塑料成型工艺与模具设计课件 第十二章 其他塑料成型模具

1、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中空成型模具

2、12.2 真空成型模具12.3 压缩空气成型模具12.4 思考题中空成型模具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 、耐冲击性概述 中空成型的分类挤出吹塑中空成型: 图121所示图a是挤出型坯，b是将型坯引入对开的模内，

3、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122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 其成型过程如图123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

4、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 延伸吹塑瓶 普通吹塑瓶 聚氯乙烯瓶纵向横向纵向横向 纵向 横向拉伸强度(屈服)公斤/厘米2拉伸强度(断裂)公斤/厘米2拉伸破坏变形(%)落锤冲击强度(公斤/厘米2)试样壁厚(毫米)851157880953169255461607340448685350 475 391 134 443 264 169 30 0.30 3

5、0 0.30 10 0.5512.1.2 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

6、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24，多用2左右.图127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12.1.3 中空塑件设计.延伸比aa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127所示 表122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128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

7、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129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1210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151312.1.4 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

8、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 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

9、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1213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1214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

10、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1215a,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1215b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1215c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1216a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1216b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

11、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1217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1217b所示从模底抽真空使片材与模具型腔面完全贴合 如图1217c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成型条件热膨胀系数10-5厘米/厘米塑料种类 模具温度辅用柱塞温度最惠值最低值硬聚氯乙烯135180931274146601496.68聚乙烯(低密度)聚

12、乙烯12119110749771491530（高密度）13519112164931491530聚丙烯14920211聚苯乙烯（双轴定向）苯乙烯丁二烯丙烯晴182193496068共聚物116121聚甲基丙烯酸1491771401607285甲酯(铸塑)4.811.2聚甲基丙烯酸143183甲酯(挤出)醋酸纤维素1101607.59.0醋酸纤维素132163991215260816聚酰胺622724621677932743167聚酸胺-6621622121010聚对笨二甲酸乙2212491012.2 .2 真空成型模具分类 二酯(定向的) 聚对笨二甲酸乙177254 二酯(非定向的)177204

13、 醋酸丁酸纤维素95120 - - 3040 1117 硝酸纤维素90115 - - 3040 812 乙基纤维素105135 - - 3040 1020 聚碳醋酸225245 215 7595275315 7 尼龙6215220 210 - - 7.98.7 尼龙66220250 - - - 910 涤纶(定向)175255 - - - - 涤纶(非定向)175205 - - - 6 聚砜220280 -160 - -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

14、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1218所示压缩空气成型分类 阴模成型 见图1220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压缩空气成型分类阳模成型如图1220所

15、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1221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1223 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

16、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 模具设计要点 规格:常用的型刃是把顶端削平毫米，以毫米的圆弧与两侧相连型刃的角度以2030为宜.安装:型刃和型腔之间应有毫米的间隙. 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 引申比等于塑件的侧面积与毛坯面积之比.表示如下: =2R2/R2=2 如图1228a所示,选择阳模成型时,塑件不能同时修

17、剪,塑件的底部厚. 如图1229b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15毫米的范围内. 现列表加以比较压缩空气成型与真空成型: 压缩空气成型 真空成型 成型 原理用压缩空气把板压入阴阳模上成型把板和行腔之间抽成真空,使板吸附在型腔上 成型 压力用压缩空气把板在型腔上,一般压力为38公斤/厘米用大气

18、压把塑料板压在型腔上成型速度 快 比压缩空气成型慢成型周期 短,比真空成型快3倍以上 长加热方法 用加热板直接加热 辐射加热加热时间 短 长切边塑件在模具上切边塑件取出后在别的装置上切边塑件质量尺寸精度好,细小部的再现性好,光泽,透明性好各方面质量都比压缩空气成型差模具复杂,阳模成型不易装切边装置阴阳模成型均无问题装置价格 高 低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）、真空成型模具的成型过程及原理？ 、将塑料板材夹持固定在真空成型模板上；、将塑料成板材加热到软化温度；、在真空成型模内抽真空使塑料板材紧贴在真空成型模型腔内尔成型；、充分冷却；、脱模。、真空成型模具的成型特点？ 适宜制造壁厚小尺寸大的制品； 塑料制