其它塑料成型模具

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。12.1.１概述二、用作中空吹塑成型的材料应具有的特性：１、耐环境应力开裂性。２、气密性。３、耐冲击性。12.1.1概述12.1.2中空成型的分类㈠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。㈡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㈢.注射延伸吹塑中空成型成型过程如图12—3所示:（１）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。（２）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。（３）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。（４）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)851157880953169255461607340448685350475391134443264169300.30300.30100.5512.1.2中空成型的分类㈣.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㈤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。㈥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㈠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Ｔ—塑件壁厚，毫米Ｄr—吹胀比，取(2-4)Ａ—修正系数，取1-1.512.1.3中空塑件设计㈡.延伸比ＬaＬa是指在延伸吹塑中空塑件中的塑件长度Ｌ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㈢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。㈣圆角㈤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。㈥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Ａ与Ｂ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Φ0.5-1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：Ｐ≥Ｐ1Fn式中Ｐ—锁模力，公斤Ｐ1—吹胀力，公斤/厘米2，Ｆ—吹塑件在模具分型面上的投影面积，厘米2,Ｎ—安全系数，取n=1.2—1.312.2.1概述12.2.2真空成型模具12.2真空成型模具㈠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㈡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㈠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㈡.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㈢.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㈣.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㈤.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135~18093~12741~4660~1496.6~8聚乙烯(低密度)聚乙烯121~19110749~7714915~30（高密度）135~19112164~9314915~30聚丙烯149~20211聚苯乙烯（双轴定向）苯乙烯－丁二烯丙烯晴182~19349~606~8共聚物116~121聚甲基丙烯酸149~177140~16072~85甲酯(铸塑)4.8~11.2聚甲基丙烯酸143~183甲酯(挤出)醋酸纤维素110~1607.5~9.0醋酸纤维素132~16399~12152~608~16聚酰胺－6227~24621677~93274~3167聚酸胺-66216~22121010聚对笨二甲酸乙221~2491012.2.2真空成型模具分类二酯(定向的)聚对笨二甲酸乙177~254二酯(非定向的)177~204醋酸丁酸纤维素95~120--30~4011~17硝酸纤维素90~115--30~408~12乙基纤维素105~135--30~4010~20聚碳醋酸225~24521575~95275~3157尼龙6215~220210--7.9~8.7尼龙66220~250---9~10涤纶(定向)175~255----涤纶(非定向)175~205---6聚砜220~280-160--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㈠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㈡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。㈢.阴、阳模压缩空气成型㈣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。㈤无模具压缩空气成型又称为自由式成型,见图12—2312.3.3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:Δ=2πR2/πR2=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