第十二章塑料成型工艺及模具设计.ppt

第十二章 其它塑料成型模具 塑料成型工艺及模具设计 第12章其它塑料成型模具 本章基本内容 中空成型模具的分类及其设计要点 真空成型模具的分类及其设计要点 压缩空气成型模具的分类及其设计要点 第12章其它塑料成型模具 学习目的与要求 1 掌握了中空 真空 压缩空气成型模具的特点及其用途2 掌握了三种重要成型模具的工作原理及其结构示意图3 对成型模具的设计要点能够灵活运用 第12章其它塑料成型模具 本章重点 三种成型模具的特点和分类 三种成型模具的成型过程及原理 三种成型模具的设计及其设计要点 第12章其它塑料成型模具 第12章其它塑料成型模具 本章难点 三种成型模具的合理选用 成型零件工作尺寸的确定及加料腔尺寸计算 第12章其它塑料成型模具 12 1中空成型模具 12 2真空成型模具 12 3压缩空气成型模具 12 4思考题 12 1中空成型模具 12 1 1概述 12 1 2中空成型的分类 12 1 3中空塑件设计 12 1 4模具设计要点 一 概述空心塑料件如挤压瓶 奶瓶 玩具 储油容器等都是吹塑而成的 如图12 30吹塑的基本过程 做出一个塑料坯件或预成形件 管状或试管状 将其放在一个封闭的二板式模内 将空气注入加热的培件吹胀 使其接触型腔壁 将吹胀成型的塑件冷却 开模 取出硬化的塑件 12 1 概述 二 用作中空吹塑成型的材料应具有的特性 耐环境应力开裂性 气密性 耐冲击性 12 1 1概述 12 1 2中空成型的分类 挤出吹塑中空成型 图12 1所示 图a是挤出型坯 b是将型坯引入对开的模内 c是将模具闭合 d是向型腔内通入压缩空气 图e所示是保压 冷却 定型 最后放气 优点 设备与模具的结构简单 缺点 为了塑件壁厚的均匀而型坯应不均匀 否则将引起塑件壁厚的差异 注射吹塑中空成型方法 用注射机在注射模中制成型坯 然后把热型坯移入中吹塑模具中进行中空吹塑成型 图12 2所示 图12 31 优点 壁厚均匀无飞边 不需后加工 但是设备与模具的价格昂贵 多用于小型塑件的大批量生产 12 1 2中空成型的分类 12 1 2中空成型的分类 注射延伸吹塑中空成型成型过程如图12 3所示 将熔融的塑料注入模具 急剧冷却 成型出透明的有底型坯 如图a所示 把注射成型的有底型坯随转盘移到加热位置 用电阻丝将内外面加热 如图b所示 再将加热后的有底型坯移至延伸吹塑位置 延伸约为2倍 如图c所示 吹塑成型 如图d所示 最后 将延伸吹塑后的塑件移到下一位置 螺纹部的半模打开 取出塑件 如图e所示 12 1 2中空成型的分类 表12 1延伸吹塑瓶和普通吹塑性能的比较 12 1 2中空成型的分类 多层吹塑中空成型1 多层化的目的a 改善容器的性能b 降低渗透性c 遮光性d 绝热性e 降低可烯性f 利用再生料g 着色装饰 12 1 2中空成型的分类 2 多层吹塑成型技术原理 单层吹塑成型机上附设辅助挤出机 通过机头挤出多层型坯 供给吹塑成型模具 如图12 32所示 12 1中空成型模具 大型容器吹塑中空成型关键 高速形成型坯和控制壁厚以减少变形 片材吹塑中空成型方法 将压延或挤出成型的片材再加热 使之软化 放入型呛 闭模后在片材之间吹入压缩空气 成型出中空制品 12 1 3中空塑件设计 吹胀比Br吹胀比是指塑件径向最大直直径与型坯直径之比 通常Br取2 4 多用2左右 图12 7所示吹胀比表示了塑件径向最大尺寸和挤出机机头口模尺寸之间的关系 机头口模与芯轴的间隙可用下式确定 B Tdra式中B 口模与芯轴的间隙宽度 毫米 塑件壁厚 毫米 r 吹胀比 取 2 4 修正系数 取1 1 5 12 1 3中空塑件设计 延伸比 a a是指在延伸吹塑中空塑件中的塑件长度 与型坯长度1之比值 如图12 7所示 表12 2为不同延伸比瓶子性能的比较 12 1 3中空塑件设计 螺纹在接近模具分型面附近的一段塑件上不带螺纹 图12 8所示a和b比较 前者容易清理塑件上的毛边余料 圆角 支承面由于塑件的收缩较大 所以容器底部的支承表面应尽量减少 特别要减少结合缝与支承面的重合部分 因为切口的存在将影响塑件放置平稳 图12 9中b比a好 且刚度增加 塑件的外表面 12 1 4模具设计要点 1 夹坯口模具在闭合的同时应将多余的坯料切掉 见图12 10的 与 部分 夹坯口的主要作用 切除余料 在吹胀之前夹持封闭型坯的作用 与此相反 如果夹坯口宽度电台大和角度太小 则可能出现夹持不紧和型坯切不断的现象 一般夹坯口宽度选用1 2毫米 角15 13 12 1 4模具设计要点 2 余料槽余料槽的大小应根据余料的宽度与厚度来确定 3 排气孔排气孔开在模具分型面上 尺寸 0 5 1毫米 也可以开在坯件最后贴紧型腔的地方 4 型腔冷却主要是在模体上开设冷却水管道 通水冷却 12 1 4模具设计要点 5 吹塑模具的锁模力锁模力的经验公式如下 1Fn式中 锁模力 公斤 1 吹胀力 公斤 厘米2 吹塑件在模具分型面上的投影面积 厘米2 安全系数 取n 1 2 1 3 12 2 1概述12 2 2真空成型模具 12 2真空成型模具 成型过程及原理a 将塑料板材夹持固定在真空成型上 b 将塑料成板材加热到软化温度 c 在真空成型模内抽真空使塑料板材紧贴在真空成型模型内而成型 d 充分冷却 e 脱模 12 2 1概述 12 2 1概述 成型特点a 适宜制造壁厚小尺寸大的制品 b 塑料制品与模具贴合的一面 结构上比较鲜明 而且 光洁度也较高 c 在成型时间上 凡板材与模具贴合得愈晚的部位 其厚度愈小 d 生产效率高 e 设备简单 成本低廉 操作简单 对操作工人无过高技术要求 f 不宜加工制品本身壁厚不均匀和带嵌件的制品 12 2 2真空成型模具分类 单阴模成型如图12 13所示 图a是把加热器移动夹紧的塑料板的上方 为防止空气进入板材和型腔中间 固定部分要加密封圈 图b是当塑料板材软化后将加热器移去 抽去型腔内的空气 使塑料板材紧贴在型腔面上 图c是冷却后用压缩空气吹出塑料 12 2 2真空成型模具分类 单阳模成型如图12 14所示图a所示是被加紧的塑件板超出模面一定高度 图b为加热后盖后阳模上 图c为抽真空 塑料板材紧贴在阳模上而成型 用途 多用于有凸起形状的薄壁塑件 可以避免收缩 所成型的塑件内表面尺寸较为精确 12 2 2真空成型模具分类 阴阳模先后抽真空成型如图12 15a b所示 塑料板在模腔内已经弯曲时 阳模插入并通过阳模吹入少量压缩空气 使塑料板在模腔内呈图12 15b状态 而后从阳模吹入压缩空气 阳模抽真空 使塑料板紧贴阳模的外表面 如图12 15c所示 12 2 2真空成型模具分类 吹胀真空成型此法与阴阳模先后抽真空成型相似 方法 首先是紧固 加热 移去加热器 如图12 16a所示 通过阴模型腔进压缩空气将塑件板材吹胀将凸模顶起 停止吹气 如图12 16b所示 为凸模抽真空 塑料板材贴在凸模外表面上成型 采用这种成型法也是为了塑件壁厚均匀 12 2 2真空成型模具分类 柱塞助推真空成型原理 首先使塑料板材延伸变形 再成型塑件 如图12 17所示 当塑料板加热后 在封闭模底气门的情况下 将柱塞压入模内 塑料板在其下部的反压下包住柱塞进而延伸变形 如图12 17b所示 从模底抽真空使片材与模具型腔面完全贴合 如图12 17c所示 优点 用于型腔更深的塑件 达到壁厚均匀 缺点 在塑件上残留柱塞痕迹 12 2 2真空成型模具分类 表12 4各种塑料片材的成型条件和热膨胀系数 12 2 2真空成型模具分类 12 2 2真空成型模具分类 12 3压缩空气成型模具 12 3 1概述12 3 2压缩空气成型分类12 3 3模具设计要点12 3 4与真空成型比较 12 3 1概述 采用压缩空气成型 压缩空气成型速度快 约为真空成型的3倍以上 方法 借助压缩空气的压力 将加热后软化的塑料板引伸而成型的方法 特点 增加了模具型刃 因此制品成型后 在模具上就可将余料切除 加热板作为模具结构的一部分 塑料板加热时可直接接触加热板 因此加热速度快 见图12 18所示 12 3 2压缩空气成型分类 阴模成型见图12 20所示 图a是开模状态 图b是闭模后加热过程 从型腔内通入微压空气 使塑料板直接触加热板而加热 图c为塑料板加热后 停止型腔内的微压空气 图d是塑料件在型腔内冷却定型后 加热板下降一小段距离 切除余料 图e为最后借助压缩空气取出塑件 12 3 2压缩空气成型分类 阳模成型如图12 20所示 将已预热的片材快速压紧后 由件9压入空气 将片材预成型 并使成型深度超过阳模6的高度 再用柱塞8从预成型过的片材下面升起阳模 冷却后 片材便紧包在阳模上 成为最后形状 此方法 可减少壁厚不均匀程度 阴 阳模压缩空气成型 柱塞助压的压缩空气成型如图12 21所示 塑料板加热后放入阴模型腔的上端 闭模时柱塞将塑料板预成型 如图左半部分所示 然后通入压缩空气而成型 如图右半部分所示 无模具压缩空气成型又称为自由式成型 见图12 23 12 3 3模具设计要点 对排气孔的要求 快速将型腔内空气排出 压缩空气成型模具特点 在模具边缘设置有型刃 型刃的形状与尺寸见图所示 注意 型刃的角度和顶端的形状 型刃不可太锋利 避免与塑料板刚一接触就切断 影响成型 型刃也不能太钝 造成余料切不下来 12 3 3模具设计要点 规格 常用的型刃是把顶端削平0 1 0 5毫米 以R 0 05毫米的圆弧与两侧相连 型刃的角度以20 30为宜 安装 型刃和型腔之间应有0 25 0 5毫米的间隙 注意 型刃切入多的一端 在成型期间 会将板材部分地切断 如果型刃高的一端切入0 05毫米 则低的一端没有把板材固紧 便会发生漏气现象 目的 为维持型刃的平行度 型刃的到尖 底面均呈平面 型刃的四周必须保持0 02毫米以下的平行度 采用多个型刃时 需要有装配精度 12 3 4与真空成型比较 引伸比等于塑件的侧面积与毛坯面积之比 表示如下 2 R2 R2 2如图12 28a所示 选择阳模成型时 塑件不能同时修剪 塑件的底部厚 如图12 29b所示 选用阴模成型时 型刃发生作用 到达同时修剪的目的 塑件的底部薄 塑件壁厚的不均匀性是随着其深度的增加而变得严重的 12 3 4与真空成型比较 塑件的刚度和强度取决于其最小值 压缩空气成型时 塑件的壁越厚 塑料板就要越厚 成型的压力差也就越大 即压缩空气的压力越大 一般塑件板厚度不得越过8毫米 大多数情况下把板的厚度限制在1 5毫米的范围内 现列表加以比较压缩空气成型与真空成型 12 3 4与真空成型比较 思考题 真空成型模具的成型过程及原理 答案 真空成型模具的成型特点 答案 真空成型模具