陶瓷坯体注射成型机及其成型方法与流程

本发明涉及陶瓷坯体注射成型技术领域，具体涉及一种陶瓷坯体注射成型机及其成型方法。

背景技术：

我国特种陶瓷生产起步于50年代，主要工艺流程为：制粉→拌入石蜡或粘合剂→成型→排除石蜡或粘合剂→烧结成瓷等工序。而成型是整个工艺过程中的重中之重。现今80%的特种陶瓷成型工艺均沿用50年代的热压注浆成型工艺。长期应用表明，该产品在质量品质上存在易变形，产品组织结构密度差，抗压、抗拉、抗折强度差，电气绝缘耐压性能不理想的弊端，因而产品合格率不高。

为改善这一状况，企业和专家学者们不断探索新型坯体成型工艺。干压陶瓷粉体成型机因此应运而生，通过近20年的使用，干压成型机生产的陶瓷坯体局限于几何形状较为简单的产品，还远不能满足特种陶瓷千奇百怪的异形件需求。且存在一个致命弱点，即烧成的产品内部内应力分布不均匀，各处抗压强度差别大。如存在柱形产品腰部密度小、异形件产品角度位置开裂等缺陷，致使产品在用户装配过程中破损报废现象频出。

相继产生的陶瓷坯体注射成型工艺，在国内外也问世多年，通过产品使用印证，其生产出来的产品质量全面优于热压注浆成型和粉体干压成型产品。该产品无任何几何形状限制，坯体密度、内应力均匀；成瓷后经测试，无论任何形状的产品，各处瓷体密度、机械抗压、抗拉强度都均匀一致，无因陶瓷坯体密度不均匀所产生的陶瓷内部收缩残余应力引起的各向异性。同时，电气绝缘耐压性能大有提高，产品表面光洁、不变形，深受客户好评。但因设备问题致使生产效率和产品成本不能达到理想效果，而且在下料时易对产品造成损坏，难以全面推行，不少生产厂家甚至不得不放弃使用该设备。本发明有效地解决了这一难题。

技术实现要素：

针对上述不足，本发明的目的之一在于，提供一种结构设计巧妙、合理，操作简单，生产效率高，有效保证产品质量的陶瓷坯体注射成型机。

本发明的目的之二在于，提供一种上述陶瓷坯体注射成型机的成型方法。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案是：

一种陶瓷坯体注射成型机，其包括机架、支架、机械手、直压式开合模装置、注料机构、产品输送带、料斗、成型模具、塑化料筒、螺杆和塑化马达，所述支架垂直设置机架的中部位置，所述成型模具位于支架上，所述直压式开合模装置设置在支架的顶部，并能驱动成型模具作开模或合模动作，所述注料机构对应成型模具的下方位置设置在机架的底部，且该注料机构的止逆射嘴顶压在成型模具的进料口上，所述塑化料筒水平设置在机架上，该塑化料筒的一端与注料机构相连接，另一端设有料斗安装座，所述料斗垂直设置在料斗安装座上，所述螺杆的一端经料斗安装座伸入塑化料筒内，另一端与塑化马达相连接，所述产品输送带和对应支架的一侧位置设置在机架上，所述机械手对应成型模具和产品输送带的位置设置在机架上。

作为本发明的一种改进，所述直压式开合模装置为直压式油缸。

作为本发明的一种改进，所述成型模具上设有切刀机构和产品顶出机构。

作为本发明的一种改进，所述成型模具包括按从上至下的顺序依次叠置的上模板、中模板、模具型腔组件、水口板、热流道板和下模板。

作为本发明的一种改进，所述注料机构包括座台固定板、座台、止逆射嘴、座台滑杆、注射杆和座台油缸，所述座台滑杆的上端垂直连接在机架上，所述座台固定板固定在座台滑杆的下端，座台油缸设置在座台固定板的中心位置，所述座台活动设置在座台滑杆上，该座台的中心位置设有与注射杆相适配的射腔，所述止逆射嘴安装在该射腔的上端，该射腔的上端一侧位置设有与塑化料筒相连接的侧通管路，所述注射杆的上端伸入射腔，该注射杆的下端与座台油缸的活塞杆相连接。

作为本发明的一种改进，所述止逆射嘴包括咀座、射嘴、锥形堵块、连接头、翘杆和液压开关，所述射嘴安装在该咀座的上端，所述连接头设置在咀座的下端，且该连接头通过流道与射嘴相连接，所述锥形堵块位于射嘴内，所述翘杆的中部通过转轴设置在咀座上，所述液压开关固定在咀座上，且与翘杆的一端相连接，该翘杆的另一端与锥形堵块相连接。

作为本发明的一种改进，所述机械手包括安装架和按从上至上的顺序设置在该安装架上的接产品组件和接水口料组件，所述接产品组件包括产品托盘、产品安装座、产品滑杆和产品伸缩气缸，所述产品安装座固定在安装架上，所述产品滑杆活动设置在产品安装座上，所述产品托盘固定在产品滑杆的一端上，所述产品伸缩气缸固定在产品安装座上，且该产品伸缩气缸的活塞杆与产品托盘相连接；所述接水口料组件包括水口料托盘、水口料安装座、水口料滑杆和水口料伸缩气缸，所述水口料安装座固定在安装架上，所述水口料滑杆活动设置在水口料安装座上，所述水口料托盘固定在水口料滑杆的一端上，所述水口料伸缩气缸固定在水口料安装座上，且该水口料伸缩气缸的活塞杆与水口料托盘相连接。

一种上述的陶瓷坯体注射成型机的成型方法，其包括以下步骤：

（1）往料斗中加入陶瓷粉料；

（2）关闭止逆射嘴，开启塑化马达带动螺杆往塑化料筒注入陶瓷粉料，通过塑化料筒的加热融化成陶瓷浆料；

（3）直压式开合模装置下行，带动成型模具作合模动作；

（4）止逆射嘴开启；

（5）座台油缸带动注射杆上行将陶瓷浆料注入成型模具；注射杆射出达到设定位置后停留保压1～5秒钟后反向下行至设定距离，止逆射嘴关闭；

（6）止逆射嘴关闭后，水口板顶出油缸上行工作，将水口板及其安装托板顶至设定高度位置；

（7）机械手的接水口料组件伸至水口板的下方位置；切刀机构启动将产品进浆口废料切除，接水口料组件的水口料托盘接到进浆口废料后退回原位；

（8）直压式开合模装置上行，带动成型模具作开模动作；

（9）机械手的接产品组件伸至模具型腔组件的下方位置；产品顶出机构顶出，产品平落在接产品组件的产品托盘上，接产品组件的产品托盘接到产品后退至产品输送带的上方位置，产品托盘的底板打开后，产品平落在产品输送带。

本发明的有益效果为：本发明结构设计巧妙、合理，将传统的卧式变为立式，大幅提高生产效率，而且产品是水平落在机械手和产品输送带上，有效避免因受力不均而导致产品出现变形现象，不易破碎，产品合格率高，生产速度快，效率高，而且所生产出来的产品致密性好，光洁度好，机械强度大和潮态电阻值高；另外整体结构紧凑，易于实现，操作简单、方便，利于广泛推广应用。本发明提供的成型方法的步骤简洁，易于实现，能快速高效率制造出陶瓷坯体产品，且所生产出来的产品致密性好，光洁度好，机械强度大和潮态电阻值高。

下面结合附图与实施例，对本发明进一步说明。

附图说明

图1是本发明的主视结构示意图。

图2是本发明的立体视结构示意图。

图3是本发明的分解结构示意图。

图4是本发明的全剖结构示意图。

图5是图4中局部A的结构放大示意图。

具体实施方式

实施例，参见图1至图5，本实施例提供的一种陶瓷坯体注射成型机，其包括机架1、支架2、机械手3、直压式开合模装置4、注料机构5、产品输送带6、料斗7、成型模具8、塑化料筒9、螺杆10和塑化马达11，所述支架2垂直设置机架1的中部位置，所述成型模具8位于支架2上，所述直压式开合模装置4设置在支架2的顶部，并能驱动成型模具8作开模或合模动作，所述注料机构5对应成型模具8的下方位置设置在机架1的底部，且该注料机构5的止逆射嘴顶压在成型模具8的进料口上，所述塑化料筒9水平设置在机架1上，该塑化料筒9的一端与注料机构5相连接，另一端设有料斗7安装座，所述料斗7垂直设置在料斗7安装座上，所述螺杆10的一端经料斗7安装座伸入塑化料筒9内，另一端与塑化马达11相连接，所述产品输送带6和对应支架2的一侧位置设置在机架1上，所述机械手3对应成型模具8和产品输送带6的位置设置在机架1上。

较佳的，在所述成型模具8上设有切刀机构和产品顶出机构。具体的，所述直压式开合模装置4为直压式油缸。

具体的，所述成型模具8包括按从上至下的顺序依次叠置的上模板81、中模板82、模具型腔组件83、水口板84、热流道板85和下模板86。

所述注料机构5包括座台固定板51、座台52、止逆射嘴53、座台滑杆54、注射杆55和座台油缸56，所述座台滑杆54的上端垂直连接在机架1上，所述座台固定板51固定在座台滑杆54的下端，座台油缸56设置在座台固定板51的中心位置，所述座台52活动设置在座台滑杆54上，该座台52的中心位置设有与注射杆55相适配的射腔，所述止逆射嘴53安装在该射腔的上端，该射腔的上端一侧位置设有与塑化料筒9相连接的侧通管路，所述注射杆55的上端伸入射腔，该注射杆55的下端与座台油缸56的活塞杆相连接。

所述止逆射嘴53包括咀座531、射嘴532、锥形堵块533、连接头534、翘杆535和液压开关536，所述射嘴532安装在该咀座531的上端，所述连接头534设置在咀座531的下端，且该连接头534通过流道与射嘴532相连接，所述锥形堵块533位于射嘴532内，所述翘杆535的中部通过转轴设置在咀座531上，所述液压开关536固定在咀座531上，且与翘杆535的一端相连接，该翘杆535的另一端与锥形堵块533相连接。液压开关536也可以采用直线驱动装置来替代，如气缸、油缸或直线电机。

所述机械手3包括安装架31和按从上至上的顺序设置在该安装架31上的接产品组件32和接水口料组件33，所述接产品组件32包括产品托盘、产品安装座、产品滑杆和产品伸缩气缸，所述产品安装座固定在安装架31上，所述产品滑杆活动设置在产品安装座上，所述产品托盘固定在产品滑杆的一端上，所述产品伸缩气缸固定在产品安装座上，且该产品伸缩气缸的活塞杆与产品托盘相连接；所述接水口料组件33包括水口料托盘、水口料安装座、水口料滑杆和水口料伸缩气缸，所述水口料安装座固定在安装架31上，所述水口料滑杆活动设置在水口料安装座上，所述水口料托盘固定在水口料滑杆的一端上，所述水口料伸缩气缸固定在水口料安装座上，且该水口料伸缩气缸的活塞杆与水口料托盘相连接。

本发明结构设计巧妙、合理，将传统的卧式变为立式，大幅提高生产效率，而且产品是水平落在机械手3和产品输送带6上，有效避免因受力不均而导致产品出现变形现象，不易破碎，产品合格率高，生产速度快，效率高。

工作时，上述的陶瓷坯体注射成型机的成型方法步骤具体如下：

（1）往料斗7中加入陶瓷粉料；

（2）关闭止逆射嘴53，开启塑化马达11带动螺杆10往塑化料筒9注入陶瓷粉料，通过塑化料筒9的加热融化成陶瓷浆料；

（3）直压式开合模装置4下行，带动成型模具8作合模动作；

（4）止逆射嘴53开启；

（5）座台油缸56带动注射杆55上行将陶瓷浆料注入成型模具8；注射杆55射出达到设定位置后停留保压1～5秒钟后反向下行至设定距离，止逆射嘴53关闭；

（6）止逆射嘴53关闭后，水口板顶出油缸87上行工作，将水口板84及其安装托板顶至设定高度位置；

（7）机械手3的接水口料组件33伸至水口板84的下方位置；切刀机构启动将产品进浆口废料切除，接水口料组件33的水口料托盘接到进浆口废料后退回原位；

（8）直压式开合模装置4上行，带动成型模具8作开模动作；

（9）机械手3的接产品组件32伸至模具型腔组件83的下方位置；产品顶出机构顶出，产品平落在接产品组件32的产品托盘上，接产品组件32的产品托盘接到产品后退至产品输送带6的上方位置，产品托盘的底板打开后，产品平落在产品输送带6。

本发明提供的成型方法的步骤简洁，易于实现，能快速高效率制造出陶瓷坯体产品，且所生产出来的产品致密性好，光洁度好，机械强度大和潮态电阻值高。

通过实验证明,本发明陶瓷坯体注射成型机的性能优于或者大幅优于注浆成型和干压成型的款项; 生产出来的产品致密性好，机械强度高。三种成型工艺所生产的陶瓷产品机械性能对照情况如下表（测试标本：AL₂O₃ 95%陶瓷）。

机械性能（一）

机械性能（二）

电性能对照

具体的，本发明陶瓷坯体注射成型机具有以下优点：

1、所生产出来的产品表面光洁度好，潮态电阻值高。

2、生产出来的产品不变形，不易破碎，产品合格率高（补充数据）。

3、生产速度快，效率高。生产设备由通常的卧式变为立式，大幅提高生产效率。

4、节约生产成本，原材料费用减少（其中白蜡配比减少31%以上），生产效益提高。

5、 注射成型由传统的冷流道模改为热流道模，消除22%以上的尾料浪费（即通常注射成型工艺会产生22%以上的尾料，该尾料需重新破碎处理后方可使用，本设备无尾料），提高了粉料利用率。（如：每模温控盒坯体重量274g,尾料78.5g）

6、环保节能。随着蜡用量减少，脱蜡、脱脂工艺的改进，注射尾料的消除，产品合格率提高，外排废气、废品、废料会大幅减少，同时消除了产品烧成中产生的大量有害化学气体，用电、用气也进一步节约。（补充数据）

7、节省生产场地和设备、材料及电力投入。注射机由卧式变为立式减少场地占用；浸泡需要大量的器皿及摆放场地；化学分解液及坯体盛放筛购置，浸泡液（化学分解液）；加温需要的设备购置与能耗等，节省产生的效益可观。

8、由于品质优势，客户争先恐后急切需要，强烈提出以该产品替代其他工艺产品，产品供不应求。

9、规模生产后，将量质齐驱，引领特种陶瓷行业。

10、因品质、效益与市场驱使，该陶瓷坯体注射成型机销售市场前景广泛（将被国内外各特种陶瓷生产企业普遍使用）。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。如本发明上述实施例所述，采用与其相同或相似的结构而得到的其它机械，均在本发明保护范围内。