一种成型机的模内切成型装置技术领域
本发明涉及一种成型装置，尤其涉及一种成型机的模内切成型装置。
背景技术
目前，用于塑料制品生产的吸塑成型生产设备，通常包括放卷装置、加热装置、成型装置、裁切装置和收集装置，有的吸塑成型生产设备还包括冲孔装置。裁切装置与成型装置是两个独立的部分，产品成型之后要输送到裁切装置上进行裁切，将各个产品裁切出来。这样导致生产效率较低，而且由于裁切装置的结构基本与成型装置相同，使得整机占用面积较大，造成土地资源的浪费。
目前并没有将成型装置、裁切装置合二为一的可行技术方案，这是因为：由于吸塑成型需要形成正压或负压的密封腔体，而且，裁切时要按照产品的轮廓进行严格裁切，因此，任何在产品上留有边料的裁切都没有意义。
对于将成型装置、裁切装置合二为一，目前存在两种设想，但这两种设想都基本无法实施。
其中一种设想是：在上模具上设置环形切刀，合模时，将塑料片材切成相应的块状，然后通过上模具、下模具对块状塑料片材的压边，使其边缘密封，再进行吸塑成型，由于需要存在密封用的压边，显然会在产品的周边产生边料，是不可实施的方案。
另外一种设想是：在上模具上设置用于驱动环形切刀的切刀驱动装置，在上模具、下模具合模吸塑成型之后，通过切刀驱动装置独立驱动环形切刀将塑料片材切断，这样理论上可以做到，但不具有可行性。因为，在模具上设置用于驱动环形切刀的切刀驱动装置，这本身就大幅度增加了上模具的复杂性，更重要的是，环形切刀一般都很单薄，环形切刀没有其它的承载体，没有保护结构，极容易导致环形切刀在向下切断的过程中产生弯折或其它损坏，或者根本切不断，因此，采用切刀驱动装置独立驱动环形切刀也是不可行的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种成型机的模内切成型装置，这种成型机的模内切成型装置能够在成型装置上完成吸塑成型和裁切，吸塑成型、裁切的稳定性较高，提高了生产效率，降低了整机制造成本，而且使得整机结构更加简洁、紧凑。采用的技术方案如下：
一种成型机的模内切成型装置，包括机架、上模台、上模具、上模台驱动机构、下模台、下模具和下模台驱动机构，机架包括底座、顶座和多条导柱，导柱安装在底座与顶座之间，上模台驱动机构、下模台驱动机构分别安装在顶座、底座上，上模台、下模台均安装在导柱上，上模台与上模台驱动机构的动力输出端连接，下模台与下模台驱动机构的动力输出端连接，上模具安装在上模台上，下模具安装在下模台上，其特征是：所述上模台驱动机构、下模台驱动机构均包括伺服电机和连杆机构，伺服电机与连杆机构的输入端传动连接，连杆机构的输出端作为上模台驱动机构、下模台驱动机构的动力输出端；所述上模具下表面的周边设有环形激光刀和环形凸条，环形凸条处于环形激光刀的外侧；所述下模具上表面的周边设有环形刀砧板和环形凹槽，环形刀砧板与环形激光刀相对应，环形凹槽与环形凸条相对应；上模具与下模具的合模采用两级升降控制：成型升降控制和切断升降控制；吸塑成型时采用成型升降控制，环形激光刀将塑料片材紧压在环形刀砧板上，环形凸条将塑料片材压入到环形凹槽中，环形激光刀、塑料片材、上模具内腔构成用于正压成型的上密封腔，下模具、塑料片材构成用于负压成型的下密封腔，环形激光刀为下密封腔的密封压件，下模具上表面周边、塑料片材构成用于辅助密封的外密封腔，环形激光刀为外密封腔的内密封压件，环形凹槽、环形凸条构成外密封腔的外密封压件；成型后进行裁切时，采用切断升降控制，环形激光刀下压到环形刀砧板上，将塑料片材切断。
通过在上模具下表面的周边设置环形激光刀，并采用成型升降控制、切断升降控制两级升降控制，在成型升降控制时，上模具、下模具相向合模，环形激光刀将塑料片材紧压在刀砧板上，环形激光刀一般切入到塑料片材的中间而没有将塑料片材切断，从而形成了吸塑成型所必需的上密封腔和下密封腔，通过正压成型或负压成型，或者正压成型、负压成型同时进行，完成产品的吸塑成型，然后再进行切断升降控制，上模具、下模具继续相向运动，环形激光刀下压到刀砧板上，将塑料片材切断，切出各个已经吸塑成型的产品。由于在成型升降控制的情况下，环形激光刀没有将塑料片材切断而只是紧压，环形激光刀、塑料片材、上模具内腔构成用于正压成型的上密封腔，下模具、塑料片材构成用于负压成型的下密封腔，满足了吸塑成型的必要条件，解决了在上模具上设置环形激光刀的吸塑成型密封问题，确保吸塑成型具有较高的稳定性；而环形激光刀紧压塑料片材可能存在密封效果不佳的问题，例如，环形激光刀设置了细小缺口，使成型的产品切断后仍与边料粘连以便输送，这样就可能导致泄气而影响吸塑成型的稳定性，为此，通过在环形激光刀外侧设置环形凹槽、环形凸条，在吸塑成型时，环形凸条将塑料片材压入到环形凹槽中，模具上表面周边、塑料片材构成用于辅助密封的外密封腔，这样，即使在环形激光刀处发生泄气，在外密封腔的作用下，吸塑成型部分仍处于完全密封的状态，进一步确保吸塑成型的顺利进行，进一步提高吸塑成型的稳定性；环形激光刀直接设置在上模具上，与上模具浑然一体，上模具构成环形激光刀的保护结构，无需单独设置环形激光刀的驱动机构，在结构上更加简单，而且避免了环形激光刀太过单薄而导致易弯折、切不断等问题，使得切断更加整齐、稳定；在产品成型后，在成型装置上进行裁切，无需在后续工序中设置专门用于将产品裁切出来的裁切设备，提高了生产效率，降低了整机制造成本，而且使得整机结构更加简洁、紧凑，大幅度减少了整机的占用面积，在现今寸土寸金的现代社会，其价值尤为显著。
作为本发明的优选方案，还包括顶座升降机构，所述顶座通过顶座升降机构安装在所述各条导柱上。顶座通过顶座升降机构安装在各条导柱上，通过顶座升降机构的调节，调节了顶座的位置高度，从而调节了上模台的初始位置高度，适应不同规格产品的合模成型，要生产不同高度的产品，只要更换模具之后，通过顶座升降机构对顶座的高度位置进行调节即可，大幅度降低了设备的改造成本。
作为本发明进一步的优选方案，所述顶座升降机构包括升降电机、环形链条、多个传动齿轮、多个升降齿轮和多条升降轴；升降电机、传动齿轮、升降齿轮均安装在所述顶座上，升降电机与其中一个传动齿轮传动连接，环形链条依次绕过各个传动齿轮、升降齿轮；各个升降齿轮均开设有轴孔，轴孔的内壁设有内螺纹，各条升降轴均设有外螺纹，升降轴处于相应的升降齿轮的轴孔中，外螺纹与内螺纹相啮合；升降轴的下端与相应的导柱上端连接。升降电机通过传动齿轮、环形链条带动各个升降齿轮转动，通过升降齿轮与升降轴之间内螺纹与外螺纹的啮合，使升降齿轮沿升降轴作上下升降运动，从而带动整个顶座作上下升降运动，这种顶座升降机构由于升降齿轮与升降轴之间内螺纹与外螺纹的啮合，不仅升降相当同步、稳定，而且承重能力相当好，能够较好经受合模的冲击力，确保合模的稳定性。
作为本发明的优选方案，所述下模具为凸模，下模具的上表面、塑料片材构成所述的下密封腔。
作为本发明的优选方案，所述下模具为凹模，下模具的内腔、塑料片材构成所述的下密封腔。
作为本发明进一步的优选方案，所属上模具上还设有拉伸驱动机构和拉伸头，拉伸驱动机构安装在上模具上，拉伸头与拉伸驱动机构的动力输出端连接。在吸塑成型时，拉伸驱动机构驱动拉伸头将塑料片材推压到下模具的内腔中，辅助片材成型，适应于较大深度的产品成型。
作为本发明的优选方案，所述上模具上还设有环形切刀座，所述环形激光刀安装在环形切刀座上。环形切刀座将环形激光刀夹紧在上模具上，仅露出刀刃部分，使得环形激光刀的结构牢固性更好，更加稳定，也进一步避免环形激光刀的弯折。
作为本发明的优选方案，所述上模具为金属模具。上模具采用金属模具，更便于环形激光刀的安装，可以采用较为牢固的焊接方式，安装后的环形激光刀的结构稳定性更好。
作为本发明的优选方案，所述上模具上还设有冲孔气缸和冲孔刀，冲孔气缸安装在上模具上，冲孔刀安装在冲孔气缸的活塞杆上。在产品吸塑成型之后，冲孔气缸驱动冲孔刀下压，完成对产品的冲孔，省去后续的冲孔工序，使整机的结构更加简洁、紧凑，进一步减少了整机的占用面积。
作为本发明的优选方案，所述下模具上还设有环形托边和托边气缸，托边气缸安装在下模具上，环形托边与托边气缸的活塞杆连接。环形托边在常态下作为下模具成型的一部分，当吸塑成型、裁切后，要进行脱模时，托边气缸驱动环形托边下降，使下模具与成型的产品主动脱离，使脱模更加容易，并避免成型的产品在脱模时造成变形，提高了产品的合格率。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
由于在成型升降控制的情况下，环形激光刀没有将塑料片材切断而只是紧压，环形激光刀、塑料片材、上模具内腔构成用于正压成型的上密封腔，下模具、塑料片材构成用于负压成型的下密封腔，满足了吸塑成型的必要条件，解决了在上模具上设置环形激光刀的吸塑成型密封问题，确保吸塑成型具有较高的稳定性；通过在环形激光刀外侧设置环形凹槽、环形凸条，构成用于辅助密封的外密封腔，进一步确保吸塑成型的顺利进行，进一步提高吸塑成型的稳定性；环形激光刀直接设置在上模具上，与上模具浑然一体，上模具构成环形激光刀的保护结构，无需单独设置环形激光刀的驱动机构，在结构上更加简单，而且避免了环形激光刀太过单薄而导致易弯折、切不断等问题，使得切断更加整齐、稳定；在产品成型后，在成型装置上进行裁切，无需在后续工序中设置专门用于将产品裁切出来的裁切设备，提高了生产效率，降低了整机制造成本，而且使得整机结构更加简洁、紧凑，大幅度减少了整机的占用面积，在现今寸土寸金的现代社会，其价值尤为显著。
附图说明
图1是本发明优选实施方式的结构示意图；
图2是上模具、下模具的结构示意图；
图3是图2中A部分的结构示意图；
图4是图2中B部分的结构示意图；
图5是顶座升降机构的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和本发明的优选实施方式做进一步的说明。
如图1、图2、图3和图4所示，这种成型机的模内切成型装置，包括机架1、上模台2、上模具3、上模台驱动机构4、下模台5、下模具6和下模台驱动机构7，下模具5为金属制成的凸模；机架1包括底座101、顶座102和多条导柱103，导柱103安装在底座101与顶座102之间，上模台驱动机构4、下模台驱动机构7分别安装在顶座102、底座101上，上模台驱动机构4、下模台驱动机构7均包括伺服电机401和连杆机构402，伺服电机401与连杆机构402的输入端传动连接，连杆机构402的输出端作为上模台驱动机构4、下模台驱动机构7的动力输出端；上模台2、下模台5均安装在导柱103上，上模台2与上模台驱动机构4的连杆机构402输出端连接，下模台5与下模台驱动机构7的连杆机构402输出端连接；上模具3安装在上模台2上，下模具6安装在下模台5上；上模具3下表面的周边设有环形激光刀8和环形凸条9，环形凸条9处于环形激光刀8的外侧，环形激光刀8通过环形切刀座10安装在上模具3上；下模具6上表面的周边设有环形刀砧板11和环形凹槽12，环形刀砧板11与环形激光刀8相对应，环形凹槽12与环形凸条9相对应；上模具3与下模具6的合模采用两级升降控制：成型升降控制和切断升降控制；吸塑成型时采用成型升降控制，环形激光刀8将塑料片材13紧压在环形刀砧板11上，环形凸条9将塑料片材13压入到环形凹槽12中，环形激光刀8、塑料片材13、上模具3内腔构成用于正压成型的上密封腔14，下模具6的上表面、塑料片材13构成用于负压成型的下密封腔15，环形激光刀3为下密封腔15的密封压件，下模具6上表面周边、塑料片材13构成用于辅助密封的外密封腔16，环形激光刀3为外密封腔16的内密封压件，环形凹槽12、环形凸条9构成外密封腔16的外密封压件；成型后进行裁切时，采用切断升降控制，环形激光刀3下压到环形刀砧板11上，将塑料片材13切断。
这种成型机的模内切成型装置还包括顶座升降机构17，顶座102通过顶座升降机构17安装在各条导柱103上。其中，顶座升降机构17包括升降电机1701、环形链条1702、多个传动齿轮1703、多个升降齿轮1704和多条升降轴1705；升降电机1701、传动齿轮1703、升降齿轮1704均安装在顶座102上，升降电机1701与其中一个传动齿轮1703传动连接，环形链条1702依次绕过各个传动齿轮1703、升降齿轮1704；各个升降齿轮1704均开设有轴孔，轴孔的内壁设有内螺纹，各条升降轴1705均设有外螺纹，升降轴1705处于相应的升降齿轮1704的轴孔中，外螺纹与内螺纹相啮合；升降轴1705的下端与相应的导柱103上端连接。
上模具3上还设有冲孔气缸18和冲孔刀19，冲孔气缸18安装在上模具3上，冲孔刀19安装在冲孔气缸18的活塞杆上。
下模具6上还设有环形托边20和托边气缸21，托边气缸21安装在下模具6上，环形托边20与托边气缸21的活塞杆连接。
通过在上模具3下表面的周边设置环形激光刀8，并采用成型升降控制、切断升降控制两级升降控制，在成型升降控制时，上模具3、下模具4相向合模，环形激光刀8将塑料片材13紧压在环形刀砧板11上，环形激光刀8一般切入到塑料片材13的中间而没有将塑料片材13切断，从而形成了吸塑成型所必需的上密封腔14和下密封腔15，通过正压成型或负压成型，或者正压成型、负压成型同时进行，完成产品的吸塑成型，然后再进行切断升降控制，上模具3、下模具4继续相向运动，环形激光刀8下压到环形刀砧板11上，将塑料片材13切断，切出各个已经吸塑成型的产品。由于在成型升降控制的情况下，环形激光刀8没有将塑料片材13切断而只是紧压，环形激光刀8、塑料片材13、上模具3内腔构成用于正压成型的上密封腔14，下模具6的上表面、塑料片材13构成用于负压成型的下密封腔15，满足了吸塑成型的必要条件，解决了在上模具3上设置环形激光刀8的吸塑成型密封问题，确保吸塑成型具有较高的稳定性；而环形激光刀8紧压塑料片材13可能存在密封效果不佳的问题，例如，环形激光刀8设置了细小缺口，使成型的产品切断后仍与边料粘连以便输送，这样就可能导致泄气而影响吸塑成型的稳定性，为此，通过在环形激光刀8外侧设置环形凹槽12、环形凸条9，在吸塑成型时，环形凸条9将塑料片材13压入到环形凹槽12中，下模具6上表面周边、塑料片材13构成用于辅助密封的外密封腔16，这样，即使在环形激光刀8处发生泄气，在外密封腔16的作用下，吸塑成型部分仍处于完全密封的状态，进一步确保吸塑成型的顺利进行，进一步提高吸塑成型的稳定性；环形激光刀8直接设置在上模具3上，与上模具3浑然一体，上模具3构成环形激光刀8的保护结构，无需单独设置环形激光刀8的驱动机构，在结构上更加简单，而且避免了环形激光刀8太过单薄而导致易弯折、切不断等问题，使得切断更加整齐、稳定；在产品成型后，在成型装置上进行裁切，无需在后续工序中设置专门用于将产品裁切出来的裁切设备，提高了生产效率，降低了整机制造成本，而且使得整机结构更加简洁、紧凑，大幅度减少了整机的占用面积，在现今寸土寸金的现代社会，其价值尤为显著。
另外，顶座102通过顶座升降机构17安装在各条导柱103上，通过顶座升降机构17的调节，调节了顶座102的位置高度，从而调节了上模台2的初始位置高度，适应不同规格产品的合模成型，要生产不同高度的产品，只要更换模具之后，通过顶座升降机构17对顶座的高度位置进行调节即可，大幅度降低了设备的改造成本。而顶座升降机构17设置为包括升降电机1701、环形链条1702、多个传动齿轮1703、多个升降齿轮1704、多条升降轴1705相配合的结构，升降电机1701通过传动齿轮1703、环形链条1702带动各个升降齿轮1704转动，通过升降齿轮1704与升降轴1705之间内螺纹与外螺纹的啮合，使升降齿轮1704沿升降轴1705作上下升降运动，从而带动整个顶座102作上下升降运动，这种顶座升降机构17由于升降齿轮1704与升降轴1705之间内螺纹与外螺纹的啮合，不仅升降相当同步、稳定，而且承重能力相当好，能够较好经受合模的冲击力，确保合模的稳定性。
另外，下模具6上还设有环形托边20和托边气缸21，托边气缸21安装在下模具6上，环形托边20与托边气缸21的活塞杆连接。环形托边20在常态下作为下模具6成型的一部分，当吸塑成型、裁切后，要进行脱模时，托边气缸21驱动环形托边20下降，使下模具6与成型的产品主动脱离，使脱模更加容易，并避免成型的产品在脱模时造成变形，提高了产品的合格率。
在其它实施方式中，下模具为凹模，下模具的内腔、塑料片材构成的下密封腔。
在其它实施方式中，下模具为凹模的情况下，上模具上还设有拉伸驱动机构和拉伸头，拉伸驱动机构安装在上模具上，拉伸头与拉伸驱动机构的动力输出端连接。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其各部分名称等可以不同，凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。