进行不同品种玻璃压型时，相同粘度所对应的温度完全不同，根据粘度与温度的函数关系及粘度作为玻璃受力、流动性的主要反映物理量，因此在压型过程中将粘度作为对玻璃料性控制的参数；通过进行玻璃料38的粘度控制可以有效控制剪断装置在玻璃制品39上留下的冷纹；进行玻璃料38温控时还需要考虑玻璃制品39的析晶温度区间，应尽量避开或快速通过析晶温度区间，防止玻璃内出现析晶问题，影响产品的压型质量；

步骤三中，上模组件4下压过程中通过加热环26加热使上模主体24的温度保持在450℃以上；将玻璃制品39的保压时间控制在3.5～10秒；在保压过程中玻璃料38冷却温度控制可根据玻璃料重、压型精度要求进行温度控制，为防止产品发生较大变形，控制玻璃制品39的温度使其在保压结束后粘度达到10^7.6poise以上；

步骤四中，对玻璃制品39进行冷却前，先通过内部火抛光烧嘴43对玻璃制品39的内部进行火焰抛光，然后通过杯口火抛光烧嘴44对玻璃制品39的端口部进行火焰抛光；抛光完成后，通过玻璃冷却喷嘴45将玻璃制品39降温到玻璃应变温度以下，降温过程中将玻璃制品39的降温速度控制在30～150℃/s；

步骤五中，通过顶出驱动装置46驱使下模组件2的下模顶杆13向上运动，由下模顶杆13将玻璃制品39向上顶起使玻璃制品39与下模主体11的下模腔脱开，通过人工或机械手将玻璃制品39取出；玻璃制品39取出后，通过下模清扫喷嘴42对下模主体11的下模腔进行清理。

作为本发明方法的再一种优选方案，步骤二中，将下模主体11预热到450℃～500℃，所述特定距离的高度为出料管36内径的0.75～1.25倍，将进入下模腔内的玻璃料38的粘度控制在3000～4000poise；

步骤三中，下压过程中，使上模主体24的温度保持在550℃～700℃；将玻璃制品39的保压时间控制在4.5～7秒，并且使玻璃制品39在保压结束后温度对应的粘度为10⁹poise～10¹¹poise；

步骤四中，将玻璃制品39降温到300℃以下，将玻璃制品39的降温速度控制在50～80℃/s。

本发明的玻璃压型装置及玻璃压型方法适用于光学玻璃、硼硅酸盐玻璃(如派莱克斯玻璃)、微晶玻璃等玻璃品种，特别适合用于高端家用玻璃容器的压型，尤其适用于产品料重在300g以上的器皿压型。

Claims (15)

1.玻璃压型装置，其特征在于：包括旋转机构(1)、下模组件(2)、上模组件(4)、接料工位(47)、压型工位(48)、冷却工位(49)和取出工位(50)；

所述旋转机构(1)包括旋转大盘(10)及用于驱动旋转大盘(10)转动的转盘驱动装置(7)；

所述接料工位(47)、压型工位(48)、冷却工位(49)和取出工位(50)分别与旋转大盘(10)相对应设置；

所述下模组件(2)设置在旋转大盘(10)的上表面上，且下模组件(2)能够随旋转大盘(10)分别转动至接料工位(47)、压型工位(48)、冷却工位(49)和取出工位(50)处；

所述上模组件(4)设置在压型工位(48)处，并位于下模组件(2)的上侧；

还包括设置在压型工位(48)处的中模组件(3)，所述中模组件(3)位于下模组件(2)的上侧并位于上模组件(4)正下方；

所述中模组件(3)包括中模连接支架(14)、中模驱动装置(15)、中模连接板(16)、换热器(17)、中模座(18)、中模定位块(19)及中模主体(20)，所述中模连接板(16)、中模座(18)、中模定位块(19)和中模主体(20)上均设有过孔，中模连接板(16)、中模座(18)和中模主体(20)从上往下依次设置且彼此的过孔同轴，所述中模连接板(16)的下端面与中模座(18)的上端面连接，所述换热器(17)设置在中模座(18)的侧壁上，所述中模定位块(19)的上部嵌入设置在中模座(18)的过孔中、其下部嵌入设置在中模主体(20)的过孔中将中模座(18)和中模主体(20)连接在一起；所述中模连接支架(14)将中模驱动装置(15)的驱动端与中模连接板(16)连接。

2.如权利要求1所述的玻璃压型装置，其特征在于：所述旋转机构(1)还包括支撑架(9)及可转动地设置在支撑架(9)上的旋转轴(8)，所述旋转大盘(10)设置在旋转轴(8)上，所述转盘驱动装置(7)设置在支撑架(9)上并与旋转轴(8)传动连接。

3.如权利要求2所述的玻璃压型装置，其特征在于：所述下模组件(2)的数量为四组以上，且至少有四组下模组件(2)它们之间的位置关系与接料工位(47)、压型工位(48)、冷却工位(49)和取出工位(50)之间的位置关系相一致。

4.如权利要求1所述的玻璃压型装置，其特征在于：所述下模组件(2)包括下模主体(11)、下模座(12)和下模顶杆(13)，所述下模主体(11)的上部设有下模腔，所述下模座(12)设置在下模主体(11)的底部，下模座(12)内设有带限位台阶的通孔，所述下模顶杆(13)贯穿设置在该通孔中，且下模顶杆(13)的上端穿过下模主体(11)的底部伸入至下模腔中；所述下模顶杆(13)能够沿其自身的轴向运动，且下模顶杆(13)上设有能够限制其运动极限位置的轴肩；下模顶杆(13)处于运动上限位时其轴肩受下模主体(11)的底面阻挡，此时下模顶杆(13)的上端高于下模腔的底面；下模顶杆(13)处于运动下限位时其轴肩受限位台阶阻挡，此时下模顶杆(13)的上端与下模腔的底面齐平。

5.如权利要求1所述的玻璃压型装置，其特征在于：所述上模组件(4)包括上模驱动装置(21)、上模座(22)、上模定位块(23)、上模主体(24)和加热环(26)，所述上模驱动装置(21)的传动轴与上模座(22)的上部相连，所述上模座(22)设置在上模主体(24)上，所述上模定位块(23)套设在上模主体(24)上且其上端与上模座(22)的底面相连；所述加热环(26)套设在上模座(22)的下端。

6.如权利要求5所述的玻璃压型装置，其特征在于：所述上模座(22)内设有冷却介质进孔和冷却介质出孔，所述上模主体(24)内设有冷却腔，所述冷却介质进孔和冷却介质出孔分别与冷却腔连通形成冷却回路(25)。

7.如权利要求4、5或6所述的玻璃压型装置，其特征在于：还包括辅助组件(5)，所述辅助组件(5)包括设置在接料工位(47)处的下模主体加热器(40)，分别设置在冷却工位(49)处的下模冷却装置(41)和玻璃冷却喷嘴(45)，以及分别设置在取出工位(50)处的下模清扫喷嘴(42)和顶出驱动装置(46)；

所述下模主体加热器(40)能够对转入接料工位(47)处的下模组件(2)的下模主体(11)进行加热；

所述下模冷却装置(41)能够对转入冷却工位(49)处的下模组件(2)进行冷却；

所述玻璃冷却喷嘴(45)的喷口与转入冷却工位(49)处的下模主体(11)的下模腔相对应；

所述下模清扫喷嘴(42)的喷口与转入取出工位(50)处的下模主体(11)的下模腔相对应；所述顶出驱动装置(46)能够驱使转入取出工位(50)处的下模组件(2)的下模顶杆(13)向上运动。

8.如权利要求7所述的玻璃压型装置，其特征在于：所述辅助组件(5)还包括设置在冷却工位(49)处的内部火抛光烧嘴(43)和杯口火抛光烧嘴(44)；

所述内部火抛光烧嘴(43)的喷口与转入冷却工位(49)处的下模主体(11)的下模腔的中间部位相对应；

所述杯口火抛光烧嘴(44)的喷口与转入冷却工位(49)处的下模主体(11)的下模腔的端口部位相对应。

9.如权利要求1、2、3、4、5或6所述的玻璃压型装置，其特征在于：还包括设置在接料工位(47)处的高位接料组件(6)，所述高位接料组件(6)包括升降驱动机构以及设置在升降驱动机构的驱动部位上的顶模机构，所述顶模机构的上端设置有下模顶杆让位孔；转入接料工位(47)处的下模组件(2)的下模顶杆(13)能够嵌入下模顶杆让位孔中，并且使下模座(12)的底面与顶模机构的上端相贴。

10.如权利要求9所述的玻璃压型装置，其特征在于：所述高位接料组件(6)还包括防转机构；所述升降驱动机构包括支架(35)、设置在支架(35)上的接料驱动装置(34)、竖直设置的滚珠丝杠(33)、以及螺纹连接在滚珠丝杠(33)上的丝杠螺母(32)；所述防转机构设置在支架(35)上用于防止顶模机构转动，所述接料驱动装置(34)与滚珠丝杠(33)传动连接，所述丝杠螺母(32)为升降驱动机构的驱动部位。

11.如权利要求10所述的玻璃压型装置，其特征在于：所述顶模机构包括设置在丝杠螺母(32)上的防转板(31)、设置在防转板(31)上并罩在滚珠丝杠(33)上部的顶出套筒(28)、以及设置在顶出套筒(28)上端的顶板(27)，所述顶板(27)上设有与顶出套筒(28)内孔相通的通孔，该通孔与顶出套筒(28)的内孔共同形成下模顶杆让位孔；

所述防转机构包括竖直设置且下端穿过防转板(31)与支架(35)静连接的防转轴(29)。

12.玻璃压型方法，其特征在于：采用如权利要求1至11中任意一项所述的玻璃压型装置进行压型以生产玻璃制品(39)。

13.如权利要求12所述的玻璃压型方法，其特征在于，包括下列步骤：

步骤一，安装好玻璃压型装置，使出料管(36)的出料口处于接料工位(47)的上方，并在出料管(36)与接料工位(47)之间设置剪切装置；

步骤二，启动转盘驱动装置(7)，转盘驱动装置(7)驱动旋转大盘(10)转动，使一组下模组件(2)转动至接料工位(47)处后停止；接着，使玻璃液(37)从出料管(36)排出至下模组件(2)中成为玻璃料(38)，当排出的玻璃料(38)达到设定重量后通过剪切装置将玻璃料(38)剪断；

步骤三，启动转盘驱动装置(7)，转盘驱动装置(7)驱动旋转大盘(10)转动，使接有玻璃料(38)的下模组件(2)转动至压型工位(48)处后停止；接着，由中模驱动装置(15)驱动中模主体(20)向下移动，直至中模主体(20)的下表面与下模主体(11)的上表面接触后停止；在中模主体(20)向下移动的过程中，上模驱动装置(21)驱动上模主体(24)向下移动，上模主体(24)的底面穿过中模主体(20)并继续向下挤压下模组件(2)中的玻璃料(38)，使玻璃料(38)沿下模腔的内壁面流动并与中模主体(20)配合成型为玻璃制品(39)，而后上模主体(24)受限制停止下压；上模主体(24)停止后开始保压，保压结束后使中模组件(3)和上模组件(4)复位；

步骤四，启动转盘驱动装置(7)，转盘驱动装置(7)驱动旋转大盘(10)转动，使装有保压后的玻璃制品(39)的下模组件(2)转动至冷却工位(49)处后停止，由冷却工位(49)对玻璃制品(39)进行冷却；

步骤五，启动转盘驱动装置(7)，转盘驱动装置(7)驱动旋转大盘(10)转动，使装有冷却后的玻璃制品(39)的下模组件(2)转动至取出工位(50)处后停止，将玻璃制品(39)取出。

14.如权利要求13所述的玻璃压型方法，其特征在于：

步骤二中，接料前通过下模主体加热器(40)将下模主体(11)预热到400℃以上；预热完成后通过高位接料组件(6)的顶模机构将下模组件(2)顶升到出料管(36)下方，并使出料管(36)的出料口底面与下模腔的底面保持特定距离，该特定距离的高度为出料管(36)内径的0.5～2.5倍；然后，选择以下任意一种接料方式进行接料：

接料方式一，待剪断后的玻璃料(38)完全进入下模主体(11)的下模腔内后，高位接料组件(6)的顶模机构才开始下降，使下模组件(2)回到上升前的初始位置；

接料方式二，当玻璃料(38)接触到下模腔的表面时，高位接料组件(6)的顶模机构即开始下降直至下模组件(2)回到上升前的初始位置；下降过程中，排出玻璃料(38)的重量与剪切装置内设定值相等时，剪切装置剪断玻璃料(38)；

将进入下模腔内的玻璃料(38)的粘度控制在2000～8000poise；

步骤三中，上模组件(4)下压过程中通过加热环(26)加热使上模主体(24)的温度保持在450℃以上；将玻璃制品(39)的保压时间控制在3.5～10秒，并且控制玻璃制品(39)的温度，使其在保压结束后粘度达到10^7.6poise以上；

步骤四中，对玻璃制品(39)进行冷却前，先通过内部火抛光烧嘴(43)对玻璃制品(39)的内部进行火焰抛光，然后通过杯口火抛光烧嘴(44)对玻璃制品(39)的端口部进行火焰抛光；抛光完成后，通过玻璃冷却喷嘴(45)将玻璃制品(39)降温到玻璃应变温度以下，降温过程中将玻璃制品(39)的降温速度控制在30～150℃/s；

步骤五中，通过顶出驱动装置(46)驱使下模组件(2)的下模顶杆(13)向上运动，由下模顶杆(13)将玻璃制品(39)向上顶起使玻璃制品(39)与下模主体(11)的下模腔脱开，通过人工或机械手将玻璃制品(39)取出；玻璃制品(39)取出后，通过下模清扫喷嘴(42)对下模主体(11)的下模腔进行清理。

15.如权利要求14所述的玻璃压型方法，其特征在于：

步骤二中，将下模主体(11)预热到450℃～500℃，所述特定距离的高度为出料管(36)内径的0.75～1.25倍，将进入下模腔内的玻璃料(38)的粘度控制在3000～4000poise；

步骤三中，下压过程中，使上模主体(24)的温度保持在550℃～700℃；将玻璃制品(39)的保压时间控制在4.5～7秒，并且使玻璃制品(39)在保压结束后温度对应的粘度为10⁹poise～10¹¹poise；

步骤四中，将玻璃制品(39)降温到300℃以下，将玻璃制品(39)的降温速度控制在50～80℃/s。

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