CN102371611B - 一种利用机械模具自动系统制作空腔构件的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用机械模具系统制作空腔构件的方法，采用本技术方案后，传输机械对模具和成型产品迅速快捷的定位运送、布料机械对模具进行迅速快捷的布料、高频震动机械保持高频震动，配合高强液压机械对模具内的水泥胶结料浆进行快速高效的压制成型，更有预先设定的程序控制各机械自动运行，实现了空腔构件的全自动化机械生产。本方法通过自动控制的机械化生产，削减空腔构件的生产时间，提高生产效率，压制成型的空腔构件即时可以脱模，使得生产和脱模时间由手工生产的4小时缩短至1分钟左右,且压制成型的空腔构件产品标准,密度大,强度大，外形美观，实现了机械化全自动生产，极大地提高了生产效率和社会经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用机械模具系统制作混凝土构件的方法，具体涉及现浇空腔楼盖中一种利用机械模具系统自动制作空腔构件的方法。
背景技术
目前在现浇空腔楼盖技术领域，通常采用空腔薄壁箱体构件浇注成型空腔楼盖，如发明人申报的ZL02282207.0 “薄壁箱体现浇空腹板用薄壁箱体”专利，依据该专利生产的薄壁箱体中空壁薄，质量轻强度大，应用到空腔楼盖工程时，如发明人申报的ZL200410082381.9“一种空腹小密肋楼盖”，空腔薄壁箱体在小密肋楼盖中形成中空层，可以达到节省建筑用混凝土、降低建筑层高、提升楼盖隔音效果、改善楼盖结构性能、提高抗裂防震能力等目的。
截至目前止，空腔楼盖用薄壁箱体均采用人工方式生产，如发明人申报的ZL200810132770.6 “一种制作现浇空腹楼盖中空腹构件的模具及方法”专利，该专利采用人工在组合模具中制作空腔构件的方法，采用改进后的模具生产空腔构件。采用该方法可以一次完成整个空腔构件的制造，构件中的混凝土砂浆的凝固时间能达到一致，能使制造的构件结合紧密，整个流程操作简单。
但由于该技术仍然未采用机械生产空腔构件, 手工生产的箱体几何尺寸容易产生偏差和厚薄不，产品密度不均匀, 制成的空腔构件产品密实度不够，容易出现破损，且手工制作空腔构件的无机胶凝材料需要有一定的流动性,含水量高,要等到无机胶凝材料发生固化反应凝结后才能脱模,一套模具的利用周期大于4小时,模具、场地占有量大,模具成本大, 手工生产效率低速率慢，不能形成大规模的工业化生产，满足不了蓬勃发展的空心楼盖市场对空腔构件--薄壁箱体的需求，满足不了空腔构件的工业化生产的要求。因此，开发一种可以利用机械模具系统一次性快速生产空腔构件的方法，已经成为空心楼盖领域的急需。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用机械模具系统自动制作空腔构件的方法，该方法采用全自动控制的机械系统组合，实现空腔构件的机械化自动生产，具有结构合理生产便捷、生产效率高、产品质量高、成本低的特点。
本发明的技术方案如下，一种利用机械模具系统自动制作空腔构件的方法，其特征在于包括以下步骤：
传输机械子系统将预备工作台面上托模装置的定位运送至工作台面；
第一压力机械子系统从初始位置向下定位运动至工作位置，将外模框、内模芯和成孔用模芯的连接体放置于托模装置上，外模框与托模装置上的壁环结合，形成模具的模体；
第一布料机械子系统通过布料通道进行水泥胶结料浆的布放；
高频震动系统保持震动，配合第一布料机械子系统快速完成水泥胶结料浆的布放；
第二压力机械子系统启动高强液压，从初始位置推动开口压环向下定位运动至工作位置，成壁用开口压环和成孔用开口压环压向布料通道，灌入的水泥胶结料浆在高频震动和液压的双重作用下迅速密实成型，完成空腔构件的压制；
第二压力机械子系统停止施压并保持静止，第一压力机械子系统带动外模框、内模芯和成孔用模芯的连接体向上定位运动，至初始位置后保持静止，模体反向分解完成；
第二压力机械子系统向上定位运动，带动开口压环定位移动至初始位置并保持静止；
压制成型的空腔构件装在托模装置中，通过传输机械子系统运离工作台面。
更为优选的，在传输机械子系统将预备工作台面上托模装置的定位运送至工作台面之前，由第二布料机械子系统对预备工作台上的托模装置进行预供料。
更为优选的，所述压制成型的空腔构件，在运离工作台面后，由制品养护子系统对其进行后期养护处理。
本发明的机械模具系统制作空腔构件方法，应用在空腹楼盖领域空腔构件的自动化生产中，通过特制的模具系统，组合采用生产机械中的传输机械、高频震动机械、布料机械、液压机械，利用预先设置好的预定程序，控制各系统的协调自动运行，实现了空腔构件的全自动化生产。
采用本发明专利技术方案后，传输机械对模具和成型产品迅速快捷的定位运送、布料机械对模具进行迅速快捷的布料、高频震动机械保持高频震动，配合高强液压机械对模具内的水泥胶结料浆进行快速高效的压制成型，更有预先设定的程序控制各机械自动运行，实现了空腔构件的全自动化机械压制成型。通过自动化机械生产空腔构件，削减了空腔构件的生产时间，提高了生产效率，水泥胶结料浆压制成型的空腔构件即时可以脱模，使得空腔构件生产和脱模时间由手工生产的4小时缩短至1分钟左右, 且压制成型的的空腔构件产品标准,密度大,强度大，外形美观，实现了工业化、机械化全自动生产，极大地提高了生产效率和社会经济效益。
附图说明
附图1为本发明中机械模具系统结构图。
附图2为本发明中模具子系统结构示意图。
附图3为本发明中托模装置结构示意图。
附图4为本发明中外模框、内模芯和成孔用模芯连接示意图。
附图5为本发明中开口压环结构示意图。
附图6为本发明中成壁用开口压环的断口面示意图。
附图7为本发明中机器模具系统布局示意图。
附图8为应用本发明生产的组合空腔构件结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一进说明。
本发明的技术方案是一种利用机械模具系统制作空腔构件的方法，附图1至7对本方法发明所采用的机械模具系统进行详细的说明：
如附图1所示，本发明的机械模具系统，由模具子系统、传输机械子系统、第一压力机械子系统、第一布料机械子系统、第二压力机械子系统、高频震动机械子系统、和自动控制子系统组成。
其中模具子系统由托模装置、外模框、内模芯、成孔用模芯和开口压环组成。 其中传输机械子系统用于控制托模装置的定位移动，以及成型产品的运离； 其中第一压力机械子系统，用于控制外模框、内模芯、成孔用模芯、托模装置围合成模具的模体、以及模体的相应反向分解； 其中第一布料机械子系统用于向模体内布放制作空腔构件的水泥胶结料浆； 其中第二压力机械子系统用于控制开口压环对模体内所布放水泥胶结料浆的压制成型； 其中高频震动机械子系统系统用于保持高频震动以配合第一布料机械子系统对模体的快速布放水泥胶结料浆、以及配合第二压力子系统对模体内水泥胶结料浆的快速压制成型； 其中自动控制子系统用于根据预先设定的程序控制其他子系统的自动运行。
为了优化机械模具系统效能，为了减少第一布料机械子系统对模体布放水泥胶结料浆的时间，还可以设置第二布料机械子系统，在传输机械子系统定位移动将托模装置送至工作台面的工序之前，由第二布料机械子系统对托模装置进行预先布放水泥胶结料浆，以节省后续第一布料机械子系统的布料时间。
为了优化机械模具系统效能，还可以增设制品养护子系统，用于对压制成型的空腔构件制品进行后期养护和处理。
附图2为本发明技术方案中模具子系统的结构示意图，如图2所示，模具子系统包括托模装置1、外模框2、内模芯3、开口压环4、成孔用模芯15。以下结合后续附图，对模具子系统的各组成部分进行详细的描述和分析：
图3为托模装置结构示意图，其中图3（a）为托模装置1的剖面图，图3（b）为托模装置1的俯视图。 如图3（a）所示，托模装置1包括底座5、壁环6、成孔用模座14，其中成孔用模座14为圆锥形模座，底座5和壁环6围成布放水泥胶结料浆的料池，可通过第二布料机械子系统对料池进行预先供料，或者在托模装置由传输机械子系统定位运送至工作台面后，由第一布料机械子系统对料池进行供料，料池内的的水泥胶结料在压制成型后，形成空腔构件的底板。壁环6的形状依据组合空腔构件底板的转角形状而定，在图3（a）中壁环为直角三角体壁环，此外壁环还可以设置成长方体壁环、正方体壁环或梯形体壁环。此外，还可以在底座5内侧表面设置有倒U形的凸条13，压制成型的空腔构件相应在表面形成凹槽；还可以在底座5内侧表面设置半球形凹坑16，压制成型的空腔构件相应在表面形成半球形凸起；还可以在底座5内侧表面设置内凹或外凸的字样，压制成型的空腔构相应在表面形成字样，从而实现产品商标或其他标志的轻松印制。 如图3（b）所示，壁环6设置在底座5上，壁环6在转角部位形成折线状的转角，直角三角体壁环6的斜面在内侧，和底座5围成向外上部外扩的水泥胶结料料池，底座5内侧设置有倒U形凸条13和凹坑16。
图4为外模框、内模芯、成孔用模芯连接示意图，其中图4（a）为连接的剖面图，图4（b）为连接俯视图。 如图4（a）所示，外模框2和内模芯3、内模芯3和成孔用模芯15之间通过定点方式连接，连接处通过连接件7连接，连接件7采用高强度的钢材或其他高强材料；成孔用模芯15下端设置有锥形模洞，锥形模洞和托模装置1上的圆锥形成孔用模座14相对应匹配；在外模框2与内模芯3之间、内模芯3和成孔用模芯15之间形成灌入水泥胶结料浆的布料通道8，布料通道8上端开口成漏斗状，漏斗状的开口方便水泥胶结料的快速灌入。料浆经压制成型后，在外模框2与内模芯3之间布料通道8内形成空腔构件的侧壁，在内模芯3和成孔用模芯15之间的布料通道形成空腔构件的管壁。在同其他系统连接时，外模框2通过框的支架连接第一压力机械系统的液压柱，压力机械通过液压柱的运动，控制外模框的定向运动。 如图4（b）所示，外模框2和内模芯3、内模芯3和成孔用模芯15之间通过连接件7定点连接，外模框2与内模芯3之间、内模芯3和成孔用模芯15之形成布料通道8。 此外还可以在内模芯3外侧设置有凹槽9，凹槽9的作用在于可以在压制成型的空腔构件上形成内肋，内肋可以对空腔构件的整体强度起到增强的效果。
图5为开口压环4结构示意图，其中图5（a）为开口压环4的仰视图，图5（b）为开口压环4的剖面图。如图5（a）所示，开口压环4由固定在压板10上的成壁用开口压环11和成孔用开口压环20组成，成壁用开口压环11和成孔用开口压环20在对应连接件7的部位形成开口12，开口12形成连接件7的行程通道，开口12的垂直高度大于外模框的高度，比较优选的为外模框高度的1.5-2倍。第二压力机械系统通过液压柱连接开口压环4的压板10，压力机械通过液压柱的运动，控制开口压环4的运动和施压。通过当进行组合空腔构件压制时，开口压环4在液压机械的推动下，压向外模框2和内模芯3之间的布料通道8，成壁用开口压环11进入布料通道8内，连接件7插入到开口12内，成壁用开口压环11将灌入布料通道8内的水泥胶结料压紧实，形成空腔构件密实的侧壁。此外还可以在成壁用开口压环11内侧设置凸条13，凸条13的作用在于和内模芯3上的凹槽9相匹配，从而在压制成型的空腔构件上形成内肋。
图6为成壁用开口压环11的断口面示意图，如图6（a）所示，成壁用开口压环11的断口面1101可以为变形面，如图6（b）所示，断口面1101为斜面，如图6（c）所示，断口面1101为平面。在进行空腔构件压制时，成壁用开口压环11压向外模框2和内模芯3之间的布料通道8，布料通道内的水泥胶结料依成壁用开口压环11断口面1101的形状，形成空腔构件的侧壁接口，如图8所示，空腔构件的侧壁接口相应也可以为变形面、斜面和平面。接口相互匹配的空腔构件叠合形成完整的可直接应用到空心楼盖中的组合空腔构件。
图7为本发明的机器模具系统布局示意图，在工作台面下安装有传输机械子系统A,第一压力机械子系统B连接外模框2，第一布料机械子系统C负责对外模框2内进行供料，第二压力机械子系统连接开口压环4，在工作台面下还安装有高频震动系统E，此外还可以设置第二布料机械子系统F，负责对托模装置1进行预供料，自动控制子系统G控制所有系统的自动运行。
本发明技术方案实施时，该利用机械模具系统制作空腔构件的方法步骤如下：
将托模装置1放置在预备工作台面上，由第二布料机械子系统将托模装置1的料池灌满，灌料完毕后托模装置1通过传输机械子系统定位运送至工作台；
或者不经灌料，托模装置1直接通过传输机械子系统定位运送至工作台面；
第一压力机械子系统从初始位置向下定位运动至工作位置，将外模框2、内模芯3和成孔用模芯15的连接体放置于托模装置1上，外模框2与托模装置1上的壁环6接触、结合、封闭，成孔用模芯15叠合于成孔用模座14上形成模具的模体；
由第一布料机械子系统通过布料通道8进行水泥胶结料浆的布放；
高频震动机械子系统系统保持震动，配合第一布料机械子系统快速完成水泥胶结料浆的布放；
灌料完成后，第二压力机械子系统启动高强液压，从初始位置推动开口压环4向下定位运动至工作位置，成壁用开口压环11压向布料通道8，灌入的水泥胶结料浆在高频震动和液压的双重作用下迅速密实成型，完成空腔构件的压制；
第二压力机械子系统停止压制并保持静止，第一压力机械子系统带动外模框2、内模芯3和成孔用模芯15的连接体向上定位运动，相应连接件7顺着开口压环4的开口12向上运动，第一压力机械子系统运动至初始位置并保持静止，模体反向分解完成；
第一压力机械子系统保持静止后，第二压力机械子系统向上运动，带动开口压环4定位移动至初始位置并保持静止；
压制成型的空腔构件装在托模装置1中，通过传输机械子系统运离工作台面。
前述为空腔构件的一个全自动完整周期，在成型空腔构件运离的同时，下一空腔构件已经进入到压制阶段，周而复始实现空腔构件的流水化生产。
自动控制子系统控制其他子系统自动运行以上工序。
运离工作台面的成型的空腔构件，还可以运送到制品养护子系统进行后期处理养护。
图8为应用本机械模具系统生产的组合空腔构件结构图，如图8（a）所示，压制成型的空腔构件的侧壁接口为变形面，如图8（b）所示，接口为斜面，如图8（c）所示，接口为平面，两个匹配的空腔构件组合，形成封闭的组合空腔构件，其中之一空腔构件的表面上有凹槽，该凹槽系水泥胶结料浆依托模装置1上的底座5内侧表面的倒U形凸条13形成的，其中之一空腔构件的表面上有圆球形突起，该圆球形突起水泥胶结料浆依托模装置1上的底座5内侧表面的半圆球形凹坑16形成。图8中的空腔构件组合后即可直接使用于现浇空腹楼盖的浇筑。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而末脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (3)
1.一种利用机械模具自动系统制作空腔构件的方法，其特征在于包括以下步骤：
传输机械子系统将预备工作台面上托模装置的定位运送至工作台面；
第一压力机械子系统从初始位置向下定位运动至工作位置，将外模框、内模芯和成孔用模芯的连接体放置于托模装置上，外模框与托模装置上的壁环结合，形成模具的模体；
第一布料机械子系统通过布料通道进行水泥胶结料浆的布放；
高频震动机械子系统保持震动，配合第一布料机械子系统快速完成水泥胶结料浆的布放；
第二压力机械子系统启动高强液压，从初始位置推动开口压环向下定位运动至工作位置，成壁用开口压环和成孔用开口压环压向布料通道，灌入的水泥胶结料浆在高频震动和液压的双重作用下迅速密实成型，完成空腔构件的压制；
第二压力机械子系统停止施压并保持静止，第一压力机械子系统带动外模框、内模芯和成孔用模芯的连接体向上定位运动，至初始位置后保持静止，模体反向分解完成；
第二压力机械子系统向上定位运动，带动开口压环定位移动至初始位置并保持静止；
压制成型的空腔构件装在托模装置中，通过传输机械子系统运离工作台面。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在传输机械子系统将预备工作台面上托模装置的定位运送至工作台面之前，由第二布料机械子系统对预备工作台上的托模装置进行预供料。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述压制成型的空腔构件，在运离工作台面后，由制品养护子系统对其进行后期养护处理。
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