CN110142861A - 陶瓷模具 - Google Patents

Abstract

本发明属于陶瓷生产加工技术领域，具体涉及一种陶瓷模具，包括弹性材料制成的环形模套，以及分别位于环形模套上下两端的顶板和底板；所述底板上设有充气单元，所述充气单元包括开设在底板内部的气道以及气道两端设置的进气口和出气口；所述出气口处设有活动塞块，所述活动塞块被装配为能够在以下两工位件进行切换：工位一，活动塞块封堵在所述出气口上并作为所述型腔内壁的一部分；工位二，活动塞块从出气口移除使气道与所述型腔连通。本发明的陶瓷模具能够从底部充入高压气体，且充气管路能够实现自动开闭，确保模具成型质量的同时，简化了模具充气操作过程，提高了生产效率。

Description

陶瓷模具

技术领域

本发明属于陶瓷生产加工技术领域，具体涉及一种陶瓷模具。

背景技术

陶瓷器具的批量生产主要通过模具成型方式进行造坯，而模具成型工艺主要有泥浆成型和干粉成型两种实现方式，这两种成型方式在脱模时坯体都会与型腔内壁产生不同程度的粘连，不利于脱模，因此现有技术中采用人工对模具内部进行充气加压使坯体与型腔内壁充分分离，然后再进行脱模，然而这种人工操作方式费时费力，生产效率不高，难以适应大批量生产需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种便于瓷坯与模具分离的陶瓷模具。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：一种陶瓷模具，包括弹性材料制成的环形模套，以及分别位于环形模套上下两端的顶板和底板，所述环形模套、顶板、底板共同围合成用于容纳陶瓷粉料和坯体的型腔；所述底板上设有充气单元，所述充气单元包括开设在底板内部的气道以及气道两端设置的进气口和出气口，所述进气口位于底板底面上，所述出气口位于底板顶面并与环形模套的内环面对应设置；所述出气口处设有活动塞块，所述活动塞块被装配为能够在以下两工位件进行切换：工位一，活动塞块封堵在所述出气口上并作为所述型腔内壁的一部分；工位二，活动塞块从出气口移除使气道与所述型腔连通。

所述底板内还设有联动单元，所述联动单元被装配为当气道与高压气源接通时联动单元能够将处于所述工位一的活动塞块驱动至所述工位二，且当气道与高压气源断开时活动塞块能够从所述工位二复位至所述工位一。

所述活动塞块为环形，所述活动塞块沿竖直方向活动设置在底板上开设的环槽内，所述气道与所述环槽的侧壁贯通。

所述活动塞块的内环面上凸伸设置有一环形活塞，所述环形活塞与所述环槽侧壁上开设的活塞腔构成滑动配合，所述气道上设有与环形活塞上侧活塞腔连通的分支气路，当分支气路对活塞腔加压时能够驱动活动塞块下移。

所述活动塞块与底板之间还设有弹性单元，所述弹性单元被装配为当所述活塞腔失压时弹性单元能够驱动活动塞块上移。

所述活动塞块的外环面上设有环形限位板，所述环槽的侧壁上设有与环形限位板相配合的限位槽，所述弹性单元包括设置在环形限位板下方的第三压簧。

所述环形限位板的上方还设有第四压簧，所述活动塞块在第三压簧和第四压簧的作用下悬浮在所述环槽内，且静态下所述活动塞块的顶面与底板顶面平齐或高于底板顶面；所述环槽底部设有贯通底板底面的通道。

所述环形活塞下侧的活塞腔与所述通道连通，所述活动塞块下端设有用于隔离所述限位槽和通道的挡壁，所述环形限位板上开设有用于连通限位槽上下两侧腔体的通气孔。

所述进气口包括沿竖直方向开设在底板底部的盲孔，所述气道与盲孔侧壁贯通，所述盲孔内设有一环形阀块，所述环形阀块的外环面与盲孔侧壁滑动配合，所述盲孔的孔口设有凸肩，所述环形阀块的下端与凸肩挡接，所述环形阀块的上端与盲孔顶壁之间设有第五压簧；所述环形阀块静态下覆盖在所述气道入口处，且当环形阀块受压上行时能够从所述气道入口处移除。

所述环形模套上具有收腰状结构，该收腰状结构所对应的模套环面沿周向被等分为至少两个独立的弧面，相邻各弧面之间通过肋板连接为一体，所述肋板为合页状结构，肋板的两页面分别与相邻两弧面的邻边连为一体，且合页凸伸在环形模套的外环面上；所述底板由刚性材料制成，所述底板上设有第一凸台，所述第一凸台凸伸至环形模套内部，且第一凸台的外环面与环形模套的内环面构成紧密贴合；所述活动塞块凸出于底板顶面的部分即构成所述第一凸台；所述顶板包括弹性面板和刚性支撑板，所述弹性面板的底部设有第二凸台，所述第二凸台凸伸至环形模套内部且第二凸台的外环面与环形模套的内环面紧密贴合；所述刚性支撑板位于弹性面板上侧并与弹性面板胶粘连接，所述刚性支撑板与环形模套的中心孔对应设置；所述环形模套上端设有向环面外侧凸伸设置的第二法兰，所述第二法兰的上端与弹性面板的下端边缘贴合，所述第二法兰的下端设有第二环形压板，所述弹性面板的上端设有与第二环形压板相对应的第三环形压板，所述第二环形压板和第三环形压板均由刚性材料制成；所述第二环形压板通过立柱与底板固接。

本发明取得的技术效果为：本发明的陶瓷模具能够从底部充入高压气体，且充气管路能够实现自动开闭，确保模具成型质量的同时，简化了模具充气操作过程，提高了生产效率。

附图说明

图1是本发明的实施例所提供的模具的立体图；

图2是本发明的实施例所提供的模具的***图；

图3是本发明的实施例所提供的模具的剖视图；

图4是图3的A-A剖视图；

图5是图4的I局部放大图；

图6是本发明的实施例所提供的模具膨胀状态的立体图；

图7是本发明的实施例所提供的模具底板的剖视图；

图8是本发明的实施例所提供的脱模装置的立体；

图9是本发明的实施例所提供的充气装置和去顶装置的剖视图；

图10是图9的III局部放大图；

图11是本发明的实施例所提供的取坯装置的剖视图。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体说明。应当理解，以下文字仅仅用以描述本发明的一种或几种具体的实施方式，并不对本发明具体请求的保护范围进行严格限定。

如图8所示，一种陶瓷脱模装置，包括模具10、充气装置51、去顶装置52、取坯装置53和输送单元；如图1至7所示，所述模具10包括弹性材料制成的环形模套11，以及分别位于环形模套11上下两端的顶板12和底板13，所述环形模套11、顶板12、底板13共同围合成用于容纳陶瓷粉料和坯体101的型腔；所述底板13上设有充气单元，所述充气单元包括开设在底板13内部的气道135以及气道135两端设置的进气口和出气口，所述进气口位于底板13底面上，所述出气口位于底板13顶面并与环形模套11的内环面对应设置；所述出气口处设有活动塞块134，所述活动塞块134被装配为能够在以下两工位件进行切换：工位一，活动塞块134封堵在所述出气口上并作为所述型腔内壁的一部分；工位二，活动塞块134从出气口移除使气道135与所述型腔连通；所述充气装置51用于与模具10底部的进气口对接并向模具10型腔内充气；所述去顶装置52用于将模具10顶板12移除，所述取坯装置53用于将陶瓷坯体101从模具10型腔内取出；所述输送单元用于驱动模具10在充气装置51和取坯装置53之间进行转移。本发明根据新型陶瓷模具的结构特性，采用一系列独创的机械装备结合对模具10自身结构的改造实现了陶瓷坯体101的自动化脱模，大大提高了陶瓷生产加工效率，节约了劳动成本。

优选的，所述底板13内还设有联动单元，所述联动单元被装配为当气道135与高压气源接通时联动单元能够将处于所述工位一的活动塞块134驱动至所述工位二，且当气道135与高压气源断开时活动塞块134能够从所述工位二复位至所述工位一。

具体的，如图7、10所示，所述活动塞块134为环形，所述活动塞块134沿竖直方向活动设置在底板13上开设的环槽内，所述气道135与所述环槽的侧壁贯通。所述活动塞块134的内环面上凸伸设置有一环形活塞1341，所述环形活塞1341与所述环槽侧壁上开设的活塞腔137构成滑动配合，所述气道135上设有与环形活塞1341上侧活塞腔137连通的分支气路136，当分支气路136对活塞腔137加压时能够驱动活动塞块134下移。所述活动塞块134与底板13之间还设有弹性单元，所述弹性单元被装配为当所述活塞腔137失压时弹性单元能够驱动活动塞块134上移。所述活动塞块134的外环面上设有环形限位板1342，所述环槽的侧壁上设有与环形限位板1342相配合的限位槽，所述弹性单元包括设置在环形限位板1342下方的第三压簧1345。所述环形限位板1342的上方还设有第四压簧1346，所述活动塞块134在第三压簧1345和第四压簧1346的作用下悬浮在所述环槽内，且静态下所述活动塞块134的顶面与底板13顶面平齐或高于底板13顶面；所述环槽底部设有贯通底板13底面的通道。所述环形活塞1341下侧的活塞腔137与所述通道连通，所述活动塞块134下端设有用于隔离所述限位槽和通道的挡壁1343，所述环形限位板1342上开设有用于连通限位槽上下两侧腔体的通气孔1344。所述进气口包括沿竖直方向开设在底板13底部的盲孔，所述气道135与盲孔侧壁贯通，所述盲孔内设有一环形阀块138，所述环形阀块138的外环面与盲孔侧壁滑动配合，所述盲孔的孔口设有凸肩，所述环形阀块138的下端与凸肩挡接，所述环形阀块138的上端与盲孔顶壁之间设有第五压簧139；所述环形阀块138静态下覆盖在所述气道135入口处，且当环形阀块138受压上行时能够从所述气道135入口处移除。模具10未充气前的状态如图7所示，此时环形阀块138在第五压簧139的作用下与凸肩抵紧，活动塞块134处于高位且活动塞块134上方还具有少量的活动余量（优选活动余量为1-2mm），该状态适用于等静压加压工序，具体为：当模具10置于加压介质内时，加压介质会对活动塞块134下端造成挤压，使活动塞块134上移，从而将坯体101下断面压实，而加压介质同时会通过环形阀块138的中心孔进入环形阀块138上方，由于环形阀块138上端与加压介质的接触面积大于下端与加压介质的接触面积，因此环形阀块138受到向下的压力，确保环形阀块138在等静压加压过程中始终保持闭合，避免加压介质进入气道135。模具10充气后的状态如图10所示，环形阀块138在充气装置51的顶推作用下向上抬起，此时充气装置51的充气管路与气道135连通，高压气体首先通过气道135和分支气路136进入活塞腔137，从而推动活动塞块134下移，当活动塞块134运动至低位时，气道135与坯体101下端空间连通从而使高压气体充入型腔内，环形模套11在高压气体的作用下与坯体101充分分离，从而便于下一步取坯操作。

进一步的，所述环形模套11上具有收腰状结构，该收腰状结构所对应的模套环面沿周向被等分为至少两个独立的弧面，相邻各弧面之间通过肋板111连接为一体，所述肋板111为合页状结构，肋板111的两页面分别与相邻两弧面的邻边连为一体，且合页凸伸在环形模套11的外环面上；所述底板13由刚性材料制成，所述底板13上设有第一凸台131，所述第一凸台131凸伸至环形模套11内部，且第一凸台131的外环面与环形模套11的内环面构成紧密贴合；所述活动塞块134凸出于底板13顶面的部分即构成所述第一凸台131；所述顶板12包括弹性面板12和刚性支撑板121，所述弹性面板12的底部设有第二凸台，所述第二凸台凸伸至环形模套11内部且第二凸台的外环面与环形模套11的内环面紧密贴合；所述刚性支撑板121位于弹性面板12上侧并与弹性面板12胶粘连接，所述刚性支撑板121与环形模套11的中心孔对应设置；所述环形模套11上端设有向环面外侧凸伸设置的第二法兰113，所述第二法兰113的上端与弹性面板12的下端边缘贴合，所述第二法兰113的下端设有第二环形压板16，所述弹性面板12的上端设有与第二环形压板16相对应的第三环形压板17，所述第二环形压板16和第三环形压板17均由刚性材料制成；所述第二环形压板16通过立柱18与底板13固接。本发明提供的模具10尤其适用于带有收腰状结构的瓷坯成型，本发明利用合页状设置的肋板111实现了模具10收腰部位的收缩和膨胀，确保模具10整体性的同时实现了坯体101的快速脱模，提高了瓷坯成型质量和成型效率。模具10收缩状态如图1所示，此时各弧面能够拼合成一完整的收腰状型腔，模具10膨胀状态如图6所示，此时各弧面与各展开后的肋板111围合成一个向外凸起的型腔以便于坯体101从模具10中取出。进一步优选的，所述环形模套11内还设有与环形模套11间隔设置的模芯14，所述模芯14与底板13固接。所述肋板111与弧面相接的拐角处以及肋板111两页面之间相接的拐角处设有第一止裂槽115。所述环形模套11上端的内侧边缘设有倒角114，环形模套11与第二法兰113连接的拐角处设有第二止裂槽116。所述第一止裂槽115和第二止裂槽116一方面能够提高环形模套11变形时的抗疲劳强度，避免模具10撕裂，另一方面也能够增大挤压介质与环形模套11的接触面积，提高成型质量。

优选的，如图9所示，所述充气装置51包括一空心伸缩杆511，所述空心伸缩杆511的内腔通过管路与高压气源连通，所述空心伸缩杆511的上端设有排气孔512，所述空心伸缩杆511与第三竖直活塞缸的活塞杆固接。所述去顶装置52位于充气装置51上方，所述去顶装置52包括沿竖直方向活动设置的第二压板523，所述第二压板523的下端设有第二压环525，所述第二压环525的中心设有第一吸盘524，所述第一吸盘524与负压管路连通；所述第二压板523上端与第一竖直活塞缸521的活塞杆固接，所述第一竖直活塞缸521与第一水平电缸522的滑块固接。充气装置51和去顶装置52的具体动作过程为：首先输送单元将模具10输送至充气装置51和去顶装置52之间，然后第一竖直活塞缸521驱动第二压板523下行，第二压板523下端的第二压环525将顶板12边缘压紧，第一吸盘524与顶板12紧密贴合，与此同时，第三竖直活塞缸驱动空心伸缩杆511上行，将模具10底部的环形阀块138顶起，此时即可对模具10进行充气，充气完毕后，第一竖直活塞缸521和第三竖直活塞缸复位，同时第一吸盘524将顶板12吸起，然后第一水平电缸522将顶板12转移至顶板12收集工位，最后第一吸盘524泄压，顶板12落入收集容器内，顶板12移除工序完成。

优选的，如图11所示，所述取坯装置53包括沿竖直方向往复运动的第三压板533，所述第三压板533下端设有第二吸盘534，所述第二吸盘534与负压管路连通，所述第三压板533上端与第二竖直活塞缸531的活塞杆固接，所述第二竖直活塞缸531与第二水平电缸532的滑块固接；所述取坯装置53下方间隔设置有限位组件，所述限位组件包括两相互品行间隔设置的限位条548，两限位条548之间的间距小与所述底板13的直径，两限位条548之间的缝隙位于所述模具10的运动路径上。取坯装置53的具体动作过程为：首先输送单元将去顶后的模具10输送至取坯装置53下方，此时限位组件刚好能够挡住模具10的底板13边缘，阻止模具10上下活动，然后第二竖直活塞缸531驱动第三压板533下行，使第二吸盘534与坯体101顶面贴合，同时第二吸盘534吸气，将坯体101吸附在第三压板533下方，最后第二竖直活塞缸531驱动第三压板533上行，第二水平电缸532将坯体101转移到坯体101收集工位，第二吸盘534泄压，取坯工序完成。

如图8所示，所述输送单元包括转盘541，所述转盘541边缘开设有U型缺口542，所述转盘541周面外侧设有围壁544，所述转盘541下方设有托板543，所述围壁544周向上间隔设置有两个缺口部，其中一个缺口部与上料输送带545对接，另一缺口部与下料输送带546对接，且该缺口部上方设有用于将模具10从U型缺口542部推送至下料输送带546的推块547，所述推块547与一水平气缸的活塞杆固接；所述充气装置51、去顶装置52和取坯装置53均位于U型缺口542的回转路径上。输送单元能够实现模具10在充气、去顶工位和取坯工位上的逐个进给，并能够将脱模后的模具10输送至下游收集设备，无需模具10在各设备之间进行人工转移，提高了整个设备的运转效率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本发明中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。

Claims (10)

1.一种陶瓷模具，其特征在于：包括弹性材料制成的环形模套（11），以及分别位于环形模套（11）上下两端的顶板（12）和底板（13），所述环形模套（11）、顶板（12）、底板（13）共同围合成用于容纳陶瓷粉料和坯体（101）的型腔；所述底板（13）上设有充气单元，所述充气单元包括开设在底板（13）内部的气气道（135）以及气道（135）两端设置的进气口和出气口，所述进气口位于底板（13）底面上，所述出气口位于底板（13）顶面并与环形模套（11）的内环面对应设置；所述出气口处设有活动塞块（134），所述活动塞块（134）被装配为能够在以下两工位件进行切换：工位一，活动塞块（134）封堵在所述出气口上并作为所述型腔内壁的一部分；工位二，活动塞块（134）从出气口移除使气道（135）与所述型腔连通。

2.根据权利要求1所述的陶瓷模具，其特征在于：所述底板（13）内还设有联动单元，所述联动单元被装配为当气道（135）与高压气源接通时联动单元能够将处于所述工位一的活动塞块（134）驱动至所述工位二，且当气道（135）与高压气源断开时活动塞块（134）能够从所述工位二复位至所述工位一。

3.根据权利要求2所述的陶瓷模具，其特征在于：所述活动塞块（134）为环形，所述活动塞块（134）沿竖直方向活动设置在底板（13）上开设的环槽内，所述气道（135）与所述环槽的侧壁贯通。

4.根据权利要求3所述的陶瓷模具，其特征在于：所述活动塞块（134）的内环面上凸伸设置有一环形活塞（1341），所述环形活塞（1341）与所述环槽侧壁上开设的活塞腔（137）构成滑动配合，所述气道（135）上设有与环形活塞（1341）上侧活塞腔（137）连通的分支气路（136），当分支气路（136）对活塞腔（137）加压时能够驱动活动塞块（134）下移。

5.根据权利要求4所述的陶瓷模具，其特征在于：所述活动塞块（134）与底板（13）之间还设有弹性单元，所述弹性单元被装配为当所述活塞腔（137）失压时弹性单元能够驱动活动塞块（134）上移。

6.根据权利要求5所述的陶瓷模具，其特征在于：所述活动塞块（134）的外环面上设有环形限位板（1342），所述环槽的侧壁上设有与环形限位板（1342）相配合的限位槽，所述弹性单元包括设置在环形限位板（1342）下方的第三压簧（1345）。

7.根据权利要求6所述的陶瓷模具，其特征在于：所述环形限位板（1342）的上方还设有第四压簧（1346），所述活动塞块（134）在第三压簧（1345）和第四压簧（1346）的作用下悬浮在所述环槽内，且静态下所述活动塞块（134）的顶面与底板（13）顶面平齐或高于底板（13）顶面；所述环槽底部设有贯通底板（13）底面的通道。

8.根据权利要求7所述的陶瓷模具，其特征在于：所述环形活塞（1341）下侧的活塞腔（137）与所述通道连通，所述活动塞块（134）下端设有用于隔离所述限位槽和通道的挡壁（1343），所述环形限位板（1342）上开设有用于连通限位槽上下两侧腔体的通气孔（1344）。

9.根据权利要求8所述的陶瓷模具，其特征在于：所述进气口包括沿竖直方向开设在底板（13）底部的盲孔，所述气道（135）与盲孔侧壁贯通，所述盲孔内设有一环形阀块（138），所述环形阀块（138）的外环面与盲孔侧壁滑动配合，所述盲孔的孔口设有凸肩，所述环形阀块（138）的下端与凸肩挡接，所述环形阀块（138）的上端与盲孔顶壁之间设有第五压簧（139）；所述环形阀块（138）静态下覆盖在所述气道（135）入口处，且当环形阀块（138）受压上行时能够从所述气道（135）入口处移除。

10.根据权利要求9所述的陶瓷模具，其特征在于：所述环形模套（11）上具有收腰状结构，该收腰状结构所对应的模套环面沿周向被等分为至少两个独立的弧面，相邻各弧面之间通过肋板（111）连接为一体，所述肋板（111）为合页状结构，肋板（111）的两页面分别与相邻两弧面的邻边连为一体，且合页凸伸在环形模套（11）的外环面上；所述底板（13）由刚性材料制成，所述底板（13）上设有第一凸台（131），所述第一凸台（131）凸伸至环形模套（11）内部，且第一凸台（131）的外环面与环形模套（11）的内环面构成紧密贴合；所述活动塞块（134）凸出于底板（13）顶面的部分即构成所述第一凸台（131）；所述顶板（12）包括弹性面板（12）和刚性支撑板（121），所述弹性面板（12）的底部设有第二凸台，所述第二凸台凸伸至环形模套（11）内部且第二凸台的外环面与环形模套（11）的内环面紧密贴合；所述刚性支撑板（121）位于弹性面板（12）上侧并与弹性面板（12）胶粘连接，所述刚性支撑板（121）与环形模套（11）的中心孔对应设置；所述环形模套（11）上端设有向环面外侧凸伸设置的第二法兰（113），所述第二法兰（113）的上端与弹性面板（12）的下端边缘贴合，所述第二法兰（113）的下端设有第二环形压板（16），所述弹性面板（12）的上端设有与第二环形压板（16）相对应的第三环形压板（17），所述第二环形压板（16）和第三环形压板（17）均由刚性材料制成；所述第二环形压板（16）通过立柱（18）与底板（13）固接。