专利名称：带盖盒成型机及专用模具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种带盖盒成型机及专用模具，主要应用于环保带盖盒，偏重于一次性器具，如带盖一次性餐盒。
背景技术：
由于发泡塑料难以回收利用，环境可降解性差，且含有对人体有害成分，已经于 2001年元月1日起禁止生产销售和使用于餐饮行业器具。取而代之的是环保餐具，环保餐具按照原材料来源、生产工艺、降解方式以及回收水平分为三大类，分别为生物降解类如纸制品(含纸浆模塑型、纸板涂膜型)、食用粉模塑型、植物纤维模塑型等；光/生物降解性材料类如光/生物降解塑料(非发泡型)；以及易于回收利用材料类如聚丙烯类(PP)、高抗冲聚苯乙烯类(HIPS)、双向拉伸聚苯乙烯 (B0PS),天然无机矿物填充聚丙烯复合材料制品等。本方案主要应用于第一类环保餐具材料，这类材料的共同属性是延展性差，较之其他类生物降解类环保餐具材料以及发泡塑料的可加工性差。下面依据上述内容阐述因应基于所述第一类环保餐具材料的餐具的加工设备。以纸质连体餐盒为例进行说明，其基本结构是盖体的一边接合在盒体一边，一般在接合部位形成有压痕，利于盖体绕压痕翻折后而扣在盒体上。公知纸质连体餐盒是由一种双工位的半自动餐盒机械生产。该机械为半手工操作，一般用手工续纸，在两个工位对应分别将连体餐盒的盒体和盖体单独成型。手工续纸的稳定性差，致使产品品质不稳定。整体工时长，生产效率低下，且因手工续纸，极不安全，常有各类严重的工伤事故发生。已知的另一种纸质连体餐盒全自动生产机械则只能对餐盒盒体进行成型，不能对盒盖作成型处理。原因在于纸质材料的延展性差，若盒体与盒盖均采用冲压成型，也就是成型部位均产生冲压方向的流动，很容易拉裂。这种成型方式仅适用于延展性或者塑形比较强的材料。因此，上述全自动生产机械在成型时只能单独对盒体成型，对应的盖体部分保持平状，不做成型处理。从而使得所成型的连体餐盒的容积仅仅取决于盒体，严重影响餐盒的容纳能力。同时，由于盖体不做成型处理，使得其与盒体再容纳物品时的配合效果差，综合容纳能力低的缺陷，此类餐盒不能为消费者所接受。
发明内容
因此，针对生物降解类材质延展性差的属性，本发明的目的在于通过对成型模具的改进，能够实现在一个工位上对盒、盖连体的盒进行成型。为了实现上述目的，本发明提出了一种带盖盒成型机，同时提供了该成型机的专用模具。进而，为实现上述发明目的，依据本发明一个方面的技术方案为
一种带盖盒成型机，包括配有加热装置的成型模具和用于安装该成型模具的机体，以及驱动成型模具动模部分的驱动装置，其特征在于，所述成型模具的凹模集成有盒体凹模和盖体凹模，以及形成在盒体凹模与盖体凹模间匹配盒体与盖体结合部的结合部成型部；所述成型模具的凸模为该成型模具动模部分，该凸模的主体被分成各自配有驱动部分的盒体凸模和盖体凸模两个分体；其中盒体凸模和盖体凸模之一配有杆性的预压部件；
该成型机还包括控制部分，输出连接所述驱动部分，使配有所述预压部件的分体后动作，另一分体先动作，从而使盒体与盖体先后成型。上述带盖盒成型机，所述预压部件有一个，配置在所属分体对应凹模型腔靠近结合部成型部的底部的成型部分上。上述带盖盒成型机，所述预压部件为一平头杆，通过复位弹簧装置在并导向于形成在所属分体上的容纳孔，使该平头杆在所属分体处于成型状态下完全纳入所述容纳孔， 并在所属分体冲压行程中部分地露出所述容纳孔。上述带盖盒成型机，所述预压部件设置在盖体凸模上。上述带盖盒成型机，所述成型模具的冲压方向为水平方向。上述带盖盒成型机，还包括设置在所述凹模下面的定位凹槽，以定位板片状工件。上述带盖盒成型机，还包括一送料机构，该送料机构包括原料库和转料由原料库到凹模位置的拾取机构。上述带盖盒成型机，所述拾取机构为一摆动架，对应地，所述原料库配置在摆动架上拾取部件的运动轨迹上。上述带盖盒成型机，所述盒体凸模和盖体凸模均设有匹配带盖盒对应翻边以及部分结合部的压板。上述带盖盒成型机，所述摆动架的摆动轨迹位于竖直平面内，且具有竖直的送料状态；对应地，所述送料机构还包括一上大下小的送料斗，以接纳拾取部件释放后的原料， 并顺导送料。上述带盖盒成型机，所述成型模具还配有打料机构，该打料机构包括配置在凹模底部的打料板和驱动该打料板在冲压方向的反方向上进行打料的模顶出杆。上述带盖盒成型机，还包括设置在所述成型模具下方的输送机构以及使该输送机构穿越的灭菌柜。依据本发明的另一个方面的一种带盖盒成型机专用模具，该模具的凹模集成有盒体凹模和盖体凹模，以及形成在盒体凹模与盖体凹模间匹配盒体与盖体结合部的结合部成型部；
所述模具的凸模为该模具动模部分，该凸模的主体被分成各自配有驱动部分的盒体凸模和盖体凸模两个分体；其中盒体凸模和盖体凸模之一配有杆性的预压部件。上述带盖盒成型机专用模具，所述模具的冲压方向为水平方向。上述带盖盒成型机专用模具，还包括打料机构，该打料机构包括配置在凹模底部的打料板和驱动该打料板在冲压方向的反方向上进行打料的模顶出杆。依据本发明为满足如纸制材料的器具成型需要克服此类材料延展性差的固有特点，采用盒体与盖体先后成型的方案。具体采用的技术手段为凹模匹配盒的最终形态布局， 凸模则分为两个分体，一个分体为盒体凸模，另一个分体为盖体凹模，两分体各自配有驱动部分，从而可以满足先后冲压的工艺方案；相适应地，在一个分体上配有预压部件，也就是后冲压的分体设置的预压部件，从而，使得先冲压的分体到位后，后一分体先将对应部分的工件顶入对应凹模，此过程对应工件收到的阻滞小而能够产生正常的流动，那么当再通过所属分体的冲压而成型时，所需要产生的流动就大大减小，从而克服因成型过程需流动性大而拉裂的问题。由于本方案能够在同一个工位上完成连体盒(盖体与盒体一体)的整体成型，避免双工位的重新定位和对应的工位流转环节，消耗工时大大减小，生产效率有明显提升。下面结合说明书附图对本发明的技术方案作进一步的阐述，使本领域的技术人员能够清楚地理解本发明的技术构思和实现方案。
图1为依据本发明的一种较佳实施例的主视结构示意图，为主要示意各工位流转结构，显性的标示出主要部分的在标准制图中的应当隐藏的部分。图2为相应于图1的右视结构示意图，根据需要作相应删减。图3为一种送料机构的主视结构示意图。图4为相应于图1的左视结构示意图(省略纸盒)。图5为一种较佳成型模具的纵剖结构示意图。 图中1、输送机构，2、杀菌装置，3、成型机构，4、吸纸机构，5、原料漏斗，6、纸架，7、 电气柜，8、外壳，9、导板，Si、吸纸状态，S2、释放状态；10、摇杆，11、转轴，12、吸盘，13、纸架， 14、摆臂，15、气缸；16、盒模气缸，17、上压板，18、盒体凸模，19、凹模，20、顶杆，21、加热管，
22、盖顶出杆，23，盖体凸模，对、盖模气缸。
具体实施例方式说明附图1至5为例示成型模具及成型机的结构示意，但不构成对权利要求的限制，图中采用了简化画法，仅用于清楚表达，不代表真实产品的加工结构。在示例的描述中选用的术语名称可能包含特定的结构或者特性，但仅用表达于实例的技术条件，不应对本发明要求的技术方案构成限定。依据较佳的示例，附图1和5清楚的示意出成型模具的结构以及装配结构，图中冲压方向为水平方向，显而易见的是，当冲压方向为竖直方向时，不会对成型本身产生什么影响，因此，传统的竖直方向选择也适应于本方案。参见附图1和附图2，需要说明的是图中所示的一种带盖盒成型机是为适应全自动成型所优选的结构，但显见的是，由于本方案的核心在于成型模具的设计，因此，本发明并不排除手动或者半自动的选择。从而，再一种选择基础是，如背景技术部分对所述生物降解类如纸制品(含纸浆模塑型、纸板涂膜型)、食用粉模塑型、植物纤维模塑型等延展性较差材料成型工艺的适用； 据此，如图5所示的成型模具配有加热管21，图中加热管设置在凹模19上，以在加热到预订温度时，可以进行成型。显见的是，加热管21采用内置的方式配置在凹模19上，同样，加热管21也可以采用内置的方式设置在凸模上，本方案倾向于选择凹模，主要在于，凸模为分体的活动部件， 设置加热管的电路结构比较复杂，并且热耗散比较剧烈，热损大，因此，最有的选择是采用如图5所示的内置在凹模19上的加热管21。同时，关于加热管21的可选加热装置还包括电阻丝，微波加热装置，这些加热装置均可以满足结构内置的要求。同时，本方案也不排除辐射加热，以及加热通道加热配合换热器或者热气源的加热结构，也可以满足内置结构。加热的目的在于提高如纸板的的延展性，提高可加工性，关于加热温度的选择，本方案亦可取常规的同类材料工件的成型温度，并没有因模具结构的改变，而发生宏观的变化。图1和5中所示的结构中，采用配有加热装置(上文所述的加热管21)的成型模具和用于安装该成型模具的机体，机体为一宏观的选择，本领域的技术人员容易理解。参见图5，所述成型模具的凹模19集成有盒体凹模和盖体凹模，为一整体结构，且图中盒体凹模与盖体凹模的分型面同面。发明人认为，市面上如连体餐盒可参见附图1凸模与凹模之间的结构形式，盒盖口与盒体口的成型状态是在同一个平面，为便于成型。不过，也有可能会选择有少许差异的结构形式，匹配具体的成型条件。由于匹配如连体餐盒的最终成型结构，那么在图5中凹模19中部较清楚的示出形成在盒体凹模与盖体凹模间匹配盒体与盖体结合部的结合部成型部，这里的成型部可以选择平板结构，也可以形成一个压痕或者其他如形成一凹槽的结构，满足如连体餐盒方便扣合的需要。所述成型模具的凸模为该成型模具动模部分，对应地，凹模19为静模部分，图5中凸模为气缸所驱动。再见图5，该凸模的主体被分成各自配有驱动部分的盒体凸模18和盖体凸模23两个分体，这样，两个分体可以根据预定设计时序分别驱动，以满足单工位成型的要求。那么需要进一步保证的是其中盒体凸模18和盖体凸模23之一配有杆性的预压部件，如附图5中所示的顶杆22，那么在所属分体冲压过程中，预压部件先作用于工件，把工件顶持到位，再行成型，就避免了若无预压，必然会产生拉裂的缺陷；其中的到位指的是预压部件的顶压到位。关于预压部件，公知的，广泛的应用于冲压工艺中，但冲压工艺中的预压是为了准确定位。不过预压部件的结构大多可以应用到本方案中，同时，预压部件基本上都是含有复位装置的部件，避免冲压掣肘。一种较佳的结构表示在如附图5所示的方案中，一顶杆22 通过复位弹簧装置在并导向于形成在所属分体上的容纳孔，使该顶杆22在所属分体处于成型状态下完全纳入所述容纳孔，并在所属分体冲压行程中部分地露出所述容纳孔，满足上述结构限制。如前所述，预压部件具有比较广的选择，能够应用到本方案中，较佳的结构除了附图5所示的结构外，还可以采用如板型的预压部件，使用板的一边进行预压，偏置在靠近结合部成型部区域。当采用顶杆结构时，可以仅选用一个顶杆22，如附图5所示，配置在所属分体对应
凹模型腔靠近结合部成型部的底部的成型部分上，之所以要配置在这个部位，主要是在冲
压过程中，另一分体已经处于压的状态，形成牵拉，在此部位进行顺导预压，不容易产生拉 m农。采用顶杆22结构时，也可以配置成两个或者四个，两个时的位置选择对应一个时的位置选择，当采用四个的结构时，可以分居于对应凹模部分的型腔底部四角。该成型机还包括控制部分，输出连接所述驱动部分，使配有所述预压部件的分体后动作，另一分体先动作，从而使盒体与盖体先后成型。为了满足成型的要求，所述顶杆22采用平头杆。较佳的选择是所述预压部件设置在盖体凸模23上，发明人认为如连体餐盒等容器的常规的结构为盒体的深度要大于盖体的深度，首先成型较深的盒体，满足一般的成型要求，且没有牵拉，不会产生拉裂，当再成型盖体时，受到的制约因素增多，深度较浅的盖体后成型，能够保证成品率。同上，有必要说明的是，基于上述描述可知，当有选择时，发明人认为，预压部件选择在成型深度较深的分体上，本领域的技术人员应当能够理解。以上结构侧重于成型机的成型模具的表述，且如前所述，说明书附图所示的结构为适用于全自动成型的需求，但本发明并不排除手工或者半自动的加工方式。因此，以下结构中本领域的技术人员可以选择或者组合使用。简易结构是，手动送料和卸料，不需要配置上料机构和卸料机构。进而可知，结合前面的描述，所述成型模具优选的冲压方向为水平方向，该选择结构的目的在于方便集成于全自动的成型机，附图1具有更清楚地表示，通过重力进行流转， 不仅节约能耗，而且工位流转的准确性也容易保证。竖直冲压方向是一种较常规的冲压方向，关于工件的流转，如本方案中假定坯料为淋膜纸板，成型目标物为连体餐盒。淋膜纸板不透水，也不透气，采用以吸盘为拾取部件的拾取机构可以方便的取放淋膜纸板。依据竖直冲压的流转方向基本上为水平流转的特点，对应的拾取机构采用转臂就可以实现工件流转，如转动到冲压位置，拾取工件后转出， 进而转动到下一工位即可。如附图1所示的结构为水平冲压的结构，对应工件流转最好采用竖直流转，同样的，由于工件流转的多样性，竖直流转只是主要选择，如图中工件的所处的位置，同样可以采用水平摆臂或者伸缩臂等机械臂进行输送，缺陷是结构比较复杂，并且如果采用摆臂，为避免抵触，会造成冲压行程比较长。当采用上下送料时，需要考虑自动生产线上自动定位的问题，图1中采用原料漏斗5送料，能够把工件顺导成竖直方向，那么结构简单的一种选择是还包括设置在所述凹模下面的定位凹槽，工件落下是恰好落在凹槽内，就可是实现定位板片状工件。显见的一点是，这种结构不会影响卸料，如果是手工卸料自然不需考虑自动卸料结构影响的问题，当采用机械卸料时，如附图5中采用模顶出杆20，在从凹模型腔顶出工件的同时，也使工件脱离上述定位凹槽的约束，若为上下送料状态，则工件被顶出后会自由下落。另外一点需要注意，原料漏斗送料时，最好在上述凹槽形成定位时，工件还部分地受到原料漏斗5的出口部分限位，这样可以获得比较好的定位效果，同时，这种结构也不会影响卸料。进一步地，通过之前的描述可知，可选的结构为还包括一送料机构，结合需求，可以根据水平冲压和竖直冲压的特点进行选择。如附图1上部所示，是一种适合于竖直送料的机构，该送料机构包括原料库，如图中纸架6，以及转料由原料库到凹模位置的拾取机构， 如图中的吸纸机构4，拾取原料后送入图1中所示的成型机构。较佳的一种选择是所述拾取机构为一摆动架，参见说明书附图3和4，对应地，所述原料库配置在摆动架上拾取部件的运动轨迹上，或者说路径上，如图1所示，图中表示出了吸盘的两种状态，图1上部使用点画线表示的弧形的运动轨迹，Sl表示的是吸纸状态，S2 表示的释放状态。图3和图4中，摆臂14通过转轴11安装于机架上，摆臂上设有两排吸盘，保证拾取的可靠性。转轴11上接合一摇杆10，通过一气缸15驱动该摇杆，借以实现摆臂14的摆动。由于整体一工位成型，使得相应工件的原料普遍选择为板型工件，如淋膜纸板，因此，在图1所示的结构中具有比较好的适用性。为了满足更好的送料，如附图1所示，所述摆动架的摆动轨迹位于竖直平面内，且具有竖直的送料状态；对应地，所述送料机构还包括以上大下小的送料斗，以接纳拾取部件释放后的原料，并顺导送料。如附图1中的原料漏斗5，上大下小，对应板形件，原料漏斗5 下面应为一条缝，前面已经提及，在此不再赘述。较佳地，所述盒体凸模18和盖体凸模23均设有匹配带盖盒对应翻边以及部分结合部的压板，在加热状态下可以直接成型翻边，同时，由于在没有预压部件的分体先行压制后，结合部的部分压制可以使工件处于一种适合后一分体冲压的形态。较佳地，所述成型模具还配有打料机构，如附图5所示，该打料机构较佳的选择是包括配置在凹模底部的打料板和驱动该打料板在冲压方向的反方向上进行打料的模顶出杆20。简易的打料机构则是只有模顶出杆20，而不设计打料板。另一种可选的结构则是对于脱模力比较大的盒体凹模，采用打料板结合模顶出杆19的结构，脱模力相对较小的盒盖部分则采用单纯的模顶出杆结构，可选择性比较强。较佳地，为了满足全自动生产，最好采用如附图1所示的整体结构，那么对应的配置还包括设置在所述成型模具(图中成型机构3)下方的输送机构1，图中还设有一导板9， 对落下来的料进行顺导。更佳的，在所述输送机构1路线上设置灭菌装置，如附图1所示的杀菌装置2，如灭菌柜、光学灭菌装置等。为了增加美观性，可以整体上配置外壳8，成型机的主要部分容纳进外壳8内，输送机构1和纸架6作为进出节点，可以做成开放性结构。图中配有电控柜或者电气柜7，用于安装电器/电气单元，上面提到的控制部分的核心选自单片机、PLC、控制器等，如果对可靠性要求比较高，最好选用PLC，为节约成本可以选择单片机或者控制器。
权利要求
1.一种带盖盒成型机，包括配有加热装置的成型模具和用于安装该成型模具的机体， 以及驱动成型模具动模部分的驱动装置，其特征在于，所述成型模具的凹模集成有盒体凹模和盖体凹模，以及形成在盒体凹模与盖体凹模间匹配盒体与盖体结合部的结合部成型部；所述成型模具的凸模为该成型模具动模部分，该凸模的主体被分成各自配有驱动部分的盒体凸模和盖体凸模两个分体；其中盒体凸模和盖体凸模之一配有杆性的预压部件；该成型机还包括控制部分，输出连接所述驱动部分，使配有所述预压部件的分体后动作，另一分体先动作，从而使盒体与盖体先后成型。
2.根据权利要求1所述的带盖盒成型机，其特征在于，所述预压部件有一个，配置在所属分体对应凹模型腔靠近结合部成型部的底部的成型部分上。
3.根据权利要求2所述的带盖盒成型机，其特征在于，所述预压部件为一平头杆，通过复位弹簧装置在并导向于形成在所属分体上的容纳孔，使该平头杆在所属分体处于成型状态下完全纳入所述容纳孔，并在所属分体冲压行程中部分地露出所述容纳孔。
4.根据权利要求1至3任一所述的带盖盒成型机，其特征在于，所述预压部件设置在盖体凸模上。
5.根据权利要求1至3任一所述的带盖盒成型机，其特征在于，所述成型模具的冲压方向为水平方向。
6.根据权利要求5所述的带盖盒成型机，其特征在于，还包括设置在所述凹模下面的定位凹槽，以定位板片状工件。
7.根据权利要求1所述的带盖盒成型机，其特征在于，还包括一送料机构，该送料机构包括原料库和转料由原料库到凹模位置的拾取机构。
8.根据权利要求8所述的带盖盒成型机，其特征在于，所述拾取机构为一摆动架，对应地，所述原料库配置在摆动架上拾取部件的运动轨迹上。
9.根据权利要求9所述的带盖盒成型机，其特征在于，所述摆动架的摆动轨迹位于竖直平面内，且具有竖直的送料状态；对应地，所述送料机构还包括一上大下小的送料斗，以接纳拾取部件释放后的原料，并顺导送料。
10.根据权利要求1所述的带盖盒成型机，其特征在于，所述盒体凸模和盖体凸模均设有匹配带盖盒对应翻边以及部分结合部的压板。
11.根据权利要求1所述的带盖盒成型机，其特征在于，所述成型模具还配有打料机构，该打料机构包括配置在凹模底部的打料板和驱动该打料板在冲压方向的反方向上进行打料的模顶出杆。
12.根据权利要求1所述的带盖盒成型机，其特征在于，还包括设置在所述成型模具下方的输送机构以及使该输送机构穿越的灭菌柜。
13.—种带盖盒成型机专用模具，其特征在于，该模具的凹模集成有盒体凹模和盖体凹模，以及形成在盒体凹模与盖体凹模间匹配盒体与盖体结合部的结合部成型部；所述模具的凸模为该模具动模部分，该凸模的主体被分成各自配有驱动部分的盒体凸模和盖体凸模两个分体；其中盒体凸模和盖体凸模之一配有杆性的预压部件。
14.根据权利要求13所述的带盖盒成型机专用模具，其特征在于，所述模具的冲压方向为水平方向。
15.根据权利要求13或14所述的带盖盒成型机专用模具，其特征在于，还包括打料机构，该打料机构包括配置在凹模底部的打料板和驱动该打料板在冲压方向的反方向上进行打料的模顶出杆。
全文摘要
本发明公开了一种带盖盒成型机及专用模具，采用盒体与盖体先后成型的方案。具体采用的技术手段为凹模匹配盒的最终形态布局，凸模则分为两个分体，一个分体为盒体凸模，另一个分体为盖体凹模，两分体各自配有驱动部分，从而可以满足先后冲压的工艺方案；相适应地，在一个分体上配有预压部件，也就是后冲压的分体设置的预压部件，从而，使得先冲压的分体到位后，后一分体先将对应部分的工件顶入对应凹模，此过程对应工件收到的阻滞小而能够产生正常的流动，那么当再通过所属分体的冲压而成型时，所需要产生的流动就大大减小，从而克服因成型过程需流动性大而拉裂的问题。
文档编号B31B43/00GK102555297SQ2012100070
公开日2012年7月11日 申请日期2012年1月11日 优先权日2012年1月11日
发明者吴伟云, 周红伟, 姜立元, 杨飞, 肖冬升, 肖学增, 肖学强 申请人:济南绿宝纸制品有限公司