CN109434953B - 一种吸塑后道模刀切割成型装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种吸塑后道模刀切割成型装置，包括外支架结构、内支架结构、压辊运动机构、模刀翻转机构、自动化吹气机构和电控机构，内支架结构处于外支架结构内部；所述外支架结构上设有压辊运动机构和电控机构，所述内支架结构包含模刀翻转机构和自动化吹气机构。本发明的有益效果是：该装置自动化程度较高，设有终端碰撞保护，因此减轻了操作者的劳动强度，保证了模刀的最大使用寿命，也保证了产品切割的合格率，提高了产能，降低了能耗，保护了人身与设备安全。

Description

一种吸塑后道模刀切割成型装置

技术领域

本发明涉及塑料片材包装类成型后道深加工技术领域，特别涉及一种吸塑后道模刀切割成型装置。

背景技术

目前，吸塑后道模刀切割成型设备主要有以下两种方式:

第一种，采用液压机械做冲压切割，这种设备缺点主要在于：

产能底下：先把被加工的大片成型框料冲压成20X20厘米左右的小框料，然后人工收集起来暂储存，最后人工将小框料叠压几层放置模刀中再次冲压切割，人工再次拿出，不能够一整张或者大面积的一次性冲压成型及自动分离，由于整个过程繁琐而导致产能底下，以大片或者大面积(1.2X0.7米)框料计算，每分钟产能约5片左右。

操作安全性差：冲压过程中，操作者要不停的摆放，模刀具有刃口，一不小心手指就会划破，在行业里受伤是经常发生的事情；另外，人工将装好小框料模刀往复摆放在液压机械机台上时候，由于人连续重复性的工作会疲劳，也会出因为人为失误把手臂冲压受伤，在行业里一般需要配冲床红外线人体保护。

模刀使用成本高：切割成型需要配模刀(母模)和冲头(公模)，而且每次对模耗费大量时间，公、母模略为松动，就会导致模刀报废，从而也会导致产品合格率底下；另外模刀还需要成套的冲压冲头，大面积一一对应布局、多数量的冲头配合难度很大，造价也很高，在行业里还没有采用这种方法，即使采用这种方法的，仅能应用于1.2X0.7米框料面积的1/3左右。

能耗较高：液压系统电机最小功率在4KW以上，属于连续性工作。

操作者劳动强度大：劳动者在整个加工过程中，要不停的转身、来回的摆放，不停的踩着脚踏控制开关，整个过程操作者处于紧张、忙碌状态；另外采用液压冲床也可以一次性切割，切割效率很高，但装卸很不方便，装卸效率极低，特别是切割好以后，有几十个产品需要人工弯着腰拾取，由于模刀本身重量可达10KG以上，采用人工装卸等操作，显然很不现实。

第二种，是采用约1.2米宽的传输皮带，中间有两个对辊，模刀放置于传输皮带上，皮带做往复运动带动模刀在中间与对辊往复运动，当模刀经过对辊时候，就等于完成一次模刀切割，整个设备长约3.5米左右。这种模刀切割相对于第一种液压机械做冲压切割有些优点，操作者不会冲压受伤，摆放框料时候操作者的手不会割伤，产能会大一些(一次性完成大片辊压切割成型)，以大片或者大面积(1.2X0.7米)框料计算，每分钟产能约7片左右。

但也存在以下问题：

安全隐患：切割成型后会用手弯着腰去拾取切割好的产品，这时候操作者的手仍然会受伤；同时这种设备在切割过程中，运行到位时没有行程控制，仅仅靠眼睛观察来控制，也没有终端防撞保护，设备自身实际上存在一定的安全隐患。设备由于带传输做圆周运动，没有运行到位和终端安全控制，存在一定安全性隐患，同时由于操作者疏忽，未能及时控制，会导致模刀从机台上掉下来摔坏。

劳动强度更大：由于设备长度较长，操作者需要两头来回跑工作，来回两头装卸材料，按照每分钟产能约7片，设备长度约3.5米，模刀长度1.2米，相当于1片要走3.5-1.2＝2.3米，每小时产能420片，每天8小时产能3360片，相当于要走7.7KM。

质量稳定性差：模刀由于直接放在传输皮带上，在穿过对辊压力切割时候，受传输带摩擦以及对辊的强大的滚动摩擦，会加剧模刀底部磨损，慢慢失去平行度，失去平行度以后，模刀口失去垂直力，产品切割精度会受影响，从而产品质量也会受影响，最终可能导致模刀刀口损坏而导致没有必要的浪费。

产能低：由于工作时候操作者需要来回走着工作，而且还需要弯腰去拾取已经切割好的产品，很耽误时间，对产能有着较大的影响。

无论哪一种方式，都存在产能底下、人身及装备得不到安全保证、劳动强度大、耗能高、模刀寿命缩短、产品合格率与质量不能得到保证等缺点。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种吸塑后道模刀切割成型装置，实现切割质量与产能的提高，减少操作者的工作强度，降低能耗，提高产品的合格率，延长模刀使用寿命，有效保护操作者的人身安全。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种吸塑后道模刀切割成型装置，包括外支架结构、内支架结构、压辊运动机构、模刀翻转机构、自动化吹气机构和电控机构，内支架结构处于外支架结构内部；所述外支架结构是由金属方管、槽钢焊接而成的框架，所述外支架结构上设有压辊运动机构和电控机构；所述内支架结构是由金属方管、槽钢焊接而成的框架，此框架处于外支架结构内部，所述内支架结构包含模刀翻转机构和自动化吹气机构。

进一步地，所述压辊运动机构包括直线滑轨、直线滑轨块、压辊支架、压辊轴承座、压辊、压辊高度调节旋转轮、链条连接支架、链轮轴轴承座、主动链轮轴、从动链轮轴、被动传动三排链轮、被动传动单排链轮、被动传动单排链条、调速电机、主动传动双排链轮和主动传动双排链条，所述直线滑轨成对安装在外支架结构上平面的前后端，每个直线滑轨上设有直线滑轨块，直线滑轨与直线滑轨块之间滑动配合，直线滑轨块上设有压辊支架，压辊支架两端设有压辊轴承座，压辊轴承座与压辊支架以卡槽方式滑动连接，压辊位于压辊支架下方，压辊两端与压辊轴承座紧配合连接，压辊支架两端设有压辊高度调节旋转轮，压辊高度调节旋转轮的螺杆与压辊支架螺纹连接，压辊高度调节旋转轮与压辊轴承座采用螺母限位；

所述外支架结构左右两端分别设有一组链轮轴轴承座，右侧链轮轴轴承座上设有主动链轮轴，左侧链轮轴轴承座上设有从动链轮轴；所述主动链轮轴的前端设有被动传动三排链轮，后端设有被动传动单排链轮，被动传动三排链轮及被动传动单排链轮与主动链轮轴紧配合连接，所述从动链轮轴的两端设有被动传动单排链轮，被动传动单排链轮与从动链轮轴紧配合连接，一对被动传动单排链条设置在主动链轮轴、从动链轮轴两端，被动传动单排链条分别与被动传动单排链轮、被动传动三排链轮连接；所述外支架结构右侧内部设有调速电机，调速电机输出轴上设有主动传动双排链轮，主动传动双排链轮与调速电机输出轴紧配合连接，主动传动双排链条设置在主动传动双排链轮和被动传动三排链轮之间，通过主动传动双排链条将主动传动双排链轮和被动传动三排链轮连接；所述压辊支架的内侧设有链条连接支架，链条连接支架与被动传动单排链条的链节固定连接。

进一步地，所述电控机构包含左控制箱、右控制箱、磁感应接近开关和行程开关，所述左控制箱、右控制箱安装于外支架结构上平面的左右两端，其内含正反转控制按钮、设置按钮、调速器等常规在电气部件，便于操作者在两端进行操作控制；在外支架结构内侧的两端安装有磁感应接近开关，以控制压辊左右运动的准确限位；在外支架结构内侧的两端磁感应接近开关的外侧安装有行程开关，为了防止磁感应接近开关失效而造成意外碰撞，作为限位终端保护。

如上所述，通过压辊高度调节旋转轮调整好压辊与模刀距离，只要启动电控，调速电机就会旋转(具备正反转)，通过主动双排链轮、主动传动双排链条、被动传动三排链轮、被动传动单排链条、被动传动单排链轮传动，被动传动单排链条通过链条连接支架使压辊顺着直线滑轨向左或向右运动，实现对吸塑产品的切割。

进一步地，所述模刀翻转机构包含模刀、模刀支架、模刀旋转支架、气缸上支点、直线气缸、气缸下支点和翻转气动电磁阀，所述模刀为平板结构，其上矩形排列有均匀分布的型腔，各型腔与吸塑产品外形一致，型腔上沿设有环绕刀刃；所述模刀支架为方框结构，模刀安装在模刀支架上，模刀支架前端的两侧设有模刀旋转支架，模刀支架安装在模刀旋转支架上并可绕模刀旋转支架旋转，模刀旋转支架设置在内支架结构前端上方的两侧；所述模刀支架底面中部的两端设有气缸上支点，内支架结构前端下方的两侧设有气缸下支点，直线气缸连接在气缸上支点与气缸下支点之间，内支架结构内部设有翻转气动电磁阀，直线气缸与翻转气动电磁阀气管连接；模刀翻转机构受翻转气动电磁阀控制，于压辊每单向运动一次时自动翻转一次，翻转动作在于外界气源通过翻转气动电磁阀控制直线气缸伸缩运动，当直线气缸伸出时，将模刀与模刀支架顶起来(模刀翻转状态，约75度)，当直线气缸缩回时，将模刀与模刀支架收回来，保持水平位置(模刀切割或者待切割状态)。

进一步地，所述自动化吹气机构包含吹气气动电磁阀和吹气点阵方管，所述吹气气动电磁阀安装在内支架结构内部，所述吹气点阵方管安装在模刀底面，吹气点阵方管为串接方管，其分布在模刀各型腔的底部，吹气点阵方管对应型腔底部中心的侧面设有通气孔，吹气气动电磁阀与吹气点阵方管气管相连，吹气气动电磁阀另与外界气源连通；当模刀与模刀支架翻转约75度时候，吹气气动电磁阀自动打开通气，压缩空气通过气管输入吹气点阵方管内，此时压缩空气通过点阵方管上的通气孔，瞬间吹走型腔内切割完毕的吸塑产品，包括连体边角料，被吹走的产品及连体边角料落入预先准备好的容器中。

与现有技术相比，本发明所提供的一种吸塑后道模刀切割成型装置利用安装在内支架结构之上的模刀翻转机构，以及模刀安装在模刀架之上，可以有效避免模刀底部磨损而失去原有的精度，保证了模刀的最大使用寿命，同时也保证了模刀的相对底面的平行度，从而也保证了产品切割的合格率。

与现有技术相比，本发明所提供的一种吸塑后道模刀切割成型装置利用安装在内支架结构之上的模刀翻转机构和自动化吹气机构，可以大大有效减轻操作者的强度和人身安全，可以大大提高产能，因为操作者不需要弯着腰用手去拾取切割好的产品，节约大量的时间，手指接触模刀的机会也不存在了，提高了人身与设备安全性。

与现有技术相比，本发明所提供的一种吸塑后道模刀切割成型装置安装在内支架结构上的模刀翻转机构一直在中间，产品切割仅靠外支架结构包括压辊运动机构单次运动即可，所以操作者在上料的时候，不用来回走，大大减轻了操作者的劳动强度，也解决了由于体力劳动过大而招工难的问题。

与现有技术相比，本发明所提供的一种吸塑后道模刀切割成型装置采用调速电机，电机只有2.2KW，属于间歇性工作，能耗较低。

与现有技术相比，本发明所提供的一种吸塑后道模刀切割成型装置中模刀采用固定方式，一直处于静止状态，仅靠压辊运动机构来回运动完成切割，除了上料之外，该装置是一键式操作。

本发明的有益效果是：自动化程度较高，该装置设有终端碰撞保护，因此减轻了操作者的劳动强度，保证了模刀的最大使用寿命，也保证了产品切割的合格率，提高了产能，降低了能耗，保护了人身与设备安全。

附图说明

图1是本发明一种实施例的立体示意图(翻转状态或者吹料过程中)；

图2是图1的前视图；

图3是图1的左视图；

图4是图1的后视图；

图5是图1的右视图；

图6是图1的俯视图；

图7是图3的C-C剖视图；

图8是图4的D-D剖视图；

图9是图5的E-E剖视图；

图10是图1的后向立体示意图；

图11是本发明一种实施例中外支架结构的立体示意图；

图12是本发明一种实施例中内支架结构的立体示意图；

图13是本发明一种实施例的立体示意图(待切割或者摆放物料状态)；

图14是本发明一种实施例的立体示意图(切割状态)。

图中：1-外支架结构，2-内支架结构，3-直线气缸，4-气缸上支点，5-气缸下支点，6-翻转气动电磁阀，7-模刀支架，8-模刀旋转支架，9-调速电机，10-主动传动双排链条,11-被动传动单排链条，12-被动传动单排链轮，13-链条连接支架，14-直线滑轨，15-直线滑轨块，16-压辊支架，17-压辊轴承座，18-压辊，19-链轮轴轴承座，20-压辊高度调节旋转轮，21-主动传动双排链轮，22-被动传动三排链轮，23-主动链轮轴，24-从动链轮轴，25-右控制箱，26-左控制箱，27-磁感应接近开关，28-行程开关，29-吹气气动电磁阀，30-吹气点阵方管，31-模刀。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施例，对本发明作进一步详细说明。

参见图1至图14：本发明实施例提供了一种吸塑后道模刀切割成型装置，包括外支架结构1、内支架结构2、压辊运动机构、模刀翻转机构、自动化吹气机构和电控机构，内支架结构2处于外支架结构1内部；所述外支架结构1是由金属方管、槽钢焊接而成的框架，所述外支架结构1上设有压辊运动机构和电控机构；所述内支架结构2是由金属方管、槽钢焊接而成的框架，此框架处于外支架结构1内部，所述内支架结构2包含模刀翻转机构和自动化吹气机构；

所述压辊运动机构包括直线滑轨14、直线滑轨块15、压辊支架16、压辊轴承座17、压辊18、压辊高度调节旋转轮20、链条连接支架13、链轮轴轴承座19、主动链轮轴23、从动链轮轴24、被动传动三排链轮22、被动传动单排链轮12、被动传动单排链条11、调速电机9、主动传动双排链轮21和主动传动双排链条10，所述直线滑轨14成对安装在外支架结构1上平面的前后端，每个直线滑轨14上设有直线滑轨块15，直线滑轨14与直线滑轨块15之间滑动配合，直线滑轨块15上设有压辊支架16，压辊支架16两端设有压辊轴承座17，压辊轴承座17与压辊支架16以卡槽方式滑动连接，压辊18位于压辊支架16下方，压辊18两端与压辊轴承座17紧配合连接，压辊支架16两端设有压辊高度调节旋转轮20，压辊高度调节旋转轮20的螺杆与压辊支架16螺纹连接，压辊高度调节旋转轮20与压辊轴承座17采用螺母限位；

所述外支架结构1左右两端分别设有一组链轮轴轴承座19，右侧链轮轴轴承座19上设有主动链轮轴23，左侧链轮轴轴承座19上设有从动链轮轴24；主动链轮轴23的前端设有被动传动三排链轮22，后端设有被动传动单排链轮12，被动传动三排链轮22及被动传动单排链轮12与主动链轮轴23紧配合连接；从动链轮轴24的两端设有被动传动单排链轮12，被动传动单排链轮12与从动链轮轴24紧配合连接；一对被动传动单排链条11设置在主动链轮轴23、从动链轮轴24的两端，被动传动单排链条11分别与被动传动单排链轮12、被动传动三排链轮22连接；所述外支架结构1右侧内部设有调速电机9，调速电机9输出轴上设有主动传动双排链轮21，主动传动双排链轮21与调速电机9输出轴紧配合连接，主动传动双排链条10设置在主动传动双排链轮21和被动传动三排链轮22之间，通过主动传动双排链条10将主动传动双排链轮21和被动传动三排链轮22连接；所述压辊支架16的内侧设有链条连接支架13，链条连接支架13与被动传动单排链条11的链节固定连接。

所述电控机构包含左控制箱26、右控制箱25、磁感应接近开关27和行程开关28，所述左控制箱26、右控制箱25安装于外支架结构1上平面的左右两端，其内含正反转控制按钮、调速器等常规在电气部件；在外支架结构1内侧的两端安装有磁感应接近开关27，以控制压辊18左右运动的准确限位，在外支架结构1内侧的两端磁感应接近开关27的外侧安装有行程开关28，为了防止磁感应接近开关27失效而造成意外碰撞，作为限位终端保护。

所述模刀翻转机构包含模刀31、模刀支架7、模刀旋转支架8、气缸上支点4、直线气缸3、气缸下支点5和翻转气动电磁阀6，所述模刀31为平板结构，其上矩形排列有均匀分布的型腔，各型腔与吸塑产品外形一致，型腔上沿设有环绕刀刃；所述模刀支架7为方框结构，模刀31安装在模刀支架7上，模刀支架7前端的两侧设有模刀旋转支架8，模刀支架7安装在模刀旋转支架8上并可绕模刀旋转支架8旋转，模刀旋转支架8设置在内支架结构2前端上方的两侧；所述模刀支架7底面中部的两端设有气缸上支点4，内支架结构2前端下方的两侧设有气缸下支点5，直线气缸3连接在气缸上支点4与气缸下支点5之间，内支架结构2内部设有翻转气动电磁阀6(说明：为了在图纸上便于观察，附图中翻转气动电磁阀6安装在外支架结构1内侧)，直线气缸3与翻转气动电磁阀6气管连接；模刀翻转机构受翻转气动电磁阀6控制，于压辊18每单向运动一次时自动翻转一次，翻转动作在于外界气源通过翻转气动电磁阀6控制直线气缸3伸缩运动，当直线气缸3伸出时，将模刀31与模刀支架7顶起来(模刀翻转状态，约75度)，当直线气缸3缩回时，将模刀31与模刀支架7收回来，保持水平位置(模刀切割或者待切割状态)。

所述自动化吹气机构包含吹气气动电磁阀29和吹气点阵方管30，所述吹气气动电磁阀29安装在内支架结构2内部(说明：为了在图纸上便于观察，附图中吹气气动电磁阀29安装在外支架结构1内侧)，所述吹气点阵方管30安装在模刀31底面，吹气点阵方管30为串接方管，其分布在模刀31各型腔的底部，吹气点阵方管对应型腔底部中心的侧面设有通气孔，吹气气动电磁阀29与吹气点阵方管30气管相连，吹气气动电磁阀29另与外界气源连通。

工作原理：

操作者将需要切割吸塑产品框料放置于模刀31之上；

将一块厚度约为5mm左右的PVC板材(图中不做显示)置于被切割的吸塑产品上面；

使用压辊高度调节旋转轮20调整好压辊18与PVC板材最佳的过盈配合距离；

按下调速电机9控制按钮，压辊运动机构工作，由于是过盈配合，压辊18被动旋转，将过盈配合的压力通过PVC板材传递给被切割的吸塑产品，被切割的产品受模刀31和PVC板材之间的过盈配合压力瞬间局部逐一被切割断；

当切割完毕，压辊18运动至磁感应接近开关27时候，压辊运动机构立刻停止；

压辊运动机构停止后，翻转气动电磁阀6打开，模刀翻转机构开始向上翻转；

当翻转约75度时，自动化吹气机构工作，吹气气动电磁阀29打开，压缩空气通过气管进入吹气点阵方管30，吹走各型腔单元切割好的产品以及剩余边角料；

当吹气结束，模刀翻转机构开始向下翻转，直至水平位置落在内支架结构2上，准备再一次工作循环。

如上所述，可较好地实现本发明，凡依本发明内容所作的一些变化与修饰，都为本发明权利要求所要求保护的范围所涵盖。

Claims (3)

1.一种吸塑后道模刀切割成型装置，其特征在于：包括外支架结构、内支架结构、压辊运动机构、模刀翻转机构、自动化吹气机构和电控机构，内支架结构处于外支架结构内部；所述外支架结构是由金属方管、槽钢焊接而成的框架，所述外支架结构上设有压辊运动机构和电控机构；所述内支架结构是由金属方管、槽钢焊接而成的框架，此框架处于外支架结构内部，所述内支架结构包含模刀翻转机构和自动化吹气机构；

所述压辊运动机构包括直线滑轨、直线滑轨块、压辊支架、压辊轴承座、压辊、压辊高度调节旋转轮、链条连接支架、链轮轴轴承座、主动链轮轴、从动链轮轴、被动传动三排链轮、被动传动单排链轮、被动传动单排链条、调速电机、主动传动双排链轮和主动传动双排链条，所述直线滑轨成对安装在外支架结构上平面的前后端，每个直线滑轨上设有直线滑轨块，直线滑轨与直线滑轨块之间滑动配合；所述直线滑轨块上设有压辊支架，压辊支架两端设有压辊轴承座，压辊轴承座与压辊支架以卡槽方式滑动连接，所述压辊位于压辊支架下方，压辊两端与压辊轴承座紧配合连接；所述压辊支架两端设有压辊高度调节旋转轮，压辊高度调节旋转轮的螺杆与压辊支架之间螺纹连接，压辊高度调节旋转轮与压辊轴承座采用螺母限位；所述外支架结构左右两端分别设有一组链轮轴轴承座，右侧链轮轴轴承座上设有主动链轮轴，左侧链轮轴轴承座上设有从动链轮轴；所述主动链轮轴的前端设有被动传动三排链轮，后端设有被动传动单排链轮，被动传动三排链轮及被动传动单排链轮与主动链轮轴紧配合连接；所述从动链轮轴的两端设有被动传动单排链轮，被动传动单排链轮与从动链轮轴紧配合连接，一对被动传动单排链条设置在主动链轮轴、从动链轮轴两端，被动传动单排链条分别与被动传动单排链轮、被动传动三排链轮连接；所述外支架结构右侧内部设有调速电机，调速电机输出轴上设有主动传动双排链轮，主动传动双排链轮与调速电机输出轴紧配合连接，主动传动双排链条设置在主动传动双排链轮和被动传动三排链轮之间，通过主动传动双排链条将主动传动双排链轮和被动传动三排链轮连接；所述压辊支架的内侧设有链条连接支架，链条连接支架与被动传动单排链条的链节固定连接；

所述模刀翻转机构包含模刀、模刀支架、模刀旋转支架、气缸上支点、直线气缸、气缸下支点和翻转气动电磁阀，所述模刀为平板结构，其上矩形排列有均匀分布的型腔，各型腔与吸塑产品外形一致，型腔上沿设有环绕刀刃；所述模刀支架为方框结构，模刀安装在模刀支架上，模刀支架前端的两侧设有模刀旋转支架，模刀支架安装在模刀旋转支架上并可绕模刀旋转支架旋转，模刀旋转支架设置在内支架结构前端上方的两侧；所述模刀支架底面中部的两端设有气缸上支点，内支架结构前端下方的两侧设有气缸下支点，直线气缸连接在气缸上支点与气缸下支点之间，内支架结构内部设有翻转气动电磁阀，直线气缸与翻转气动电磁阀气管连接；模刀翻转机构受翻转气动电磁阀控制，于压辊每单向运动一次时自动翻转一次，翻转动作在于外界气源通过翻转气动电磁阀控制直线气缸伸缩运动，当直线气缸伸出时，将模刀与模刀支架顶起来，当直线气缸缩回时，将模刀与模刀支架收回来，保持水平位置。

2.根据权利要求1所述的一种吸塑后道模刀切割成型装置，其特征在于：所述电控机构包含左控制箱、右控制箱、磁感应接近开关和行程开关，所述左控制箱、右控制箱安装于外支架结构上平面的左右两端，在外支架结构内侧的两端安装有磁感应接近开关，在外支架结构内侧的两端磁感应接近开关的外侧安装有行程开关。

3.根据权利要求1所述的一种吸塑后道模刀切割成型装置，其特征在于：所述自动化吹气机构包含吹气气动电磁阀和吹气点阵方管，所述吹气气动电磁阀安装在内支架结构内部，所述吹气点阵方管安装在模刀底面，吹气点阵方管为串接方管，其分布在模刀各型腔的底部，吹气点阵方管对应型腔底部中心的侧面设有通气孔，吹气气动电磁阀与吹气点阵方管气管相连，吹气气动电磁阀另与外界气源连通；当模刀与模刀支架翻转时候，吹气气动电磁阀自动打开通气，压缩空气通过气管输入吹气点阵方管内，此时压缩空气通过点阵方管上的通气孔，向型腔内吹气。