一种注塑加工模具自动清洗设备的制作方法

1.本发明属于塑料件模具清洗技术领域，具体涉及一种注塑加工模具自动清洗设备。


背景技术：

2.随着塑料工业的飞速发展和通用与工程塑料在强度等方面的不断提高，塑料制品的应用范围也在不断扩大，塑料产品的用量也正在上升。塑料件加工模具是一种生产塑料制品的工具，主要由凹模组合基板和凸模组合基板组成。注塑时，模具装夹在注塑机上，熔融塑料被注入成型模腔内，并在腔内冷却定型，然后上下模分开，经由顶出系统将制品从模腔顶出离开模具，最后模具再闭合进行下一次注塑。
3.模具清洗是模具保养维护中的一道关键工序，也是制约模具维护的瓶颈。因为模具制造开发的速度远快于模具清洗的速度，而模具经过快速清洗后马上又要准备进行下一次的生产，这样留给模具清洗的时间就相当有限；部分工厂在一次生产结束后，没有进行任何清洗处理就直接将模具复位，并继续用于更新产。如果生产出的塑料零件是清洁的，那么就表示模具的运转没有任何问题。久而久之，就会形成一种“临时救火式”的文化观念，只有在模具内积累的残余物影响到零件质量或者模具被磨损时，才需要对模具进行清洗，清洗过程也只是一带而过。
4.对塑料加工件模具进行合理的清洗成为当下一难题，干冰清洗作为一种主流的清洗方式，但是缺乏规范的操作，往往是将模具放置在地面上，直接喷干冰颗粒；干冰清洗成本较高，如不能合理使用对生产成本造成巨大的负担，在使用干冰清洗时与模仁的距离往往都是依靠经验，这很容易导致同一套模具的凹模和凸模清洗程度不一致；且干冰清洗时使模具急剧降温，长时间喷射干冰对模具的使用寿命造成影响；而且干冰清洗喷射的力度较大，易磨损模具，往往容易造成模具磁道标记损坏，并且凸出部位清洗时磨损程度远高于凹陷部位。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种注塑加工模具自动清洗设备。
6.本发明所采用的技术方案为：一种注塑加工模具自动清洗设备，包括底板，所述底板的一端固定设有四个限位筋，四个所述限位筋分为两组，两组所述限位筋分别对应模具凹模和模具凸模，中间的两个所述限位筋之间设有清洗机构；所述清洗机构包括固定设置在所述底板上的支撑架，所述底板上设有安装槽，所述安装槽内安置有钢瓶，所述钢瓶的一端连接有输送管，所述输送管上连接有电子阀门，所述电子阀门固定设置在所述支撑架的一端上，所述输送管远离所述钢瓶的一端通过软管连接有输出管。
7.在上述技术方案中，针对塑料件模具的凹模和凸模的凹凸部位相对应的特点，在模具凹模和模具凸模之间设置清洗机构，对模具的模仁进行清洗，避免了磁道标记被过渡清洗造成磨损，也避免了同一组模具清洗力度不一致导致模具的磨损程度不一致，从而影响模具的有效适用次数，有效地解决了对模具凸出部位清洗时磨损程度高于凹陷部位的问题；其中清洗采用干冰清洗的方式，干冰以颗粒状的干冰作为清洗介质，通过压缩空气将干冰微粒高速喷向被清洗物表面，使被清洗物表面的污垢冷冻至脆化并爆裂，干冰微粒通过撞击作用渗透到污垢及基层材料之间，随即升华，体积瞬时增大800倍，迫使污垢与基层材料脱离，达到清洗的目的。
8.作为本发明的优选，位于外侧的两个所述限位筋上分别固定设有一个套筒，所述套筒一端有开口一端封闭，每个所述套筒有开口的一端内滑动设有一个伸缩杆，所述套筒内安装有弹簧，所述弹簧的一端固定在所述套筒上，所述弹簧的另一端与所述伸缩杆固定连接，每个所述伸缩杆远离所述套筒的一侧转动设有一个旋转轴，每个所述旋转轴上固定设有一个限位辊。
9.在上述技术方案中，干冰清洗时，喷射出的干冰颗粒带有一定的动能，尤其是在模具直立的情况下，对其上部进行清理时，容易造成模具向后倒，为保证在清洗过程中模具能够保持稳固，在模具的背面设置限位辊；其中限位辊呈圆筒状，通过弹簧的配合，使得待清洗的模具位于限位辊处时，始终被限位辊挤压，迫使模具模仁的一面紧贴限位筋，保证了对塑料件模具的清洗效果，避免清洗过程中模具的倾斜和歪倒。
10.作为本发明的优选，每组所述限位筋之间设有一个输送带，所述输送带由输送辊轴传动，所述输送辊轴与限位筋的侧面转动连接，所述输送辊轴由输送电机控制。
11.在上述技术方案中，模具安置在输送带上，通过摩擦力使模具跟随输送带一起移动，实现了自动上料的目的，多组模具紧挨着放置在输送带上，输送电机间歇工作使模具一组一组的被清洗，输送带上料的方式与干冰清洗的方式完美适配；干冰清洗过程中干冰颗粒高速撞击到模具模仁表面，撞击动能散逸，干冰颗粒与被清洗表面发生极其快速的热转移，二氧化碳瞬间升华，使污垢冷冻至脆化并爆裂，产生龟裂，影响黏附污垢的机械性能，达到清洗的目的；在此过程中干冰使模具的温度急剧下降，模具可以允许在干冰造成的低温环境下保持一定时间，但是时间不能过长否则对模具的使用寿命有影响，虽然模具能够适应短时间的低温环境，但是低温环境对模具的有效使用次数还是有一定的影响，在使用干冰清洗塑料件模具时，只是减少单次清洗的时间是不够的，还要对温度进行掌控；在本发明中的技术方案中，利用干冰清洗目标模具逸散的能量，对下一组待清洗的模具进行预降温处理，依次循环，使模具温度的变化较为平缓，以减小干冰清洗对模具本身的损伤；由于能量是守恒的，经过预降温处理的模具在被清洗时，温度差值减小，所需要的能量减小，可以适当减小干冰的喷出量，以达到降低清洗成本的目的。
12.作为本发明的优选，所述模具凹模和所述模具凸模为一套模具，所述模具凹模和所述模具凸模非模仁的五个面均平整，所述模具凹模和所述模具凸模的模仁距离其侧面有一定边距，所述边距大于所述限位筋与所述输送带的高度差。
13.在上述技术方案中，同时被清洗的磨具凹模和模具凸模必须是正对的一套，因为
塑料件模具所生产的塑料制品一般为一面凹一面凸的产品，如塑料桶、塑料凳子、塑料碗等（还有一些拼接的塑料玩具，塑料玩具一般为空心，由两半拼接而成，其中的一半与塑料碗类似），塑料件模具一般不会生产实心的塑料物品；故塑料件模具一般都是由凹模和凸模构成，并且凸模凸出的部位与凹模凹陷的位置相适配；并且模具的非模仁无个面都是平整的，可以保证模具与输送带有良好的接触面，避免了模具在输送带上打滑，同时模具的背面与限位辊有良好的接触，避免了模具在清洗时向后歪倒。
14.作为本发明的优选，所述清洗机构还包括同步带，所述同步带由两个带轮传动，两个所述带轮分别固定设置在两个转动轴上，两个所述转动轴分别转动设置在所述支撑架的一侧上。
15.在上述技术方案中，在对模具清洗时需要保证喷头能够对准模仁的所有部位，同时设置多个喷头显然是不理智的，故将喷头设置为可移动的，由同步带控制喷头在两个模具之间的某一平面上移动，保证了干冰清洗的均匀效果。
16.作为本发明的优选，其中一个所述转动轴上还固定设有传动齿轮，所述传动齿轮的一侧啮合有驱动齿轮，所述驱动齿轮固定设置在驱动轴上，所述驱动轴由伺服电机控制，所述伺服电机固定设置在所述支撑架的一侧上。
17.在上述技术方案中，伺服电机可编程，伺服电机需要间歇启动，喷头在竖直方向上的移动是间歇和往复的，在喷头对准模具上有斜面的位置时，喷头的走势易受到影响，齿轮传动的方式使得喷头的移动更加精准，避免了由于干冰喷射的反向作动力过大，对喷头的移动造成影响。
18.作为本发明的优选，所述清洗机构还包括固定块，所述固定块滑动设置在支撑杆上，所述支撑杆的一端固定设置在安装块上，所述安装块可拆卸安装在同步带上，所述支撑杆远离所述安装块的一端固定设置在滑块上，所述滑块滑动设置在滑槽内，所述滑槽固定设置在所述支撑架的一侧上。
19.在上述技术方案中，滑槽的长度决定了喷头在竖直方向上的移动范围，同批次待清洗模具的尺寸是一样的，当待清洗模具的尺寸改变时，通过调节滑槽的长度进行适配性调整，如在滑槽的末端增加或者减少一个物块，即可实现对滑槽长度的改变，本发明可以对尺寸不同的多种塑料件模具进行清洗，适用性强。
20.作为本发明的优选，所述滑块的一侧固定设有滑动电机，所述滑动电机的一端控制有丝杆，所述丝杆与所述固定块螺纹连接，所述丝杆远离所述滑动电机的一端与所述安装块转动连接。
21.在上述技术方案中，喷头在对模具清洗时，沿支撑架所在的平面做“s”形往复移动，其中横向的移动由滑动电机传动的丝杆进行控制，丝杆的传动方式平稳缓慢，使得对一组模具进行清洗时，无需多次往复进行，只需要一遍即可对模具完成清洗。
22.作为本发明的优选，所述清洗机构还包括限位夹，所述限位夹与所述固定块可拆卸安装在一起，所述限位夹的一端设有滑道，所述滑道的横截面呈圆心角大于一百八十度的扇形，所述滑道的侧面设有两个边缝，所述滑道内滑动设置有喷头，所述喷头上的侧面固定设有凸棱，所述凸棱与所述边缝滑动配合，所述喷头的两端分别设有一个增压喷嘴。
23.在上述技术方案中，限位夹作为喷头与固定块连接的媒介，限位夹可以跟随固定块在支撑架所在的平面内移动，同时不会限制喷头在某一方向（与支撑架所在平面垂直的
方向）的移动，限位夹上的凸棱与喷头上的边缝配合，保证了喷头不会在滑道内随意转动；并且滑道的横截面圆心角大于一百八十度，能够保证喷头不会脱离限位夹，同时滑道的豁口位置能够使输出管穿过，限位夹不会对输出管的移动造成干扰。
24.作为本发明的优选，所述支撑架的一侧设有安置槽，所述输出管贯穿并滑动在安置槽内，所述喷头的一侧与所述输出管连通。
25.在上述技术方案中，输出管跟随喷头一起移动，用于连接输出管和输送管的软管可以自由形变，输出管从安置槽内穿过，高出支撑架，避免了软管在移动是缠绕在支撑架上。
26.本发明的有益效果为：本发明作为一种注塑加工模具自动清洗设备，使用干冰对塑料件加工用的模具进行清洗，清洗时利用同一套模具凹模和凸模相适配的特性，使喷头在与模仁面平行的平面内移动的同时，可以在与模仁面垂直的方向自由滑动，使同一套模具的凹模和凸模清洗程度一致，避免了磁道标记被过渡清洗造成磨损，也避免了同一组模具清洗力度不一致导致模具的磨损程度不一致，从而影响模具的有效适用次数，有效地解决了对模具凸出部位清洗时磨损程度高于凹陷部位的问题；且本发明在清洗时模具的背面始终被限位辊挤压，保证了对塑料件模具的清洗效果，避免清洗过程中模具的倾斜和歪倒；且本发明使用输送带进行上料，与干冰清洗的方式相适配，利用干冰清洗目标模具逸散的能量，对下一组待清洗的模具进行预降温处理，依次循环，使模具温度的变化较为平缓，以减小干冰清洗对模具本身的损伤；同时经过预降温处理的模具在被清洗时可以适当减小干冰的喷出量，从而降低清洗成本；且本发明的喷嘴在与模具模仁平行的一个平面内呈“s”型往复移动，垂直移动由伺服电机控制间隙运动，水平移动由丝杆传动，平稳连续，设计合理，成本低廉。
附图说明
27.下面结合附图和具体实施方法对本发明做进一步详细的说明。
28.图1是本发明的结构示意图；图2是本发明图1的正视结构示意图；图3是本发明图1的俯视结构示意图；图4是本发明图1的侧视结构示意图；图5是本发明图1的清洗机构结构示意图；图6是本发明图1的限位夹结构示意图；图7是本发明图1的a处放大结构示意图；图8是本发明图5的b处放大结构示意图。
具体实施方式
29.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅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。
30.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。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。
31.下面结合图1-8说明本发明的具体实施方式，一种注塑加工模具自动清洗设备，包括底板22，所述底板22的一端固定设有四个限位筋21，四个所述限位筋21分为两组，两组所述限位筋21分别对应模具凹模11和模具凸模19，中间的两个所述限位筋21之间设有清洗机构60；所述清洗机构60包括固定设置在所述底板22上的支撑架18，所述底板22上设有安装槽35，所述安装槽35内安置有钢瓶12，所述钢瓶12的一端连接有输送管15，所述输送管15上连接有电子阀门16，所述电子阀门16固定设置在所述支撑架18的一端上，所述输送管15远离所述钢瓶12的一端通过软管连接有输出管33。
32.有益地，位于外侧的两个所述限位筋21上分别固定设有一个套筒26，所述套筒26一端有开口一端封闭，每个所述套筒26有开口的一端内滑动设有一个伸缩杆25，所述套筒26内安装有弹簧，所述弹簧的一端固定在所述套筒26上，所述弹簧的另一端与所述伸缩杆25固定连接，每个所述伸缩杆25远离所述套筒26的一侧转动设有一个旋转轴24，每个所述旋转轴24上固定设有一个限位辊27。
33.有益地，每组所述限位筋21之间设有一个输送带23，所述输送带23由输送辊轴传动，所述输送辊轴与限位筋21的侧面转动连接，所述输送辊轴由输送电机控制。
34.有益地，所述模具凹模11和所述模具凸模19为一套模具，所述模具凹模11和所述模具凸模19非模仁的五个面均平整，所述模具凹模11和所述模具凸模19的模仁距离其侧面有一定边距，所述边距大于所述限位筋21与所述输送带23的高度差。
35.有益地，所述清洗机构60还包括同步带34，所述同步带34由两个带轮46传动，两个所述带轮46分别固定设置在两个转动轴14上，两个所述转动轴14分别转动设置在所述支撑架18的一侧上。
36.有益地，其中一个所述转动轴14上还固定设有传动齿轮47，所述传动齿轮47的一侧啮合有驱动齿轮45，所述驱动齿轮45固定设置在驱动轴44上，所述驱动轴44由伺服电机43控制，所述伺服电机43固定设置在所述支撑架18的一侧上。
37.有益地，所述清洗机构60还包括固定块42，所述固定块42滑动设置在支撑杆28上，所述支撑杆28的一端固定设置在安装块13上，所述安装块13可拆卸安装在同步带34上，所述支撑杆28远离所述安装块13的一端固定设置在滑块29上，所述滑块29滑动设置在滑槽32内，所述滑槽32固定设置在所述支撑架18的一侧上。
38.有益地，所述滑块29的一侧固定设有滑动电机30，所述滑动电机30的一端控制有丝杆31，所述丝杆31与所述固定块42螺纹连接，所述丝杆31远离所述滑动电机30的一端与所述安装块13转动连接。
39.有益地，所述清洗机构60还包括限位夹36，所述限位夹36与所述固定块42可拆卸安装在一起，所述限位夹36的一端设有滑道37，所述滑道37的横截面呈圆心角大于一百八十度的扇形，所述滑道37的侧面设有两个边缝38，所述滑道37内滑动设置有喷头39，所述喷头39上的侧面固定设有凸棱40，所述凸棱40与所述边缝38滑动配合，所述喷头39的两端分别设有一个增压喷嘴41。
40.有益地，所述支撑架18的一侧设有安置槽17，所述输出管33贯穿并滑动在安置槽17内，所述喷头39的一侧与所述输出管33连通。
41.本发明使用方法：初始状态时，多对成对的模具凹模11和模具凸模19从底板22的一侧依次分别摆放在两个输送带23上，输送电机间歇工作，将模具凹模11和模具凸模19同时输送至限位辊27处（附图1中只画出一对目标模具，实际有多对）；套筒26内的弹簧处于压缩状态；钢瓶12内存储有固态干冰；固定块42对准目标模具模仁的一个角。
42.对模具凹模11和模具凸模19进行清洗时，由安置槽17控制干冰从输送管15内输出，经软管和输出管33输送至喷头39内，固体干冰从喷头39两端的增压喷嘴41内同时喷出；同时伺服电机43启动，伺服电机43控制驱动轴44转动，驱动轴44带动驱动齿轮45转动，驱动齿轮45带动传动齿轮47转动，传动齿轮47带动其中一个转动轴14转动，转动轴14带动其中一个带轮46转动，带轮46传动同步带34，安装块13跟随同步带34移动，安装块13沿支撑架18的竖直方向移动，支撑杆28跟随安装块13一起移动，固定块42跟随支撑杆28一起移动，滑块29沿滑槽32滑动；同时滑动电机30启动，首先滑动电机30跟随滑块29一起在滑槽32内滑动，滑动电机30控制丝杆31转动，丝杆31控制固定块42沿支撑杆28滑动；喷头39跟随限位夹36一起在支撑架18所在的平面内移动，期间软管允许形变；干冰喷到模具表面会产生反向的作用力，使喷头39有远离模具的趋势，由于两侧增压喷嘴41同时喷出，反向的作用力抵消，使得喷头39不会脱离限位夹36，在移动过程中不断调整喷头39的位置，使两个增压喷嘴41距离模具凹模11和模具凸模19的距离相同；当喷头39对准模具凹模11和模具凸模19的不同位置时，由于模具凹模11和模具凸模19的凹凸部位发生改变，导致两侧的增压喷嘴41和模具表面的距离发生改变，此时喷头39沿滑道37滑动，保持喷头39两侧的受力平衡；目标模具清洗完毕后，由输送电机控制输送带23转动，带动模具进行移动，期间弹簧先恢复正常状态，后再变为压缩状态，伸缩杆25先缩回套筒26内，而后再伸出来，实现清洗模具的变换；更换期间电子阀门16关闭，更换好后再打开；更换期间固定块42恢复初始位置；当清洗机构60对目标模具进行清洗时，其旁边待清洗的另一组模具与其紧挨，受到干冰汽化的吸热，达到预降温的目的；故在当前模具进行清洗时，下一组模具受到干冰汽化的影响进行预降温，依次进行循环，除第一组模具需要另作预降温处理外，其余的模具都经过预降温再进行清理。
43.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”等应做广义理解，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连接，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。
44.以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员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。