一种塑料地球仪半球面的成型方法
阅读说明：本技术 一种塑料地球仪半球面的成型方法 (Method for forming hemispherical surface of plastic globe ) 是由 王国友 于 2020-11-02 设计创作，主要内容包括：一种塑料地球仪半球面的成型方法,包括以下步骤,将塑料片置于平台面上,盖住台面开口；上模体盖住塑料片,使成型凹部对准塑料片上的半球图案；成型凸部经加热后从台面开口伸出,塑料片表面受热变形而被顶入至成型凹部中；塑料片中部凸起,将塑料片在球面制作腔中制得成型片体；将能实现塑料片网格状间隔加热的成型凸粒分布在所述成型凸部外表面上,当所述成型凸部将置于加工面上的塑料片顶入至成型凹部中时,任意成型凸粒之间的成型凸部顶面与塑料片底面之间留有空隙。本发明的优点在于：改变了成型凸部的表面结构,当塑料片拉伸成型过程中,任一处直接受热的塑料片区域能与其他区域保持良好的位置关系,避免塑料片表面的地图图案变形。(A method for forming the hemispherical surface of plastic globe includes such steps as putting a plastic sheet on the surface of platform to cover the opening on said surface; the upper mold body covers the plastic sheet, so that the molding concave part is aligned to the hemispherical pattern on the plastic sheet; the molding convex part extends out of the opening of the table top after being heated, and the surface of the plastic sheet is heated and deformed to be pushed into the molding concave part; the middle part of the plastic sheet is raised, and the plastic sheet is made into a molded sheet body in the spherical surface manufacturing cavity; the plastic sheet forming convex grains capable of realizing grid-shaped interval heating of the plastic sheet are distributed on the outer surface of the forming convex part, and when the forming convex part pushes the plastic sheet arranged on the processing surface into the forming concave part, a gap is reserved between the top surface of the forming convex part between any two forming convex grains and the bottom surface of the plastic sheet. The invention has the advantages that: the surface structure of the forming convex part is changed, and when the plastic sheet is stretched and formed, the plastic sheet area directly heated at any position can keep a good position relation with other areas, so that the map pattern on the surface of the plastic sheet is prevented from being deformed.)
技术领域
本发明涉及一种塑料地球仪制作技术领域，尤其指一种塑料地球仪半球面的成型方法。
背景技术
现有一种申请号为CN201911154968.9名称为《地球仪组装机》的中国发明专利申请公开了一种地球仪组装机，包括压合点胶装置、第一移送装置、胶水风干装置、第二移送装置、冷热贴合装置和冲切废料和钻孔装置，将南北半球的壳体和地图放在压合点胶装置上进行压合，第一移送装置将压合后的南北半球移动至压合点胶装置的点胶处进行点胶并将点胶后的南北半球移送至胶水风干装置上，胶水风干装置对南北半球上的胶水进行风干，第二移动装置将风干后的南北半球移送至壳冷热贴合装置经过热胀冷缩将南北半球上的地图精密贴合在壳体上，第二移动装置将贴合后的南北半球移送至冲切废料和钻孔装置上进行裁切。该发明中的地球仪组装机能够对南北半球的壳体和地图贴合组装，提高了生产效率和生产产品的质量。然而，该组装机的压合机构是直接将印有地图的外球面压合在半球壳形球胆上，地图原本为平面，如果将地图直接压合在半球壳形球胆上，会导致压合后的外球面图案变形，部分比例失真，地图显示效果不理想，而如果先将地图做成半球面，则该发明申请未公开制作方法，也未公开实现这种方法的具体结构，现有技术中如果要将地图做成半球面，需要在半球形的加工面上添加滑石粉来避免地图受热不均导致的图案变形，这就造成生产场地灰尘飞扬，不环保、效率低，而且装置清洁不方便，因此该组装机的结构还需进一步改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种外球面拉伸成型效率高，变形小、制作效果好，绿色环保的塑料地球仪半球面的成型方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：本塑料地球仪半球面的成型方法，包括以下步骤，
一、将用于制作半球面的塑料片置于下模体的平台面上，有半球图案的塑料片区域盖住平台面上的台面开口；
二、上模体盖住塑料片，使上模体底部的成型凹部对准塑料片上的半球图案；
三、下模体中的成型凸部经加热后从台面开口伸出，塑料片表面受热变形而被顶入至成型凹部中；
四、塑料片中部凸起，将塑料片在成型凸部的外表面与成型凹部的内壁之间形成的球面制作腔中制得带半球面形的成型片体；
其特征在于：将能实现塑料片网格状间隔加热的成型凸粒分布在所述成型凸部外表面上，当所述成型凸部将置于加工面上的塑料片顶入至成型凹部中时，任意成型凸粒之间的成型凸部顶面与塑料片底面之间留有空隙。
作为改进，在所述下模体的顶部设置有平台板，所述平台面是平台板的顶面，所述台面开口是贯穿平台板的板体通孔。
进一步改进，所述板体通孔为两个，所述成型凹部为两个，并分别与各自的板体通孔相对应，所述成型凸部为两个，并分别设置在各自的板体通孔内。
进一步改进，在两个板体通孔之间的平台板上设置有切割槽，在所述切割槽中设置有能沿切割槽移动的切割刀，所述切割刀的刀尖伸出切割槽顶部开口，所述切割刀与能驱动切割刀相对切割槽移动的切割刀驱动机构相连接。
作为改进，在所述成型凸部的顶端设置有能与塑料片上的极轴孔相插接的定位体。
进一步改进，在所述成型凸部的顶端设置有安装定位体的凹槽，所述定位体的底部经弹性机构连接在凹槽中，定位体顶面伸出凹槽开口，能与极轴孔相插接的定位体凸部位于定位体顶面上，在所述成型凹部的底面上设置有能将定位体顶面按入凹槽开口中的按压机构。
进一步改进，所述按压机构包括驱动气缸和按压套，所述驱动气缸连接在上模体上，在所述成型凹部的中部设置有凹部通孔，所述驱动气缸的气缸杆的底端穿过凹部通孔与按压套的顶部相连接，在所述按压套的底部设置有能套入定位体凸部的按压套凹部。
作为改进，所述上模体和下模体设置在同一机架上，所述上模体是能沿机架导柱上下移动的移动板，所述模体驱动机构是模体驱动气缸，所述模体驱动气缸的驱动杆与移动板相连接，在所述移动板的底部设置有成型座，所述成型凹部位于成型座的底面上，在所述成型座的底面中部设置有座体通孔，所述按压机构的底端穿置在座体通孔中。
进一步改进，所述成型座包括第一座体和第二座体，在所述第一座体的底部设置有能伸入第二座体顶部的凹腔，在凹腔四周的第一座体的底面上分布有螺纹孔，所述第二座体的底部侧壁上设置有连接环，在所述连接环上分布有螺纹通孔，所述第二座体经连接环连接在第一座体上，在所述第一座体的凹腔内壁与第二座体的外壁之间留有半球壳形空腔。
作为改进，所述凸部驱动机构包括移动座，驱动丝杆和驱动电机，所述驱动电机与驱动丝杆传动相连接，所述移动座能沿驱动丝杆上下移动地套置在驱动丝杆上，所述成型凸部能脱卸地连接在移动座上。
与现有技术相比，本发明的优点在于：改变了成型凸部的表面结构，通过凹凸设置的成型凸部表面结构，使塑料片的待加热区域被划分成网格状单元并间隔加热，塑料片与成型凸粒贴合处为直接受热，塑料片与未设置成型凸粒的成型凸部表面之间为间接导热，直接受热塑料片区域受到四周间接导热塑料片区域的限位作用，因此当塑料片拉伸成型过程中，任一处直接受热的塑料片区域能与其他区域保持良好的位置关系，避免塑料片表面的地图图案变形，克服了现有技术中成型凸部表面不添加滑石粉导致塑料片受热不均图案变形的技术问题，省去了滑石粉的使用，显著改善了生产环境，绿色环保，并且省去滑石粉后，制作工序减少，生产效率也相应提高；塑料片的定位通过定位体和按压机构实现，提高半球体制作精度，同时，按压机构可以实现定位体的自动向下位移，提高效率，减少人力成本；按压机构封闭抽真空腔上方的穿过气缸杆的通孔，定位体能封闭凹槽底部的连通孔，实现球面制作腔内的密封，使塑料片拉伸后能吸附在成型凹部上，实现成型加工后塑料片与成型凸部的自动分离；还可以优选为同时制作南北半球，进一步提高效率，并且还可以通过切割机构将成型的塑料片自动切开，方便下一步加工。
附图说明
图1为本发明实施例的立体图；
图2为图1处于另一个角度的立体图；
图3是图2处于另一个角度的立体图；
图4是图1中成型凹部盖住平台面时的立体图；
图5是图4的俯视图；
图6是图5中按压机构未按压定位体时沿A-A线的剖面图；
图7是图5中沿B-B线的剖面图；
图8是图1的结构分解图；
图9是图6中I部分的放大图；
图10是图9中放入塑料片时的结构示意图；
图11是图7中II部分的放大图；
图12是图8中III部分的放大图；
图13是图9中IV部分的放大图；
图14是图10中V部分的放大图；
图15是图14中VI部分的放大图；
图16是图1中成型凸部表面成型凸粒的分布示意图；
图17是图16中采用另一种成型凸粒分布方式的分布示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1至图15所示，本实施例的塑料地球仪半球面的成型方法，包括以下步骤，
一、将用于制作半球面的塑料片8置于下模体1的平台面11上，有半球图案的塑料片8区域盖住平台面11上的台面开口111；
二、上模体2盖住塑料片8，使上模体2底部的成型凹部22对准塑料片8上的半球图案；
三、下模体1中的成型凸部3经加热后从台面开口111伸出，塑料片8表面受热变形而被顶入至成型凹部22中；
四、塑料片8中部凸起，将塑料片8在成型凸部3的外表面与成型凹部22的内壁之间形成的球面制作腔23中制得带半球面形的成型片体；
其中，将能实现塑料片8网格状间隔加热的成型凸粒31分布在成型凸部3外表面上，当成型凸部3将置于加工面上的塑料片8顶入至成型凹部22中时，任意成型凸粒31之间的成型凸部3顶面与塑料片8底面之间留有空隙。
还可以优选，在步骤三中当塑料片8被顶起一定高度时，上模体2的抽真空腔203抽真空，进而使成型凹部22中抽真空，塑料片8被吸附在成型凹部中。这样成型凸部3在加工后回退时，塑料片8吸附在成型凹部中与成型凸部3的顶面相分离，实现塑料片的自动脱出。待成型凸部3回退后，抽真空结束，成型凹部22处恢复常压，塑料片8与上模体2也自动分离。上述的一定高度是指塑料片8被顶起至处于贴近成型凹部22底面时的高度。上述的一定高度通常指塑料片8与成型凹部22底面之间的间距为0～5mm。
本方法采用的塑料地球仪半球面的成型装置的具体结构为，成型装置包括下模体1和能相对下模体1上下移动的上模体2，上模体2与模体驱动机构21相连接，在上模体2的底部设置有能适配半球面的成型凹部22，下模体1的顶面是能放置制作半球面的塑料片8的平台面11，在平台面11上且与成型凹部22对应位置处设置有台面开口111，在台面开口111内设置有能适配半球面的成型凸部3，成型凸部3与能加热成型凸部3外表面的加热机构相连接，成型凸部3经凸部驱动机构4与下模体1相连接，当成型凹部22盖住台面开口111且成型凸部3经凸部驱动机构4伸出台面开口111而伸入至成型凹部22中时，成型凸部3的外表面与成型凹部22的内壁之间形成为制作半球面的球面制作腔23，在成型凸部3外表面上分布有能实现塑料片8网格状间隔加热的成型凸粒31，当成型凸部3将置于平台面11上的塑料片8顶入至成型凹部22中时，任意成型凸粒31之间的成型凸部3顶面与塑料片8底面之间留有空隙。网格状间隔加热是指将待加热面划分成网格状单元9，一个网格状单元9直接加热，该直接加热单元的前后左右单元不直接加热，同理，一个网格状单元9不直接加热，则该不直接加热单元的前后左右单元直接加热，该种分布方式无限延伸并在与半球对应的圆形外轮廓处截断，图16和图17所示，是两种较为常见的网格状划分方法。加热机构可以是直接套置在成型凸部3的凹槽中的电热线圈，电热线圈通过线路与电源相连接。加热机构也可以采用其他能实现成型凸部3表面热传导的加热器，加热机构的具体结构属于公知技术，故不再详细描述。
成型凸粒31可以通过模压方式一次成型在成型凸部3的外表面上，也可以通过喷砂方式在成型凸部3的表面上，在成型凸部3表面制作成型凸粒31的具体制作方法属于现有技术，根据成型凸部3的具体材料选择适当的制作方法即可，故不再详细描述。
在下模体1的顶部设置有平台板10，平台面11是平台板10的顶面，台面开口111是贯穿平台板10的板体通孔。板体通孔为两个，成型凹部22为两个，并分别与各自的板体通孔相对应，成型凸部3为两个，并分别设置在各自的板体通孔内。在两个板体通孔之间的平台板10上设置有切割槽101，在切割槽101中设置有能沿切割槽101移动的切割刀102，切割刀102的刀尖伸出切割槽101顶部开口，切割刀102与能驱动切割刀102相对切割槽101移动的切割刀驱动机构5相连接。切割刀驱动机构5包括切割刀驱动气缸，安装切割刀102的切割刀安装座51以及切割刀102。切割刀安装座51的底部设置在下模体1的板体103上，切割刀安装座51的侧部与切割刀驱动气缸的气缸杆相连接，气缸杆推动切割刀安装座51在板体103上前后移动，从而使切割刀102的尖端沿切割槽101前后移动，将成型后的塑料片中部切开，形成两个独立的带凸起半球面的塑料片。
在成型凸部3的顶端设置有能与塑料片上的极轴孔相插接的定位体32。在成型凸部3的顶端设置有安装定位体32的凹槽33，定位体32的底部经弹性机构34连接在凹槽33中，定位体32顶面伸出凹槽33开口，能与极轴孔相插接的定位体凸部321位于定位体32顶面上，在成型凹部22的底面上设置有能将定位体32顶面按入凹槽33开口中的按压机构。在所述凹槽33的底部设置有连通球面制作腔23与下模体外部的连通孔35，当按压机构向下按压定位体32时，定位体32的底面封闭连通孔35。弹性机构34可以是弹簧。按压机构封闭连通孔35从而保持塑料片8处于密封腔体中。
按压机构包括驱动气缸6和按压套61，驱动气缸6连接在上模体2上，在成型凹部22的中部设置有凹部通孔，驱动气缸6的气缸杆62的底端穿过凹部通孔与按压套61的顶部相连接，在按压套61的底部设置有能套入定位体凸部321的按压套凹部611。
上模体2和下模体1设置在同一机架7上，上模体2是能沿机架导柱71上下移动的移动板，模体驱动机构21是模体驱动气缸，模体驱动气缸的驱动杆与移动板相连接，在移动板的底部设置有成型座20，成型凹部22位于成型座20的底面上，在成型座20的底面中部设置有座体通孔，按压机构的底端穿置在座体通孔中。成型座20包括第一座体201和第二座体202，在第一座体201的底部设置有能伸入第二座体202顶部的凹腔，在凹腔四周的第一座体201的底面上分布有螺纹孔，第二座体202的底部侧壁上设置有连接环，在连接环上分布有螺纹通孔，第二座体202经连接环连接在第一座体201上，在第一座体201的凹腔内壁与第二座体202的外壁之间留有抽真空腔203。抽真空腔203与抽真空机构的抽气口相连通。抽真空机构的具体结构属于公知技术，故不再详细描述。当成型凸部3将塑料片顶起到一定高度时，塑料片由于抽真空腔203中的抽气作用被吸附在成型凹部22的底面上，这样成型凸部3回退时，制作出半球面的塑料片不会跟随成型凸部3回退而是吸附在成型凹部22中，在成型凸部3回退后，抽真空停止，塑料片与成型凹部22分离，从而实现塑料片与上模体和成型凸部3的自动分离。按压机构与定位体相配合既起到了定位塑料片8位置的作用，按压机构将定位体32向下按动至盖住连通孔35，从而使球面制作腔23密封，保障了球面制作腔23的密封效果，使塑料片能有效地吸附在成型凹部22上。在机架7的顶板上设置有能穿过驱动气缸6缸体的通孔，当模体驱动机构21将上模体2升起时，驱动气缸6的缸体穿过通孔伸到顶板的上方。
凸部驱动机构4包括移动座41，驱动丝杆42和驱动电机43，驱动电机43与驱动丝杆42传动相连接，移动座41能沿驱动丝杆42上下移动地套置在驱动丝杆42上，成型凸部3能脱卸地连接在移动座41上。
可以通过控制器实现对凸部驱动机构4、模体驱动机构21、加热机构、按压机构以及切割刀驱动机构5的自动控制，控制器的具体电路结构属于现有技术，故不再详细描述。
工作原理：将塑料片放置在平台面上，将上模体与下模体盖合，加热后的成型凸部升起而将塑料片顶入上模体的成型凹部中，从而出制作半球面。在成型凸部的表面上分布有成型凸粒，塑料片在拉伸成型时底面贴合在成型凸粒上进行加热，与成型凸粒相贴合的塑料片直接受热，因此该处塑料片具有较大的变形趋势，而任意成型凸粒之间的成型凸部表面因为与塑料片之间留有空隙，因此该处的塑料片不直接受热，仅接受少量直接受热处塑料片的热传导作用，变形微小。这样使得直接受热处的塑料片在受热延伸时仍能保持在原先的地图图案位置上，塑料片上的整体地图图案能保持良好的显示效果，避免比例失真和图案变形，省去了现有技术中为避免受热不均而使用的滑石粉，改善了操作环境，成型效率也相应提高。
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