CN113287841A - 螺旋射流聚氨酯连帮制鞋装置及其制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种螺旋射流聚氨酯连帮制鞋装置，包括底座、底模装置、左边模与右边模，还包括用于喷涂原料的螺旋射流装置。本发明还公开了一种本发明多组分聚合物混合螺旋射流制鞋制备工艺，使底模运动到左边模和右边模的外部；在螺旋射流装置的供料机构中加入多种聚合物原料，并以螺旋气流的方式，喷涂到鞋底上，形成用于鞋帮和鞋底结合的射流层；使左边模和右边模将楦头压住与底模合模，鞋底上喷涂的聚合物射流层膨胀，以扩散渗透方式进入到鞋帮和鞋底中，用于使鞋帮和鞋底结合。本发明便于快速更换和清理底模，便于螺旋射流装置在底模上喷射原料，能生产加宽的特种鞋靴、射流量大，形成的射流锥面边缘轨迹清晰，适用于所有鞋靴的生产。

Description

螺旋射流聚氨酯连帮制鞋装置及其制备工艺

技术领域

本发明属于制鞋技术领域，涉及一种螺旋射流聚氨酯连帮制鞋装置,还涉及一种螺旋射流聚氨酯连帮制鞋制备工艺。

背景技术

在制鞋过程中，通过胶水将鞋底和鞋帮在粘合在一起，粘合时，通过底模、左边模、右边模合模挤压成型。但是，现有技术中，左边模和右边模在合拢时，由于调节装置结构复杂，占用的空间大，导致左边模和右边模的行程小，能安装的鞋靴和模座较窄，不能满足加宽特种鞋和双边框三密度鞋靴的生产需求，使生产范围受限。

现有技术中的底模安装位置固定，不能发生位置移动，只具有一个工位，在此工位上，通过升降装置与左边模、右边模合模，进行鞋靴的注压。这种方式的缺点是：1）由于底模需要与左边模、右边模合模，因此，受左边模和右边模行程的限定，安装底模的位置空间狭小，无法利用机械手实现对底模腔内喷涂的精准操作，导致鞋底上的材料喷涂不均匀，影响鞋底的质量；2）由于空间狭小，不能快速更换底模，费时费力；3）有一部分鞋靴要求鞋上面不能有气孔，只能底部排气，因此，模具只能倒装注压成型，使气体由鞋底排出，然而，底模与左边模、右边模的距离小，制鞋模具不能倒装，不能满足双底模和模具倒装结构鞋靴的生产。

由于上述制鞋装置的缺陷，使得在生产冷粘鞋的扣底流程为：通过人工鞋帮口画线，在鞋底和鞋帮粘合位置刷处理剂，在烘箱中以60±5℃烘烤，6-8分钟后，对鞋底和鞋帮分别再刷一遍胶，在烘箱中以60±5℃烘烤，同样的步骤，刷胶烘烤两次，然后粘底、压合（压力≥0.5MPa，压合时间为10-12秒），再补胶，进行二次压合。这种制鞋工艺的缺点是：1）生产流程比较复杂，工艺参数要求较高，对工人的操作水平要求严格，操作不当，就无法保证刷胶质量稳定、使鞋底易开胶；2）此阶段需8道工序，其中刷胶工序人工的投入量较大，工作条件差，员工流失大，招工难；3）需要一条较长的刷胶扣底流水线配多段烘箱、2台压合机，设备投入量大，占用大量的生产用地；4）所用胶水对环境有严重的污染。

发明内容

为解决现有技术中存在的以上不足，本发明旨在提供一种螺旋射流聚氨酯连帮制鞋装置，以在达到底模便于移动，左边模和右边模便于调节，能对鞋帮和鞋底的粘合物喷涂的目的；

本发明还要提供一种螺旋射流聚氨酯连帮制鞋制备工艺，以达到节省加工程序、不污染环境、加工效率高、鞋帮鞋底粘合牢固的目的。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：一种螺旋射流聚氨酯连帮制鞋装置，包括底座、设于底座上的底模装置、设于底座上用于和底模合模的的左边模与右边模，其特征在于：还包括用于喷涂原料的螺旋射流装置；

所述底模装置包括固设于底座上的升降装置和用于放置鞋底的底模，所述底座上滑动连接有导向轴，所述导向轴上固设有轨道，所述轨道通过升降装置顺着导向轴上下运动；所述轨道内滑动连接有滑块，所述底模固设于滑块上，所述轨道上固设有用于驱动滑块运动的驱动装置，还设有用于检测滑块位置的检测装置；

所述左边模和右边模相同且对称设置，均包括固设于底座上的固定板、滑动连接于底座上的边模支架、固设于边模支架上的边模底托，所述边模支架通过调节装置滑动连接在底座上，所述边模支架内设有用于通入热导油的空腔；

所述螺旋射流装置包括螺杆混合机构、用于将聚合物送入螺杆混合机构中的供料机构，还包括用于将经螺杆混合机构混合后的聚合物射出的螺旋气路射流机构；所述螺旋气路射流机构包括束流气路、螺旋气路和设于螺杆混合机构出料端口处的螺旋射流板；其中，螺旋射流板包括设于中心的喷嘴，和以喷嘴为圆心呈圆周分布的多个束流气路孔；所述喷嘴内侧壁上呈环形分布有多个螺旋气路孔，且多个螺旋气路孔汇聚至喷嘴端口处；所述束流气路孔与束流气路相连通，螺旋气路孔与螺旋气路相连通。

作为本发明的限定，所述驱动装置为无杆气缸，所述轨道上固设有安装板，所述无杆气缸固设于安装板上。

作为本发明的进一步限定，所述检测装置设有三组，一组设于升降装置的上方，其他两组分别设于升降装置的两侧，使底模产生三个移动工位。

作为本发明的另一种限定，所述调节装置包括气缸和铰接于气缸两端的连杆组件，所述连杆组件包括一端铰接于固定板上的第一连杆和一端铰接于边模支架上的第二连杆，所述第一连杆的另一端和第二连杆的另一端形成一个铰接点与气缸铰接；所述固定板上设有用于调节第一连杆和第二连杆张开角度的角度调节装置；所述角度调节装置包括设于第一连杆上的挡片和螺纹连接于固定板的调节顶丝，所述调节顶丝与挡片的位置相对应，用于调节第一连杆张开的角度。

作为本发明的更进一步限定，多个螺旋气路孔通过喷嘴出料端口处的锥形孔与外界相连通；并且，每个螺旋气路孔的螺旋角度均为30～90°，向喷嘴出料端口中心的倾斜角度为15～60°。

作为本发明的再进一步限定，螺杆混合机构包括螺杆腔、设于螺杆腔内的螺杆、用于驱动螺杆围绕其轴线旋转的电机组件以及用于驱动螺杆沿其轴线方向前后移动的气缸组件；螺杆临近喷嘴一端的端部沿其轴线方向设有导流柱；螺杆为锥形螺杆，并且，螺杆临近喷嘴一端的端部直径小于喷嘴端口的直径，螺杆腔上套设有用于散热降温的冷却套。

一种螺旋射流聚氨酯连帮制鞋制备工艺，利用上述螺旋射流聚氨酯连帮制鞋装置将鞋底和鞋帮结合在一起的工艺如下：

S1：启动底模装置的驱动装置，使放置了鞋底的底模运动到左边模和右边模的外部；

S2：在螺旋射流装置的供料机构中加入多种聚合物原料，经过螺杆混合机构混合，通过喷嘴，将多种聚合物原料以螺旋气流的方式，喷涂到鞋底上，形成用于鞋帮和鞋底结合的射流层；

S3：启动底模装置的驱动装置，使底模沿着轨道运动到与左边模和右边模合模的位置，启动升降装置，底模上升，在底模上放置套有鞋帮的楦头，启动调节装置，使左边模和右边模将楦头压住与底模合模，合模后，鞋底上喷涂的聚合物射流层膨胀，使聚氨酯分子微粒以扩散渗透方式进入到鞋帮和鞋底中，用于使鞋帮和鞋底结合。

作为本发明的制备工艺的限定，S2中，喷嘴中喷涂时射流的密度为0.25～0.9g/ml，射流的速度为10～30g/s。

作为本发明的制备工艺的进一步限定，S2中，通过以下方法控制调节射流的角度，以喷嘴端口中心为原点，以螺杆的轴线为基准轴线，设置每个螺旋气路孔的螺旋角度均为30～90°，向喷嘴端口中心的倾斜角度均为15～60°；

通过射流方式，最终形成1～6mm的射流层，附着在鞋底上。

作为本发明的制备工艺的再进一步限定，S3中，在左边模和右边模的边模支架空腔中通入热导油，使底模、左边模、右边模合模后的温度为45～50℃，并且合模3～6min，完成鞋帮和鞋底的结合。

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，所取得的有益效果是：

（1）本发明的底模能在轨道上滑动，使底模既能位于和左边模、右边模合模的位置，也能不在合模的位置，更换或者清理底模时，将底模移动到便于操作的外部，没有左边模和右边模的阻挡，空间更加宽敞，更换或清理底模更加快速方便；同时，空间增加，便于螺旋射流装置在底模上喷射原料，喷涂的更加快速均匀；将底模移出合模的位置，可腾空升降装置与边模之间的空间高度达160mm以上，升降装置上可安装夹具固定楦头，进行鞋模具倒装注压，满足底部排气结构鞋靴的生产；

左边模和右边模通过调节装置能注压不同尺寸的鞋靴，使左边模和右边模的行程可调，能加工特种加宽鞋靴，满足不同的加工需求，边模支架内的空腔，能在模具中通入保温液体，使模具的温度可控，改变通过外部环境控制温度的方法，使温度控制更加精确，且占用空间大大减少；

螺旋气路射流机构中设置有束流气路和螺旋气路，其中，束流气路自螺旋射流板的束流气路孔中吹出筒状压缩空气，能够限制喷幅边缘聚合物微粒的飞溅和散射；螺旋气路自螺旋射流板的螺旋气路孔吹出螺旋压缩空气，可通过螺旋射流方式令混合后的聚合物呈螺旋锥面以一定倾斜角度均匀射流至固体表面，不仅可提高聚合物的附着率，而且能够减少对固体表面的冲击力，在喷射过程中固体不会发生位移，可有效避免产品损失；另一方面，通过螺旋射流方式可对固体内侧凹凸内壁进行立面射流，实现广角射流，保证聚合物微粒能够全面、均匀的喷射到固体的非平面部位。

（2）本发明通过无杆气缸控制滑块沿轨道运动，结构简单，控制灵敏，占用空间小；无杆气缸的前后移动会拉动底模实现左、中、右的三个位置的移动，根据不同情况而选择底模的位置，既能实现普通鞋靴的生产，又能通过快速更换底模，对两种密度的鞋底分两次注压成型，实现双底模结构鞋靴的生产，还能通过倒装楦头实现笼式结构鞋的生产要求，实用性强。

（3）本发明左边模和右边模利用连杆原理，实现左边模、右边模的合模调节，通过气缸双向驱动连杆，结构简单，占用空间小，通过限制第一连杆和第二连杆张开的角度调节左边模和右边模的行程，在较小的空间内能实现较大行程的调节，使左边模和右边模的行程由原来的130mm增加到200mm，合模状态下模座的宽度由原来的200mm增加到240mm，模座宽度加大，能加工200～240mm的加宽特种鞋靴，实用性强，调节方便，加工范围不再受限；调节顶丝能限制第一连杆张开的角度，只要将调节顶丝旋进或旋出，即可限制第一连杆与第二连杆之间的角度，控制最大行程，调节快速、方便。

（4）本发明的螺旋射流板中螺旋气路孔为双角度的出气方向，包括螺旋方向和倾斜方向。其中，螺旋方向可以产生螺旋气流，使经螺杆腔混合后的聚合物能够呈螺旋状；倾斜方向（向喷嘴端口中心倾斜）可以使产生的螺旋气流内聚，进而可使即将射出的聚合物向中心收缩、汇聚；

螺旋气路孔并未完全延伸至喷嘴的端面，而是配合喷嘴端口处的锥形孔，能有效将混合后具有高粘度的聚合物束缚在导流柱外侧壁上，使即将喷出的聚合物更容易被压缩空气吹散为微粒状，而不是形成雾化状态，可避免产生气泡缺陷，能有效提高涂层的质感。

（5）本发明中螺杆临近喷嘴一端的端部直径小于喷嘴端口的直径，在气缸组件的驱动下，螺杆与螺杆腔内壁充分接触摩擦的同时，其端部能够自喷嘴端口伸出，进而在螺杆对螺杆腔清洁时，也能够实现对喷嘴的自清洁。

（6）本发明改变了原有的人工刷胶、烘烤、粘合的低效率、污染环境的生产工艺，通过半自动的生产方式，将底模移出，利用螺旋射流装置在鞋底上喷涂多组分的聚合物（聚氨酯），聚合物经过化学反应迅速膨胀，将反应过程中聚氨酯分子微粒以扩散渗透方式进入到鞋帮和鞋底中，把鞋帮和鞋底牢牢地交联在一起，提高了渗透力和粘和力，避免了鞋靴后期开胶，缩减了多道刷胶、烘烤工序，节省劳动力，只需一道半自动化工序完成，无需对鞋面处理，只在鞋底上进行多组分聚合物射流即可，多组分聚合物（聚氨酯）为无毒无刺激性气味的材料，绿色环保，也大大改善了工人的作业环境；

（7）本发明在射流过程中控制射流的密度、速度、角度，能使多组分聚合物喷射的更加均匀，附着率更好，大大减少对固体表面的冲击力，在喷射过程中固体不会发生位移，可有效避免产品损失；

（8）本发明在边模支架中通入45～50℃的导热油，使温度控制更加精准，且能增加多组分聚合物的扩散，提高粘合力，使生产的鞋靴不易开胶，质量大大提高。

综上所述，本发明底模的位置可调节，便于快速更换和清理底模，移动底模，增大操作空间，便于螺旋射流装置在底模上喷射原料，三个工位能满足不同鞋靴的生产，实用性强，占用空间小、调节行程大、行程调节方便、能生产加宽的特种鞋靴、能减少更换模座次数，射流量大，形成的射流锥面边缘轨迹清晰，不会产生雾化飞溅和微粒反射情况，能保证射域整洁，适用于所有鞋靴的生产。

附图说明

下面结合附图及具体实施例对本发明作更进一步详细说明。

图1为本发明实施例1的整体结构示意图；

图2为本发明实施例1的底模14在中间位置时的立体结构示意图；

图3为本发明实施例1的底模14在左侧位置时的立体结构示意图；

图4为本发明实施例1的底模14在右侧位置时的立体结构示意图；

图5为本发明实施例1的左边模2和右边模3的立体结构示意图；

图6为本发明实施例1的左边模2和右边模3的内部结构示意图；

图7为本发明实施例1螺旋射流装置的整体结构示意图；

图8为本发明实施例1螺旋射流装置另一状态下的整体结构示意图（局部纵剖）；

图9为本发明实施例1中螺旋气路射流机构20的结构关系纵剖图；

图10为本发明实施例1中螺旋射流板30的结构关系示意图。

图中：1-底座，2-左边模，3-右边模，4-固定板，5-边模支架，6-边模底托，7-调节装置，71-气缸，72-第一连杆，73-第二连杆，8-角度调节装置，81-调节顶丝，82-挡片，9-边模垫板，10-升降气缸，11-导向轴，12-轨道，13-滑块，14-底模，15-安装板，16-无杆气缸，17-立板，18-螺杆混合机构，19-供料机构，20-螺旋气路射流机构，21-螺杆腔，22-螺杆，23-电机组件，24-气缸组件，25-冷却套，26-冷却水入口，27-冷却水出口，28-束流气路，29-螺旋气路，30-螺旋射流板，31-束流气路孔，32-螺旋气路孔，33-锥形孔，34-导流柱，35-六轴机器人。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明。应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和理解本发明，并不用于限定本发明。

实施例1 螺旋射流聚氨酯连帮制鞋装置

实施例如图1所示，一种螺旋射流聚氨酯连帮制鞋装置，包括底座、设于底座上的底模装置、设于底座上用于和底模装置合模的的左边模2与右边模3，还包括用于向鞋底内喷涂原料的螺旋射流装置。所述底模装置用于放置鞋底，所述螺旋射流装置用于在鞋底上喷涂鞋帮鞋底粘合的原料，所述左边模2和右边模3用于注压楦头上的鞋帮，并与底模装置合模，将鞋帮和鞋底粘合在一起。

一、底模装置

如图2-4所示，所述底模装置包括底座1和固设于底座1上的升降装置，所述升降装置为升降气缸10，所述底座1上设有用于升降气缸10的伸缩杆穿过的通孔。

本实施例还包括两个轨道12，两个轨道12上均设有凹槽，固定两个轨道12时，凹槽相对设置，两个轨道12内均滑动连接有滑块13，所述滑块13与轨道12的凹槽配合。所述滑块13上固设有用于放置鞋底的底模14，所述底模14随着滑块13在轨道12中运动。所述轨道12上固设有用于驱动滑块13运动的驱动装置，所述驱动装置为无杆气缸16，为便于无杆气缸16的安装，两个轨道12之间固设有安装板15，安装板15将两个轨道12连接在一起，所述无杆气缸16的筒体固设于安装板15上，并且无杆气缸16的活塞杆通过立板17与滑块13固定连接，带动滑块13上的底模14沿轨道12运动。

所述升降装置用于驱动两个轨道12上下运动，每个轨道12上均固设有两个导向轴11，所述底座1上设有四个用于导向轴11穿过的通孔，所述导向轴11滑动连接于底座1上。所述升降气缸10的伸缩杆位于四个导向轴11的中间，升降气缸10伸缩杆的伸缩顶在底模14上，使轨道12、滑块13、安装板15和无杆气缸16共同升降，与左边模和右边模合模。

所述底模14能在轨道12上移动，并且根据加工的需要，底模14在轨道12上设有三个工位。为了使底模14停在三个要求的工位上，在轨道12上设置三组检测装置，一组设于升降气缸10的上方，其他两组分别设于升降气缸10的两侧，使底座1产生三个移动工位，所述检测装置为红外传感器或光电传感器。如图2所示，中间工位：是位于升降气缸10上方的合模工位，在此位置设置有一组检测装置，当底模14运动到升降气缸10上方的位置时，停止运动，升降气缸10的伸缩杆伸出，顶在底模14上，带动使轨道12、滑块13、安装板15和无杆气缸16共同升降，与左边模和右边模实现合模。如图3所示，左侧工位：鞋底在与鞋帮胶合前，需要在鞋底上喷涂原料，形成双底鞋底，由于底模14位于合模位置时，左边模和右边模行程的限定，其空间较小，不能满足机械手的喷涂操作，因此，通过无杆气缸16将将底模14移动到左侧的位置，使底模14的左右两侧均没有阻挡，便于机械手的操作。如图4所示，右侧工位：对于只能底部排气的鞋靴，需要通过模具倒装注压成型，将底模14移动到右侧的工位，左边模和右边模的下方可腾出的空间高度达160mm以上，升降气缸10上可安装夹具固定楦头，进行鞋模具倒装注压，满足底部排气结构鞋靴的生产。

二、左边模2和右边模3

如图5、图6所示，所述左边模2和右边模3的结构，且对称设置在底座1的两侧，左边模2用于压注左侧的鞋帮，右边模3用于压注右侧的鞋帮，所述底模14位于左边模2和右边模3的两侧，用于和左边模2、右边模3合模。因为左边模2和右边模3的结构相同，所以本实施例以左边模2为例描述其结构。所述左边模2包括固设于底座1上的固定板4、滑动连接于底座1上的边模支架5、固设于边模支架5上的边模底托6，所述固定板4设置在底座1的边缘，所述边模支架5通过调节装置7滑动连接在底座1上，所述边模支架5与固定板4相对设置，能通过调节装置7朝着靠近或远离固定板4的方向移动，所述边模底托6固定在边模支架5上，能随着边模支架5移动，所述边模底托6用于放置压注鞋帮的模座。

所述边模支架5内设有用于通入热导油的空腔，所述边模支架5上设有一个进油口和一个出油口，用于在边模支架5的空腔中通入循环的导热油，为鞋帮和鞋底的胶合提供45度的温度，保证胶合的质量。所述边模支架5上可拆卸地设有边模垫板9，为加工加宽的特种鞋提供条件。所述底座1上固设有滑轨，所述边模支架5和边模底托6上均设有与滑轨配合的滑槽，使边模支架5能沿着滑轨运动。

所述调节装置7包括气缸71和铰接于气缸71两端的连杆组件，所述气缸71和连杆组件设置在固定板4和边模支架5之间，以固定板4为支撑点，使边模支架5移动。所述连杆组件设置有两组，分别位于固定板4和边模支架5的前后两端，一组与气缸71的伸缩杆铰接，一组与气缸71的另一端铰接，保证边模支架5运动时能平行。所述连杆组件包括一端铰接于固定板4上的第一连杆72和一端铰接于边模支架5上的第二连杆73，所述固定板4和边模支架5上均设有凸块，凸块上设有通孔，所述第一连杆72和第二连杆73通过销轴与凸块实现铰接。所述第二连杆73为H型，既能减轻重量，又能增加铰接的强度。所述第一连杆72的另一端和第二连杆73的另一端铰接在一起，形成一个铰接点，并与气缸71铰接。

所述固定板4上设有用于调节第一连杆72和第二连杆73张开角度的角度调节装置8。所述第一连杆72上固设有挡片82，所述固定板4上螺纹连接有用于调节第一连杆72张开角度的调节顶丝81，所述调节顶丝81与挡片82的位置相对应，调节时，旋进或旋出调节顶丝81，使调节顶丝81抵在挡片82上，阻止第一连杆72伸直，以此来调节最大行程。

三、螺旋射流装置

如图7-10所示，所述螺旋射流装置包括螺杆混合机构18、供料机构19和螺旋气路射流机构20。

（一）螺杆混合机构18

螺杆混合机构18用于混合搅拌多组分聚合物，使其充分反应形成高粘度混合物。如图8所示，螺杆混合机构18包括螺杆腔21、螺杆22、电机组件23和气缸组件24。其中，螺杆22设于螺杆腔21内，为锥形螺杆22，即螺杆22临近螺杆腔21出料端口的部分为锥形结构。更具体的，电机组件23采用主轴伺服电机，且动力输出端以莫氏锥度连接方式与螺杆22共轴线设置，螺杆22与电机组件23之间采用莫氏锥度连接方式，能够保证螺杆22与螺杆腔21之间具有高精度的同轴度，在电机组件23的带动下，螺杆22可围绕其轴线在螺杆腔21内旋转，混合搅拌多组分聚合物；气缸组件24采用伺服推进气缸，与电机组件23的底端相固定，形成电机组件23的底座，在气缸组件24进、退动作的带动下，电机组件23可与螺杆22一同沿螺杆22的轴线方向前后移动，实现螺杆混合机构18的自清洁动作和螺杆22退出螺杆腔21后的更换动作。

螺杆腔21外壁上还设有用于为螺杆腔21冷却降温的冷却套25。如图8或图9所示，冷却套25通过螺纹旋帽设于螺杆腔21的出料端口处，包括可与外界管道相连通的冷却水入口26和冷却水出口27。

（二）供料机构19

供料机构19用于将多组分聚合物送入螺杆混合机构18的螺杆腔21内。如图7和图8所示，供料机构19包括至少两组设于螺杆腔21外侧壁上并与螺杆腔21内部相连通的计量泵和料阀。本实施例中共设有三组计量泵和料阀，且三组中的计量泵和料阀均为现有结构。

料阀打开状态下，多组分聚合物可在计量泵自身转速控制下按需注射到螺杆腔21内；料阀关闭状态下，多组分聚合物可通过计量泵的内部管道回流至料缸中。

（三）螺旋气路射流机构20

多组分聚合物经高速旋转的螺杆22搅拌混合后，再利用螺杆腔21前端的螺旋气路射流机构20压缩空气，使混合后的高粘度多组分聚合物能以微粒螺旋射流形式喷射至固体表面，射流量大，可达10～30g/s，且射幅边界清晰、雾化小、无飞溅。所述螺旋气路射流机构20用于将经螺杆混合机构18混合后的多组分聚合物以微粒螺旋射流形式喷出。如图9所示，螺旋气路射流机构20包括束流气路28、螺旋气路29和螺旋射流板30。本实施例中的束流气路28和螺旋气路29与冷却套25一体设置，位于螺杆腔21的出料端口处，当然，依据实际情况，束流气路28和螺旋气路29也可以外接管路的形式独立设置。

螺旋射流板30通过螺纹旋帽安装于螺杆混合机构18中螺杆腔21的出料端口处，如图10所示，螺旋射流板30包括设于中心并与螺杆腔21出料端口相连通的喷嘴，和以喷嘴为圆心呈圆周分布的多个孔径为2～4mm的束流气路孔31。其中，喷嘴内侧壁上呈环形分布有多个螺旋气路孔32，每个螺旋气路孔32的截面均为半圆形，且多个螺旋气路孔32最终汇聚至喷嘴的端口处。在螺旋射流板30安装于螺杆腔21出料端口处后，束流气路孔31即可与束流气路28相连通，而螺旋气路孔32则可与螺旋气路29相连通。

更具体的，多个螺旋气路孔32通过喷嘴端口处的同一锥形孔33与外界相连通，即螺旋气路孔32并未完全延伸至喷嘴的端面上。并且，每个螺旋气路孔32均可使压缩空气形成双角度出气方向，如图10所示，以喷嘴端口中心为原点，以螺杆22的轴线为基准轴线，每个螺旋气路孔32的螺旋角度均为30～90°，向喷嘴端口中心的倾斜角度均为15～60°。具体角度可依实际情况而定，本实施例中，每个螺旋气路孔32的螺旋角度均为45°，倾斜角度均为30°。

此处需要进一步说明的，本实施例中，喷嘴上锥形孔33的端口直径为5～10mm。而螺杆22临近喷嘴一端（也就是临近螺杆腔21出料端口一端）的端部直径小于喷嘴中锥形孔33的直径，以便对螺杆腔21清洁的同时也能够实现对喷嘴的自清洗。更进一步的，螺杆22临近喷嘴一端的端部沿其轴线方向延伸设置有导流柱34，导流柱34的截面直径小于喷嘴中锥形孔33的直径，在混合后的多组分聚合物射出时能够确保其沿导流柱34被充分吹散为微粒状。

其中，为保证能够精准控制喷嘴的轨迹以及喷幅大小，本实施例还配设有六轴机器人35。六轴机器人35采用现有结构，使用时如图1所示，将螺杆混合机构18与六轴机器相连接，即可实现装置整体在六轴机器人35上的安装固定。

本实施例的工作过程如下所示：

使用本实施例时，控制气缸71的伸缩量，推动第一连杆72和第二连杆73张开，驱动边模支架5运动，完成合模或开模，当调节顶丝81向内旋进的较多时，其端部抵在第一连杆72的挡片82上，抑制第一连杆72张开的角度，使第一连杆72和第二连杆73的最大行程减小，反之，最大行程增加，以适应不同宽度的鞋靴，减少更换模座的次数，调整好左边模2和右边模3的行程后，使底模14移出，停在左侧的工位上，将多组分聚合物材料的至少两种基本组分以流体状态自供料机构19的不同计量泵流入螺杆腔21内，螺杆腔21内的螺杆22在电机组件23带动下高速旋转，充分混合搅拌螺杆腔21内的多组分聚合物，使其形成高粘度的混合物，在螺杆22推进力下，高粘度混合物自螺杆腔21的出料端口进入螺旋气路射流机构20中，在螺旋气路29和束流气路28的双重作用下，高粘度混合物沿螺杆22端部的导流柱34以微粒螺旋射流形式自喷嘴的锥形孔33中喷在底模14的鞋底上，喷出过程中，六轴机器人35不断调整喷嘴的运动轨迹，实现多组分聚合物在固体表面的喷涂，完成喷涂后，底模14移动到与左边模2和右边模3合模的位置，升降气缸10上升，与左边模2和右边模3合模，使鞋帮和鞋底结合，将鞋帮和鞋底粘合在一起。

实施例2 螺旋射流聚氨酯连帮制鞋制备工艺

一种螺旋射流聚氨酯连帮制鞋制备工艺，利用上述螺旋射流聚氨酯连帮制鞋装置将鞋底和鞋帮结合在一起的工艺如下：

启动底模装置的无杆气缸16，使放置了鞋底的底模14运动到左边模2和右边模3的外部，便于螺旋射流装置在鞋底上喷射多组分聚合物。

在螺旋射流装置的供料机构19中加入多种聚合物原料，经过螺杆混合机构18混合，形成多组分聚合物，通过喷嘴，将多种聚合物原料以螺旋气流的方式，喷涂到鞋底上，形成用于鞋帮和鞋底结合的射流层。利用喷嘴喷涂多组分聚合物时，射流的密度为0.55g/ml，射流的速度为26g/s。

为了增加多组分聚合物在鞋底上的附着力，并且减小冲击力，通过以下方法控制调节射流的角度，以喷嘴端口中心为原点，以螺杆22的轴线为基准轴线，将每个螺旋气路孔28的螺旋角度均设置为为66°，向喷嘴端口中心的倾斜角度均为50°，以此，使多组分聚合物以一定的角度喷射在鞋底上，最终形成3mm的射流层，附着在鞋底上，用于使鞋帮和鞋底粘合。

完成在鞋底上喷射多组分聚合物的工艺后，启动底模装置的无杆气缸16，使底模14沿着轨道12运动到与左边模2和右边模3合模的位置，启动升降气缸10，底模14上升，在底模14上放置套有鞋帮的楦头，启动调节装置，使左边模2和右边模3将楦头压住与底模14合模，用于使鞋帮和鞋底结合。合模后，在左边模2和右边模3的边模支架5空腔中通入热导油，使底模14、左边模2、右边模3合模后的温度为45℃，并且合模4min，完成鞋帮和鞋底的结合。

实施例3-7 螺旋射流聚氨酯连帮制鞋制备工艺

本实施例与实施例2的制备工艺相同，不同的是，制备过程中的参数，具体参数如表1:

表1 制备工艺参数表

利用实施例2-7的制备工艺制鞋，自动化程度高，省去大量人工操作，简化成型工艺，避免胶水污染环境，生产质量高，生产效率高。

需要说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域技术人员来说，其依然可以对上述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种螺旋射流聚氨酯连帮制鞋装置，包括底座、设于底座上的底模装置、设于底座上用于和底模合模的的左边模与右边模，其特征在于：还包括用于喷涂原料的螺旋射流装置；

所述底模装置包括固设于底座上的升降装置和用于放置鞋底的底模，所述底座上滑动连接有导向轴，所述导向轴上固设有轨道，所述轨道通过升降装置顺着导向轴上下运动；所述轨道内滑动连接有滑块，所述底模固设于滑块上，所述轨道上固设有用于驱动滑块运动的驱动装置，还设有用于检测滑块位置的检测装置；

所述左边模和右边模相同且对称设置，均包括固设于底座上的固定板、滑动连接于底座上的边模支架、固设于边模支架上的边模底托，所述边模支架通过调节装置滑动连接在底座上，所述边模支架内设有用于通入热导油的空腔；

所述螺旋射流装置包括螺杆混合机构、用于将聚合物送入螺杆混合机构中的供料机构，还包括用于将经螺杆混合机构混合后的聚合物射出的螺旋气路射流机构；所述螺旋气路射流机构包括束流气路、螺旋气路和设于螺杆混合机构出料端口处的螺旋射流板；其中，螺旋射流板包括设于中心的喷嘴，和以喷嘴为圆心呈圆周分布的多个束流气路孔；所述喷嘴内侧壁上呈环形分布有多个螺旋气路孔，且多个螺旋气路孔汇聚至喷嘴端口处；所述束流气路孔与束流气路相连通，螺旋气路孔与螺旋气路相连通。

2.根据权利要求1所述的螺旋射流聚氨酯连帮制鞋装置，其特征在于：所述驱动装置为无杆气缸，所述轨道上固设有安装板，所述无杆气缸固设于安装板上。

3.根据权利要求2所述的螺旋射流聚氨酯连帮制鞋装置，其特征在于：所述检测装置设有三组，一组设于升降装置的上方，其他两组分别设于升降装置的两侧，使底模产生三个移动工位。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的螺旋射流聚氨酯连帮制鞋装置，其特征在于：所述调节装置包括气缸和铰接于气缸两端的连杆组件，所述连杆组件包括一端铰接于固定板上的第一连杆和一端铰接于边模支架上的第二连杆，所述第一连杆的另一端和第二连杆的另一端形成一个铰接点与气缸铰接；所述固定板上设有用于调节第一连杆和第二连杆张开角度的角度调节装置；所述角度调节装置包括设于第一连杆上的挡片和螺纹连接于固定板的调节顶丝，所述调节顶丝与挡片的位置相对应，用于调节第一连杆张开的角度。

5.根据权利要求4所述的螺旋射流聚氨酯连帮制鞋装置，其特征在于：多个螺旋气路孔通过喷嘴出料端口处的锥形孔与外界相连通；并且，每个螺旋气路孔的螺旋角度均为30～90°，向喷嘴出料端口中心的倾斜角度为15～60°。

6.根据权利要求5所述的螺旋射流聚氨酯连帮制鞋装置，其特征在于：螺杆混合机构包括螺杆腔、设于螺杆腔内的螺杆、用于驱动螺杆围绕其轴线旋转的电机组件以及用于驱动螺杆沿其轴线方向前后移动的气缸组件；螺杆临近喷嘴一端的端部沿其轴线方向设有导流柱；螺杆为锥形螺杆，并且，螺杆临近喷嘴一端的端部直径小于喷嘴端口的直径，螺杆腔上套设有用于散热降温的冷却套。

7.一种螺旋射流聚氨酯连帮制鞋制备工艺，其特征在于：利用权利要求1-6所述的螺旋射流聚氨酯连帮制鞋装置将鞋底和鞋帮结合在一起的工艺如下：

S1：启动底模装置的驱动装置，使放置了鞋底的底模运动到左边模和右边模的外部；

S2：在螺旋射流装置的供料机构中加入多种聚合物原料，经过螺杆混合机构混合，通过喷嘴，将多种聚合物原料以螺旋气流的方式，喷涂到鞋底上，形成用于鞋帮和鞋底结合的射流层；

S3：启动底模装置的驱动装置，使底模沿着轨道运动到与左边模和右边模合模的位置，启动升降装置，底模上升，在底模上放置套有鞋帮的楦头，启动调节装置，使左边模和右边模将楦头压住与底模合模，合模后，鞋底上喷涂的聚合物射流层膨胀，使聚氨酯分子微粒以扩散渗透方式进入到鞋帮和鞋底中，用于使鞋帮和鞋底结合。

8.根据权利要求7所述的螺旋射流聚氨酯连帮制鞋制备工艺，其特征在于：S2中，喷嘴中喷涂时射流的密度为0.25～0.9g/ml，射流的速度为10～30g/s。

9.根据权利要求7所述的螺旋射流聚氨酯连帮制鞋制备工艺，其特征在于：S2中，通过以下方法控制调节射流的角度，以喷嘴端口中心为原点，以螺杆的轴线为基准轴线，设置每个螺旋气路孔的螺旋角度均为30～90°，向喷嘴端口中心的倾斜角度均为15～60°；

通过射流方式，最终形成1～6mm的射流层，附着在鞋底上。

10.根据权利要求7所述的螺旋射流聚氨酯连帮制鞋制备工艺，其特征在于：S3中，在左边模和右边模的边模支架空腔中通入热导油，使底模、左边模、右边模合模后的温度为45～50℃，并且合模3～6min，完成鞋帮和鞋底的结合。

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