一体式模压设备的制作方法

本发明属于光学玻璃片制造技术领域，具体涉及一种一体式模压设备。

背景技术：

目前在中国的光学玻璃片制造企业中，使用的模压设备基本处于依靠进口阶段，以日本东芝和韩国tdk生产的设备为市场主导。其设备的工艺原理都是以流水线式多个工位接力以进行镜片的模压生产，如在专利文献(专利公开号为cn105377775a)公开的玻璃成型体的制造装置，其包括多个加热站、加压站、冷却站，低熔点玻璃镜片依次通过各个加热站、加压站、冷却站，分别接力完成产品的加热、冲压冷却一系列生产那动作，从而连续的生产玻璃镜片。采用这种工艺会大量使用模具，且模具反复大范围升温降温(在室温24摄氏度至温度750摄氏度之间)会大大降低模具使用寿命，能耗高，因此市面上出现了集成加热、加压及冷却一体的模压设备，利用这种设备可以制造出单个的光学玻璃镜片或者阵列镜片，即当原料为球状的预型体时利用该设备可以制造出单个的光学玻璃镜片，但是球状的预型体放入模具后会晃动，在模具闭合加热加压过程中，圆球状的原料发生偏心，最终生产出的产品会发生偏心现象，当原料为片状或柱状的预型体时利用该设备可以制造阵列镜片，但在制造过程中，模具内的阵列型腔的真空度，从而制造的阵列镜片无法保证面型饱满。

技术实现要素：

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种可以使制造的单个镜片不偏心，阵列镜片面型饱满的一体式模压设备。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一体式模压设备，包括支撑架和工位板，支撑架内设有主轴模块，支撑架顶部向下安装有驱动主轴模块上下移动的驱动组件，主轴模块的底部固定有第一发热模块，主轴模块的下端部上套设有隔热罩，第一发热模块位于隔热罩内，主轴模块上隔热罩的上方套设有抬模组件，抬模组件的上端部套设在所述主轴模块上，抬模组件的下端部向下穿过隔热罩伸入隔热罩内且抬模组件的下端部位于第一发热模块的下方，工位板位于支撑架的下方且支撑架的下端固定在工位板上，支撑架底部与工位板之间设有第二发热模块，隔热罩的下端与第二发热模块的顶面抵触连接且隔热罩与第二发热模块合围成一个工作腔，隔热罩与第二发热模块合围成的工作腔内安装有模具组件。

优选的，所述驱动组件包括驱动马达和丝杆，驱动马达固定在支撑架顶部且驱动马达的输出轴朝下设置，驱动马达的输出轴通过联轴器与丝杆的上端相连接，丝杆朝下设置且丝杆上螺纹连接有丝杆螺母，主轴模块为中空结构，主轴模块内部设有中空腔，主轴模块的上端通过丝杆螺母套接在丝杆上，丝杆的下端部伸入主轴模块的的中空腔内。

优选的，所述抬模组件包括固定环、转动环和气缸，转动环套设在主轴模块上且转动环转动安装在固定环内，固定环固定在支撑架上且固定环套设在主轴模块上，气缸安装在支撑架上，气缸的输出轴通过连接支架与转动环相固定，转动环的底部均布有三根转轴，三根转轴向下依次穿过固定环和隔热罩后伸入隔热罩与第二发热模块合围成的工作腔内，三根转轴中的每根转轴的底部均水平固定有一个斜面块且三根转轴底部的斜面块呈y字形设置，三根转轴底部的斜面块均位于第一发热装置的下方，斜面块的竖向截面呈梯形且斜面块的斜面与模具组件相适配。

优选的，所述模具组件包括上模具、下模具和模具外筒，模具外筒为上下两端均敞口的筒状结构，上模具自上向下插设在模具外筒的上中部内，下模具自下向上插设在模具的下中部内，上模具的底面设有若干个开口向下的阵列型腔，上模具、下模具和主轴模块位于同一竖向直线上，三根转轴底部的斜面块的斜面均与上模具的边沿相适配。

优选的，所述模具组件包括上模具、下模具和模具外筒，模具外筒为上下两端均敞口的筒状结构，上模具自上向下插设在模具外筒的上中部内，下模具自下向上插设在模具的下中部内，上模具的底面和下模具的顶面均设有凹形腔，上模具与下模具上的凹形腔均与和轴模块位于同一竖向直线上，三根转轴底部的斜面块的斜面均与上模具的边沿相适配。

优选的，还包括导向组件，所述导向组件包括第一导杆和第二导杆，第一导杆和第二导杆分别安装在支撑架内左侧与右侧，第一导杆和第二导杆上套接有与主轴模块固定连接的导套，导套沿第一导杆和第二导杆上下滑动。

优选的，所述隔热罩上开设有氮气充气孔和第一抽真空孔，氮气充气孔位于第一抽真空孔的下方，第二发热模块上设有第二抽真空孔，氮气充气孔、第一抽真空孔和第二抽真空孔均与隔热罩与第二发热模块合围成的工作腔相连通。

优选的，所述主轴模块与隔热罩之间设有第一密封圈，转轴与隔热罩之间设有第二密封圈。

优选的，所述第一发热模块和第二发热模块均为发热板。

采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明与多站式模压设备相比，多站式模压设备由于工作环境不能密封，需要一直对多站式模压设备的工作情况充氮气以降低含氧量，本发明的隔热罩上开设有氮气充气孔和第一抽真空孔，第二发热模块上设有第二抽真空孔，在使用时可以先抽真空后再充入氮气，工作腔内的含氧量低，氮消耗量小，热损失小，模压空间内温场一致性好；

(2)本发明的模具组件包括上模具、下模具和模具外筒，模具外筒为上下两端均敞口的筒状结构，上模具自上向下插设在模具外筒的上中部内，下模具自下向上插设在模具的下中部内，上模具的底面和下模具的顶面均设有凹形腔，上模具与下模具上的凹形腔均与和轴模块位于同一竖向直线上，三根转轴底部的斜面块的斜面均与上模具的边沿相适配，在使用时，上模具抬起，球状的预型体在重力作用下可以停留在下模具的凹形腔的最低处，然后上模具向下移动与下模具合模，生产出来的产品偏心小，不会发生偏心现象；

(3)本发明的模具组件包括上模具、下模具和模具外筒，模具外筒为上下两端均敞口的筒状结构，上模具自上向下插设在模具外筒的上中部内，下模具自下向上插设在模具的下中部内，上模具的底面设有若干个开口向下的阵列型腔，上模具、下模具和主轴模块位于同一竖向直线上，三根转轴底部的斜面块的斜面均与上模具的边沿相适配，在使用时，上模具被抬起，片状或柱状的预型体在被生产为阵列镜片时，工作腔内呈真空状态，上模具的阵列型腔被片状或柱状的预型体封闭后再对工作腔内充入氮气不影响上模具的阵列型腔内的真空度，片状或柱状的预型体完全可以填满每个独立的上模具的铬酐阵列型腔，成型的阵列镜片每个独立的面均面型饱满；

(4)本发明设有抬模组件，在使用时，气缸的输出轴伸出并通过连接支架推动转动环，转动环的转动带动三根转轴转动，进而带动呈y字行设置的斜面块转动，斜面块的斜面与上模具的边缘相适配可以将上模具提起，结构简单，设计合理；

(5)本发明在整个成型工作过程中下模具及下模具内的预型体并没有移动，影响成型的因素少，便于本发明进行控制调整；

综上所述，本发明具有使制造的单个镜片不偏心，阵列镜片面型饱满等优点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的右视图；

图3是图2中a-a上的剖视图；

图4是本发明提升组件的结构示意图；

图5是本发明生产单个的光学玻璃镜片时使用的模具组件的结构示意图；

图6是本发明生产阵列镜片时使用的模具组件的结构示意图；

图7是本发明的斜面块抬起图5中的上模具时的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和显示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。

基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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。

如图1-图4及图7所示，本发明的一体式模压设备，包括支撑架1和工位板2，支撑架1内设有主轴模块3，支撑架1顶部向下安装有驱动主轴模块3上下移动的驱动组件，可以理解的是主轴模块3可以以各种方式设置在支撑架1上，本发明对此没有特殊限制，同理，驱动组件可以采用本领域常用的驱动装置，只要能驱动主轴模块3上下移动即可，主轴模块3的底部固定有第一发热模块，主轴模块3的下端部上套设有隔热罩4，第一发热模块位于隔热罩4内，主轴模块3上隔热罩4的上方套设有抬模组件，抬模组件的上端部套设在所述主轴模块3上，抬模组件的下端部向下穿过隔热罩4伸入隔热罩4内且抬模组件的下端部位于第一发热模块的下方，工位板2位于支撑架1的下方且支撑架1的下端固定在工位板2上，支撑架1底部与工位板2之间设有第二发热模块5，隔热罩4的下端与第二发热模块5的顶面抵触连接且隔热罩4与第二发热模块5合围成一个工作腔，隔热罩4与第二发热模块5合围成的工作腔内安装有模具组件。

所述驱动组件包括驱动马达6和丝杆7，驱动马达6固定在支撑架1顶部且驱动马达6的输出轴朝下设置，可以理解的是，本发明对于驱动马达6的安装方式没有特殊限制，可以通过各种机构固定安装在支撑架1上，驱动马达6的输出轴通过联轴器与丝杆7的上端相连接，可以理解的是，驱动马达6的输出轴还可以通过其他连接结构连接在一起，丝杆7朝下设置且丝杆7上螺纹连接有丝杆螺母，主轴模块3为中空结构，主轴模块3内部设有中空腔8，主轴模块3的上端通过丝杆螺母套接在丝杆7上，丝杆7的下端部伸入主轴模块3的的中空腔8内。

所述抬模组件包括固定环9、转动环10和气缸，转动环10套设在主轴模块3上且转动环10转动安装在固定环9内，固定环9固定在支撑架1上且固定环9套设在主轴模块3上，气缸安装在支撑架1上，气缸的输出轴通过连接支架与转动环10相固定，转动环10的底部均布有三根转轴11，三根转轴11向下依次穿过固定环9和隔热罩4后伸入隔热罩4与第二发热模块5合围成的工作腔内，三根转轴11中的每根转轴11的底部均水平固定有一个斜面块12且三根转轴11底部的斜面块12呈y字形设置，三根转轴11底部的斜面块12均位于第一发热装置的下方，斜面块12的竖向截面呈梯形且斜面块12的斜面121与模具组件相适配。

如图6所示，所述模具组件包括上模具13、下模具14和模具外筒15，模具外筒15为上下两端均敞口的筒状结构，上模具13自上向下插设在模具外筒15的上中部内，下模具14自下向上插设在模具的下中部内，上模具13的底面设有若干个开口向下的阵列型腔16，上模具13、下模具14和主轴模块3位于同一竖向直线上，三根转轴11底部的斜面块12的斜面121均与上模具13的边沿相适配。

如图5所示，所述模具组件包括上模具13、下模具14和模具外筒15，模具外筒15为上下两端均敞口的筒状结构，上模具13自上向下插设在模具外筒15的上中部内，下模具14自下向上插设在模具的下中部内，上模具13的底面和下模具14的顶面均设有凹形腔17，上模具13与下模具14上的凹形腔17均与和轴模块位于同一竖向直线上，三根转轴11底部的斜面块12的斜面121均与上模具13的边沿相适配。

还包括导向组件，所述导向组件包括第一导杆18和第二导杆19，第一导杆18和第二导杆19分别安装在支撑架1内左侧与右侧，第一导杆18和第二导杆19上套接有与主轴模块3固定连接的导套20，导套20沿第一导杆18和第二导杆19上下滑动，导套20的设置便于沿第一导杆18和第二导杆19移动，避免主轴模块3在移动时发生偏振，也防止主轴模块3跟随丝杆7转动。

所述隔热罩4上开设有氮气充气孔21和第一抽真空孔22，氮气充气孔21位于第一抽真空孔22的下方，第二发热模块5上设有第二抽真空孔，氮气充气孔21、第一抽真空孔22和第二抽真空孔均与隔热罩4与第二发热模块5合围成的工作腔相连通。

所述主轴模块3与隔热罩4之间设有第一密封圈，转轴11与隔热罩4之间设有第二密封圈，第二密封圈避免了空气从转轴11与隔热罩4之间的缝隙进入隔热罩4，第二加热模块顶面设有环形密封台。

所述第一发热模块和第二发热模块5均为发热板，在本发明的一些实施例中，本发明的一体式模压设备还包括用于监测上模具13的发热温度的第一温度监测装置(图中未示出)，以及用于监测下模具14发热温度的第二温度监测装置(图中未示出)，进而，通过第一温度监测装置和第二温度监测装置，可以实时监测上模具13及下模具14的发热温度，进而进行实时调节控制，在一些实施例中，第一温度监测装置和第二温度监测装置均为温度传感器。

本发明的具体使用过程如下：

本发明可以生产单个的光学玻璃镜片或者阵列镜片，当需生产单个的光学玻璃镜片时，选择图5所示的模具组件，先将模具外筒15套设在下模具14上，并将下模具14及模具外筒15通过机械手等各种搬送夹具放置在第二发热模块5上，然后将圆球状的预型体放入模具外筒15内到达下模具14的凹形腔17内，接着利用机械手等各种搬送夹具将上模具13插设在模具外筒15内，此时上模具13、下模具14、第二加热模块及主轴模块3均位于同一竖向轴线上，此时驱动马达6启动，驱动马达6通过联轴器驱动丝杆7转动，丝杆7上的丝杆螺母沿丝杆7向下滑动移动一定距离，丝杆螺母上固定的主轴模块3向下移动一定距离，此时第一发热模块与上模具13有间距，隔热罩4与第二加热模块抵接并形成工作腔且由于环形密封台的设置，隔热罩4与第二加热模块之间被密封；

接着气缸启动，抬模组件启动，气缸的输出轴伸出且通过连接支架带动转动环10在固定环9内转动一定角度，转动环10底部的三根转轴11驱动斜面块12转动，三块斜面块12的斜面121均与上模具13抵触连接，且斜面具有一定斜度，斜面块12的斜面121完全与上模具13吻合时，上模具13沿斜面块12的斜面121移动，直至上模具13上升与第一加热模块的底面贴合，使球状的预型体在下模具14的凹形腔17内自由滚动，在重力的作用下，球状的预型体停留在下模具14凹形腔17的最低处，然后通过第一抽真空孔22和第二抽真空孔，抽取工作腔内的空气；

抽取完毕后通过通过氮气充气孔21向工作腔内充入氮气，由于充氮气前工作腔内有抽真空，所以工作腔内含氧量很低。此时第一加热模块和第二加热模块开始工作加热，在加热过程中无需再向工作腔内充氮气，当第一加热模块及第二加热模块达到设定温度后，再次抽取工作腔内的氮气使工作腔内变为真空状态，驱动马达6再次启动，主轴模块3继续下降，此时由于隔热罩4与第二加热模块抵接，隔热罩4无法下移，且由于隔热罩4与主轴模块3之间设有第一密封圈，可以保证工作腔内的真空状态，主轴模块3继续下移对上模具13进行加压，上模具13完全接触到球状的预型体后，气缸反向运动，斜面块12松开上模具13，主轴模块3继续向下对上模具13施压，直到主轴模块3到达设定位置，球状的预型体成型完毕后，通过氮气充气孔21向工作腔内充氮气进行冷却，上模具13及下模具14冷却至常温后，主轴模块3在驱动马达6的作用下上升，隔热罩4跟随主轴模块3上移，然后利用机械手等夹具取出模具组件，模压完成，单个的光学玻璃镜片被制造完毕；

当需生产阵列镜片时，选择图所示的模具组件，先将模具外筒15套设在下模具14上，并将下模具14及模具外筒15通过机械手等各种搬送夹具放置在第二发热模块5上，然后将片状或柱状的预型体放入模具外筒15内到达下模具14的阵列型腔16内，接着利用机械手等各种搬送夹具将上模具13插设在模具外筒15内，此时上模具13、下模具14、第二加热模块及主轴模块3均位于同一竖向轴线上，此时驱动马达6启动，驱动马达6通过联轴器驱动丝杆7转动，丝杆7上的丝杆螺母沿丝杆7向下滑动移动一定距离，丝杆螺母上固定的主轴模块3向下移动一定距离，此时第一发热模块与上模具13有间距，隔热罩4与第二加热模块抵接并形成工作腔且由于环形密封台的设置，隔热罩4与第二加热模块之间被密封；

接着气缸启动，抬模组件启动，气缸的输出轴伸出且通过连接支架带动转动环10在固定环9内转动一定角度，转动环10底部的三根转轴11驱动斜面块12转动，三块斜面块12的斜面121均与上模具13抵触连接，且斜面具有一定斜度，斜面块12的斜面121完全与上模具13吻合时，上模具13沿斜面块12的斜面121移动，直至上模具13上升与第一加热模块的底面贴合，然后通过第一抽真空孔22和第二抽真空孔，抽取工作腔内的空气；

抽取完毕后通过通过氮气充气孔21向工作腔内充入氮气，由于充氮气前工作腔内有抽真空，所以工作腔内含氧量很低。此时第一加热模块和第二加热模块开始工作加热，在加热过程中无需再向工作腔内充氮气，当第一加热模块及第二加热模块达到设定温度后，再次抽取工作腔内的氮气使工作腔内变为真空状态，驱动马达6再次启动，主轴模块3继续下降，此时由于隔热罩4与第二加热模块抵接，隔热罩4无法下移，且由于隔热罩4与主轴模块3之间设有第一密封圈，可以保证工作腔内的真空状态，主轴模块3继续下移对上模具13进行加压，上模具13完全接触到片状或柱状的预型体后，上模具13内的阵列型腔16变为多个封闭的独立空间，此时气缸反向运动，斜面块12松开上模具13，向工作腔内冲入氮气，上模具13的阵列型腔16仍处于真空状态，主轴模块3下降至设定高度，片状或柱状的预型体充满各个独立的阵列型腔16，直到主轴模块3到达设定位置，片状或柱状的预型体成型完毕后，通过氮气充气孔21向工作腔内充氮气进行冷却，上模具13及下模具14冷却至常温后，主轴模块3在驱动马达6的作用下上升，隔热罩4跟随主轴模块3上移，然后利用机械手等夹具取出模具组件，模压完成，阵列镜片制造完毕，整个模压过程中下模具14及模具外筒15没有移动，影响成型的因素少，便于工艺控制和调整，且升温和降温的变化十分线性，对模具组件及产品的热冲击小。

本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。