一种PMI泡沫真空热吸成型设备及运行方式

一种pmi泡沫真空热吸成型设备及运行方式
技术领域
1.本发明涉及真空热成型设备领域，尤其涉及一种pmi泡沫真空热吸成型设备及运行方式。


背景技术：

2.pmi泡沫真空热吸成型设备是一种通过加热使得pmi泡沫即聚甲基丙烯酰亚胺材料软化再经过真空泵将pmi泡沫与模具之间的空气抽去使pmi泡沫吸附在模具上待冷却后成型的设备，其中pmi泡沫是一种性能优异的轻质、闭孔的硬质泡沫塑料，因其具有优异的力学性能、耐化学腐蚀性能优异、与其它树脂的相容性好、机械加工容易、热成型容易、具有良好的防火性能，是高性能夹层结构复合材料的理想芯层材料，并且被广泛应用于航空航天、船舶和体育器材等方面，尤其是在航空航天方面，已经成为夹层结构复合材料的主要芯层材料。目前pmi泡沫主要有两种成型方式，一种是机械加工，另一种是热成型，然而，使用机械加工去加工大曲率pmi泡沫会对原材料造成很大程度的浪费，热成型方式则有很多种，真空热成型是其中最简单的成型方法。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于解决现有真空热成型设备成型pmi泡沫中存在的技术问题，提供一种pmi泡沫真空热吸成型设备及运行方式。
4.为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：一种pmi泡沫真空热吸成型设备，包括机架，所述机架包括机架本体和前封板，所述前封板上设置有plc控制台，所述机架本体顶部设置有导轨安装板，所述导轨安装板上设置有导轨滑块组件和加热装置导轨，所述导轨滑块组件上设置有固定机构，所述加热装置导轨上设置有加热装置，所述固定机构包括上夹，下夹和包覆膜，所述上夹和下夹均为矩形框，所述包覆膜设置在所述上夹和下夹之间，所述下夹两侧的底部设置有切槽，所述切槽与所述导轨滑块组件连接，所述机架本体内底部设置有真空盒升降装置安装板，所述真空盒升降装置安装板上设置有真空盒升降装置，所述真空盒升降装置包括升降电机组件、气动管接头、真空过滤器安装板和用于安装模具和pmi泡沫的真空盒，所述真空盒底部设置有托板，所述升降电机组件包括第一电机和升降机，所述第一电机与所述升降机连接，所述升降机的升降轴与所述托板底部中心的凸起连接，所述机架内部设置有真空泵组件，所述真空泵组件包括真空泵、真空过滤器和真空调压阀，所述真空泵设置在所述机架内部且通过气动管与所述真空过滤器连接，所述真空过滤器设置在所述真空过滤器安装板侧面且通过气动管与所述真空调压阀连接，所述真空调压阀设置在所述plc控制台内且通过气动管与所述气动管接头连接。
5.优选的，所述真空盒升降装置还包括安装座、密封垫、导向轴组件，所述安装座设置在机架内部且所述真空过滤器安装板焊接在所述安装座的一侧，所述导向轴组件包括导向轴、卧式轴支座和直线轴承，所述导向轴安装在所述托板底部的对角处，所述卧式轴支座安装在托板底部的对角处并且与导向轴配合，所述直线轴承设置在安装座顶部的对角处，
所述密封垫设置在所述托板与所述升降机和导向轴组件的连接处。
6.优选的，所述加热装置包括外壳、加热体和伸缩轴连接板，所述外壳和加热体之间设置有隔热层，所述外壳底部两侧设置有滚轮条，所述伸缩轴连接板焊接在所述外壳前端的顶部。
7.优选的，所述机架顶部还设置有折返式电动缸，所述折返式电动缸与所述伸缩轴连接板连接。
8.优选的，所述机架后部还设置有推送机构，所述推送机构与所述固定机构连接，所述推送机构包括轴承座、滚珠丝杆组件、行星减速器和第二电机，所述滚珠丝杆组件包括丝杆和滚珠丝杆螺母，所述滚珠丝杆螺母与所述固定机构连接，所述丝杆穿过所述轴承座且通过锥齿轮与所述行星减速器的输出轴连接，所述第二电机的输出轴与所述行星减速器连接。
9.本发明还公布了一种pmi泡沫真空热吸成型设备的运行方式，还包括以上所述的一种pmi泡沫真空热吸成型设备，该运行方式为：
10.(1)按顺序将模具和pmi泡沫片放入所述真空盒内；
11.(2)所述加热装置移动至所述真空盒正上方并且开始加热，待pmi泡沫片软化后停止加热；
12.(3)所述固定机构移动至所述真空盒正上方；
13.(4)所述真空盒上升与所述固定机构紧密接触；
14.(5)所述真空泵将所述真空盒内部气体抽出，所述包覆膜受所述真空泵的吸力向所述真空盒内部产生形变，并带动pmi泡沫覆盖在模具上；
15.(6)待成型完成后，所述真空盒、固定机构和加热装置复位。
16.优选的，该运行方式(2)、(3)、(4)、(5)和(6)均通过plc控制台控制实现。
17.本发明有益效果：
18.1.本发明提供了一种专业用于pmi泡沫热成型的真空热吸成型设备的技术方案，在成型pmi泡沫的加工难易程度和精度方面都优于一般的真空热成型设备。
19.2.本发明通过包覆膜的作用有效提高了pmi泡沫的成型精度。
20.3.本发明提供了一种基于pmi泡沫真空热吸成型设备的控制方式，并且通过plc控制实现自动化。
附图说明
21.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
22.图1为本发明的三维装配结构示意图；
23.图2为本发明的三维装配结构侧面及内部示意图；
24.图3为本发明中的机架的三维装配结构示意图；
25.图4为本发明中的机架本体的结构示意图；
26.图5为本发明中的前封板的结构示意图；
27.图6为本发明中的门组件的三维装配结构示意图；
28.图7为本发明中的加热装置的三维装配结构示意图；
29.图8为本发明中的外壳的展开图；
30.图9为本发明中的加热体的三维装配结构示意图；
31.图10为本发明中的加热体的三维装配结构的内部示意图；
32.图11为本发明中的滚轮条组件的三维装配结构示意图；
33.图12为本发明中的固定机构的三维装配结构示意图；
34.图13为本发明中的真空盒升降装置的三维装配结构示意图；
35.图14为本发明中的真空盒的三维装配结构示意图；
36.图15为本发明中的导向轴组件的三维装配结构示意图；
37.图16为本发明中的底座的三维结构示意图；
38.图17为本发明中的推送机构的三维装配结构示意图；
39.图18为本发明中的推送机构安装座的三维结构示意图；
40.图19为本发明中的控制面板的三维装配结构示意图。
41.附图标注：
42.1-机架，11-机架本体，111-框架，112-导轨安装板，113-第一底板，114-真空盒升降装置安装板，115-脚轮安装板，116-前支架，117-后支架，12-前封板，121-封板，122-plc控制台，13-后封板，14-导轨滑块组件，15-加热装置导轨，16-门组件，161-门，162-门吸，163-暗拉手，164-铰链，17-脚轮，18-拉手，2-加热装置，21-外壳，22-加热体，221-内壳，222-均热板，223-石英管安装座，224-石英管，225-石英管夹，23-滚轮条，231-槽钢，232-滚轮，233-滚轮轴，24-隔热层，25-伸缩轴连接板，3-固定机构，31-上夹，32-下夹，33-包覆膜，4-真空盒升降装置，41-真空盒，411-真空盒侧板，412-真空盒密封垫，413-托板，414-内板，42-升降电机组件，421-升降机，422-第一电机，43-气动管接头，44-密封垫，45-导向轴组件，451-导向轴，452-卧式轴支座，453-直线轴承，46-安装座，461-顶板，462-第一支撑板，463-第二底板，464-第一肋板，47-真空过滤器安装板，5-真空泵组件，51-真空泵，52-真空过滤器，53-真空调压阀，6-推送机构，61-滚珠丝杆组件，611-滚珠丝杆螺母，612-丝杆，62-轴承座，63-锁紧挡圈，64-锥齿轮，65-轴座，66-电机安装座，67-行星减速器，68-第二电机，69-推送机构安装座，691-槽形体，692-第二支撑板，693-第二肋板，7-折返式电动缸，8-控制面板，81-启动按钮，82-停止按钮，83-急停按钮，84-触摸屏，85-控制面板安装板。
具体实施方式
43.本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
44.在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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。
45.在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所
指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
46.本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
47.参照图1-图19，本发明的优选实施例，一种pmi泡沫真空热吸成型设备，包括机架1，所述机架1包括机架本体11和前封板12，所述前封板12上设置有plc控制台122，所述机架本体11顶部设置有导轨安装板112，所述导轨安装板112上设置有导轨滑块组件14和加热装置导轨15，所述导轨滑块组件14还包括导轨和滑块，所述导轨滑块组件14上设置有固定机构3，所述加热装置导轨15上设置有加热装置2，并且加热装置2可以在机架1顶部前后移动，其作用为在工作时移动到真空盒升降装置4正上方为pmi泡沫加热，所述固定机构3包括上夹31，下夹32和包覆膜33，所述上夹31和下夹32均为矩形框，并且所述上夹31和下夹32紧密连接，从而固定包覆膜33，所述包覆膜33设置在所述上夹31和下夹32之间，所述下夹32两侧的底部设置有切槽，所述切槽与所述滑块连接，所述机架本体11内底部设置有真空盒升降装置安装板114，所述真空盒升降装置安装板114上设置有真空盒升降装置4，所述真空盒升降装置4包括升降电机组件42、气动管接头43、真空过滤器安装板47和用于安装模具和pmi泡沫的真空盒41，所述真空盒41底部设置有托板413，所述升降电机组件42包括第一电机422和升降机421，所述第一电机422与所述升降机421连接，所述升降机421的升降轴与所述托板413的底部中心的凸起连接，所述导轨滑块组件14可以带动固定机构3在机架1顶部前后移动，在工作时移动到真空盒升降装置4正上方与真空盒41紧密贴合，旨在保证真空盒41内部的气密性；所述真空泵组件5包括真空泵51、真空过滤器52和真空调压阀53，所述真空泵组件5与所述真空盒41连接，旨在工作时将所述真空盒41内的空气抽出，所述真空泵51设置在所述机架1内部且通过气动管与所述真空过滤器52连接，所述真空过滤器52设置在所述真空过滤器安装板47上且通过气动管与所述真空调压阀53连接，所述真空调压阀53设置在所述plc控制台122内且通过气动管与所述气动管接头43连接，所述气动管接头43与所述托板413的螺纹孔连接，所述包覆膜33在工作时受所述真空泵组件5的吸力向所述真空盒41内部产生形变，同时带动pmi泡沫覆盖在模具上成型。
48.如图3所示，所述机架1还包括后封板13、门组件16、脚轮17和拉手18，所述机架本体11如图4所示，包括框架111、导轨安装板112、第一底板113、真空盒升降装置安装板114、脚轮安装板115、前支架116和后支架117，所述导轨安装板112数量有两个，分别焊接在所述框架111顶部的两侧，所述第一底板113焊接在所述框架111底部的上表面，并且切有四个通风孔，所述真空盒升降装置安装板114焊接在所述第一底板113之上，所述脚轮安装板115数量有四个，分别焊接在所述框架111底部的四个转角处，所述后支架117焊接在所述框架111顶部的末端，所述前支架116焊接在所述框架111顶部并且在所述后支架117的前面，所述前封板12如图5所示，包括封板121和plc控制台122，所述门组件16如图6所示，包括门161、门吸162、暗拉手163和铰链164，所述前封板12安装在所述机架本体11的前端，所述后封板13安装在所述机架本体11的后端，所述门组件16数量有两个，分别安装在所述机架本体11的两侧，所述导轨滑块组件14数量有两个，分别安装在两个所述导轨安装板112之上，并且安装位置靠近所述机架本体11的内侧，所述加热装置导轨15数量有两个，分别安装在两个所述导轨安装板112之上，并且安装位置靠近所述机架本体11的外侧，所述脚轮17数量有四
个，分别安装在四个所述脚轮安装板115之下，所述拉手18数量有两个，分别安装在所述前封板12前端的两侧。
49.具体的，所述真空盒41如图14所示，包括真空盒侧板411、真空盒密封垫412、托板413和内板414，所述真空盒侧板411包括上边框板、下边框板和第二侧板，所述第二侧板数量有四块并且通过焊接首尾相连围成一个矩体，所述上边框板焊接在所述矩体上端，所述下边框板焊接在所述矩体下端，所述真空盒密封垫412数量有两块，分别安装在所述上边框板的上面和所述下边框板的下面，为了区分，称安装在所述上边框板上面的为第一真空盒密封垫，安装在所述下边框板下面的为第二真空盒密封垫，所述第一真空盒密封垫上表面高于所述第二侧板上端面，并且尺寸与所述上边框板相同，所述第二真空盒密封垫下表面低于所述第二侧板的下端面，并且尺寸与所述下边框板相同，所述托板413设置在所述真空盒41的底端，同时紧贴于所述第二真空密封垫的下平面，其尺寸与所述下边框板的外尺寸相同，并且所述托板413底部有三块凸起以及一个螺纹孔，所述三块凸起的位置分别为托板413底部的中心以及对角处，所述内板414安装在所述真空盒侧板411的内部的底端，尺寸与所述第二侧板围成的矩体横截面的内尺寸相同。
50.作为本发明的优选实施例，其还可具有以下附加技术特征：
51.本实施例中，所述真空盒升降装置4如图13所示，还包括安装座46、密封垫44和导向轴组件45；所述安装座46设置在所述机架1内部且所述真空过滤器安装板47焊接在所述安装座46的一侧，所述导向轴组件45包括导向轴451、卧式轴支座452和直线轴承453，所述导向轴451安装在所述托板413底部的对角处，所述卧式轴支座452安装在所述托板413底部的对角处并且与导向轴451配合，所述直线轴承453设置在安装座46顶部的对角处，所述密封垫44设置在所述托板413与所述升降机421和导向轴组件45的连接处。
52.具体的，所述导向轴组件45如图15所示，其数量有两个，所述卧式轴支座452夹在所述导向轴451上端，所述直线轴承453与所述导向轴451配合。
53.所述安装座46如图16所示，包括顶板461、第一支撑板462、第二底板463和第一肋板464，所述顶板461与第二底板463均与所述第一支撑板462以焊接的方式连接，所述第一支撑板462数量有两块，所述第一肋板464数量有四块，以两块为一对分别焊接在左侧所述第一支撑板462的左侧和右侧所述第一支撑板462的右侧，所述顶板461有三块凸起，位置分别为所述顶板461的中心和对角处，中心的凸起用于安装所述升降机421，对侧的凸起用于安装所述直线轴承453，并且三块凸起均切有圆孔，其孔的尺寸分别对应所述升降机421的升降轴的尺寸和所述直线轴承453的尺寸。
54.本实施例中，所述加热装置2包括外壳21、加热体22和伸缩轴连接板25，所述外壳21和加热体22之间设置有隔热层24，所述外壳21底部两侧设置有滚轮条23，所述伸缩轴连接板25焊接在所述外壳21前端的顶部。
55.本实施例中，所述机架1顶部还设置有折返式电动缸7，所述折返式电动缸7的前支座安装在所述前支架116上，后支座安装在所述后支架117上，伸缩轴与所述伸缩轴连接板25连接，通过所述伸缩轴的伸缩运动实现所述加热装置2的前后移动。
56.本实施例中，所述机架1顶部还设置有推送机构6，所述推送机构6与所述固定机构3连接，所述推送机构6包括轴承座62、滚珠丝杆组件61、行星减速器67和第二电机68，所述滚珠丝杆组件61包括丝杆612和滚珠丝杆螺母611，所述滚珠丝杆螺母611与所述固定机构3
连接，所述丝杆612穿过所述轴承座62且通过锥齿轮64与所述行星减速器67的输出轴连接，所述第二电机68的输出轴与所述行星减速器67连接。
57.本发明还公布了一种pmi泡沫真空热吸成型设备的运行方式，还包括以上所述的一种pmi泡沫真空热吸成型设备，该运行方式为：
58.(1)按顺序将模具和pmi泡沫片放入所述真空盒41内；
59.(2)所述加热装置2移动至所述真空盒41正上方并且开始加热，待pmi泡沫片软化后停止加热；
60.(3)所述固定机构3移动至所述真空盒41正上方；
61.(4)所述真空盒41上升与所述固定机构3紧密接触；
62.(5)所述真空泵51将所述真空盒41内部气体抽出，所述包覆膜33受所述真空泵51的吸力向所述真空盒41内部产生形变，并带动pmi泡沫覆盖在模具上；
63.(6)待成型完成后，所述真空盒41、固定机构3和加热装置2复位。
64.本实施例中，该运行方式(2)、(3)、(4)、(5)和(6)均通过plc控制台122控制实现；所述plc控制台122通过控制面板8控制部件的运行和接收部件输送的数据，具体的，参照图19，所述控制面板8包括启动按钮81、停止按钮82、急停按钮83、触摸屏84和控制面板安装板85，所述控制面板8安装在所述plc控制台122上，所述部件包括温度传感器、真空度传感器、接近开关、plc、蜂鸣器、第一电机422、第二电机68和折返式电动缸7，所述温度传感器数量有四个，以两个为一对分别设置在所述加热体22的内部和真空盒41的内部，所述真空度传感器设置在所述真空盒41的内部，所述接近开关设置在所述真空盒41的上端面，所述蜂鸣器和plc设置在机架1的内部，所述plc控制台122、控制面板8和部件组成控制系统。
65.具体的，所述加热装置2如图7所示，包括外壳21、加热体22、滚轮条23、隔热层24和伸缩轴连接板25，所述外壳21通过金属板折叠而成，其展开图如图8所示，所述加热体22如图9和图10所示，包括内壳221、均热板222、石英管安装座223、石英管224和石英管夹225，所述内壳221由方形板和第一侧板焊接而成，所述第一侧板数量有四块，两侧的第一侧板均切有三个条形切口，用以安装所述石英管224，所述石英管安装座223包括固定板、夹具安装板和均热板固定板，所述固定板切有三个圆形孔，其间距与所述第一侧板的三个条形切口一一对应，同时其尺寸与所述石英管224两端的直径大小对应，所述夹具安装板焊接在所述固定板的一侧，同时夹具安装板平面与固定板平面垂直，所述均热板固定板数量有三个，焊接在所述固定板的另一侧，并且三个所述均热板固定板的间距与所述第一侧板的三个条形切口一一对应，所述石英管安装座223数量有两个，分别安装在两侧的所述第一侧板的外侧，所述石英管224数量有三个，安装在所述内壳221内部，所述石英管夹225数量有六个，以三个为一组分别安装在两个所述石英管安装座223的夹具安装板下面，用以固定所述石英管224，所述滚轮条23如图11所示，包括槽钢231、滚轮232和滚轮轴233，所述滚轮轴233有三个，等距的安装在所述槽钢231内部，所述滚轮232数量有三个，并且与所述滚轮轴233配合，所述滚轮条23数量有两个，安装在所述外壳21底部的两侧，其作用是与所述加热装置导轨15配合，实现所述加热装置2的前后移动，所述伸缩轴连接板25焊接在所述外壳21前端面的顶部。
66.具体的，所述固定机构3通过推送机构6实现前后移动，所述推送机构6如图17所示，包括滚珠丝杆组件61，轴承座62，锁紧挡圈63，锥齿轮64，轴座65，电机安装座66，行星减
速器67，第二电机68和推送机构安装座69，所述滚珠丝杆组件61包括滚珠丝杆螺母611和丝杆612，所述滚珠丝杆螺母611与所述下夹32连接，所述推送机构安装座69如图18所示，包括槽形体691、第二支撑板692和第二肋板693，所述槽形体背面有一个横截面为矩形的切口，所述第二支撑板692通过焊接的方式垂直焊接于所述槽形体691的一侧，所述第二肋板693数量有两块，通过焊接的方式固定于所述第二支撑板692底部和槽形体691外表面形成的垂直面上，所述槽形体691的凹槽处与所述机架本体11顶部末端配合并且固定，所述轴承座62与所述丝杆612配合并且设置在所述第二支撑板692之上，所述锥齿轮64数量有两个，分别安装在所述丝杆612的末端和行星减速器67的输出轴的末端，所述轴座65的两端分别与所述丝杆612和行星减速器67的输出轴配合，所述锁紧挡圈63设置在所述丝杆612上紧贴所述轴座65的位置，所述电机安装座66设置于所述行星减速器67上，用以固定所述行星减速器67，所述第二电机68的上端面与所述行星减速器67下端面连接并且固定，同时所述第二电机68的输出轴与所述行星减速器67连接。
67.在不出现冲突的前提下，本领域技术人员可以将上述附加技术特征自由组合以及叠加使用。
68.以上所述仅为本发明的优先实施方式，只要以基本相同手段实现本发明目的的技术方案都属于本发明的保护范围之内。