15模具设计-第十五章-气动成型模具课件

第三篇其他塑料成型模具设计第十五章气动成型模具1

本章基本内容中空吹塑成形模具的成形原理及其特点,模具的结构零部件设计真空成形模具的成形原理及其特点,模具的结构零部件设计压缩空气成形模具的成形原理及其特点,模具的结构零部件设计2

本章重点、难点三种气动成形方法的成形原理及其特点三种气动成形模具的结构和设计方法。3吹塑成型产品15.1中空吹塑成形模具4吹塑成型压机吹塑原理

15.1中空吹塑成形模具51、吹塑成型的分类:挤出吹塑成型注射吹塑成型注射拉伸吹塑成型多层吹塑片材吹塑成型2、吹塑成型原理将处于塑性状态的型坯置于模具型腔内，借助压缩空气将其吹胀，使之紧贴于型腔壁上，经冷却定型得到中空塑料制品的模塑方法。(动画)15.1中空吹塑成形模具一、分类及特点：动画15.1.1挤出吹塑1动画15.1.1挤出吹塑2动画15.1.2注射吹塑1动画15.1.2注射吹塑2动画15.1.3注拉吹（一步法1）动画15.1.3注拉吹（一步法2）动画15.1.3注拉吹（二步法）63、吹塑成型的工艺特点:(1)成型空气压力根据塑料熔融粘度高低来确定其大小，一般在0.2MPa～0.69MPa。(2)吹胀比（B）图15.3

塑料制品的最大直径与型坯直径之比。一般B取2～

4。吹胀比越大，塑件的横向强度高。但太大会导致壁厚不均匀。(3)延伸比图15.3

塑件的长度与型坯的有效长度之比。延伸比大的塑件，塑件的纵向强度高。(3)模温和冷却时间材料的熔融温度较高，允许有较高的模具温度；反之，则应尽可能降低模具温度。模温常在20～50℃。冷却时间控制着塑件的外观质量、性能和生产率。15.1中空吹塑成形模具715.1中空吹塑成形模具4、几种代表性塑料挤出吹塑成型工艺条件

工艺条件醋酸纤维(CA)

电筒硬聚氯乙烯(HPVC)

500ml瓶聚乙烯(PE)

浮球尼龙1010100ml瓶聚碳酸酯(PC)圆筒型坯挤出时间/S充气时间/S冷却时间/S总周期/S充气压力/MPa充气方法吹胀比主品质量/g螺杆转速/(r.min-1)挤出机22123450.3~0.34顶吹1.5:150~5516.5d=45mm立式挤出30153550.4顶吹2:175~8016.5d=45mm立式挤出15155400.3~0.4顶吹2.5:18022d=89mm立式挤出20105400.2~0.3顶吹2:1712d=89mm立式挤出6020~3010~151200.69顶吹1.6:130011.5d=89mm立式挤出8二、挤出吹塑成型1、吹塑过程包括(见动画)(1)挤出型坯；

(2)型坯达到预定长度时，夹住型坯定位后合模；

(3)型坯的头部成型或定径；

(4)压缩空气导入型坯进行吹胀并贴于型腔表壁成型；

(5)塑件在模内经保压和冷却定型；

(6)排出压缩空气，开模取出塑件，并对塑件进行修边、整饰。15.1中空吹塑成形模具动画15.1.1挤出吹塑19二、挤出吹塑成型2、挤出吹塑模具材料铝合金、铍铜合金、锌合金、钢----大批量生产硬质塑料件。（HRC40～44）3、挤出吹塑模具典型结构

组合式和嵌镶式（右图）吹气方式：

上吹和下吹（见下图）组合式结构15.1中空吹塑成形模具1015.1中空吹塑成形模具上吹和下吹结构1115.1中空吹塑成形模具4、挤出吹塑模具设计要点：⑴、模具型腔：①、分型面：对称，型腔浅，吹胀比小，易脱模。②、型腔表面：PE件，型腔表面喷沙或蚀刻；

PET、PVC、PP透明件，型腔表面要抛光；工程塑料件，型腔表面一般不能喷沙，可蚀刻。③、型腔尺寸型腔尺寸A=B+B*S%二、挤出吹塑成型12喷沙：是表面打磨工艺,用特选的沙砾以高压气流做为配合,

高速的散射向待处理表面,处理速度快,效果好!喷沙工艺简述：在工作模内用规定目数的细金钢沙，在高压气枪的辅助下，将模具的表面喷出细微的雾状。并经热处理后再在模具的工作面镀上坚硬的铬。补充定义用这种模具生产的产品，会由于金属的压延而产生一种原光，在晃动产品有光泽变化。

喷沙有美观效果，也有增加摩擦起防滑作用。

特点：13蚀刻：是将材料使用化学反应或物理撞击作用而移除的技术。

蚀刻技术可以分为『湿蚀刻』(wetetching)及『干蚀刻』(dryetching)两类。

通常所指蚀刻也称光化学蚀刻（photocemicaletching），指通过曝光制版、显影后，将要蚀刻区域的保护摸去处，在蚀刻时接触化学溶液，达到溶解腐蚀的作用，形成凹凸或者镂空成型的效果。补充定义定义：1）最早可用来制造铜版、锌版等印刷凹凸版，也广泛地被使用于减轻重量(WeightReduction)仪器镶板，名牌及传统加工法难以加工之薄形工件等之加工；2）不断改良发展，亦可以用于航空、机械、化学工业中电子薄片零件精密蚀刻产品的加工，特别在半导体制程上，蚀刻更是不可或缺的技术。应用：如MotoV3的键盘，文字和符号均为采用镂空蚀刻工艺成型。举例：14蚀刻应用1515.1中空吹塑成形模具底部作用：挤压、封接型坯的端，切去尾部余料。

①、夹坯口刃（图15.7）夹坯口刃宽度b过小→制品接合缝的厚度，结合强度变小→裂缝。一般小型件b=1～2mm，大型件b=2～

4mm②、余料槽（图15.5）作用：容纳剪切下来的多余塑料。余料槽单边深度（h/2）=(80%～

90%)t(型腔壁厚)二、挤出吹塑成型⑵、模具底部镶块16⑶、模具颈部镶块（吹口镶块，图15.5）组成：模颈圈与剪切块HRC56～

58

剪切块作用：切除颈部余料，减少颈圈磨损⑷、排气孔槽设在分型面上排气槽（宽10～

25mm，深度0.03-0.05mm）；排气孔（设在型腔凹坑或尖角处或塑料最后贴模的地方，孔径d=0.5～1mm）型腔壁排气槽二、挤出吹塑成型15.1中空吹塑成形模具17⑸、模具的冷却大型件：箱式冷却槽；小型件：冷却水道。瓶口部位加强冷却。一般离型腔10～15mm，水温5～15℃型腔壁排气槽二、挤出吹塑成型15.1中空吹塑成形模具18三、注射吹塑特点：综合注射与吹塑工艺的成型方法应用：成型容积较小的包装容器的大批量生产。优点：⑴、壁厚均匀，无飞边，不必进行后加工；⑵、底部无接合缝，强度高，生产率高。15.1中空吹塑成形模具动画15.1.2注射吹塑1动画15.1.2注射吹塑219三、注射吹塑注射吹塑包括：注射系统、型坯模具、吹塑模具、模架（合模装置）、脱模装置及转位装置等。⑴、注射系统组成：注射机、支管装置、充模喷嘴①、注射机：采用混炼型螺杆②、支管装置作用：将熔体从注射机喷嘴引入型坯模具型腔内，可实现一次注射成型多个型胚。15.1中空吹塑成形模具2015.1中空吹塑成形模具⑵、型坯模具①、型坯型腔体

软质塑料成型-型腔体由碳素工具钢或结构钢制

HRC31～35

硬质塑料成型-型腔体由合金工具钢制HRC52～54

型腔要抛光，加工硬质料时镀铬。②、颈圈镶块（吹口镶块）作用：成型容器颈部，并支承芯棒材料：合金工具钢并抛光镀铬。

三、注射吹塑2115.1中空吹塑成形模具③、芯棒作用：A、成型型坯内部形状与塑料容器颈部内径（型芯作用）；

B、带着型坯模转位到吹塑模；

C、输送压缩空气以吹胀型坯；

D、通过温控介质，以调节芯棒及型坯温度；另：型坯长度L与颈部直径D，决定于芯棒长径比

L/D<10⑶、吹塑模具与挤出吹塑模基本相同，但无夹料刃口。

三、注射吹塑22三、拉伸吹塑1、拉伸吹塑过程注射工位成型型坯→拉伸吹塑工位进行拉伸并吹塑→经保压、冷却后取出制品。特点：透明度、冲击韧度、刚度、表面硬度好。2、拉伸吹塑工艺要点:型坯加热温度、吹塑压力、吹

塑时间和吹塑模具温度等工艺因素类似注射吹塑。3、拉伸吹塑用塑料聚对苯二甲酸乙二酯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚丙烯睛、聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、聚砜等。4、拉伸吹塑方法：挤出拉伸吹塑、注射拉伸吹塑5、拉伸吹塑设备：挤出机和吹塑机组成；注塑机和吹塑机组成。

15.1中空吹塑成形模具动画15.1.3注拉吹（一步法1）动画15.1.3注拉吹（一步法2）动画15.1.3注拉吹（二步法）2315.1中空吹塑成形模具24四、多层吹塑

多层吹塑是指不同种类的塑料，经特定的挤出机头形成一个坯壁分层而又粘接在一起的型坯，最后经吹塑获得多层中空塑件的成型方法。

五、片材吹塑将压延或挤出成形的片材再加热，使之软化，放入型腔，合模在片材之间通人压缩空气而成形出中空塑件。

15.1中空吹塑成形模具2515.2真空成型模具一、真空成型原理

a.将塑料板材夹持固定在真空成型模具上；

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15.2.1真空成型模原理动画2615.2真空成型模具

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；（拉伸）

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．二、成型特点2715.2真空成型模具1、凹模真空成型

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．三、成型方法动画15.2.2凹模真空成型2815.2真空成型模具2、凸模真空成型

图a所示是被加紧的塑件板超出模面一定高度；图b为加热后盖在阳模上；图c为抽真空，塑料板材紧贴在凸模上而成型。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。三、成型方法动画15.2.3凸模真空成型2915.2真空成型模具

3、凹凸模先后抽真空成型

首先把塑料板紧固在凹模上加热，软化后将加热器移开，然后通过凸模吹人压缩空气，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从中抽真空，同时凹模通人压缩空气，使塑料板贴附在凸模的外表面而成形。

三、成型方法动画15.2.4柱塞辅助真空成型304、吹胀真空成型首先将片材加热，然后向密闭箱内送压缩空气。热片材向外吹涨，再将凸模升起，与片材之间形成密闭状态；最后由凸模上的气孔抽真空，利用外面的大气压力使它成形。15.2真空成型模具三、成型方法动画15.2.5气压预拉伸凸模反吸成型3115.2真空成型模具分类：辅助凸模真空成形分为下向真空成形和上向真空成形。5、辅助凸模真空成形(柱塞下推真空成形)

（1）下向真空成形首先将固定于凹模的塑料板加热至软化状态；接着移开加热器，用辅助凸模将塑料板推下，这凹模里的空气被压缩，软化的塑料板由于辅助凸模的推力和型腔内封闭的空气移动而延伸；然后凹模抽真空成形

动画15.2.4柱塞辅助真空成型3215.2真空成型模具

四、真空成形塑件设计1、塑件的几何形状和尺寸要求用真空成形方法成形塑件，成形后冷却收缩率较大，很难得到较高的尺寸精度，尺寸精度低。一般凸模真空成形时，塑件内部尺寸精确；而凹模真空成形时，塑件外部尺寸精确。不应该有过多的凸起和沟槽。2、引伸比

塑件的深度H与宽度(或直径)D之比称为引伸比。引伸比越大，成形越难。引伸比过大会使最小壁厚处变得非常薄，这时应选用较厚的塑料来成形。引伸比和塑料品种、成形方法有关。3、圆角塑件设计时应使联接处圆滑过渡，圆角半径不小于型坯厚度。4、斜度即工艺倾斜面，以便从模具中取出制品。5、加强肋加强肋应沿制品外形或面的方向设计。33压缩空气成形原理：（1）将塑料板材置于加热板和凹模之间，固定加热板；（2）塑料板材被轻轻地压在模具刃口上，在加热板抽出空气的同时，从位于型腔底部的空气口向型腔中送入空气，使被加工板材紧贴加热板；（3）这样塑料板很快被软化，达到适合于成形的温度。这时加强从加热板进出的空气，使塑料板材逐渐贴紧模具。与此同时，型腔内的空气通过其底部的通气孔迅速排出，最后使塑料板紧贴模具。（4）待板材冷却后，停止从加热板喷出压缩空气，再使加热板下降，对塑件进行切边；（5）在加热板回升的同时，从型腔底部进入空气使塑件脱模后，取出塑件。15.3压缩空气成型模具

一、压缩空气成形工艺3415.3压缩空气成型模具

3515.3压缩空气成型模具

15.3.2压缩空气成型工艺215.3.1压缩空气成型工艺1其他热成型动画：压缩空气成形动画：15.4.1钢模硅橡胶模块对压成型15.4.2气压预拉伸凹模反吸成型15.4.3凸凹模对压成型