吹塑成型模具

1、第11章氣動(dòng)成形模具1、中空吹塑成形模具塑料的中空成形是指用壓縮空氣吹成中空容器和用真空吸成殼體容器而言。吹塑中空容器主要用于制造薄壁塑料瓶、桶以及玩具類塑件。吸塑中空容器主要用于制造薄壁塑料包裝用品、杯、碗等一次性使用的容器。中空吹塑成形是把塑性狀態(tài)的塑料型坯置于模具內(nèi)，壓縮空氣注入型坯中將其吹漲，使吹漲后制品的形狀與模具內(nèi)腔的形狀相同，冷卻定型后得到需要的產(chǎn)品。根據(jù)成形方法的不同，可分為擠出吹塑成形、注射吹塑成形、注射拉伸吹塑成形、多層吹塑成形、片材吹塑成形等形式。(1) 中空吹塑成形工藝分類 擠出吹塑成形擠出吹塑成形是成形中空塑件的主要方法。首先擠出機(jī)擠出管狀型坯；截取一段管坯趁熱將其放

2、入模具中，閉合對(duì)開式模具的同時(shí)夾緊型坯上下兩端；向型腔內(nèi)通入壓縮空氣，使其膨脹附著模腔壁而成形，然后保壓；最后經(jīng)冷卻定型，便可排除壓縮空氣并開模取出塑件。擠出吹塑成形模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資少，操作容易，適合多種塑料的中空吹塑成形。缺點(diǎn)是壁厚不易均勻，塑件需后加工去除飛邊。圖11-1擠出吹塑成型1-擠出機(jī)頭；2-吹塑模；3-管狀型坯；4-壓縮空氣管；5-塑件 注射吹塑成形注射吹塑成形是用注射機(jī)在注射模中制成型坯，然后把熱型坯移入中空吹塑模具中進(jìn)行中空吹塑。首先注射機(jī)在注射模中注入熔融塑料制成型坯；型芯與型坯一起移入吹塑模內(nèi)，型芯為空心并且壁上帶有孔;從芯棒的管道內(nèi)通入壓縮空氣，使型坯吹漲并貼于模具的

3、型腔壁上；保壓、冷卻定型后放出壓縮空氣，并且開模取出塑件。經(jīng)過注射吹塑成形的塑件壁厚均勻，無飛邊，不需后加工，由干注射型坯有底，因此底部沒有拼和縫，強(qiáng)度高，生產(chǎn)效率高，但是設(shè)備與模具的價(jià)格昂貴，多用于小型塑件的大批量生產(chǎn)。圖11-2注射吹塑成型1-注塑機(jī)噴嘴；2-注塑型坯；3-空心凸模；4-加熱器；5-吹塑模；6-塑件 注射拉伸吹塑成形圖11-3 注射拉伸吹塑成型1-注塑機(jī)噴嘴；2-注塑模；3-拉伸芯棒（吹管）；4-吹塑膜具；5-塑件注射拉伸吹塑成形與注射吹塑成形比較，增加了延伸這一工序。首先注射一空心的有底的型坯；型坯移到拉伸和吹塑工位，進(jìn)行拉伸；吹塑成形、保壓；冷卻后開模取出塑件。還有另外

4、一種注射拉伸吹塑成形的方法，即冷坯成形法，型坯的注射和塑件的拉伸吹塑成形分別在不同設(shè)備上進(jìn)行，型坯注射完以后，再移到吹塑機(jī)上吹塑，此時(shí)型坯已散發(fā)一些熱量，需要進(jìn)行二次加熱，以確保型坯的拉伸吹塑成形溫度，這種方法的主要特點(diǎn)是設(shè)備結(jié)構(gòu)相對(duì)較簡(jiǎn)單。 多層次吹塑成形多層吹塑是指不同種類的塑料，經(jīng)特定的擠出機(jī)頭擠出一個(gè)坯壁分層而又黏結(jié)在一起的型坯，再經(jīng)吹塑制得多層中空塑件的成形方法。發(fā)展多層吹塑的主要目的是解決單獨(dú)使用一種塑料不能滿足使用要求的問題。例如單獨(dú)使用聚乙烯，但它的氣密性較差，所以其容器不能盛裝帶有香味的食品，而聚氯乙烯的氣密性優(yōu)于聚乙烯，可采用外層為聚氯乙烯、內(nèi)層為聚乙烯的容器，氣密性好且無

5、毒。 片材吹塑成形片材吹塑成形如圖9.4所示。將壓延或擠出成形的片材再加熱，使之軟化，放入型腔，合模在片材之間通人壓縮空氣而成形出中空塑件。圖9.4a為合模前的狀態(tài)，圖9.4b為合模后的狀態(tài)。圖11-4片狀吹塑中空成型(2) 吹塑塑件設(shè)計(jì)中空成形時(shí)，需要確定的是塑件的吹脹比、延伸比、螺紋、塑件上的圃角、支承面及外表面等。 吹脹比吹脹比是指塑件最大直徑與型坯直徑之比。實(shí)踐表明，吹脹比越大，塑料瓶的橫向強(qiáng)度越高，但只能在一定的范圍內(nèi)。型坯斷面形狀一般要做成與塑件的外形輪廓大體一致，如吹塑圓形截面的瓶子型腔截面應(yīng)是管形；若吹塑方桶或矩形桶，則型坯斷面應(yīng)制成方管狀或矩形管狀；其目的是使型坯各部位塑料的

6、吹脹情況趨于一致。 延伸比在注射拉伸吹塑中，塑件的長(zhǎng)度與型坯的長(zhǎng)度之比。延伸比確定后，型坯的長(zhǎng)度就能確定。實(shí)驗(yàn)證明，延伸比越大的塑件，即相同型坯長(zhǎng)度而生產(chǎn)出壁厚越薄的塑件，其縱向的強(qiáng)度越高。也就是延伸比和吹脹比越大，得到的塑件強(qiáng)度越高。在實(shí)際生產(chǎn)中，必須保證塑件的實(shí)用剛度和實(shí)用壁厚。 螺紋吹塑成形的螺紋通常采用梯形或半圓形的截面，而不采用細(xì)牙或粗牙螺紋，這是因?yàn)楹笳唠y以成形。為了便于塑件上飛邊的處理，在不影響使用的前提下，螺紋可制成斷續(xù)狀的即在分型面附近的一段塑件上不帶螺紋。 圓角吹塑成形甥件的角隅處不允許設(shè)計(jì)成尖角，如其側(cè)壁與底部的交接部分一般設(shè)計(jì)成圓角，因?yàn)榧饨请y于成形。對(duì)于一般容器的圓角

7、，在不影響使用的前提下，圓角以大為好，圓角大壁厚則均勻，對(duì)于有造型要求的產(chǎn)品，圓角可以減小。 塑件支撐面在設(shè)計(jì)塑料容器時(shí)，不可以整個(gè)平面作為塑件支承面應(yīng)盡量減小底部的支承面，特別要減少結(jié)合縫作為支承面，因?yàn)榍锌诘拇嬖趯⒂绊懰芗胖闷椒€(wěn)。 塑件的外表面吹塑塑件大部分都要求外表面的藝術(shù)質(zhì)量。如雕刻圖案、文字和容積刻度等。有的要做成鏡面等。這就要求對(duì)模具的表面進(jìn)行藝術(shù)加工。其加工方式如下：a) 用噴砂做成緘面；b) 用鍍鉻拋光做成鏡面；c) 用電鑄方法鑄成模腔殼體然后嵌入模體；d) 用鋼材熱處理后的碳化物組織形狀，通過酸腐蝕做成類似皮革紋；e) 用涂覆感光材料后經(jīng)過感光顯影腐蝕等過程做成花紋。成形聚

8、氯乙烯塑件的模具型腔表面，最好采用噴砂處理過的粗糙表面，因?yàn)榇植诘谋砻嬖诖邓艹尚芜^程中可以存儲(chǔ)一部分空氣，可避免塑件在脫模時(shí)產(chǎn)生吸真空現(xiàn)象。有利于塑件脫模，并且粗糙的型腔表面并不妨礙塑件的外觀，表面粗糙程度類似于磨砂玻璃。 塑件收縮率通常容器類的塑料制品對(duì)精度要求不高成形收縮率對(duì)塑件尺寸影響不大，但對(duì)有刻度的定容量的瓶子和螺紋制品，收縮率有相當(dāng)?shù)挠绊憽?3) 吹塑模具設(shè)計(jì) 上吹口式 下吹口式圖11- 上吹口模具結(jié)構(gòu) 圖11-下吹塑模具結(jié)構(gòu)1-口部鑲塊；2-底部鑲塊； 3、6-余料槽； 1、6-余料槽；2-底部鑲塊；3-螺釘； 4-導(dǎo)柱；5-冷水管道 4-冷水管；5-導(dǎo)柱；7-瓶頸（吹口）鑲塊模

9、具設(shè)計(jì)要點(diǎn)：a) 模口?？谠谄款i板上是吹管的人口，也是塑件的瓶口，吹塑后對(duì)瓶口尺寸進(jìn)行校正和切除余料?？诓?jī)?nèi)徑校正是由裝在吹管外面的校正芯棒，通過模口的截?cái)嗖糠?，同時(shí)進(jìn)行校正和截?cái)嗟摹) 夾坯口夾坯口也稱切口。擠出吹塑過程中，模具在閉合的同時(shí)需將型口將余料切除，因此在模具相應(yīng)部位要設(shè)置夾坯口。切口部分的制造是關(guān)鍵部位，切口接合面的表面粗糙度值要盡可能地減小，熱處理后要經(jīng)過磨削和研磨加工，在大量生產(chǎn)中應(yīng)鍍硬鉻拋光。c) 余料槽型坯在刃口的切斷作用下，會(huì)有多余的塑料被切除，它們將容納在余料槽內(nèi)。余料槽通常設(shè)在切口的兩側(cè)，其大小應(yīng)依型坯夾持后余料的寬度和厚度來確定，以模具能嚴(yán)密閉合為準(zhǔn)。d) 排氣

10、孔(槽)模具閉合后，型腔呈封閉狀態(tài)，應(yīng)考慮在型坯吹脹時(shí)，模具內(nèi)原有空氣的排出問題。排氣不良會(huì)使塑件表面出現(xiàn)斑紋、麻坑和成形不完全等缺陷。為此，吹塑模還要考慮設(shè)置一定數(shù)量的排氣孔(槽)。一般開設(shè)在模具的分型面上和模具的“死角部位”(如在多面角部位或圓瓶的肩部)。e) 冷卻吹塑模具的溫度一般控制在20-50度，冷卻要求均勻。f) 鎖模力鎖模力的大小應(yīng)使兩個(gè)半模閉合嚴(yán)密，應(yīng)大于脹模力。 2、真空成形模具(1) 真空成形工藝分類 凹模真空成形首先將塑料板材置于模具上方將其四周固定并進(jìn)行加熱軟化，然后在模具下方抽真空，抽出板材與模具之間空隙中的空氣，使軟化的板材緊密地貼臺(tái)在模具，當(dāng)塑件冷卻后，冉從模具下

11、方充入空氣，取出塑件。用凹模成形法成形的塑件外表面尺寸精度較高，一般用于成形深度不大的塑件。如果塑件深度很大時(shí)，特別是小型塑件，其底部轉(zhuǎn)角處會(huì)明顯變薄。多型腔的凹模真空成形比相同個(gè)數(shù)的凸模真空成形節(jié)省原料，因?yàn)榘寄ＤＧ婚g距可以較近，用同樣面積的塑料板，可以加工出更多的塑件。圖11-凹模真空成型 凸模真空成形有些要求底部厚度不減薄的吸塑件，可以用凸模真空成形，被夾緊的塑料板在加熱器下加熱軟化，當(dāng)加熱后的片材首先接觸凸模時(shí)，即被冷卻而失去減薄能力。當(dāng)材料繼續(xù)向下移動(dòng)，一直到完全與凸模接觸；抽真空開始，邊緣及四周都由減薄而成形。凸模真空成形多用于有凸起形狀的薄壁塑件，成形塑件的內(nèi)表面尺寸精度較高。圖

12、11-凸模真空成型 凹、凸模先后抽真空成形凹凸模先后抽真空成形首先把塑料板緊固在凹模上加熱，軟化后將加熱器移開，然后通過凸模吹人壓縮空氣，而凹模抽真空使塑料板鼓起，最后凸模向下插入鼓起的塑料板中并且從中抽真空，同時(shí)凹模通人壓縮空氣，使塑料板貼附在凸模的外表面而成形。該成形方法，由于將軟化了的塑料板吹鼓，使板材延伸后再成形，故壁厚比較均勻，可用成形深型腔塑件。圖11-凹凸模先后抽真空成型 吹泡抽真空成形首先將片材加熱，然后向密閉箱內(nèi)送壓縮空氣。熱片材向外吹漲，再將凸模升起，與片材之間形成密閉狀態(tài)；最后由凸模上的氣孔抽真空，利用外面的大氣壓力使它成形。圖11-吹泡真空成型 輔助凸模真空成形(柱塞下

13、推真空成形)圖11- 下向真空成型輔助凸模真空成形分為下向真空成形和上向真空成形。下向真空成形首先將固定于凹模的塑料板加熱至軟化狀態(tài)；接著移開加熱器，用輔助凸模將塑料板推下，這凹模里的空氣被壓縮，軟化的塑料板由于輔助凸模的推力和型腔內(nèi)封閉的空氣移動(dòng)而延伸；然后凹模抽真空成形。(2) 真空成形塑件設(shè)計(jì)真空成形對(duì)于塑件的幾何形狀、尺寸精度、塑件的深度與寬度之比、圓角、脫模斜度、加強(qiáng)肋等都有具體要求。 塑件的幾何形狀和尺寸要求用真空成形方法成形塑件，成形后冷卻收縮率較大，很難得到較高的尺寸精度。一般凸模真空成形時(shí)，塑件內(nèi)部尺寸精確；而凹模真空成形時(shí)，塑件外部尺寸精確。 塑件的深度H與寬度(或直徑)D

14、之比塑件的深度H與寬度(或直徑)D之比稱為引伸比，引伸比在很大程度上反映了塑件成形的難易程度。引伸比越大，成形越難。引伸比和塑件的均勻程度有關(guān)，引伸比過大會(huì)使最小壁厚處變得非常薄，這時(shí)應(yīng)選用較厚的塑料來成形。引伸比和塑料品種、成形方法有關(guān)。 圓角塑件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使聯(lián)接處圓滑過渡，圓角半徑不小于型坯厚度。 斜度即工藝傾斜面，以便從模具中取出制品。 加強(qiáng)肋加強(qiáng)肋可減少型坯厚度，縮短加熱時(shí)間，降低制品成本。加強(qiáng)肋應(yīng)沿制品外形或面的方向設(shè)計(jì)。(3) 真空成形模具設(shè)計(jì) 抽氣孔抽氣孔大小應(yīng)適合成形塑件的需要，一般對(duì)于流動(dòng)性好、厚度小的塑料板材，抽氣孔要小，反之則大。 型腔尺寸該成形模具型腔尺寸計(jì)算方法與注射模

15、型腔尺寸計(jì)算相同，應(yīng)該考慮塑料收縮率和成形模具的精度。3、壓縮空氣成形模具(1) 壓縮空氣成形工藝塑件成形過程是將塑料板材置十加熱板和凹模之間，固定加熱板，塑料板材只被輕輕地壓在模具刃口上，然后，在加熱板抽出空氣的同時(shí)，從位于型腔底部的空氣口向型腔中送入空氣，使被加工板材緊貼加熱板；這樣塑料板很快被軟化，達(dá)到適合于成形的溫度。這時(shí)加強(qiáng)從加熱板進(jìn)出的空氣，使塑料板材逐漸貼緊模具。與此同時(shí)，型腔內(nèi)的空氣通過其底部的通氣孔迅速排出，最后使塑料板緊貼模具。待板材冷卻后，停止從加熱板噴出壓縮空氣，再使加熱板下降，對(duì)塑件進(jìn)行切邊；在加熱板回升的同時(shí)，從型腔底部進(jìn)入空氣使塑件脫模后，取出塑件。圖11-壓縮空氣成型工藝過程壓縮空氣成形的方法與真空成形的原理相同，都是使加熱軟化的板材緊貼模具成形。所不同的是對(duì)板材所施加的成形外力由壓縮空氣代替抽真空。在真空成形時(shí)很難達(dá)到對(duì)板材施加0.l MPa以上的成形壓力。而用壓縮空氣時(shí)，可對(duì)板材施加l MPa以上的成形壓力。由于成形壓力很高，因而用壓縮空氣時(shí)可以獲得充滿模具形狀的塑件及深腔的塑件。(2) 壓縮空氣成形模具設(shè)計(jì)壓縮空氣成形用的模具結(jié)構(gòu)，它與真空成形模具的不同點(diǎn)是增加了模具型刃，因此塑件成形后，在模具上就可將余料切除，并且塑料板直接接觸加熱板，加熱速度快。模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)：壓縮空氣成形的模具型腔與真空成形模具型腔基本相同。壓縮空氣成形模具