异形陶瓷滚压成型机及其异形陶瓷成型方法与流程

本发明涉及陶瓷机械领域，具体的涉及异形陶瓷滚压成型机及其异形陶瓷成型方法。

背景技术：

滚压成型是由旋压成型法演变过来的，滚压与旋压不同之处是把扁平的样板刀改为回转型的滚压头。成型时，盛放泥料的模型和滚头分别绕自己轴线以一定速度同方向旋转，滚头一面旋转一面逐渐靠近盛放泥料的模型，并对坯泥进行“滚”和“压”而成型。滚压时坯泥均匀展开，受力由小到大，比较缓和、均匀，破坏坯料颗粒原有排列而引起颗粒间应力的可能性较小，坯体的组织结构均匀。其次，滚头与坯泥的接触面积较大，压力也较大，受压时间较长，坯体致密度和强度比旋压的有所提高。滚压成型是靠滚头与坯体相滚动而使坯体表面光滑，无需再加水。因此，滚压成型后的坯体强度大，不易变形，表面质量好，规整度一致，克服了旋压成型的基本弱点，提高了日用瓷坯的成型质量。再加上滚压成型的生产效率较高，易与上下工序组成联动生产线，改善了劳动条件等优点，使滚压成型在日用陶瓷工业中得到广泛应用。现有的滚压成型机只能多只能用于生产圆形截面的陶瓷坯体，其使用范围单一，特别是无法用于生产非圆形的异性陶瓷，异性陶瓷还只能采用注浆成型等方式完成，生产效率低下，此外还存在后期加工通孔容易崩裂，模具转速过高容易脱落等问题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供异形陶瓷滚压成型机，以解决背景技术中提出的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：异形陶瓷滚压成型机，其特征在于：包括支座、主轴、主轴电机、模座、模具、滚头轴、滚头、滚头电机和滚头架，所述主轴枢设于支座上，所述模座固设于主轴顶部，所述模具放置于模座内，所述主轴电机驱动主轴旋转，所述滚头架可移动的设置于支座上，所述滚头轴枢设于滚头架上，所述滚头固设于滚头轴底部，所述滚头电机驱动主轴，所述模座俯视面外轮廓为椭圆形，所述模具内部设有成型腔，所述成型腔呈多边形，所述滚头为与成型腔形状适配的多边体，所述模座内设有模具槽，所述模具嵌入模具槽内。

优选的，所述成型腔的截面为正方形。

优选的，所述成型腔和滚头的侧壁设有拔模斜度，

优选的，所述成型腔的边角倒圆角。

优选的，所述主轴电机和滚头电机为伺服电机。

优选的，所述模具槽呈多边形，所述模具的外壁呈与模具槽相适配的多边形，所述多边形定位槽和模具的外壁设有拔模斜度。

优选的，所述模座底部设有防脱机构，所述防脱机构包括摆臂、拉力支柱、拉力弹簧和固设于模具底部的防脱环，所述摆臂枢设于模座底部，摆臂的活动端设有尖块，所述拉力弹簧一端连接拉力支柱、另一端连接摆臂，所述防脱环内侧设有环形槽，所述环形槽顶部设有与模具连接的埋件，所述环形槽内设有与摆臂的尖块对应的内棘齿。

优选的，还包括成孔机构，所述成孔机构包括旋转接头、稳压阀、气泵和设置于模具槽底部中心的凸块，所述滚头电机的转轴、滚头轴和滚头内部设有贯通的导气通道，所述滚头电机为双轴端输出电机，滚头电机设有上轴端和下轴端，滚头电机的下轴端与滚头轴固接、上轴端与旋转接头连接，所述气泵、稳压阀和旋转接头依次连接，当滚头位于模具内时，导气通道的出口正对凸块。

优选的，所述凸块为上部为半圆形、下部为锥形，所述导气通道的出口直径大于凸块，当滚头位于模具内时，凸块的顶部插入导气通道的出口内。

异形陶瓷成型方法，利用上述的异形陶瓷滚压成型机进行成型，其特征在于，包括以下步骤：

步骤a、从真空练泥机挤出的泥料被等分成泥块；

步骤b、将泥块投入模具内，滚头架向下摆动，滚头进入模具的成型腔内时，主轴电机和滚头电机同步转动，泥料在离心和压力作用下被挤压成型，多余泥料被挤出并切除，在滚头旋转的过程中，模具槽底部中心的凸块配合导气通道内的气压形成底部的通孔；

步骤c、成型完毕后，滚头架提升，取出模具和坯体；

步骤d、坯体经干燥后从模具中取出。

由上述描述可知，本发明提供的异形陶瓷滚压成型机具有如下有益效果：模具内设有多边形的成型腔，滚头为与成型腔形状适配的多边体，当滚头嵌入成型腔内时，两者之间形成模型腔体，滚头和模具同步转动，在离心力作用下贴合模具并挤压成型，由于模座为椭圆形，各方向离心力不同，可促进泥料在腔体内流动，快速填充整个腔体；模具与模座在旋转过程中牢固连接，防脱性好；在滚压的过程中通过气压冲孔，相比后期加工的通孔，通孔附近泥料不易产生蹦块和裂纹。

附图说明

图1为本发明异形陶瓷滚压成型机的立体结构示意图。

图2为图1的侧视图。

图3为图1的前视图。

图4为图1的俯视图。

图5为成孔机构的结构示意图。

图6为图5的局部a放大示意图。

图7为防脱机构的结构示意图。

图8为图7的局部b放大示意图。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。

本为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图所示，异形陶瓷滚压成型机包括支座10、主轴20、主轴电机30、模座40、模具50、滚头轴60、滚头70、滚头电机80、滚头架90、防脱机构1和成孔机构2。

主轴20枢设于支座10上，模座40固设于主轴20顶部，模具50放置于模座40内，主轴电机30驱动主轴20旋转，滚头架90可移动的设置于支座10上，滚头轴60枢设于滚头架90上，滚头70固设于滚头轴60底部，滚头电机80驱动主轴20旋转，滚头架90可通过凸轮机构或其他执行机构实现摆动或升降，滚压成型机其他的结构可参考现有的滚压成型机，属于公知技术，在此不再赘述。

模座40俯视面外轮廓为椭圆形，模具50内部设有成型腔51，成型腔51呈多边形，滚头70为与成型腔51形状适配的多边体，模座40内设有模具50槽，模具50嵌入模具50槽内。

优选的，成型腔51的截面为正方形，成型腔51和滚头70的侧壁设有拔模斜度，拔模斜度的设置是为了方便滚头70进出成型腔51，斜度为5-15度，成型腔51的边角倒圆角，对应加工出来的坯体即为具有四个侧面的正方形坯体。在其他实施例中，成型腔51的截面可以为其他形状，而滚头70的形状总是与成型腔51适配，为了保证模具的成型腔51总是能在滚头70下落时与之相对应，当成型腔不是正方形时，模具上需要设置一个防止标注，以保证模具处于正确的朝向。

本实施例中，主轴电机30和滚头电机80为伺服电机，主轴电机30和滚头电机80通过电控系统实现同步同相位转动，当滚头70进入模具50成型腔51内时，主轴电机30和滚头电机80同步运转，当电机停止运转时，又能保证滚头70和成型腔51的相位角对应，以便于下次滚压时，滚头70能够以指定相位进入成型腔51内。在其他实施例中，主轴电机30和滚头电机80也可为进步电机或普通电机，使用带有闭环速度或角度控制的变频器或专用驱动器，在电机上配以编码器等角度或速度传感器来对两个电机进行闭环同步控制，具体的电器连接方式和控制原理可参考现有的电机同步控制技术，由于属于现有技术，在此不再赘述。

优选的，模具50槽呈多边形，模具50的外壁呈与模具50槽相适配的多边形，多边形定位槽和模具50的外壁设有拔模斜度。

优选的，如图7和8所示，模座40底部设有防脱机构1，防脱机构1包括摆臂11、拉力支柱12、拉力弹簧13和固设于模具50底部的防脱环14，摆臂11枢设于模座40底部，摆臂11的活动端设有尖块111，拉力弹簧13一端连接拉力支柱12、另一端连接摆臂11，防脱环14内侧设有环形槽141，环形槽141顶部设有与模具50连接的埋件142，埋件142在模具50成型时埋入模具50内，以使环形槽141和模具50固定连接，埋件142的截面为t型，环形槽141内设有与摆臂11的尖块111对应的内棘齿。防脱机构1的工作原理如下：模座40转动的过程中，摆臂11在离心力作用下克服拉力弹簧13的拉力向外转动，摆臂11的尖块111嵌入内棘齿间，防止模具50转动，另外，由于摆臂11嵌入环形槽141内，模具50不会从模具50上脱落，当模座停止转动时，摆臂11在拉力弹簧的作用下向着中心移动，此时模具50可以从模座上取出。

作为优选实施例，如图5-8所示，异形陶瓷滚压成型机还包括成孔机构2，成孔机构2包括旋转接头21、稳压阀22、气泵23和设置于模具50槽底部中心的凸块24，滚头电机80的转轴、滚头轴60和滚头70内部设有贯通的导气通道25，滚头电机80为双轴端输出电机，滚头电机80设有上轴端801和下轴端802，滚头电机80的下轴端802与滚头轴60固接、上轴端801与旋转接头21连接，气泵23、稳压阀22和旋转接头21依次连接，当滚头70位于模具50内时，导气通道25的出口正对凸块24。气体经由稳压阀22、旋转接头21和导气通道25进入成型腔51内，并在稳压阀22的作用下保持一定压力。

凸块24为上部为半圆形、下部为锥形，导气通道25的出口直径大于凸块24，当滚头70位于模具50内时，凸块24的顶部插入导气通道25的出口内。泥料投入模具50成型腔51内，滚头70下压，泥料被凸块24顶开，在滚头70和模具50回转的过程中，气体进入导气通道25，将泥料从导气通道25的出口排开，气压在稳压阀22的控制下，保持2-3个大气压，由于泥料和模具50、滚头70之间有摩擦力，气压压力和泥料与模具50的摩擦力在凸块24周围保持平衡，因此坯体底部形成一个稳定大小的通孔，调大气压可以扩大开孔。

异形陶瓷成型方法，利用上述异形陶瓷滚压成型机进行成型，包括以下步骤：

步骤a、从真空练泥机挤出的泥料被等分成泥块；

步骤b、将泥块投入模具50内，滚头架90向下摆动，滚头70进入模具50的成型腔51内时，主轴电机30和滚头电机80同步转动，泥料在离心和压力作用下被挤压成型，多余泥料被挤出并切除，在滚头70旋转的过程中，模具50槽底部中心的凸块24配合导气通道25内的气压形成底部的通孔；

步骤c、成型完毕后，滚头架90提升，取出模具50和坯体；

步骤d、坯体经干燥后从模具50中取出。

本发明提供的异形陶瓷滚压成型机具有如下有益效果：模具50内设有多边形的成型腔51，滚头70为与成型腔51形状适配的多边体，当滚头70嵌入成型腔51内时，两者之间形成模型腔体，滚头70和模具50同步转动，在离心力作用下贴合模具50并挤压成型，由于模座40为椭圆形，各方向离心力不同，可促进泥料在腔体内流动，快速填充整个腔体；模具50与模座40在旋转过程中牢固连接，防脱性好；在滚压的过程中通过气压冲孔，相比后期加工的通孔，通孔附近泥料不易产生蹦块和裂纹。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制，本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置；本发明中提供的用电器的型号仅供参考。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据实际使用情况更换功能相同的不同型号用电器，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

上述仅为本发明的若干具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。