礦泉水瓶吹塑模設(shè)計

1、摘 要根據(jù)礦泉水瓶的用途和使用要求進(jìn)行分析，合理設(shè)計礦泉水瓶的形狀造型結(jié)構(gòu)，包括容積、壁厚、外形、底部和瓶口螺紋等的設(shè)計，并根據(jù)吹塑工藝選擇制礦泉水瓶的材料。礦泉水瓶吹塑模設(shè)計，采用平行移動式模具，設(shè)計內(nèi)容包括模具材料選擇、模具型腔、模具主體、冷卻系統(tǒng)、切口部分、嵌塊部分、排氣孔槽和導(dǎo)向部分等。根據(jù)本次設(shè)計的礦泉水瓶的功能、材料及各個工藝特點，吹塑工藝采用擠出吹塑，礦泉水瓶的成型包括成型設(shè)備和成型工藝條件等的分析設(shè)計。關(guān)鍵詞 礦泉水瓶;吹塑模;擠出吹塑；模具設(shè)計。Abstract:Based on the analysis of the function and usage requireme

2、nts of mineral water bottles, properly designed its shape and modeling structure, including the design of its volume, wall thickness, shape,the bottom and mouth thread, etc. Meantime, chose its material according to the blow mould process of mineral water bottles.The mineral water bottle blow mould

3、design selected parallel move mold. The design included mould material selection, molud cavity, mould main body, cooling system, incision, embedded block, vent groove, orientation and so on.According to the function, material and process characterists of mineral water bottles, the blow process used

4、extrusion blow in this paper, The forming of mineral waterbottles contained the analysis and design of moulding equipments, moulding process conditions, etc.Keywords: mineral water bottles; blow molding; Extrusion blow molding; mould design.目 錄1 引言 1 2 吹塑件結(jié)構(gòu)與材料分析 22.1 吹塑件的結(jié)構(gòu)分析22.2 吹塑件的材料分析3 3 吹塑模具的結(jié)

5、構(gòu)與材料分析 53.1吹塑模結(jié)構(gòu)分析53.11 手動鉸鏈?zhǔn)侥＞?3.12 平行移動式模具53.13 擠出吹塑模具63.2 吹塑模具的材料分析 7 4 擠出吹塑機(jī)頭尺寸計算 74.1出模膨脹系數(shù)選擇84.2 擠出機(jī)頭設(shè)計原則 8 5 吹塑模具的型腔的設(shè)計 105.1分型面選擇105.2型腔表面處理 105.3型腔尺寸計算 10 6 吹塑模具的頸部及底部嵌塊設(shè)計 13 7 吹塑模具的夾坯口與余料槽設(shè)計 157.1剪口尺寸 157.2剪口部位 15 8 吹塑模具的冷卻系統(tǒng)設(shè)計168.1 冷卻系統(tǒng)設(shè)計原則 168.2 開設(shè)冷卻系統(tǒng) 17 9 吹塑模具的排氣系統(tǒng)設(shè)計 19 10 成型設(shè)備選擇20 11

6、中空制品缺陷的產(chǎn)生原因及解決措施20 參考文獻(xiàn) 24 致謝 251 引言中空吹塑成型主要適合加工包裝容器和中空制品適于該種成型的原料有：高壓聚乙烯(HDPE)、低壓聚乙烯(LDPE)、硬聚氯乙烯(HPVC)、軟聚氯乙烯(SPVC)、纖維紊塑料、聚苯乙烯(Ps)、聚丙烯(PP)、聚碳酸酯(Pc)等。目前常用的吹塑制品原料是以聚乙烯(PE)和聚氯乙烯(PVC)為主。因為聚乙烯制品無毒，容易加工，聚氯乙烯價廉，透明性和印刷性能較好。中空成型是把熔融狀態(tài)的塑料制成型坯，置入模具內(nèi)閉合模具通入壓縮空氣(氣壓為2.75Kgcm2)，將型坯吹脹成模腔形狀制品在模內(nèi)保壓條件下，冷卻定型開模取出。根據(jù)成型方法的

7、不同，可以分為以下五種形式。（1） 擠出吹塑成型目前我國以該種方法為主。熔融型坯是用擠出機(jī)擠出。其優(yōu)點是設(shè)備和模具簡單，缺點是型坯壁厚不易均勻，從而引起塑件壁厚差異。（2） 注射吹塑成型利用注射模制成型坯，然后把熱型坯移入中空吹塑模進(jìn)行吹塑成型。其優(yōu)點是壁厚均勻無飛邊，不需后加工。由于坯料有底，因此制件底都無拼合縫，強(qiáng)度好生產(chǎn)效率也高。但設(shè)備與模具價格較貴。多用于小而精度高的制件且大批量生產(chǎn)。（3） 拉伸吹塑成型這種方法是在注吹的基礎(chǔ)上，增加了將型坯延伸的工序。該方法和雙向拉伸模的原理相同。可使分子雙軸取向、塑件透明度提高，強(qiáng)度增加。尤其是可以利用這種方法使聚丙烯取代聚氯乙烯透明制品。多用于高

8、精度高強(qiáng)度高透明度的制品。（4） 多層吹塑成型該方法有共擠吹塑法和多段注吹法?，F(xiàn)在實用還是共擠吹塑法。其原理是擠出機(jī)頭擠出多層型坯，供中空吹塑。多層化的目的，無非是改善容器性能：降低滲透性(加入聚偏氯乙烯層PVDC)，遮光(黑色層)、絕熱層(發(fā)泡層)，降低可燃性(充填層)花色裝飾(著色裝飾層)等。（5）片材吹塑成型將壓延、擠出成型的片材再加熱，使之軟化放入型腔，閉模后在片材中間吹入壓縮空氣，定型后取出制品。本方法進(jìn)一步發(fā)展即是目前的吸塑成型。 12 吹塑件結(jié)構(gòu)與材料分析2.1 吹塑件結(jié)構(gòu)分析塑件主要根據(jù)使用要求設(shè)計，由于塑料有其特殊物理機(jī)械性能，因此在塑件設(shè)計時必須充分發(fā)揮其性能上的優(yōu)點，避免

9、和補(bǔ)償其缺點，在滿足要求的前提下，塑件設(shè)計應(yīng)盡可能簡化模具結(jié)構(gòu)，符合成型工藝要求。a塑件設(shè)計盡量壁厚均勻，無過薄過厚的部分。外徑設(shè)計應(yīng)考慮吹脹比(圖1中Bd=BR) BR=2.14.1，多取BR=2:1。這樣可縮小機(jī)頭尺寸。b塑件長度也應(yīng)考慮延伸比SR(圖1中SR=cb)，SR越大塑件強(qiáng)度越高，但也要結(jié)合保證塑件的實用剮度和實用壁厚，因此延伸比取SRBR=46較合適。c瓶蓋與瓶口部分應(yīng)采用螺紋結(jié)合，也有采用凸緣或凸環(huán)結(jié)合的如圖2，一般采用梯形螺紋，不選用細(xì)牙螺紋，為了使合模面上的飛邊不致影響螺紋旋合，螺紋可設(shè)計成斷續(xù)狀。d塑件側(cè)壁與底部的交接部分，一般不允許設(shè)計成尖角，二界面角采用圓弧過渡，三

10、界面角可用球面過渡。（R=0.3B2)只有造型裝飾部分可采甩尖角。 e.塑件支承面，特別注意要減少結(jié)合縫與支承面的重合部分。因切口的存在將影響塑件放置的平穩(wěn)性。同時也要增加底部剛度。f塑件的外表面，在無特殊的要求時，應(yīng)做粗糙的外表面。尖似磨沙玻璃，或做成絨面，木紋面，皮革面等。容積：V=750ml容器的平均壁厚：t=1mm外形：采用橢圓形容器，這種形狀的吹塑制品是針對圓形和方形制品的缺點進(jìn)行改進(jìn)的。它綜合了它們的優(yōu)點，在強(qiáng)度和剛度、變形性等力學(xué)性能方面都較好；外觀造型好，開發(fā)應(yīng)用頗多。吹塑制品的外形的幾何外形設(shè)計除了考慮其實用性外，還應(yīng)注意美術(shù)造型、裝飾圖案、花紋，以增加制品的直觀美.底部：通

11、常很少以整個平面作為制品的支承面，并要盡量減小支承面。對于瓶類制品來說，一般采用環(huán)形支承面，若以整個平面作為支承面。在鉗貼熔接部分因存在鉗切毛邊而凸起，制品放置不穩(wěn)，采用環(huán)形支承面，情況大為改善，且增加了制品底部的剛度。2從生產(chǎn)工藝可知，擠出吹塑制品的底部，一般都是型坯的夾斷處，是制品力學(xué)性能的薄弱部位。制品在底部夾縫處的壁厚，比其他部位厚，收縮率也較大，故容易產(chǎn)生翹曲現(xiàn)象，影響制品的直立。因此，制品底部應(yīng)設(shè)計成內(nèi)凹形。制品的轉(zhuǎn)角處及內(nèi)凹處，均作較大的圓弧過渡?？诓浚簽槭谷萜骺诓磕芨玫嘏c蓋及密閉器配合，容器口部有螺紋結(jié)構(gòu)設(shè)計。在擠出吹塑成型中，容器口部的外直徑是由吹塑模具的模腔尺寸決定的；容

12、器口部的內(nèi)直徑由吹塑模具的吹氣型芯的外直徑尺寸決定的。這時，容器口部的厚度是由型坯壓縮形成的。若型坯壁的厚度發(fā)生變化，容器口部的內(nèi)徑也會發(fā)生變化。生產(chǎn)時，容器口部還會產(chǎn)生收縮、凹陷等不良現(xiàn)象。為使容器口部與密封蓋或封閉器配合緊密，需對容器口部進(jìn)行二次切削加工。擠壓式的柔性瓶，如眼藥水瓶、滴液瓶，其容器孔口的直徑很小，可采用吹氣針方式。圖1 礦泉水瓶結(jié)構(gòu)圖2.2吹塑件的材料分析3吹塑用塑料的性能比較見表1表1 吹塑用塑料的性能比較材料 POM ABS CA PC LDPE HDPE PP PS PVC密度 1 6 3 3 11 9 12 6 2剛度 1 7 8 6 11 10 9 5 4耐沖擊強(qiáng)

13、度6 6 11 3 1 3 6 9 9耐熱性 6 7 7 2 4 3 1 8 12透明性 12 7 1 4 17 10 7 10 1材料選擇聚丙烯。聚丙烯的性能：聚丙烯（PP）是塑料中的后起之秀。是由丙烯單體（CH3CHCH2）聚合而成。是無毒、無味、半透明塑料。具有質(zhì)輕的特點，其密度為0.900.91g/cm，是通用塑料中密度最低的一種。聚丙烯具有優(yōu)良的耐熱性，長期使用溫度可高達(dá)100120，短期使用溫度為140，無載荷時使用溫度可達(dá)150，聚丙烯是通用塑料中唯一能在水中煮沸，并能經(jīng)受135的消毒溫度的品種。以PP為基材的多層容器可在溫度高達(dá)90條件下進(jìn)行熱灌裝或消毒處理。聚丙烯的耐低溫性不

14、如聚乙烯，力學(xué)強(qiáng)度、剛性和耐應(yīng)力開裂性都超過高密度聚乙烯，聚丙烯是一種非極性塑料，具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性，并且結(jié)晶度越高，化學(xué)穩(wěn)定性越好。聚丙烯具有有優(yōu)良的耐彎曲疲勞性，很適宜制造蓋體合一的容器，帶鉸鏈的雙層壁的吹塑工具箱等。3聚丙烯的成型性能：聚丙烯的熔點較高，冷卻速率較大，型坯熱封性差，易在閉模時夾斷。聚丙烯的收縮率較大，約為1.0%2.5%，收縮會隨制品壁厚、成型工藝、填料加入量的不同而變化。4聚丙烯具有良好的成型性，可采用擠出吹塑、注射吹塑、注射拉伸吹塑等方法制成中空容器。聚丙烯中空制品的應(yīng)用：聚丙烯制得的容器廣泛用于食品（如番茄醬、調(diào)味品的包裝）、藥品、化妝品、化學(xué)試劑包裝；它更適宜要

15、求熱灌裝、高接觸透明度時使用；聚丙烯還可用來吹塑工業(yè)制件，如雙層壁中空制件、帶鉸鏈的工具箱、箱包、耐熱容器等。 3 吹塑模具的結(jié)構(gòu)與材料分析3.1吹塑模具結(jié)構(gòu)分析3.11手動鉸鏈?zhǔn)侥＞咴摲N結(jié)構(gòu)形式與玻璃吹塑模相同。模腔由兩個半模形成，在它的一側(cè)裝有鉸鏈，另一側(cè)裝有開模手柄和閉模銷子。(如圖2)。這種結(jié)構(gòu)一般用于小量生產(chǎn)或試制，成批的生產(chǎn)不采用，且多用于小尺寸的中空塑件。圖2 手動鉸鏈?zhǔn)侥＞? 鉸鏈 2 型腔 3鎖緊零件 4 手柄3.12 平行移動式模具該種結(jié)構(gòu)由兩半個相同模腔構(gòu)成，通過合模機(jī)使之閉合。模具(如圖3)的安裝采用直接安裝法為好，即在模具上做出螺紋孔，用螺釘穿過合模機(jī)安裝板直接緊固。

16、目前生產(chǎn)幾乎都采用該種結(jié)構(gòu)形式。5圖3 平行移動式模具圖綜合考慮，本課題擬采用平行移動式模具，其基本結(jié)構(gòu)包括兩半部分，其中一半作為定模，另一半作為動模。它是由模具型腔、模具主體、冷卻系統(tǒng)、切口部分、排氣孔槽和導(dǎo)向部分等組成。3.13 擠出吹塑模具擠出吹塑是應(yīng)用很廣泛的塑件成型方法，它適用于將PE、PP、PVC熱塑性工程塑料、熱塑性彈性體等聚合物及各種共混物制成各類包裝容器、存儲罐與桶，還可成型工程配件（如汽車上的燃油箱、儀表板、保險桿、計算機(jī)的工作臺、外殼及冰箱門等）。擠出吹塑模具的結(jié)構(gòu)：吹塑模具主要由兩半凹模構(gòu)成。因模頸圈與各夾料塊較易磨損，故一般做成單獨的嵌塊，以便于修復(fù)或更換。它們也可與

17、模體做成一體。吹塑模具起雙重作用：賦予制品形狀與尺寸，并使之冷卻。擠出吹塑模具的特點：與注射成型模具相比，擠出吹塑模具有以下特點：吹塑模具型腔受到的壓力為型坯的吹脹壓力， 而注射模具型腔內(nèi)的壓力要高得多（1040 MPa）。因此，吹塑模具對材料的要求較低，選擇范圍較寬。吹塑模具只有凹模，且其型腔一般不需經(jīng)硬化處理，除非要求長期生產(chǎn)。而注射模包括型芯與型腔。注射模腔內(nèi)熔體通過流動來成型，吹塑模腔內(nèi)型坯則通過膨脹來成型，這可減小制品上的流痕與結(jié)合縫及模腔的磨損等問題。由于沒有型芯，吹塑制品上較深的凹陷也能脫模，不需設(shè)置像注射模所廣泛采用的滑塊、頂桿或凸輪等。另外，吹塑模與真空成型模有相似之處，但其

18、造價較低。63.2吹塑模具的材料分析吹塑模具材料的選擇要綜合考慮導(dǎo)熱性能、強(qiáng)度、耐磨性能、拋光性能、成本以及所用塑料與生產(chǎn)批量等因素。例如，對會產(chǎn)生腐蝕性揮發(fā)物的塑料（PVC），要采用耐腐蝕性材料來制造模具或最在模腔上鍍耐腐蝕金屬。下面介紹吹塑模具采用的幾種材料。（1）鋁；鋁是擠出吹塑模具較早采用也是目前普遍采用的材料。鋁的導(dǎo)熱性能高、機(jī)械加工性與可延性好、密度低，但硬度低、易磨損，當(dāng)然鋁合金的耐磨性會高些。鋁模具的使用壽命約為110210次。（2）銅基合金；銅鈹合金是吹塑模具較常用的一種材料，具有很好的導(dǎo)熱性能、硬度、耐磨性、耐腐蝕性與機(jī)械韌性，主要缺點是成本高、機(jī)械加工性能比鋁差。銅鈹合金

19、可通過機(jī)械加工、鑄造與熱擠壓來制造模具。銅鈹合金多數(shù)用于制造夾料嵌塊，與鋁模具配合使用。有時（尤其是對腐蝕性塑料），整套吹塑模具均由銅鈹合金制成。銅鈹合金模具易于通過焊接或鑲嵌法來修補(bǔ)。除銅鈹合金外，還有Ni/Si/Cu、Cr/Cu與鋁/青銅合金。（3）鋼主要用于制造PVC與工程塑料的吹塑模具，這是因為鋼的硬度、耐磨性與韌性極高，通過蝕刻可取得極好的表面花紋。鋼的主要缺點是導(dǎo)熱性能差，要通過冷卻系統(tǒng)的設(shè)計及冷卻流體的溫度與流動狀態(tài)等來補(bǔ)償。對腐蝕性塑料（如PVC），要采用不銹鋼。鋼模具可采用機(jī)械加工、冷擠壓、鑄造或焊接來制造。鋼模具的使用壽命可達(dá)10次。普通工具鋼還用于制造要承受磨損的吹塑模具

20、零件，如夾料嵌塊、拉桿、導(dǎo)柱、導(dǎo)套等。但總的來說，鋼在制造吹塑模具方面用得較少。（4）其他材料：鋅合金的導(dǎo)熱性良好、成本低，可用于鑄造大型模具或形狀不規(guī)則模具，還可通過機(jī)械加工來制造模具。鋅鎳合金也用作吹塑模具材料。中空吹塑模用材料有：鑄鐵、鋼、鋁、鍍銅、鋅等。 鑄鐵用于手動鉸鏈模及小批量生產(chǎn)中，大批量生產(chǎn)中一般不用，因它傳熱慢、剛性低、不適批量生產(chǎn)。鋁制模有重量輕、傳熱快、易加工等優(yōu)點，巳廣泛應(yīng)用，由于其硬度低、耐久性差，故在必要部分采用銅質(zhì)嵌件。鋼材適用于大批量生產(chǎn)，一般采用碳素結(jié)構(gòu)鋼。在要求較嚴(yán)時采用合金結(jié)構(gòu)鋼，目前采用較少，鈹銅強(qiáng)度低、傳熱快、耐磨，適于大批量生產(chǎn)，但成本高一般用于冷卻

21、系統(tǒng)。鋅基臺金易于鑄造成型、傳熱快、 適于大型精細(xì)模具。 7664 礦泉水瓶擠出吹塑機(jī)頭尺寸計算74.1 出模膨脹系數(shù)選擇日前各種資料所列的材料的出模膨脹系數(shù)均有差異，有的差異較大，與實際生產(chǎn)也有出入。一方面，這種系數(shù)受到加工溫度、螺桿的性能、螺桿轉(zhuǎn)速、機(jī)頭的性能等多方面因素的影響。加上實際生產(chǎn)中往往采用混合材料，因此，具體某種材料的系數(shù)在生產(chǎn)中摸索。校正是必要的。表2為總結(jié)出來的系數(shù)。聚丙烯的出模膨脹系數(shù)取1.6。表2 材料的出模膨脹系數(shù)塑料名稱高密度聚乙烯低密度聚乙烯聚氯乙烯聚丙烯聚苯乙烯聚對苯二甲酸乙二酯 代號 HDPE LDPE PVC PP PS PET 出模膨脹系數(shù) 1.041.9

22、0 1.301.65 1.051.10 1.551.80 1.301.60 1.101.3542 擠出機(jī)頭設(shè)計原則從各類日化用品瓶及藥葫瓶的整體外形、各種瓶體統(tǒng)計來看，一般瓶體直徑是瓶口的2.5倍，這種比值正好是吹脹比的中間值。因此設(shè)計機(jī)頭時，就以瓶口螺墳外徑或瓶口外徑為基礎(chǔ)，再以使用材料的出模膨脹系數(shù)計算，得出機(jī)頭口模的計算公式。機(jī)頭口模內(nèi)徑的計算公式：D=D+b0 - （1）z=（36.6+3）0-0.072=25.50-0.072式中D1 模具型腔瓶口的外徑(最大尺寸)，取D1=36mm.D機(jī)頭口模內(nèi)徑m材料的出模膨脹系數(shù)。取1.6b 修正系數(shù)，取3.z 口模內(nèi)徑公差,取0.072模口：

23、吹塑中空容器時，?？诓糠旨词谴倒懿糠帧Ｔ诖邓軙r，因它是戚型塑件口部，8故要保證尺寸也要保證切斷余料。(如圖4)。圖4 (錐形口?？?(球形?？?型坯尺寸：塑料制品最大直徑與型坯直徑的比值稱為吹脹比，吹脹比f 可表示為 f=Dd （2） 式中，D-制品最大直徑(mm);取D=120mm.d-型坯直徑(mm)。吹脹比要選擇適當(dāng),過大容易造成制品壁厚不均勻,根據(jù)經(jīng)驗,通常取吹脹比f=24。取f=2 則 d=Df=1202=60mm 型坯設(shè)計成圓管形狀一般要求型坯橫截面形狀與制品外形輪廓相似。例如,若吹塑圓形橫截面的瓶子,型坯應(yīng)為圓管形狀;若吹塑方桶,則型坯為方管形狀.這樣做的目的是使型坯各部位塑料的

24、吹塑的吹脹比一直,從而使制品壁厚均勻。另外,還要注意塑料的收縮率,對于尺寸精度要求不高的容器類塑料制品,成型收縮率對制品的影響不大;但對于有刻度的定量容器類和瓶口有螺紋的制品,要注意收縮率對制品精度的影響。機(jī)頭芯捧外徑：當(dāng)吹脹比確定后,便可采用如下經(jīng)驗公式計算擠出機(jī)擠頭的口?？p隙(成型機(jī)頭口模與芯棒之間的間隙)。b=ksf （3） 9=1.2512=2.5mm式中,b-機(jī)頭的口?？p隙(mm);s-制品壁厚(mm),取s=1mm;k-修正系數(shù),一般取1.01.5,對與粘度大的塑料,k 取小值。取k=1.25生產(chǎn)實踐證明， 用以上公式計算得到的機(jī)頭、口模內(nèi)徑、芯棒外徑擠出來的半熔坯管，經(jīng)吹塑成型后

25、，瓶口的縱向飛邊少，有時基本上沒有飛邊，同時瓶底的切口線最短，強(qiáng)度最好。5 吹塑模具的型腔5.1分型面選擇設(shè)計吹塑模具時首先要考慮的一個問題是分型面的選擇，其位置由吹塑制品的形狀確定。對橫截面為圓形的容器，分型面通過其直徑設(shè)置；對橢圓形容器，分型面通過橢圓形的長軸；矩形容器的分型面可通過中心線或?qū)蔷€，其中后者可減小吹脹比，但與分型面相對的拐角部位壁厚較小。對某些制品，要設(shè)置多個分型面。本塑件為橢圓形容器，分型面通過橢圓形的長軸。如圖5所示:圖 55.2 型腔表面處理對許多吹塑制品的外表面都有一定的質(zhì)量要求，有的要雕刻文字圖案，有的要做成鏡面、絨面、皮革紋面等，因此，要針對不同的要求對型腔表面

26、采用不同的加工方式，如采用噴砂處理將型腔表面做成絨面，采用鍍鉻拋光處理將型腔表面做成鏡面，采用電化學(xué)腐蝕處理將型腔表面做成皮革紋面等。本塑件在外表面上雕刻圖案以增強(qiáng)制品的剛度和強(qiáng)度5.3 型腔尺寸的計算10容器類的制件一般要求不嚴(yán)格，成型收縮率影響不大，但對有刻度的部分或螺紋處，收縮率就有相當(dāng)?shù)挠绊?，體積越大影響也越顯著。各種塑料的吹塑成型收縮率見表3。聚丙烯的收縮率取2%。表3 塑料吹塑成型時收縮率塑料名稱 聚縮醛及其共聚物尼龍6 低密度聚乙烯 高密度聚乙烯收縮率（%）13 0.52 1.22 1.53.5z塑料名稱 聚丙烯 聚碳酸酯 聚苯乙烯及其改性品聚氯乙烯收縮率（%） 1.22 0.5

27、0.8 0.50.8 0.60.8+D=d(1+Scp)-/20 +0.136D1=120(1+2%)-0.68/20 +0.136 =(120102%-0.34)0 +0.136 =122.060+0.22D2=90(1+2%)-0.68/20 +0.22 =(90102%-0.34) 0 +0.22 =91.460式中D模具型腔尺寸；d1 塑件高度方向尺寸，設(shè)計要求得到的產(chǎn)品尺寸； d2塑件短軸尺寸，設(shè)計要求得到的產(chǎn)品尺寸； Scp材料收縮率的中間值，取Scp=2% 塑件尺寸公差，一般取56級， 1、2取0.68；z模具型腔尺寸公差，一般取/5腹板結(jié)構(gòu)如下圖6所示：11圖6 腹板為了防止腹

28、板磨損，腹板中嵌入一背板，避免腹板與工件直接接觸。背板結(jié)構(gòu)如下圖7所示：12圖7 背板6吹塑模具的頸部嵌塊及底部嵌塊設(shè)計成型容器頸部的嵌塊主要有模頸圈與剪切塊，剪切塊位于模頸圈之上，有助于切去頸部余料，減小模頸圈的磨損。模頸圈與剪切塊由工具鋼制成。如圖8所示定徑進(jìn)氣桿插入型坯內(nèi)時，可把型坯擠入模頸圈的螺紋槽內(nèi)形成實心的螺紋，進(jìn)氣桿端部則可成型容器頸部的內(nèi)表面。圖8 容器頸部的定徑成型法1.容器頸部 2.模頸圈 3.剪切塊 4.剪切套 5.帶齒旋轉(zhuǎn)套筒 6.定徑進(jìn)氣桿7.頸部余料13本次礦泉水瓶螺紋鑲塊設(shè)計采用錐形結(jié)構(gòu)，如下圖9所示：圖9 螺紋鑲塊吹塑模具底部一般設(shè)置單獨的嵌塊，以擠壓、封接型坯

29、的一端，并切去尾料。 設(shè)計模底塊時應(yīng)主要考慮夾料口刃與尾料槽，它們對吹塑制品的成型與性能有重要影響。因此，對它們有四方面要求。（1）要有足夠的強(qiáng)度、剛度與耐磨性，以在反復(fù)的合模過程中承受擠壓型坯熔體產(chǎn)生的壓力。（2）夾料區(qū)的厚度一般比制品壁的大些，積聚的熱量較多。為此，夾料嵌塊要選用導(dǎo)熱性能高的材料來制造。同時要考慮夾料嵌塊的耐用性，銅鈹合金是一種理想的材料。當(dāng)然，由鋼制成的夾料嵌塊使用壽命會更長，但導(dǎo)熱性能較差。對軟質(zhì)塑料，夾料嵌塊一般可用鋁做成，并與模體做成一體。（3）接合縫通常是吹塑容器最薄弱的部位，故要在合模后但未切斷尾料前把少量熔體擠入接合縫，以適當(dāng)增加其厚度與強(qiáng)度。（4）應(yīng)能切斷尾

30、料，形成整齊的切口。本次礦泉水瓶底部嵌塊設(shè)計如下圖10所示：14圖10 底部嵌塊7 礦泉水瓶吹塑模具的夾坯口與余料槽設(shè)計擠出吹塑模摸底部分的作用是擠壓、封接型坯尾部、切去余料,并要求不留明痕跡,同時保證塑件底部具有一定壁厚。圖11所示為模底部分結(jié)構(gòu)示意圖.圖8中夾坯刃口2及余料槽1為摸底部分的關(guān)鍵部位.。夾坯刃口寬度b值的選取要適當(dāng)，過小會減小塑件接合縫的厚度，從而影響接合強(qiáng)度，一般對于小型塑件b值取12mm ，對于大型塑件b值取24mm。對于本次設(shè)計的塑件，b 取2mm余料槽的作用是容納剪切下來的余料，通常開設(shè)在刃口后面的分型面上，其單邊深度（h/2）常取型坯壁厚的80%90%。夾角常取30

31、90,此處取80隨夾坯刃口寬度增大而增大，較小的角度。有圖11 模底部分結(jié)構(gòu)示意圖1模具本體 2型腔 3夾坯刃口 4余料槽7.1剪口尺寸15對不同材料應(yīng)選不同數(shù)值。下表4為推薦數(shù)值表。表4 剪口尺寸材料 聚縮醛及其共聚物 尼龍-6 聚乙烯（低密度） 聚乙烯（低密度）b(mm) 0.5 0.540.1430材料 聚丙烯 聚苯乙烯及其改性品b(mm)306015451545300.241545聚氯乙烯0.560對于聚丙烯，b取0.4mm，取307.2 剪口部位底部剪口位置，如圖12。上部剪口位置，如圖11。剪口部分的制造是關(guān)鍵部位，剪口接合面的光潔度要高。熱處理后，經(jīng)磨削和研磨加工，在大量生產(chǎn)中應(yīng)

32、鍍硬鉻拋光。 H=d2R=0.3d2圖12 底部剪口部位8 吹塑模具的冷卻系統(tǒng)設(shè)計為了縮短制品在模具內(nèi)的冷卻時間并保證制品的各個部位都能均勻冷卻，模具冷卻管道應(yīng)根據(jù)制品各部位的壁厚進(jìn)行布置。例如，塑料瓶口部位一般比較厚，在設(shè)計冷卻管道時就應(yīng)加強(qiáng)瓶口部位的冷卻。8.1 冷卻系統(tǒng)設(shè)計原則1）一般塑件的壁厚越后，水管孔徑越大。其塑件的壁厚、孔徑的大小以及孔的位置關(guān)系可參考表5選取。表5 塑件的壁厚、孔徑的大小以及孔的位置16壁厚246D=（13）dp=(35) d 回路直徑 810 1012 1215本塑件壁厚為2mm,參考表2，選取回路直徑8mm。2)冷卻水孔的數(shù)量越多，模具內(nèi)溫度梯度越小，塑件冷

33、卻越均勻。3）冷卻通道可以穿過模板與鑲件的交界面，但是不能穿過鑲件與鑲件的交界面，以免漏水。4）盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等，當(dāng)塑件壁厚均勻時，冷卻水孔與型腔表面的距離應(yīng)處處相等，當(dāng)壁厚不均勻時，壁厚處應(yīng)強(qiáng)化冷卻、水孔應(yīng)靠近型腔，距離要小。5）應(yīng)降低進(jìn)水與出水的溫差。如果進(jìn)水與出水溫差過大，將會使模具的溫度分布不均勻，一般情況下，進(jìn)水與出水溫度差不大于5。6）標(biāo)記處冷卻通道的水流方向。7）合理確定冷卻水管接頭的位置。水管接頭應(yīng)設(shè)在不影響操作的地方，接頭應(yīng)根據(jù)用戶的要求選用。8）冷卻系統(tǒng)的水道盡量避免與模具上其他結(jié)構(gòu)發(fā)生干涉現(xiàn)象，設(shè)計時要通盤考慮。吹塑成型的制品冷卻時間占成型周期的60%

34、以上，對厚壁制品達(dá)90%。因此，制品的冷卻效率對吹塑成型生產(chǎn)率有很大影響。冷卻不均勻會使制品各部位的收縮率不一樣，引起制品翹曲、瓶頸歪斜等現(xiàn)象，還可能使制品過早發(fā)生機(jī)械破壞。型坯被吹脹與模腔接觸后的冷卻由三個連續(xù)的過程構(gòu)成，即制品壁內(nèi)的傳熱模具壁內(nèi)的傳熱冷卻流體中的對流傳熱。8.2 開設(shè)冷卻系統(tǒng)在吹塑模具內(nèi)開設(shè)冷卻系統(tǒng)的方式有三種，分述如下。第一種方式是在模具型腔背面的壁內(nèi)鑄造出冷卻通道，并用端板來密封，通過入口來引入較大流量的冷卻流體，見圖13.該冷卻通道通過改變冷卻流體的流向來形成湍流狀態(tài)，以提高冷卻效率。像鋁、銅鈹合金這類材料具有多孔性，因此其鑄造通道一般主要用環(huán)氧樹脂會硅酸脂來浸漬，但

35、這會降低傳熱性能。17圖13 鑄造式冷卻通道第二種方式如圖14所示，在模壁內(nèi)嵌入冷卻彎管，這主要用于鋁、銅鈹合金或鋅合金鑄造的模具中。這里，彎管之間的距離對應(yīng)上述孔道之間的距離。用銅制成的彎管具有高的傳熱性能。此法較簡單，可提高冷卻流體的湍流程度，避免其泄漏，但管道不易清洗。圖14 嵌入彎管式冷卻第三種方式為噴霧冷卻，即如圖15所示，在模壁內(nèi)通過一組噴管噴射出水霧。此法主要用于大型模具，以減少模具質(zhì)量。吹塑制品各部位的壁厚是不同的，而冷卻時間由最厚部分確定，且冷卻不均勻會使制品產(chǎn)生翹曲與殘余應(yīng)力。因此，吹塑模具一般要采用多段冷卻。對容器18類模具，一般分為頸部、模體與底部三段，這樣，各段可設(shè)置

36、不同的溫度，以均勻地冷卻制品。圖15 噴霧冷卻法1.模腔 2.水霧 3.密封側(cè)板 4.排水口 5.入水口本次設(shè)計吹塑模具冷卻系統(tǒng)采用第一種方式，每半模開設(shè)兩排水道，冷卻時間為15s水嘴結(jié)構(gòu)如下圖16所示圖16 水嘴9 吹塑模具的排氣系統(tǒng)設(shè)計吹塑模排氣不良會使塑件表面產(chǎn)生斑紋、麻坑及成型不完整等缺陷，影響塑件質(zhì)量。由于吹塑模兩半模合模面的平面度較高和表面粗糙度值低，而且沒有推桿，因此不能像注射模那樣利用合模面間隙會推桿配合間隙排氣，必須另外設(shè)排 19氣槽或排氣孔，或者利用模具嵌件間隙排氣。排氣的部位應(yīng)選在空氣最易儲留及型坯最后吹脹貼膜的部位，如模具型腔的角部、凹坑處。有時也可開設(shè)在分型面上，排氣

37、孔直徑通常為0.51.0本模具排氣孔直徑取8mm。10 成型設(shè)備選擇1)PP樹脂的干燥條件。干燥空氣露點：-18熱風(fēng)溫度：120干燥時間：34h2)擠出吹塑成型條件擠出機(jī)加熱溫度：250260機(jī)頭溫度：250機(jī)頭口模溫度：250模具溫度：瓶底6580，瓶體6580，瓶頸5565型坯吹脹壓力:0.61MPa吹氣時間: 2530s成型周期時間:4560s后處理條件：120、30min（1）原料干燥裝置 可選用空氣循環(huán)去濕熱風(fēng)干燥裝置、強(qiáng)制對流恒溫烘箱等設(shè)備，對PP進(jìn)行去濕干燥。（2）擠出吹塑成型機(jī) 可采用帶儲料缸直角機(jī)頭的擠出吹塑成型機(jī)。擠出機(jī)的料筒、螺桿可采用硬質(zhì)鋼制造，為防止擠出型坯的表面出現(xiàn)

38、黑斑，不宜采用氮化鋼。螺桿直徑選用70100mm，其主要技術(shù)參數(shù)如下：螺桿形式：等距不等深淺變圓頭螺桿；螺桿長徑比（L/D）：（2040）：1；螺桿壓縮比：（2.53.0）：1；成型工藝（3）工藝流程PP回料混合干燥擠出型坯型坯吹脹取出制品修整后處理 20-破碎不良品檢測裝配11 中空制品缺陷的產(chǎn)生原因及解決措施在擠出吹塑成型時，即使是選用了優(yōu)質(zhì)的塑料成型機(jī)、結(jié)構(gòu)設(shè)計合理的模具和高質(zhì)量的材料，由于一時的操作不當(dāng)或工藝參數(shù)波動，也可能在成型中產(chǎn)生各種缺陷。表6列出了擠出吹塑成型常見缺陷的產(chǎn)生原因及解決措施。表6 擠出吹塑成型常見缺陷的產(chǎn)生原因及解決措施。序號 1制品縱向壁厚不均勻型坯自垂現(xiàn)象嚴(yán)重

39、 制品縱向兩個橫截面直徑相差太大2制品橫向壁厚不均勻 型坯擠出歪斜 模套與模芯內(nèi)外溫度差較大 制品外型不對稱 型坯吹脹比過大 降低型坯熔體溫度；提高型坯擠出溫度；調(diào)整型坯控制裝置 適當(dāng)改變制品設(shè)計；采用底吹法成型 調(diào)整口模間隙寬度偏差，使型坯壁厚均勻；閉模前，拉直型坯 提高或降低模套加熱溫度，改善口模內(nèi)外溫度偏差 閉模前，對型坯進(jìn)行預(yù)夾緊和預(yù)擴(kuò)張，使型坯適當(dāng)向薄壁方向偏移 降低型坯吹脹比3制品翹曲 冷卻不足 吹脹氣壓不足 制品冷卻不均勻 型坯壁厚差異較大 延長型坯吹脹時間；降低模具冷卻溫度、型坯熔體溫度 適當(dāng)提高吹脹氣壓 清理、排出模具冷卻管道的水垢及阻礙物；調(diào)整模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計 調(diào)整型坯壁厚；調(diào)整型坯控制裝置成型缺陷產(chǎn)生原因解決措施21序號 4制品內(nèi)壁或外表面受污染 壓縮空氣不清潔 使用的邊角料骯