一种超大型包装箱箱体的成型模具的制作方法

1.本发明属于超大型非金属袋压模具技术领域，尤其涉及一种超大型包装箱箱体的成型模具。


背景技术：

2.超大型包装箱箱体用于长期存放、长距离转运产品，包装箱箱体有气密性、刚性足、防雨、防盐雾、防霉菌、防湿热等性能要求。常见的超大型包装箱箱体结构，采用上下开盖方式或上下箱体 端门的结构，上下箱体的长度数量级为10米，宽度和高度数量级为1米。
3.箱体材料为多层玻璃钢树脂加轻质夹芯材料。夹芯结构材料采用轻木夹芯或泡沫夹芯，具有重量轻、强度高的特点，综合力学性能指标可提高20％左右。玻璃钢树脂具有优良的耐候性和抗老化性，使用温度为-60℃～ 120℃，其中，基体材料选用常温不饱和聚酯树脂，增强材料选用玻璃纤维轴向编织物，夹芯材料选用低密度的优质产品。
4.箱体采用模具成型的方式制造，由于箱体尺寸大，故如何实现箱体的成型与高效快速脱模，制约着箱体制造的效率。当前常用的包装箱箱体成型模具，其结构为：金属框架结合玻璃钢材质的模具本体，金属框架对模具本体进行支撑；脱模机构为固定在框架下方的顶出螺杆，通过人工旋转螺杆，实现对箱体的顶出脱模。
5.脱模用的螺杆位于模具本体下方的框架上，通过多人同步手工拧螺杆，螺杆向上移动，进而向上顶出箱体，实现脱模，由于模具顶出方式为人工拧螺杆的作业方式，顶出费力、耗时，且需要多人同步配合。基于以上特征，该类型成型模具的生产效率低，其成型过程为人工密集型作业方式，其原理制约着生产效率的提高。


技术实现要素：

6.鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种超大型包装箱箱体的成型模具，解决了现有技术中模具顶出方式为人工拧螺杆的作业方式导致顶出费力、耗时且需要多人同步配合的问题。
7.本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：
8.本发明提供了一种超大型包装箱箱体的成型模具，包括模具主体、顶出杆和气动脱模组件，气动脱模组件的输出端通过顶出杆与模具主体内的包装箱箱体的底部抵接，通过顶出杆的伸出将包装箱箱体与模具主体分离。
9.进一步地，顶出杆包括横杆以及与横杆连接的竖杆，横杆与包装箱箱体接触，竖杆远离横杆的一端与气动脱模组件的输出端连接。
10.进一步地，还包括活动板，横杆通过活动板与包装箱箱体接触，活动板的面积大于横杆的面积。
11.进一步地，模具主体的内壁设有用于容纳活动板和横杆的凹槽，活动板和横杆位于凹槽内，槽底开设顶出孔，竖杆穿过顶出孔并与气动脱模组件连接。
12.进一步地，顶出孔的内壁设有密封件，竖杆的外壁通过密封件与顶出孔的内壁密
封连接。
13.进一步地，密封件包括密封轴套以及设于密封轴套内壁的密封圈和/或挡圈，挡圈位于竖杆靠近横杆的一端。
14.进一步地，顶出杆处于缩回位置时，横杆的下表面与挡圈有间隙，横杆的上表面与活动板有间隙。
15.进一步地，模具主体包括本体以及用于支撑本体的框架，本体固定在框架上。
16.进一步地，框架的底部设有承重脚轮。
17.进一步地，模具主体还包括与本体固定连接的端面压板，端面压板位于包装箱箱体端面的边缘区域。
18.与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：
19.本发明提供的超大型包装箱箱体的成型模具中设有顶出杆和气动脱模组件，气动脱模组件的输出端伸出进而带动顶出杆伸出，对包装箱箱体的底部施加顶出力，采用气动原理实现自动快速脱模，由于采用气动脱模，通过控制供气压力实现脱模各阶段的速度可调节，从而能够有效提高包装箱箱体的成型效率与质量，适用于大批量包装箱箱体的生产。
20.本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
21.附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
22.图1为本发明实施例一提供的超大型包装箱箱体的成型模具的结构示意图；
23.图2为本发明实施例一提供的超大型包装箱箱体的成型模具的主视图；
24.图3为本发明实施例一提供的超大型包装箱箱体的成型模具中模具主体的结构示意图；
25.图4为本发明实施例一提供的超大型包装箱箱体的成型模具中模具主体的主视图；
26.图5为本发明实施例一提供的超大型包装箱箱体的成型模具中举升单元与顶出杆的连接示意图；
27.图6为本发明实施例一提供的超大型包装箱箱体的成型模具中连接套、单杆形球头杆端关节轴承和导向套的连接示意图；
28.图7为本发明实施例一提供的超大型包装箱箱体的成型模具中密封件的结构示意图；
29.图8为本发明实施例一提供的超大型包装箱箱体的成型模具中举升单元的简化图；
30.图9为本发明实施例一提供的超大型包装箱箱体的成型模具中气缸的结构示意图；
31.图10为本发明实施例一提供的超大型包装箱箱体的成型模具中气源的简化图；
32.图11为本发明实施例一提供的超大型包装箱箱体的成型模具中高压吹气单元单
元的简化图；
33.图12为本发明实施例一提供的超大型包装箱箱体的成型模具中恒温加热罩的结构示意图；
34.图13为本发明实施例一提供的超大型包装箱箱体的成型模具中机械振台的结构示意图；
35.图14为本发明实施例一提供的超大型包装箱箱体的成型模具中翻转台的结构示意图。
36.附图标记：
37.1-机械振台；101-振动台面；102-轻量级弹簧、103-重量级弹簧；
38.2-翻转台；201-安装凸起；202-夹持凸起；
39.3-模具主体；301-本体；302-框架；303-承重脚轮；304-端面压板；305-安装板；306-起吊机；
40.4-气动脱模组件；401-调压过滤器；402-气源多通接头；403-吹气手控阀；404-调压阀；405-吹气多通接头；406-多级缸；407-油缸；408-举升多通接头；409-一级缸动作手控阀；410-二级缸动作手控阀；411-连接套；412-单杆形球头杆端关节轴承；413-导向套；
41.5-恒温加热罩；501-热风机；502-罩体架；503-热风管；504-保温层；505-罩体脚轮；
42.6-顶出杆；601-横杆；602-竖杆；
43.7-密封件；701-密封轴套；702-密封圈；703-挡圈；
44.8-活动板。
具体实施方式
45.下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本发明的一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。
46.实施例一
47.本实施例提供了一种超大型包装箱箱体的成型模具，该包装箱箱体的长度为7～15m，参见图1至图14，包括模具主体3、顶出杆6和气动脱模组件4，气动脱模组件4的输出端通过顶出杆6与模具主体3内的包装箱箱体的底部抵接，通过顶出杆6的伸出将包装箱箱体与模具主体3分离。
48.与现有技术相比，本实施例提供的超大型包装箱箱体的成型模具中设有顶出杆6和气动脱模组件4，气动脱模组件4的输出端伸出进而带动顶出杆6伸出，对包装箱箱体的底部施加顶出力，采用气动原理实现自动快速脱模，由于采用气动脱模，通过控制供气压力实现脱模各阶段的速度可调节，从而能够有效提高包装箱箱体的成型效率与质量，适用于大批量包装箱箱体的生产。
49.为了能够提供足够的顶出力，保证顶出杆6的结构强度，对于顶出杆6的结构，具体来说，包括横杆601以及与横杆601连接的竖杆602，横杆601与包装箱箱体接触，竖杆602远离横杆601的一端与气动脱模组件4的输出端连接。需要说明的是，横杆601和竖杆602可以为一体成型的零件也可以分别制造，在此不做限定。
50.考虑到顶出杆6的横杆601横截面积较小，直接与包装箱箱体接触可能会在包装箱
箱体上留下压痕，影响包装箱箱体的质量，因此，上述超大型包装箱箱体的成型模具还包括活动板8，横杆601通过活动板8与包装箱箱体接触，活动板8的面积大于顶出杆6的横杆601的面积。这样，通过活动板8能够增大顶出杆6的输出端与包装箱箱体的接触面积，从而能够减少或避免顶出杆6在包装箱箱体上留下压痕，提高包装箱箱体的质量。
51.考虑到包装箱箱体处于模具主体3内，为了能够实现顶出杆6与包装箱箱体的连接，示例性地，模具主体3的内壁设有用于容纳活动板8和横杆601的凹槽，活动板8和横杆601位于凹槽内，槽底开设顶出孔，竖杆602穿过顶出孔并与气动脱模组件4连接。
52.为了避免包装箱箱体的原材料从模具主体3的型腔内挤出影响顶出杆6的伸缩，上述顶出孔的内壁设有密封件7，竖杆602的外壁通过密封件7与顶出孔的内壁密封连接。这样，竖杆602与顶出孔之间通过密封件7密封连接，从而能够保证竖杆602与模具主体3之间的密封。
53.具体来说，密封件7包括密封轴套701以及设于密封轴套701内壁的密封圈702(例如，耐高温zhm防尘组合密封圈702)和/或挡圈703，挡圈703位于竖杆602靠近横杆601的一端，相应地，密封轴套701的内壁设有用于容纳密封圈702和挡圈703的密封槽，其中，挡圈703能够起到阻止包装箱箱体的原材料进入密封轴套701与竖杆602的配合缝隙的作用。示例性地，密封圈702的数量为两个，两个密封圈702按照其使用规格进行相向安装，起到双向密封作用，密封轴套701和挡圈703的配合间隙按相关标准执行。实施时，当顶出杆6处于缩回位置时，横杆601的下表面与挡圈703有间隙，横杆601的上表面与活动板8有间隙。需要说明的是，常规模具的密封方式为轴向密封，通过顶出杆6缩回后的下表面与模具主体3压实，压合面设置密封圈702或添加密封胶的方式实现密封。相对于常规的轴向密封，本实施例的密封原理采用径向密封的活塞密封沟槽形式，其优点如下：顶出杆6回缩时，可以忽略轴向顶出高度的误差，只要顶出杆6的横杆601的下表面与挡圈703的间隙以及顶出杆6的横杆601的上表面与活动板8的间隙预留相对大的高度，便可以忽略由于制造误差、安装误差导致的顶出杆6的高度不一致进而导致的顶出杆6的横杆601与模具主体3之间存在较大作用力的问题以及轴向密封较易失效的问题。
54.需要说明的是，其中，包装箱箱体在模具主体3的内部固化，实现包装箱箱体的成型，对于模具主体3的结构，其采用“玻璃钢模具结合金属框架302”的结构，包括本体301以及用于支撑本体301的框架302，本体301固定在框架302上，其中，本体301为玻璃钢材质，其制造方法满足通用玻璃钢模具制造方法，框架302为金属材质。
55.为了能够便于移动模具主体3，上述框架302的底部设有承重脚轮303，通过承重脚轮303使得模具主体3整体能够在地面上运动。
56.为了能够保证包装箱箱体端面的平整度和成型精度，上述模具主体3还包括与本体301固定连接的端面压板304，其位于包装箱箱体端面的边缘区域，该端面压板304为独立的平板零件，其材质可为金属件或非金属，通过但不限于通过螺纹紧固件与本体301的端面连接。在包装箱箱体的成型阶段，通过端面压板304的设置，能够有效地限制包装箱箱体边缘的形变，保证包装箱箱体端面的平整度和成型精度。
57.示例性地，上述端面压板304包括设于本体301上端面的上端面压板304以及设于本体301侧端面的侧端面压板304。需要说明的是，通常情况下，本体301的上端面的面积大于侧端面的面积，因此，上端面压板304可以为大端面压板304，侧端面压板304可以为小端
面压板304。
58.为了实现气动脱模组件4的安装，上述模具主体3还包括用于安装气动脱模组件4(例如，气动脱模组件4的气缸等执行零件)的安装板305，该安装板305与框架302固定连接，可以理解的是，安装板305上设有对应的安装孔。
59.为了能够将包装箱箱体从本体301中取出，上述模具主体3还包括用于起吊包装箱箱体的起吊机306，该起吊机306与框架302固定连接。需要说明的是，起吊时，起吊机306处于展开状态，起吊完成后可以将起吊机306叠合，以免影响本体301的使用。
60.对于气动脱模组件4的结构，具体来说，其包括气源、举升单元和高压吹气单元，包装箱箱体与模具主体3之间构成封闭空间，高压吹气单元与举升单元并联，气源通过高压吹气单元与封闭空间连接，气源通过举升单元与顶出杆6连接，需要说明的是，高压吹气单元的开启时间不晚于(早于或同时)举升单元的开启时间。其中，气源用于提供气体并对气体进行过滤和分流；高压吹气单元用于将气源输送的高压气体输送至包装箱箱体与模具主体3之间的密闭空间，从而促进包装箱箱体与模具主体3的分离。
61.其中，气源包括依次连接的供气件(例如，气瓶)、调压过滤器401和气源多通接头402，气源多通接头402的进气端与调压过滤器401连接，出气端分别与高压吹气单元和举升单元连接，从而能够实现对气体的过滤和分流。
62.高压吹气单元包括吹气手控阀403、调压阀404和吹气多通接头405，气源、吹气手控阀403、调压阀404和吹气多通接头405依次连接，吹气手控阀403的进气端与气源的气源多通接头402的出气端连接，吹气多通接头405的出气端插入包装箱箱体与模具主体3之间的封闭空间内，通过吹气手控阀403控制高压吹气单元与气源的通断，可以理解的是，模具主体3上开设孔位，吹气多通接头405穿过模具主体3的孔位并延伸至封闭空间。当包装箱箱体在模具内固化后，由于粘连紧密，导致脱模较为困难。高压吹气单元的作用为向模具主体3与包装箱箱体之间的密闭空间内充入高压气，使两者微量分离，减小脱模难度。
63.举升单元包括多级缸406、油缸407和举升多通接头408，多级缸406中的一级缸体与油缸407的进出油端连接，油缸407的进出气端以及其他级缸体的进气端通过举升多通接头408与气源连接。示例性地，多级缸406包括两级缸体，其中，一级缸体上设有进出油口，进出油口与油缸407连接，二级缸体上设有进气口和出气口，进气口通过气控阀举升多通接头408连接，实施时，高压吹气单元的高压气体进入油缸407内，油缸407内的液压油在高压气体的推动下进入一级缸体，实现一级缸体的顶出，使得顶出杆6伸出一端距离，将包装箱箱体顶出，一级缸体顶出阶段以较慢的平稳速度，顶出行程小。然后，高压吹气单元的高压气体进入二级缸体，实现二级缸体的顶出，使得顶出杆6进一步伸出一端距离，此阶段为纯气缸工作原理，顶出杆6以较快速度顶出，顶出行程大。回缩时，空气通过出气口进入二级缸体，高压气体通过进气口从气控阀排出二级缸体，此时，二级缸体归位；液压油通过进出油口回流至油缸407中，一级缸体归位。
64.可以理解的是，为了便于操作者控制一级缸体和二级缸体的伸出和回缩，上述举升单元还包括设于油缸407与气源的连接管路上的一级缸动作手控阀409以及设于二级缸体与气源的连接管路上的二级缸动作手控阀410。通过一级缸动作手控阀409控制油缸407与气源的通断，通过二级缸动作手控阀410控制二级缸体与气源的通断。
65.为了能够有效布置上述阀体，便于操作人员的操作，上述气动脱模组件4还包括控
制台，吹气手控阀403、一级缸动作手控阀409和二级缸动作手控阀410分别安装于控制台上。
66.由于安装误差或加工精度误差，在实际应用中，气缸的输出轴与顶出杆6之间会产生不同轴误差和/或角度误差，上述气动脱模组件4还包括连接套411以及通过连接套411连接的两个单杆形球头杆端关节轴承412，其中一个单杆形球头杆端关节轴承412与顶出杆6连接，另一个单杆形球头杆端关节轴承412与气缸的输出轴连接。这样，通过相互配合的单杆形球头杆端关节轴承412和连接套411，一方面，能够实现一定角度的转动，从而能够弥补气缸的输出轴与顶出杆6之间产生的不同轴误差和/或角度误差，另一方面，还能够实现从气缸的输出轴至顶出杆6的顶出力的传递，保证顶出顺畅。
67.值得注意的是，由于单杆形球头杆端关节轴承412和连接套411的设置，不可避免的会造成顶出杆6的晃动，因此，上述气动脱模组件4还包括套设于顶出杆6外壁的导向套413，通过导向套413能够对顶出杆6的顶出运动进行适当地限位，从而能够减少顶出杆6的晃动，保证顶出力的准确传递。示例性地，导向套413的材质可以为铜，其一端与密封轴套701连接。需要说明的是，顶出杆6与导向套413的配合间隙按相关标准执行。
68.对于恒温加热罩5的结构，具体来说，包括罩体以及与罩体的内部空间连通的热风机501，罩体的内部为封闭空间，模具主体3位于封闭空间内，通过热风机501对内部的封闭空间进行恒温控制，从而能够提高固化效率与质量。
69.为了能够实现气体的循环利用，上述罩体上开设热风进口和冷风出口，热风进口通过热风管503与热风机501连接，冷风出口通过冷风管与热风机501连接，经过热风机501加热的热风通过热风管503鼓入罩体，冷风通过冷风管回收至热风机501，形成空气热对流循环。
70.为了能够实时监测罩体内的温度，上述罩体内设有多个温度传感器，温度传感器安放在罩体内部的不同位置，用于检测罩体内的实时温度。当罩体内部温度达到设定温度后，热风机501减小或停止运转，实现恒温的效果。
71.为了便于移动恒温加热罩5，罩体的底部设有罩体脚轮505，通过罩体脚轮505使得罩体整体能够在地面上运动。
72.为了能够保证恒温加热罩5整体的结构强度，上述罩体包括罩体架502以及覆盖罩体架502的保温层504，罩体架502包括两条横向杆、多条竖向杆和多条斜向杆，多条竖向杆位于两条横向杆之间且与横向杆垂直连接，两条横向杆与相邻两条竖向杆构成矩形，斜向杆分别与横向杆和竖向杆连接且沿矩形的对角线设置。
73.考虑到在包装箱箱体成型后，需要对模具主体3进行打磨去除残留的包装箱箱体材料，在打磨过程中，不可避免地会产生较多的粉末，为了能够清除上述模具主体3内残留的粉末，上述超大型包装箱箱体的成型模具还包括机械振台1，包装箱箱体成型后，模具主体3置于机械振台1上进行清粉处理。
74.对于机械振台1的结构，具体来说，其包括振动台面101、驱动振动台面101沿水平方向和/或竖直方向振动的驱动器(例如，电机)以及设于振动台面101与安装面之间的多个支撑弹簧。
75.为了提高上述机械振台1的适用性，使其能够对多种规格和重量的模具主体3进行振动清粉，支撑弹簧包括轻量级弹簧102和重量级弹簧103，以安装面为基准，轻量级弹簧
102高度大于重量级弹簧103的高度。需要说明的是，轻量和重量为相对量，也就是说，轻量级弹簧102的承重量小于重量级弹簧103的承重量，承重相同重量的模具主体3时，轻量级弹簧102的弹性形变大于重量级弹簧103的弹性形变。实施时，对于质量较轻的模具主体3，在机械振台1对模具主体3进行振动清粉时，主要为轻量级弹簧102对模具主体3进行支撑；对于质量较重的模具主体3，在机械振台1对模具主体3进行振动清粉时，主要为轻量级弹簧102和重量级弹簧103共同对模具主体3进行支撑，从而能够对多种规格和重量的模具主体3进行振动清粉，提高上述机械振台1的适用性。其中，重量级弹簧103具有多重作用，一方面，其能够对重量级弹簧103进行有效支撑，另一方面，其还能够避免轻量级弹簧102发生过大形变。
76.在实际应用中，考虑到可能会存在脱模较为困难的情况，在此种情况下可能需要对包装箱箱体和模具主体3进行翻转，促进包装箱箱体的脱模，因此，上述超大型包装箱箱体的成型模具还包括翻转台2，包装箱箱体成型后，包装箱箱体和模具主体3置于翻转台2上进行翻转脱模。
77.对于翻转台2的结构，具体来说，其包括翻转台面、设于翻转台面的上表面的安装件、设于翻转台2至少一个侧面的翻转轴以及驱动翻转轴转动的翻转电机，安装件与模具主体3上预留的夹持件连接，从而能够将包装箱箱体和模具主体3安装在翻转台面上。实施时，将安装件与夹持件连接，使得包装箱箱体和模具主体3安装在翻转台面上，开启翻转电机，翻转电机驱动翻转轴转动进而对包装箱箱体和模具主体3进行翻转，促进包装箱箱体的脱模。
78.为了能够进一步提高脱模效果，上述安装件和夹持件的结构，具体如下，安装件开设安装孔，夹持件插入安装孔中，其中，安装孔的侧壁上交替设置安装凸起201和安装凹槽，使得安装孔的侧壁的形状为锯齿状(例如，矩形锯齿状)，相应地，夹持件的侧壁上交替设置夹持凸起202和夹持凹槽，使得夹持件的侧壁的形状均为锯齿状(例如，矩形锯齿状)，安装凸起201插入夹持凹槽内，夹持凸起202插入安装凹槽内；安装凸起201的高度与夹持凹槽的深度相等，安装凸起201的宽度小于夹持凹槽的宽度，夹持凸起202的高度与安装凹槽的深度相等，夹持凸起202的宽度小于安装凹槽的宽度。这样，当夹持件与安装件安装完成后，一方面，通过安装凸起201和安装凹槽能够在平行于翻转台面的上表面的方向进行限位，避免夹持件和安装件之间发生晃动；另一方面，由于安装凸起201的宽度小于夹持凹槽的宽度，在安装凸起201和夹持凹槽之间存在空隙，翻转台面处于初始状态时，安装凸起201位于夹持凹槽的其中一端，当翻转台面发生翻转时，由于重力的作用，安装凸起201会突然移动至夹持凹槽的另一端，在此过程中会对包装箱箱体和模具主体3产生振动，能够进一步提高翻转台2的脱模效果。
79.需要说明的是，夹持凸起202与安装凹槽之间的相互作用与安装凸起201和夹持凹槽的相互作用基本相同，在此不一一赘述。
80.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。