一种砖坯成型工艺的制作方法

1.本发明涉及砖坯成型设备技术领域，具体涉及一种砖坯成型工艺。


背景技术：

2.砖坯又称坯体或生坯，指借助于外力和模型，将泥料加工成型为具有一定形状、尺寸和强度并可用于烧成的中间产品，未经干燥的称为湿坯，干燥后的称为干坯，成型后不经烧成可直接使用的制品称为不烧砖。砖坯在进行生产的过程中，需要使用到专门的成型压力机对其进行挤压成型。
3.现有技术中的成型压力机通常采用液压机进行压制，在使用时都是从上往下压制，属于单向加压方式，例如，申请公布号为cn109795155a的发明专利申请公开一种快速粉末制品成型液压机，通过主压杆驱动模压板由上到下对模槽中的粉末进行压制成型。这样的压制成型方式，适用于粉状原料或压制薄的产品，比如瓷砖等，而超过20mm厚的产品，会容易导致产品的表面与底面密度不一致。因此，授权公告号为cn209599947u的实用新型专利公开了一种压机成型装置，通过在压机本体内对称设置的上压机操作腔和下压机操作腔，能够对超过20mm厚的产品进行上下双向加压的压制方式，致使加厚的产品上下同时受到相同压力，从而使得产品的上下致密度完全一致。但是，上述成型装置还存在以下不足：
4.通过驱动上压板和下压板进行上下加压，对压模中的疏松的物料进行双向同时加压，由于压模处于固定状态且疏松的物料存在大量空气，压制过程中因物料中的结构层上下快速结合，大量的气泡无法从压模中及时排出，形成困气现象，导致物料在成型后引起内部夹层缺陷，导致成型后的产品质量变低。
5.为了解决上述技术问题，本技术人的在先申请cn112895549a公开了一种带升降平台双重加压式强力压机，该压机不但采用了上、下压机的双重压力机构，而且还增设有升降平台，模腔设置在升降平台上；请参见该申请的说明书第0021段，工作时，上主油缸11、下主油缸21加压压实物料，压实物料之后，下主油缸21缩回向下运动，上主油缸11继续向下运行加压，升降平台4加速向下移动，此时缓冲油缸5向上发力起到缓冲升降平台4的下降作用，延长了产品成型冲压时间并给产品内的气泡释放排出给了足够的时间，有效减少了由上、下压机所形成的产品内部上、下层结构层因快速结合尚有少部分剩余气泡无法及时释放排出而引起的产品内部夹层缺陷。但是上述工作过程中依然存在以下问题：
6.1、上主油缸11、下主油缸21上下方向加压压实物料后，物料向水平方向膨胀，物料与升降平台上的模腔内壁之间形成挤压密封，使得物料内部的气体难以从物料与模腔内壁之间的连接面处逸出，并且随着压实程度的增加，气体越难以逸出，而此时物料的上下方分别有上模100和承力固定模7的挤压，也难以在上下方向上排气，使得产品内部依然存在困气现象；
7.2、为了延长压制的时间，以获得更多的排气时间，上述专利申请通过上主油缸11、下主油缸21加压压实物料，压实物料之后，下主油缸21缩回向下运动，上主油缸11继续向下运行加压，升降平台4加速向下移动，此时缓冲油缸5向上发力起到缓冲升降平台4的下降作
用；因此，缓冲油缸5还需发力进行缓冲，上主油缸11也继续运动加压，导致缓冲油缸5额外有能耗产生，同时也消耗了上主油缸的能耗，使得整体的能耗增加。


技术实现要素：

8.本发明的目的在于克服上述存在的问题，提供一种砖坯成型工艺，该工艺在砖坯压制成型的过程中，能够将气泡及时有效地排出，避免了物料在成型后引起内部夹层缺陷，提高了砖坯的成型质量；并且在压制过程中，能耗更低。
9.本发明的目的通过以下技术方案实现：
10.一种砖坯成型工艺，包括以下步骤：
11.(1)布料：浮动框由浮动油缸控制，将浮动框固定在布料平面处；下模运动至浮动框的模腔内，下模上方与模腔之间的空间为接料空间，布料机构将物料投放在接料空间中；
12.(2)初压：上模向下运动接触物料，上模和下模同时相互靠近运动，对物料进行压缩；当上模和下模开始压缩物料后，浮动油缸撤销对浮动框的锁紧作用，在上模和下模压缩物料过程中，物料在竖直方向被压缩，在水平方向向外膨胀，从而对模腔产生水平压力，该水平压力转化成对浮动框的竖直方向的作用力，在该竖直方向的作用力小于浮动框的重力时，浮动框在重力的作用下会向下运动，即与物料之间发生错位运动，此阶段气体在物料与浮动框的模腔内壁之间快速逸出；而当竖直方向的作用力等于和大于浮动框的重力后，浮动框处于自由浮动状态随物料一起运动；
13.(3)初压后，上模轻微向上提升，在上模与物料的上表面直接形成间隙，物料中的气体快速从该间隙中排出；此时，由于物料的挤压使得浮动框保持不动的状态；随后上模向下运动再次接触物料，对物料进行二次加压，直至物料形成砖坯产品；
14.(4)开模：上模上升复位，浮动油缸带动浮动框向下移动，使得砖坯露出，通过机械手将砖坯搬走。
15.上述砖坯成型工艺的工作原理是：
16.初压时，当上模和下模在压缩物料的过程中，浮动油缸撤销对浮动框的锁紧作用，模腔受到物料被压缩时所产生的水平的压力，使得物料与模腔具有摩擦力，随着压缩的进行，摩擦力逐渐变大，摩擦力会转化成浮动框的竖直方向的作用力抵消浮动框自身重力；在浮动油缸撤销对浮动框的锁紧作用后，到竖直方向的作用力等于浮动框的重力时，物料与浮动框的模腔之间会产生一个相对运动，使得困气区域被破坏和暴露，从而可以让气体从物料与模腔之间的接触面处快速排出，由于在初始压缩阶段，压缩比大，气体逸出量最大，因此在该阶段通过让物料与浮动框之间产生相互错位运动，有利于气体的快速排出。此外，在首次压缩完成后，上模快速向上轻微抬起，让物料的上方形成排气间隙，也能够让物料内部的气体快速排出。
17.本发明的一个优选方案，其中，上模和下模同时相互靠近运动，对物料进行压缩时，上模对物料的作用力小于下模对物料的作用力，物料相对于浮动框向上运动。其目的在于，在物料压缩的过程中，在浮动框的重力下会发生错位，使得困气区域被破坏和暴露，从而可以让气体从物料与模腔之间的接触面处排出；进一步地，上模对物料的作用力小于下模对物料的作用力，使得物料本身具有向上运动的趋势，从而进一步提高了物料与浮动框之间的错位距离，加快了物料的排气，提高了砖坯产品成型质量。
18.优选地，步骤(3)中，对物料进行二次加压后，上模轻微向上提升进行二次排气；随后进行三次或者三次以上加压，且新一轮加压前均进行上述的排气动作。其目的在于，保证了砖坯的致密度性，提高砖坯的质量，同时增加排气量，尽可能减少砖坯内的困气现象。
19.优选地，所述模腔上端具有斜度。其目的在于，斜度可以保证上模与模腔之间具有一定的微小距离，在压缩物料的过程中，便于气体从微小的距离快速排出。
20.优选地，在步骤(1)中，所述布料为二次布料，所述布料平面处设有布料平台，所述布料平台与布料平面处于同一水平面上；其中，
21.下模运动至浮动框的模腔内，下模上方与模腔之间的空间为接料空间，布料机构将物料投放在接料空间中的具体步骤为：
22.(a1)布料机构包括设置在所述布料平台上的两个用于放置不同物料的料斗，分别为第一料斗和第二料斗；料罐将不同的物料投放至第一料斗和第二料斗中，此时第一料斗和第二料斗所处的位置为添料位置；
23.(a2)下模向上运动，伸入浮动框的模腔内，直到运动至与布料平面对齐；
24.(a3)第一料斗和第二料斗同时在布料平台上移动，并经过浮动框，到达布料位置；
25.(a4)第一料斗和第二料斗在布料平台上朝着添料位置的方向移动，直到第一料斗位于与浮动框的模腔相互对应的位置上时，下模向下运动至设定的高度，第一料斗上的物料掉入接料空间中，直到填满；
26.(a5)第一料斗和第二料斗在布料平台上继续朝着添料位置的方向移动，直到第二料斗位于与浮动框的模腔相互对应的位置上时，下模向下运动至设定的高度，第二料斗上的物料掉入接料空间中，直到填满；
27.(a6)第一料斗和第二料斗移动至添料位置，为下次布料做准备。
28.优选地，在步骤(a1)中，料罐通过物料分配斗将物料投放至料斗中，物料分配斗上设有多个通道，多个通道均匀分布在料斗中。由于物料为各种形状不同、重量不同、大小不一的碎料，如果通过料罐直接投放至料斗中，会使形状较圆，颗粒较大的碎料往四周滚动，造成料斗四周的物料颗粒较大，中间颗粒较小，整个料斗的碎料分布不均匀，导致压制成砖坯时，使得强度降低，质量变差；本发明通过物料分配斗将物料投放至料斗中，物料可以通过沿着通道输送至料斗中，避免了形状较圆，颗粒较大的碎料往四周滚动，使得物料能够均匀的投放到料斗各个地方；提高了砖坯成型的强度以及质量。
29.优选地，投放物料时，物料分配斗位于料斗内部，且物料分配斗与布料平台接触；在执行步骤(a3)之前，物料分配斗向上运动，使得物料分配斗与料斗分离。其目的在于，一方面，物料分配斗位于料斗内部，且物料分配斗与布料平台接触，这样在投放物料时，使得物料投放在料斗中会变得更加平整；另一方面，保证了物料在料斗中混合的更加均匀。在执行步骤(a3)之前，物料分配斗向上运动，使得物料分配斗与料斗分离；这样可以在布料之前，将料斗中的物料充分混合均匀，从而使得物料更加均匀地落入接料空间中。
30.优选地，每个所述通道中还设置有多个小通道，多个小通道在所述通道中均匀分布。采用上述结构，能够进一步提高物料投放的均匀性。
31.本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
32.1、本发明中的砖坯成型工艺，在压缩物料的过程中，物料与浮动框会产生一个相对运动，使得困气区域被破坏和暴露，从而可以让气体从物料与模腔之间的接触面处排出；
由于在初始压缩阶段，压缩比大，气体逸出量最大，因此在该阶段通过让物料与浮动框之间产生相互错位运动，有利于气体的快速排出。此外，在首次压缩完成后，上模快速向上轻微抬起，让物料的上方形成排气间隙，也能够让物料内部的气体快速排出。相比现有技术中的排气，本技术的压缩物料时间短，排气时间快，在一边压缩的时候实现排气，是通过制造有利于排气的空间让气体快速排出，从而能够将气泡及时有效、更加充分地排出，避免了物料在成型后引起内部夹层缺陷，提高了砖坯的成型质量；而现有技术是通过延长排气时间来提高排气新效果，但是由于排气的通道受到阻碍，相比之下，本发明的排气效果是非常显著的。
33.2、本发明中的砖坯成型工艺，在压实物料的过程中，浮动油缸会撤销对浮动框的锁紧作用，减少了浮动油缸的能耗，同时也不会消耗其它油缸的能耗，使得整体能耗减小，节约了资源，降低了生产成本。
附图说明
34.图1为本发明中的一种砖坯成型工艺中的成型机构的一种具体实施方式的结构示意图。
35.图2为本发明中的砖坯成型工艺中的砖坯成型装置的结构示意图。
36.图3为本发明中的物料分配斗的处于不同位置的结构示意图。
37.图4-图9为本发明的一种砖坯成型工艺中的布料时每个步骤的结构示意图，其中，图4为步骤(a1)时的结构示意图；图5为步骤(a2)时的结构示意图；图6为步骤(a3)时的结构示意图；图7为步骤(a4)时的结构示意图；图8为步骤(a5)时的结构示意图；图9为步骤(a6)时的结构示意图。
38.图10为本发明的一种砖坯成型工艺中的步骤(2)的结构示意图。
具体实施方式
39.为了使本领域的技术人员很好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例和附图对本发明作进一步描述，但本发明的实施方式不仅限于此。
40.参见图1和图10，本实施例公开了一种砖坯成型工艺，包括以下步骤：
41.(1)布料：浮动框1由浮动油缸2控制，将浮动框1固定在布料平面处；下模4运动至浮动框1的模腔5内，下模4上方与模腔5之间的空间为接料空间，布料机构将物料投放在接料空间中；
42.(2)初压：上模3向下运动接触物料，上模3和下模4同时相互靠近运动，对物料进行压缩；当上模3和下模4开始压缩物料后，浮动油缸2撤销对浮动框1的锁紧作用，在上模3和下模4压缩物料过程中，物料在竖直方向被压缩，在水平方向向外膨胀，从而对模腔5产生水平压力，该水平压力转化成对浮动框1的竖直方向的作用力，在该竖直方向的作用力小于浮动框1的重力时，浮动框1在重力的作用下会向下运动，即与物料之间发生错位运动，此阶段气体在物料与浮动框1的模腔5内壁之间快速逸出；而当竖直方向的作用力等于和大于浮动框1的重力后，浮动框1处于自由浮动状态随物料一起运动；
43.(3)初压后，上模3轻微向上提升，在上模3与物料的上表面直接形成间隙，物料中的气体快速从该间隙中排出；此时，由于物料的挤压使得浮动框1保持不动的状态；随后上
模3向下运动再次接触物料，对物料进行二次加压，直至物料形成砖坯产品；
44.(4)开模：上模3上升复位，浮动油缸2带动浮动框1向下移动，使得砖坯露出，通过机械手将砖坯搬走。
45.参见图1和图10，本实施例中的砖坯成型工艺，在压缩物料的过程中，物料与浮动框1会产生一个相对运动，使得困气区域被破坏和暴露，从而可以让气体从物料与模腔5之间的接触面处排出；由于在初始压缩阶段，压缩比大，气体逸出量最大，因此在该阶段通过让物料与浮动框之间产生相互错位运动，有利于气体的快速排出。此外，在首次压缩完成后，上模快速向上轻微抬起，让物料的上方形成排气间隙，也能够让物料内部的气体快速排出。相比现有技术中的排气，本技术的压缩物料时间短，排气时间快，在一边压缩的时候实现排气，是通过制造有利于排气的空间让气体快速排出，从而能够将气泡及时有效、更加充分地排出，避免了物料在成型后引起内部夹层缺陷，提高了砖坯的成型质量；而现有技术是通过延长排气时间来提高排气新效果，但是由于排气的通道受到阻碍，相比之下，本发明的排气效果是非常显著的。
46.参见图1和图10，本实施例中的砖坯成型工艺，在压实物料的过程中，浮动油缸2会撤销对浮动框1的锁紧作用，减少了浮动油缸2的能耗，同时也不会消耗其它油缸的能耗，使得整体能耗减小，节约了资源，降低了生产成本。
47.参见图1和图10，上模3和下模4同时相互靠近运动，对物料进行压缩时，上模3对物料的作用力小于下模4对物料的作用力，物料相对于浮动框1向上运动。其目的在于，在物料压缩的过程中，在浮动框1的重力下会发生错位，使得困气区域被破坏和暴露，从而可以让气体从物料与模腔5之间的接触面处排出；进一步地，上模3对物料的作用力小于下模4对物料的作用力，使得物料本身具有向上运动的趋势，从而进一步提高了物料与浮动框1之间的错位距离，加快了物料的排气，提高了砖坯产品成型质量。
48.具体地，步骤(3)中，对物料进行二次加压后，上模3轻微向上提升进行二次排气；随后进行三次或者三次以上加压，且新一轮加压前均进行上述的排气动作。其目的在于，保证了砖坯的致密度性，提高砖坯的质量，同时增加排气量，尽可能减少砖坯内的困气现象。
49.具体地，所述模腔5上端具有微小斜度，所述斜度的方向为向外倾斜，即模腔5的上端的开口沿着下方逐渐变小。其目的在于，斜度可以保证上模3与模腔5之间具有一定的微小距离，在压缩物料的过程中，便于气体从微小的距离快速排出。
50.参见图2和图4-图9，在步骤(1)中，所述布料为二次布料，所述布料平面处设有布料平台6，所述布料平台6与布料平面处于同一水平面上；其中，下模4运动至浮动框1的模腔5内，下模4上方与模腔5之间的空间为接料空间，布料机构将物料投放在接料空间中的具体步骤为：
51.(a1)布料机构包括设置在所述布料平台6上的两个用于放置不同物料的料斗7，分别为第一料斗7-1和第二料斗7-2；料罐8将不同的物料投放至第一料斗7-1和第二料斗7-2中，此时第一料斗7-1和第二料斗7-2所处的位置为添料位置9；
52.(a2)下模4向上运动，伸入浮动框1的模腔5内，直到运动至与布料平面对齐；
53.(a3)第一料斗7-1和第二料斗7-2同时在布料平台6上移动，并经过浮动框1和上模3，到达布料位置10；
54.(a4)第一料斗7-1和第二料斗7-2在布料平台6上朝着添料位置9的方向移动，直到
第一料斗7-1位于与浮动框1的模腔5相互对应的位置上时，下模4向下运动至设定的高度，第一料斗7-1上的物料掉入接料空间中，直到填满；
55.(a5)第一料斗7-1和第二料斗7-2在布料平台6上继续朝着添料位置9的方向移动，直到第二料斗7-2位于与浮动框1的模腔5相互对应的位置上时，下模4向下运动至设定的高度，第二料斗7-2上的物料掉入接料空间中，直到填满；
56.(a6)第一料斗7-1和第二料斗7-2移动至添料位置9，为下次布料做准备。
57.参见图4和图9，由于砖坯一般由两层结构组成，为底层和面层，其中底层的材料为底料，面层的材料为面料，第一料斗7-1所存放的物料为底料，第二料斗7-2所存放的物料为面料；通过设置第一料斗7-1和第二料斗7-2，一方面，实现砖坯成型的二次布料，布料时，通过控制下模4的位置，从而精确控制所需底料和面料的量；另一方面，料斗7的物料直接落入接料空间中，能够保证模腔5中填充充分的物料，当第一料斗7-1或者第二料斗7-2填完料时，在布料平台6上移动，会把底料或者面料刮平整，使得在压缩物料时，大小更加均匀。
58.参见图2和图3，在步骤(a1)中，料罐8通过物料分配斗11将物料投放至料斗7中，物料分配斗11上设有多个通道11-1，多个通道11-1呈均匀分布，且多个通道11-1的位置与料斗7的位置相互对应。由于物料为各种形状不同、重量不同、大小不一的碎料，如果通过料罐8直接投放至料斗7中，会使形状较圆，颗粒较大的碎料往四周滚动，造成料斗7四周的物料颗粒较大，中间颗粒较小，整个料斗7的碎料分布不均匀，导致压制成砖坯时，使得强度降低，质量变差；本发明通过物料分配斗11将物料投放至料斗7中，物料可以通过沿着通道11-1输送至料斗7中，避免了形状较圆，颗粒较大的碎料往四周滚动，使得物料能够均匀的投放到料斗7各个地方；提高了砖坯成型的强度以及质量。
59.参见图3，多个所述通道11-1可以呈矩阵排列，每个通道11-1紧挨一起，这样就能充分将物料均匀地投放至料斗7中。
60.参见图2和图3，投放物料时，物料分配斗11位于料斗7内部，且物料分配斗11与布料平台6接触；在执行步骤(a3)之前，物料分配斗11向上运动，使得物料分配斗11与料斗7分离。其目的在于，一方面，物料分配斗11位于料斗7内部，且物料分配斗11与布料平台6接触，这样在投放物料时，使得物料投放在料斗7中会变得更加平整；另一方面，保证了物料在料斗7中混合的更加均匀。在执行步骤(a3)之前，物料分配斗11向上运动，使得物料分配斗11与料斗7分离；这样可以在布料之前，将料斗7中的物料充分混合均匀，从而使得物料更加均匀地落入接料空间中。
61.参见图3，物料分配斗11可以设置在料斗7上，通过弹簧与导轨结合的方式(图中未示出)，实现在料斗7上可以沿着竖直方向运动，从而实现在投放物料时，物料分配斗11位于料斗7内部，且物料分配斗11与布料平台6接触，具体地，可以通过锁紧结构或者限位机构(图中未示出)，将物料分配斗11处于固定状态，在投料时，保持物料分配斗11与布料平台6接触；在执行步骤(a3)之前，锁紧结构或者限位机构松开，通过弹簧的弹力使得物料分配斗11向上运动，从而使得物料分配斗11与料斗7分离。
62.参见图3，每个所述通道11-1中还设置有多个小通道11-11，多个小通道11-11在所述通道11-1中均匀分布。采用上述结构，能够进一步提高物料投放的均匀性。
63.参见图3，多个所述小通道11-11可以呈矩阵排列，每个小通道11-11紧挨一起，这样就能充分将物料均匀地投放至料斗7中。
64.参见图1和图10，上述砖坯成型工艺的工作原理是：
65.初压时，当上模3和下模4在压缩物料的过程中，浮动油缸2撤销对浮动框1的锁紧作用，模腔5受到物料被压缩时所产生的水平的压力，使得物料与模腔5具有摩擦力，随着压缩的进行，摩擦力逐渐变大，摩擦力会转化成浮动框1的竖直方向的作用力抵消浮动框1自身重力；在浮动油缸2撤销对浮动框1的锁紧作用后，到竖直方向的作用力等于浮动框1的重力时，物料与浮动框1的模腔5之间会产生一个相对运动，使得困气区域被破坏和暴露，从而可以让气体从物料与模腔5之间的接触面处排出，由于在初始压缩阶段，压缩比大，气体逸出量最大，因此在该阶段通过让物料与浮动框1之间产生相互错位运动，有利于气体的快速排出。此外，在首次压缩完成后，上模3快速向上轻微抬起，让物料的上方形成排气间隙，也能够让物料内部的气体快速排出。
66.参见图1和图2，本实施例还公开了一种砖坯成型装置，包括投料机构、布料机构以及成型机构；其中，所述布料机构包括布料平台6、设置在所述布料平台6上的料斗7以及驱动所述料斗7在布料平台6上移动的布料驱动机构；所述成型机构包括浮动框1、浮动油缸2、上模3、下模4、上驱动机构以及下驱动机构；其中，所述浮动框1中设有模腔5，所述上模3、所述下模4均与所述模腔5配合，所述浮动油缸2用于控制浮动框1处于固定、运动或者自由浮动状态；所述上驱动机构用于驱动上模3沿着上下方向运动，所述下驱动机构用于控制下模4沿着上下方向运动；所述投料机构包括料罐8以及设置在料斗7上的物料分配斗11，该物料分配斗11可沿着上下方向进行运动。
67.所述上驱动机构和下驱动机构均为油缸。
68.上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。