CN108162279A - 一种包覆套一次性成型装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种包覆套一次性成型装置，解决了包覆套产品壁面厚度不均匀或需要二次补孔的问题。包括阳模(1)、阴模(2)、模芯(3)、施力系统(4)、支撑部件(5)、位置传感器(6)、反馈控制系统(7)、动力装置(8)，所述模芯(3)为空心结构，在模芯(3)内表面上开施力槽(32)；施力系统(4)由一系列轴对称的施力杆(41)组成，施力杆(41)安装在支撑部件(5)上，施力滑块(44)卡在施力槽(32)内；反馈控制系统(7)的输入端和位置传感器(6)相连，输出端和动力装置(8)相连；动力装置(8)和施力杆(41)的受力端(45)连接。本发明结构能够实现高压流化包覆套一次成型的需求，所得成型产品表面厚度一致。

Description

一种包覆套一次性成型装置
技术领域
本发明涉及机械领域，主要涉及机械自动化领域，尤其涉及一种包覆套一次性成型装置。
背景技术
包覆套是化工领域常用的一种化工产品，其一般采用具有模芯的模具成型。本发明所针对的包覆套为一端开口、一端封闭的直套，由于材料的特殊性，此包覆套成型过程中需要高温高压成型，将原料过量的填充到阳模、阴模和模芯形成的缝隙内，通过对阳模和阴模施加长时间的高压实现原材料的流化成型。在加压过程中，由于模芯的悬臂结构，在高压作用下模型会发生一定的偏移，导致成型的包覆套一侧壁面较厚，一侧壁面较薄。
为了克服包覆套成型过程中上述工艺缺陷，目前采用模芯两端支撑成型方式，此种方式能有效克服悬臂结构模芯偏移导致包覆套壁面厚度不一的问题。然而，模芯两端支撑成型方式导致成型后的包覆套两端均有开孔，其中一端的开孔是产品工艺要求的，另一端的开孔则是由模型支撑部件导致的，这不符合包覆套一端开口、一端封闭的产品要求。因此，模型两端支撑成型工艺所得包覆套产品需要进行二次“补孔”，将产品工艺不允许的开孔采用粘合剂进行封堵。
目前，包覆套成型工艺主要存在以下问题：(1)若采用悬臂模芯成型，则由于悬臂模型位移导致包覆套产品薄厚不一；(2)若采用两端支撑模芯成型，则导致包覆套产品存在非工艺要求的开孔，后期需进行二次“补孔”。
发明内容
为了克服背景技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种高压流化包覆套一次性成型装置，该装置能够实现高压流化包覆套一次成型，确保成型包覆套产品壁厚均匀且不需要二次“补孔”。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种包覆套一次性成型装置，包括：阳模、阴模、模芯、施力系统、支撑部件、位置传感器、反馈控制系统、动力装置，模芯放置在阳模和阴模形成的模腔内，阳模和阴模闭合后形成一个支撑圆环，模芯的支撑颈轴卡在圆环内，限制模芯上下左右运动，模芯的支撑颈轴上有部分外螺纹，与螺母配合限制模芯沿其轴向运动，其特征在于，所述模芯从靠近支撑颈轴端面上开盲孔使其形成一端开孔的空心结构，在模芯内表面上开施力槽；所述支撑部件与底面或工作台相连接，其上设置支撑轴；所述施力系统由一系列轴对称的施力杆组成，施力杆上设置有支撑孔和施力滑块，支撑轴穿过支撑孔使施力杆安装在支撑部件上，且施力杆能够绕支撑轴旋转；所述施力滑块卡在施力槽内，且施力槽尺寸较施力滑块大，使施力滑块具有在施力槽内沿模芯轴向进行小位移滑动的空间；所述位置传感器采用非接触传感器，对模芯底部的中心点位移情况进行测量，反馈控制系统的输入端和位置传感器相连，输出端和动力装置相连；所述动力装置和施力杆的受力端连接。
所述施力槽由模芯内表面凹槽和挡板组成，其中挡板为高于模芯内表面且法线经过模芯轴线的平板，凹槽和挡板之间的距离能够使施力滑块在其内部自由移动。
所述施力系统包括三个或四个完全相同的施力杆，施力杆由主体杆、支撑孔、施力滑块和受力端组成，其中支撑孔轴线与施力滑块施力方向垂直。
所述反馈控制系统为闭环动态控制系统，其根据位置传感器检测到的模芯底面中心点的偏移方向和偏移距离，控制动力装置对施力杆施加拉力F1或推力F2。
与现有技术相比，本发明的优点是：(1)对于需高压流化成型的包覆套，本发明基于检测-反馈-控制机理，提供一套能够实现包覆套一次成型的装置；(2)无需对包覆套成型模具进行两端支撑，所成型包覆套不需要二次补孔；(3)包覆套产品壁厚一致，不会出现一侧壁偏后，另一侧壁偏薄的情况。
附图说明
图1为本发明整体构成关系示意图。
图2为本发明阳模和阴模的结构示意图。
图3为本发明模芯与阳模和阴模装配关系示意图。
图4为本发明模芯剖视图。
图5为本发明施力系统结构示意图。
图6为本发明施力杆结构示意图。
图中：1、阳模，2、阴模，3、模芯，4、施力系统，5、支撑部件，6、位置传感器，7、反馈控制系统，8、动力装置，21、模腔，22、支撑圆环，31、支撑颈轴，32、施力槽，41、施力杆，42、主体杆，43、支撑孔，44、施力滑块，45、受力端，51、支撑轴，F1、拉力，F2、推力。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步的说明。
如图1本发明整体构成关系示意图所示，一种包覆套一次性成型装置，包括：阳模1、阴模2、模芯3、施力系统4、支撑部件5、位置传感器6、反馈控制系统7、动力装置8。施力系统4由一系列轴对称的施力杆41组成，施力杆41安装在支撑部件5上，反馈控制系统7的输入端和位置传感器6相连，输出端和动力装置8相连；动力装置8和施力杆41的受力端45连接，且每个施力杆41都有所受力的大小和方向都是可以独立控制的。
图2为阳模1和阴模2的结构示意图，如图所示，当阳模1和阴模2合并后，就形成了一个模腔21，该模腔21为一个一端开口的半封闭腔体，阳模1和阴模2合并后形成的半封闭腔体的开口部分是支撑环22。
图3为模芯3与阳模1和阴模2装配关系结构示意图，模芯3比模腔21小，模芯3和模腔21之间的缝隙用于填充物料，成型包覆套。模芯3的支撑颈轴31卡在支撑圆环22内，限制模芯3上下左右运动，同时模芯3的支撑颈轴31上有外螺纹，当模芯3安装在模腔21内以后，通过螺母与支撑颈轴31上的外螺纹连接，就可以限制模芯3沿其轴向运动；在支撑圆环22和支撑颈轴31上外螺纹的共同作用下，模芯3在模腔21内的位置便固定了。在实际工作中，模芯3和模腔21之间的缝隙内填充足够多的物料，通过对阳模1和阴模2施加挤压力使阳模1和阴模2完全闭合，物料在高温高压条件下流化填充在模腔21内形成包覆套，由于支撑颈轴31的阻挡，形成的包覆套一端开孔，孔的内径和支撑颈轴31的外径相同，包覆套的厚度取决于模腔21与模芯3之间的距离，两者大小相同。
由于模芯3仅在支撑颈轴31处受到支撑，为悬臂结构，当受到较大的力作用时，模芯3会发生一定的便宜，原理支撑颈轴31的地方偏离较大，这就造成所成型包覆套厚度不一的问题。为了克服此问题，现有工艺采用模芯3两端支撑，有效防止悬臂结构的变形。然而，这就造成了所成型包覆套两端开孔，其中一个孔为非工艺需求的，等成型后，需要用相同的片状材料进行补孔，不但使工艺繁琐，且补孔所产生的补丁对包覆套使用带来诸多不便。
本发明的优点在于对模芯3进行了改进，如图4所示模芯3剖视图，将模芯3从靠近支撑颈轴31端面上开盲孔使其形成一端开孔的空心结构，在模芯3内表面上开施力槽32；施力槽32由模芯3内表面凹槽33和挡板34组成，其中挡板34为高于模芯3内表面且法线经过模芯3轴线的平板，凹槽33和挡板34之间的距离能够使施力滑块44在其内部自由移动。也就是说，在模芯3内表面挖一个凹槽，这个凹槽的地面为平面，一般来说，这个凹槽为一个矩形凹槽，凹槽底面的法线经过模芯3的轴线；另外，在凹槽上方有一个挡板34，这个挡板34和凹槽底面共同形成一个施力槽32。
图5为本发明施力系统4结构示意图，图6为施力杆41结构示意图，施力系统4由一系列轴对称的施力杆41组成，进一步优选情况下，施力系统4包括三个或四个完全相同的施力杆41，施力杆41由主体杆42、支撑孔43、施力滑块44和受力端45组成，其中支撑孔43轴线与施力滑块44施力方向垂直。
支撑部件5与底面或工作台相连接，其上设置支撑轴51。支撑部件5的主要作用是为施力系统4提供一个力的支点。
支撑轴51穿过施力杆41上的支撑孔43使施力杆41安装在支撑部件5上，且施力杆41能够绕支撑轴51旋转；施力滑块44卡在施力槽32内，且施力槽32尺寸较施力滑块44大，使施力滑块44具有在施力槽32内沿模芯3轴向进行小位移滑动的空间；
位置传感器6采用非接触传感器，对模芯3底部的中心点位移情况进行测量，反馈控制系统7的输入端和位置传感器6相连，输出端和动力装置8相连，动力装置8可以为液压动力，也可以为机械动力；所述动力装置8和施力杆41的受力端45连接。
反馈控制系统7为闭环动态控制系统，其根据位置传感器6检测到的模芯3底面中心点的偏移方向和偏移距离，控制动力装置8对施力杆41施加拉力F1或推力F2。
设备工作的主要原理为：在进行包覆套成型过程中，模芯3一旦有发生偏移变形的情形，位置传感器6可立刻检测到变形的大小和方向，并将信息传递给反馈控制系统7，反馈控制系统7根据获得的信息对动力装置8发出执行信号，使动力装置8对施力系统4上的一个或多个施力杆41施加拉力F1或推力F2，拉力F1和推力F2的合力方向与模芯3发生偏移方向相反；合力的大小根据位置传感器6检测到模芯3变形量或变形回复情形而定，当变形量大或者变形回复效率低时，反馈控制系统7不断调节动力装置8，增大输出合力，直到能够抵消模芯3所受到的变形力为止。

Claims (4)

1.一种包覆套一次性成型装置，其特征在于，包括：阳模(1)、阴模(2)、模芯(3)、施力系统(4)、支撑部件(5)、位置传感器(6)、反馈控制系统(7)、动力装置(8)，模芯(3)放置在阳模(1)和阴模(2)形成的模腔(21)内，阳模(1)和阴模(2)闭合后形成一个支撑圆环(22)，模芯(3)的支撑颈轴(31)卡在支撑圆环(22)内，限制模芯(3)上下左右运动，模芯(3)的支撑颈轴(31)上有部分外螺纹，与螺母配合限制模芯(3)沿其轴向运动，其特征在于，所述模芯(3)从靠近支撑颈轴(31)端面上开盲孔使其形成一端开孔的空心结构，在模芯(3)内表面上开施力槽(32)；所述支撑部件(5)与底面或工作台相连接，其上设置支撑轴(51)；所述施力系统(4)由一系列轴对称的施力杆(41)组成，施力杆(41)上设置有支撑孔(43)和施力滑块(44)，支撑轴(51)穿过支撑孔(43)使施力杆(41)安装在支撑部件(5)上，且施力杆(41)能够绕支撑轴(51)旋转；所述施力滑块(44)卡在施力槽(32)内，且施力槽(32)尺寸较施力滑块(44)大，使施力滑块(44)具有在施力槽(32)内沿模芯(3)轴向进行小位移滑动的空间；所述位置传感器(6)采用非接触传感器，对模芯(3)底部的中心点位移情况进行测量，反馈控制系统(7)的输入端和位置传感器(6)相连，输出端和动力装置(8)相连；所述动力装置(8)和施力杆(41)的受力端(45)连接。
2.根据权利要求1所述的一种包覆套一次性成型装置，其特征在于，所述施力槽(32)由模芯(3)内表面凹槽(33)和挡板(34)组成，其中挡板(34)为高于模芯(3)内表面且法线经过模芯(3)轴线的平板，凹槽(33)和挡板(34)之间的距离能够使施力滑块(44)在其内部自由移动。
3.根据权利要求1所述的一种包覆套一次性成型装置，其特征在于，所述施力系统(4)包括三个或四个完全相同的施力杆(41)，施力杆(41)由主体杆(42)、支撑孔(43)、施力滑块(44)和受力端(45)组成，其中支撑孔(43)轴线与施力滑块(44)施力方向垂直。
4.根据权利要求1所述的一种包覆套一次性成型装置，其特征在于，所述反馈控制系统(7)为闭环动态控制系统，其根据位置传感器(6)检测到的模芯(3)底面中心点的偏移方向和偏移距离，控制动力装置(8)对施力杆(41)施加拉力F1或推力F2。
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