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)：
長期以來玻璃作為生活用品、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，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，磨粒斷續(xù)地擠入玻璃表面，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導(dǎo)致玻璃的強(qiáng)度降低，尤其對于形狀精度要求更高的制品，對磨削加工設(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)簡單，但玻璃制品成型過程中沒有施加一定的壓力，制品無法滿足力學(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斷的熔融玻璃塊成型為玻璃成型品。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量、同時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、型腔、下機(jī)架、儲料腔二、動模和導(dǎo)軌組成；旋轉(zhuǎn)工作臺通過聯(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)工作臺上，并分別與噴嘴對齊，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模的儲料腔二相通，儲料腔二用于存放待注射的熔融玻璃液；動模的滑塊結(jié)構(gòu)與導(dǎo)軌配合，可以滑動實(shí)現(xiàn)動 模的開合模動作；成型模具定模通過螺栓與旋轉(zhuǎn)工作臺固定連接，定模開設(shè)型腔，定模與動模之間的中間板通過導(dǎo)柱連接，可在定模與動模之間滑動，便于制品冷卻后取出料把，型腔與儲料腔二相通，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)，保證熔融玻璃液單向流動，注射柱塞完成注射動作時熔融玻璃液不會逆回到鉬金坩鍋內(nèi)；熔融玻璃液在重力的作用下進(jìn)入機(jī)筒內(nèi)部的儲料腔一等待注射柱塞的注射動作；機(jī)筒、噴嘴、澆口套、動模周圍均設(shè)置加熱裝置，以保證熔融玻璃液的流動性；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，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)動模沿著導(dǎo)軌移動，與定模鎖緊，伺服電機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)工作臺，保證澆口套與噴嘴對中，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)入儲料腔一，等待注射動作；(3)單向閥關(guān)閉，注射油缸驅(qū)動注射柱塞向下運(yùn)動完成注射動作，熔融玻璃液依次經(jīng)過噴嘴、澆口套、澆注系統(tǒng)進(jìn)入動模的儲料腔二，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，復(fù)位歸零，保證澆口套與噴嘴對齊，動模沿著導(dǎo)軌移動，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，單向閥動作靈敏，注射柱塞后退時單向閥開啟，熔融玻璃液進(jìn)入儲料腔一；注射柱塞前進(jìn)注射時單向閥關(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，玻璃液不會從澆口套溢出，充模后，儲料腔二中基本不存有玻璃液，玻璃液位的高度低于動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，成型模具動模的滑塊結(jié)構(gòu)能在導(dǎo)軌上靈活滑動，在旋轉(zhuǎn)工作臺高速旋轉(zhuǎn)時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量、同時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，21-型腔，22-下機(jī)架，23-儲料腔二，24-動模，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20、型腔21、下機(jī)架22、儲料腔二 23、動模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狀態(tài)，成型模具動模24的滑塊結(jié)構(gòu)在導(dǎo)軌25上滑動，使定模4與動模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，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帶動注射活塞9后退，冋時單向閥17開啟，溶融玻璃液進(jìn)入儲料腔一 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帶動注射柱塞9前進(jìn)，同時單向閥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完成注射動作；熔融玻璃液從儲料腔一 8經(jīng)噴嘴5、澆口套19進(jìn)入成型模具中間板3與動模24之間的儲料腔二 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，使噴嘴5遠(yuǎn)離澆口套19 ;啟動伺服電機(jī)I高速旋轉(zhuǎn)，儲料腔二 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，再滑動動模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)動模24沿著導(dǎo)軌25移動，與定模4鎖緊，伺服電機(jī)I驅(qū)動旋轉(zhuǎn)工作臺20，保證澆口套19與噴嘴5對中，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)入儲料腔一 8，等待注射動作；(3)單向閥17關(guān)閉，注射油缸驅(qū)動注射柱塞9向下運(yùn)動完成注射動作，熔融玻璃液依次經(jīng)過噴嘴5、澆口套19、澆注系統(tǒng)進(jìn)入動模24的儲料腔二 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，復(fù)位歸零，保證澆口套19與噴嘴5對齊，動模24沿著導(dǎo)軌25移動，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、型腔、下機(jī)架、儲料腔二、動模和導(dǎo)軌組成；旋轉(zhuǎn)工作臺通過聯(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)工作臺上，并與噴嘴對齊，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模的儲料腔二相通，儲料腔二用于存放待注射的熔融玻璃液；動模的滑塊結(jié)構(gòu)與導(dǎo)軌配合，可以滑動實(shí)現(xiàn)動模的開合模動作；成型模具定模通過螺栓與旋轉(zhuǎn)工作臺固定連接，定模開設(shè)型腔，定模與動模之間的中間板通過導(dǎo)柱連接，可在定模與動模之間滑動，便于制品冷卻后取出料把，型腔與儲料腔二相通，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)，保證熔融玻璃液單向流動，注射柱塞完成注射動作時熔融玻璃液不會逆回到鉬金坩鍋內(nèi)；熔融玻璃液在重力的作用下進(jìn)入機(jī)筒內(nèi)部的儲料腔一等待注射柱塞的注射動作；機(jī)筒、噴嘴、澆口套、動模周圍均 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，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，動模沿著導(dǎo)軌移動，與定模鎖緊，伺服電機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)工作臺，保證澆口套與噴嘴對中，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)入儲料腔一，等待注射動作； 第三步，單向閥關(guān)閉，注射油缸驅(qū)動注射柱塞向下運(yùn)動完成注射動作，熔融玻璃液依次經(jīng)過噴嘴、澆口套、澆注系統(tǒng)進(jìn)入動模的儲料腔二，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，復(fù)位歸零，保證澆口套與噴嘴對齊，動模沿著導(dǎo)軌移動，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、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量、同時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C03B19/00GK102617019SQ20121009795
公開日2012年8月1日 申請日期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 申請人:北京化工大學(xué)