專利名稱：超重力玻璃注射成型方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超重力玻璃注射成型方法及裝置，屬于玻璃成型加工領(lǐng)域，特別適合于微型精密玻璃制品的加工成型。
背景技術(shù)：
長(zhǎng)期以來(lái)玻璃作為生活用品、裝飾品、工業(yè)材料等為人們所使用，各種電子設(shè)備(如彩色電視機(jī)、DVD、通信設(shè)備、照相機(jī)、攝像機(jī))及航空、航天及交通運(yùn)輸?shù)仍O(shè)備均離不開玻璃制品。近年來(lái)，為了適應(yīng)現(xiàn)代光電子技術(shù)、光通信技術(shù)、能源技術(shù)等尖端科學(xué)技術(shù)要求，玻璃的成型技術(shù)已發(fā)展至更為精細(xì)的成型和加工水平?，F(xiàn)有玻璃的加工成型主要依靠機(jī)械化的生產(chǎn)方式，例如壓制成型、機(jī)械吹制成型、磨削、研磨拋光以及精密模壓等生產(chǎn)技術(shù)，這些生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)過幾十年甚至上百年的發(fā)展已經(jīng)相當(dāng)成熟，但對(duì)于微型精密玻璃制品的加工成型，傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)受到了極大的限制，微型精密玻璃制品的成型對(duì)磨削、研磨拋光等生產(chǎn)加工設(shè)備提出了更高的要求。光學(xué)玻璃元件的高精度表面加工通常采用金剛石磨粒砂輪高速回轉(zhuǎn)進(jìn)行磨削加工，再進(jìn)行拋光處理，研磨拋光過程中流動(dòng)的磨粒存在于研磨盤與玻璃之間，磨粒隨研磨盤高速轉(zhuǎn)動(dòng)，磨粒斷續(xù)地?cái)D入玻璃表面，使玻璃表面產(chǎn)生龜裂，該方法極易導(dǎo)致研磨表面過熱燒傷，不僅影響了制品的外觀還會(huì)導(dǎo)致玻璃的強(qiáng)度降低，尤其對(duì)于形狀精度要求更高的制品，對(duì)磨削加工設(shè)備的要求更加苛刻，磨削加工方法生產(chǎn)效率低、廢品率高。專利ZL200710162720. 8公開了一種玻璃制造方法及玻璃成型裝置。該發(fā)明使用熔融爐完成玻璃的熔化，熔融玻璃經(jīng)過流出部分從熔融爐流入成型模具，成型模具內(nèi)側(cè)被低導(dǎo)熱性部件覆蓋便于熔融玻璃的快速冷卻定型，該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但玻璃制品成型過程中沒有施加一定的壓力，制品無(wú)法滿足力學(xué)強(qiáng)度的要求。專利ZL200710161400. 0公開了一種玻璃成型品制造裝置以及玻璃成型品制造方法。該裝置可以實(shí)現(xiàn)玻璃成型品的多品種、小批量生產(chǎn)，主要由熔融玻璃流下裝置與下滴成型模具和上頂成型模具等多個(gè)成型模具組成。下滴成型模具接納從流下裝置流下且因自重而斷落的熔融玻璃，實(shí)現(xiàn)玻璃制品的成型；上頂成型模具接納從流下裝置流下的熔融玻璃，并使由于達(dá)到規(guī)定重量后模具下降而被截?cái)嗟娜廴诓ＡK成型為玻璃成型品。該發(fā)明可以成型出具有多種重量的玻璃成型品，但模具升降及切換結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成型效率低，自動(dòng)化程度要求高
發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種超重力玻璃注射成型方法及裝置，所謂超重力是指高速旋轉(zhuǎn)離心力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于物體所承受的重力，而不受重力下落趨勢(shì)的影響。超重力玻璃注射成型方法及裝置結(jié)合柱塞式注射成型原理，采用加熱單元、注射單元兩步式分離結(jié)構(gòu)，既保證了注射量的精確計(jì)量、同時(shí)滿足玻璃液的熔融溫度均勻性要求；超重力玻璃注射成型裝置以高速旋轉(zhuǎn)離心力作為玻璃注射成型以及成型模具鎖緊的主動(dòng)力，可一次性實(shí)現(xiàn)玻璃制品的注射成型，提高生產(chǎn)效率，解決了傳統(tǒng)玻璃加工成型方法的工藝繁瑣、生產(chǎn)效率低等缺點(diǎn)。該裝置具有原理簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，加工制造方便等特點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種超重力玻璃注射成型裝置，主要由伺服電機(jī)、聯(lián)軸器、中間板、定模、噴嘴、噴嘴閥門、機(jī)筒、儲(chǔ)料腔一、注射柱塞、機(jī)架導(dǎo)柱、上機(jī)架、注射活塞桿、注射油缸、電爐、鉬金坩鍋、單向閥座、單向閥、加熱裝置、澆口套、旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)、型腔、下機(jī)架、儲(chǔ)料腔二、動(dòng)模和導(dǎo)軌組成；旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)通過聯(lián)軸器與伺服電機(jī)連接，可以隨伺服電機(jī)的輸出軸高速旋轉(zhuǎn)；澆口套通過螺釘緊固在旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)上，并分別與噴嘴對(duì)齊，熔融玻璃液經(jīng)澆口套進(jìn)入成型模具；澆口套流道與成型模具動(dòng)模的儲(chǔ)料腔二相通，儲(chǔ)料腔二用于存放待注射的熔融玻璃液；動(dòng)模的滑塊結(jié)構(gòu)與導(dǎo)軌配合，可以滑動(dòng)實(shí)現(xiàn)動(dòng) 模的開合模動(dòng)作；成型模具定模通過螺栓與旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)固定連接，定模開設(shè)型腔，定模與動(dòng)模之間的中間板通過導(dǎo)柱連接，可在定模與動(dòng)模之間滑動(dòng)，便于制品冷卻后取出料把，型腔與儲(chǔ)料腔二相通，待注射的熔融玻璃液可進(jìn)入型腔成型最終的玻璃制品；電爐直接加熱鉬金坩鍋，鉬金坩鍋內(nèi)盛放可流動(dòng)的熔融玻璃液，單向閥安裝于單向閥座內(nèi)，保證熔融玻璃液?jiǎn)蜗蛄鲃?dòng)，注射柱塞完成注射動(dòng)作時(shí)熔融玻璃液不會(huì)逆回到鉬金坩鍋內(nèi)；熔融玻璃液在重力的作用下進(jìn)入機(jī)筒內(nèi)部的儲(chǔ)料腔一等待注射柱塞的注射動(dòng)作；機(jī)筒、噴嘴、澆口套、動(dòng)模周圍均設(shè)置加熱裝置，以保證熔融玻璃液的流動(dòng)性；下機(jī)架固定并與伺服電機(jī)連接，機(jī)架導(dǎo)柱下端與下機(jī)架固定連接，上機(jī)架與機(jī)筒固定連接，上機(jī)架與機(jī)筒在機(jī)架導(dǎo)柱的導(dǎo)向作用下可以上下移動(dòng)，保證注射過程中噴嘴能夠頂緊澆口套不漏料，噴嘴設(shè)置可實(shí)現(xiàn)開啟關(guān)閉動(dòng)作的噴嘴閥門，控制玻璃熔體的通斷；注射完畢后機(jī)筒與上機(jī)架一起上升使噴嘴遠(yuǎn)離澆口套不影響旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的高速旋轉(zhuǎn)；機(jī)筒內(nèi)部與注射柱塞配合，注射柱塞與注射活塞桿相連接，注射柱塞在注射油缸的作用下可完成注射動(dòng)作；注射壓力作用下熔融玻璃液經(jīng)噴嘴進(jìn)入澆口套，最終進(jìn)入成型模具的型腔。本發(fā)明采用超重力玻璃注射成型裝置進(jìn)行注射成型的方法的操作步驟是(I)動(dòng)模沿著導(dǎo)軌移動(dòng)，與定模鎖緊，伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)，保證澆口套與噴嘴對(duì)中，注射單元下降使噴嘴頂緊澆口套；(2)注射柱塞后退至待注射位置，外部加熱裝置開啟加熱，單向閥開啟，熔融玻璃液在重力作用下進(jìn)入儲(chǔ)料腔一，等待注射動(dòng)作；(3)單向閥關(guān)閉，注射油缸驅(qū)動(dòng)注射柱塞向下運(yùn)動(dòng)完成注射動(dòng)作，熔融玻璃液依次經(jīng)過噴嘴、澆口套、澆注系統(tǒng)進(jìn)入動(dòng)模的儲(chǔ)料腔二，注射單元上升，噴嘴遠(yuǎn)離澆口套；(4)伺服電機(jī)高速旋轉(zhuǎn)，熔融玻璃液在離心力的作用下由儲(chǔ)料腔二進(jìn)入定模的型腔中，旋轉(zhuǎn)過程中逐漸冷卻定型；(5)伺服電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，復(fù)位歸零，保證澆口套與噴嘴對(duì)齊，動(dòng)模沿著導(dǎo)軌移動(dòng)，開啟模具，取出制品。進(jìn)入下一成型周期。本發(fā)明一種超重力玻璃注射成型方法及裝置，成型模具的數(shù)量可以為2個(gè)或以上，數(shù)量越多，注射成型玻璃制品的效率越高。本發(fā)明一種超重力玻璃注射成型方法及裝置，單向閥動(dòng)作靈敏，注射柱塞后退時(shí)單向閥開啟，熔融玻璃液進(jìn)入儲(chǔ)料腔一；注射柱塞前進(jìn)注射時(shí)單向閥關(guān)閉，防止熔融玻璃液倒流至鉬金坩鍋。本發(fā)明一種超重力玻璃注射成型方法及裝置，儲(chǔ)料腔二中熔融玻璃液的量比制品所需要的體積量稍多，注射完成后，熔融玻璃液的液位高度不超過澆口套的上表面高度，噴嘴移開后，玻璃液不會(huì)從澆口套溢出，充模后，儲(chǔ)料腔二中基本不存有玻璃液，玻璃液位的高度低于動(dòng)模與澆口套的接觸面，便于開模取出制品和料把。本發(fā)明一種超重力玻璃注射成型方法及裝置，成型模具動(dòng)模的滑塊結(jié)構(gòu)能在導(dǎo)軌上靈活滑動(dòng)，在旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)高速旋轉(zhuǎn)時(shí)與定模在高速離心力的作用下鎖緊。本發(fā)明一種超重力玻璃注射成型方法及裝置，注射完畢噴嘴退回后，伺服電機(jī)可控制旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的高速旋轉(zhuǎn)，直至玻璃制品完全定型冷卻，玻璃制品取出后伺服電機(jī)復(fù)位歸零，使?jié)部谔着c噴嘴重新對(duì)中，等待下一次注射。由以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)I、采用超重力玻璃注射成型方法及裝置，熔融玻璃液僅經(jīng)歷一次相態(tài)轉(zhuǎn)變，無(wú)后加工處理的二次過熱損傷，玻璃制品的力學(xué)性能優(yōu)異。2、采用超重力玻璃注射成型方法及裝置，可以實(shí)現(xiàn)玻璃制品的快速成型，避免了傳統(tǒng)玻璃加工成型方法的工藝繁瑣、生產(chǎn)效率低等缺點(diǎn)。3、采用超重力玻璃注射成型方法及裝置，容易實(shí)現(xiàn)玻璃制品的批量生產(chǎn)，制品的廢品率低，充模和冷卻時(shí)有離心壓力的作用，成型質(zhì)量好。4、采用超重力玻璃注射成型方法及裝置，由于有離心力的作用，尤其適用于微型精密玻璃制品的成型，磨削拋光等加工工序可以省略。5、采用超重力玻璃注射成型方法及裝置，采用加熱單元、注射單元兩步式分離結(jié)構(gòu)，既保證了注射量的精確計(jì)量、同時(shí)滿足玻璃液的熔融溫度均勻性要求。


圖I是本發(fā)明一種超重力玻璃注射成型裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖I中I部分的放大圖。I-伺服電機(jī)，2-聯(lián)軸器，3-中間板，4-定模，5-噴嘴，6_噴嘴閥門，7_機(jī)筒，8_儲(chǔ)料腔一，9-注射柱塞，10-機(jī)架導(dǎo)柱，11-上機(jī)架，12-注射活塞桿，13-注射油缸，14-電爐，15-鉬金坩鍋，16-單向閥座，17-單向閥，18-加熱裝置，19-澆口套，20-旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)，21-型腔，22-下機(jī)架，23-儲(chǔ)料腔二，24-動(dòng)模，25-導(dǎo)軌
具體實(shí)施例方式如圖I和圖2所示，本發(fā)明的一種超重力玻璃注射成型裝置，主要由伺服電機(jī)I、聯(lián)軸器2、中間板3、定模4、噴嘴5、噴嘴閥門6、機(jī)筒7、儲(chǔ)料腔一 8、注射柱塞9、機(jī)架導(dǎo)柱10、上機(jī)架11、注射活塞桿12、注射油缸13、電爐14、鉬金坩鍋15、單向閥座16、單向閥17、加熱裝置18、澆口套19、旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)20、型腔21、下機(jī)架22、儲(chǔ)料腔二 23、動(dòng)模24和導(dǎo)軌25組成。加熱裝置18開啟加熱，電爐14加熱鉬金坩堝15至玻璃處于熔融流動(dòng)狀態(tài)，成型模具動(dòng)模24的滑塊結(jié)構(gòu)在導(dǎo)軌25上滑動(dòng)，使定模4與動(dòng)模24合緊，機(jī)筒7與上機(jī)架11在機(jī)架導(dǎo)柱10的導(dǎo)向作用下一起向下運(yùn)動(dòng)，使噴嘴5頂緊澆口套19，注射油缸13左腔進(jìn)油注射活塞桿12后退，注射活塞桿12帶動(dòng)注射活塞9后退，冋時(shí)單向閥17開啟，溶融玻璃液進(jìn)入儲(chǔ)料腔一 8，注射柱塞9后退至待注射位置，噴嘴閥門6開啟，注射油缸13右腔進(jìn)油注射活塞桿12前進(jìn)，注射活塞桿12帶動(dòng)注射柱塞9前進(jìn)，同時(shí)單向閥17關(guān)閉，防止熔融玻璃液倒退至鉬金坩堝15內(nèi)，注射柱塞9完成注射動(dòng)作；熔融玻璃液從儲(chǔ)料腔一 8經(jīng)噴嘴5、澆口套19進(jìn)入成型模具中間板3與動(dòng)模24之間的儲(chǔ)料腔二 23內(nèi)；噴嘴閥門6關(guān)閉，機(jī)筒7在機(jī)架導(dǎo)柱10的導(dǎo)向作用下向上運(yùn)動(dòng)，使噴嘴5遠(yuǎn)離澆口套19 ;啟動(dòng)伺服電機(jī)I高速旋轉(zhuǎn)，儲(chǔ)料腔二 23內(nèi)的熔融玻璃液在高速離心力的作用下進(jìn)入定模部分4的型腔21內(nèi)成型，在高速旋轉(zhuǎn)的離心力作用下成型模具動(dòng)模24與定模4合緊不漏料，待型腔21內(nèi)的玻璃制品完全冷卻定型后關(guān)閉伺服電機(jī)1，開模取出玻璃制品，再滑動(dòng)動(dòng)模24閉合成型模具，伺服電機(jī)I復(fù)位歸零，噴嘴5與澆口套19重新對(duì)中，進(jìn)入下一次注射成型。 本發(fā)明采用超重力玻璃注射成型裝置進(jìn)行注射成型的方法的操作步驟是(I)動(dòng)模24沿著導(dǎo)軌25移動(dòng)，與定模4鎖緊，伺服電機(jī)I驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)20，保證澆口套19與噴嘴5對(duì)中，注射單元下降使噴嘴5頂緊澆口套19 ；(2)注射柱塞9后退至待注射位置，外部加熱裝置18開啟加熱，單向閥17開啟，熔融玻璃液在重力作用下進(jìn)入儲(chǔ)料腔一 8，等待注射動(dòng)作；(3)單向閥17關(guān)閉，注射油缸驅(qū)動(dòng)注射柱塞9向下運(yùn)動(dòng)完成注射動(dòng)作，熔融玻璃液依次經(jīng)過噴嘴5、澆口套19、澆注系統(tǒng)進(jìn)入動(dòng)模24的儲(chǔ)料腔二 23，注射單元上升，噴嘴5遠(yuǎn)離澆口套19 ；(4)伺服電機(jī)I高速旋轉(zhuǎn)，熔融玻璃液在離心力的作用下由儲(chǔ)料腔二 23進(jìn)入定模4的型腔21中，旋轉(zhuǎn)過程中逐漸冷卻定型；(5)伺服電機(jī)I停止轉(zhuǎn)動(dòng)，復(fù)位歸零，保證澆口套19與噴嘴5對(duì)齊，動(dòng)模24沿著導(dǎo)軌25移動(dòng)，開啟模具，取出制品。進(jìn)入下一成型周期。
權(quán)利要求
1.超重力玻璃注射成型裝置，其特征在于主要由伺服電機(jī)、聯(lián)軸器、中間板、定模、噴嘴、噴嘴閥門、機(jī)筒、儲(chǔ)料腔一、注射柱塞、機(jī)架導(dǎo)柱、上機(jī)架、注射活塞桿、注射油缸、電爐、鉬金坩鍋、單向閥座、單向閥、加熱裝置、澆口套、旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)、型腔、下機(jī)架、儲(chǔ)料腔二、動(dòng)模和導(dǎo)軌組成；旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)通過聯(lián)軸器與伺服電機(jī)連接，可以隨伺服電機(jī)的輸出軸高速旋轉(zhuǎn)；澆口套通過螺釘緊固在旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)上，并與噴嘴對(duì)齊，熔融玻璃液經(jīng)澆口套進(jìn)入成型模具；澆口套流道與成型模具動(dòng)模的儲(chǔ)料腔二相通，儲(chǔ)料腔二用于存放待注射的熔融玻璃液；動(dòng)模的滑塊結(jié)構(gòu)與導(dǎo)軌配合，可以滑動(dòng)實(shí)現(xiàn)動(dòng)模的開合模動(dòng)作；成型模具定模通過螺栓與旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)固定連接，定模開設(shè)型腔，定模與動(dòng)模之間的中間板通過導(dǎo)柱連接，可在定模與動(dòng)模之間滑動(dòng)，便于制品冷卻后取出料把，型腔與儲(chǔ)料腔二相通，待注射的熔融玻璃液進(jìn)入型腔成型最終的玻璃制品；電爐直接加熱鉬金坩鍋，鉬金坩鍋內(nèi)盛放可流動(dòng)的熔融玻璃液，單向閥安裝于單向閥座內(nèi)，保證熔融玻璃液?jiǎn)蜗蛄鲃?dòng)，注射柱塞完成注射動(dòng)作時(shí)熔融玻璃液不會(huì)逆回到鉬金坩鍋內(nèi)；熔融玻璃液在重力的作用下進(jìn)入機(jī)筒內(nèi)部的儲(chǔ)料腔一等待注射柱塞的注射動(dòng)作；機(jī)筒、噴嘴、澆口套、動(dòng)模周圍均 設(shè)置加熱裝置；下機(jī)架固定并與伺服電機(jī)連接，機(jī)架導(dǎo)柱下端與下機(jī)架固定連接，上機(jī)架與機(jī)筒固定連接，上機(jī)架與機(jī)筒在機(jī)架導(dǎo)柱的導(dǎo)向作用下可以上下移動(dòng)，保證注射過程中噴嘴能夠頂緊澆口套不漏料，噴嘴設(shè)置可實(shí)現(xiàn)開啟關(guān)閉動(dòng)作的噴嘴閥門，控制玻璃熔體的通斷；注射完畢后機(jī)筒與上機(jī)架一起上升使噴嘴遠(yuǎn)離澆口套不影響旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的高速旋轉(zhuǎn)；機(jī)筒內(nèi)部與注射柱塞配合，注射柱塞與注射活塞桿相連接，注射柱塞在注射油缸的作用下可完成注射動(dòng)作；注射壓力作用下熔融玻璃液經(jīng)噴嘴進(jìn)入澆口套，最終進(jìn)入成型模具的型腔。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超重力玻璃注射成型裝置進(jìn)行注射成型的方法，其特征在于第一步，動(dòng)模沿著導(dǎo)軌移動(dòng)，與定模鎖緊，伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)，保證澆口套與噴嘴對(duì)中，注射單元下降使噴嘴頂緊澆口套； 第二步，注射柱塞后退至待注射位置，外部加熱裝置開啟加熱，單向閥開啟，熔融玻璃液在重力作用下進(jìn)入儲(chǔ)料腔一，等待注射動(dòng)作； 第三步，單向閥關(guān)閉，注射油缸驅(qū)動(dòng)注射柱塞向下運(yùn)動(dòng)完成注射動(dòng)作，熔融玻璃液依次經(jīng)過噴嘴、澆口套、澆注系統(tǒng)進(jìn)入動(dòng)模的儲(chǔ)料腔二，注射單元上升，噴嘴遠(yuǎn)離澆口套； 第四步，伺服電機(jī)高速旋轉(zhuǎn)，熔融玻璃液在離心力的作用下由儲(chǔ)料腔二進(jìn)入定模的型腔中，旋轉(zhuǎn)過程中逐漸冷卻定型； 第五步，伺服電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，復(fù)位歸零，保證澆口套與噴嘴對(duì)齊，動(dòng)模沿著導(dǎo)軌移動(dòng)，開啟模具，取出制品，進(jìn)入下一成型周期。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種超重力玻璃注射成型方法及裝置，屬于玻璃成型加工領(lǐng)域，特別適合于微型精密玻璃制品的加工成型。主要由伺服電機(jī)、旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)、成型模具、噴嘴、機(jī)筒、注射柱塞、注射油缸、澆口套、電爐與鉑金坩堝組成。本發(fā)明結(jié)合柱塞式注射成型原理，采用加熱單元、注射單元兩步式分離結(jié)構(gòu)，既保證了注射量的精確計(jì)量、同時(shí)滿足玻璃液的熔融溫度均勻性要求，注射成型過程中熔融玻璃液僅經(jīng)歷一次相態(tài)變化，避免了二次磨削拋光加工所造成的過熱損傷，保證了玻璃制品的力學(xué)強(qiáng)度。采用超重力玻璃注射成型方法及裝置可以實(shí)現(xiàn)玻璃制品的批量生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高，避免了傳統(tǒng)玻璃加工成型方法的工藝繁瑣、生產(chǎn)效率低等缺點(diǎn)。
文檔編號(hào)C03B19/00GK102617019SQ20121009795
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月5日
發(fā)明者丁玉梅, 楊衛(wèi)民, 王小華 申請(qǐng)人:北京化工大學(xué)