第16章氣動成型工藝與模具設計講述

1、高等教育出版社高等教育出版社高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社 第第1616章章 氣動成型工藝與模具設計氣動成型工藝與模具設計塑料成型工藝與模具設計電子教案塑料成型工藝與模具設計電子教案 中空吹塑成型工藝與模具設計中空吹塑成型工藝與模具設計 抽真空抽真空成型工藝與模具設計成型工藝與模具設計壓縮空氣成型工藝與模具設計壓縮空氣成型工藝與模具設計16.116.216.3第第1616章章 氣動成型工藝與模具設計氣動成型工藝與模具設計1 16 6.1.1 中空吹塑成型工藝與模具設計中空吹塑成型工藝與模具設計16.1.116.1.1中空吹塑成型的分類及成型工藝過程中空吹塑成型的分類及成型工藝過程

2、中空吹塑成型是將處于高彈態(tài)（接近于黏流態(tài)）的塑料型坯置中空吹塑成型是將處于高彈態(tài)（接近于黏流態(tài)）的塑料型坯置于模具的型腔內(nèi)，通入壓縮空氣在型坯中將其吹塑，使之緊貼于模具的型腔內(nèi)，通入壓縮空氣在型坯中將其吹塑，使之緊貼于模具型腔壁上，冷卻定型得到一定形狀的中空塑件的一種加于模具型腔壁上，冷卻定型得到一定形狀的中空塑件的一種加工方法。工方法。根據(jù)成型過程及方法，主要分為根據(jù)成型過程及方法，主要分為擠出吹塑擠出吹塑和和注塑吹塑注塑吹塑兩類吹塑兩類吹塑成型。成型。氣動成型是指借助于壓縮空氣或抽真空的方法成型瓶類、桶氣動成型是指借助于壓縮空氣或抽真空的方法成型瓶類、桶類、罐類、盒類、等塑料制件，也可稱之

3、為氣壓成型，主要類、罐類、盒類、等塑料制件，也可稱之為氣壓成型，主要包括中空吹塑成型、真空成型和壓縮空氣成型。包括中空吹塑成型、真空成型和壓縮空氣成型。1 16 6.1.1 中空吹塑成型工藝與模具設計中空吹塑成型工藝與模具設計1. 1. 擠出吹塑成型擠出吹塑成型 1 16 6.1.1 中空吹塑成型工藝與模具設計中空吹塑成型工藝與模具設計2. 2. 注射吹塑成型注射吹塑成型 先用注射機將塑料在注射模中注射成型坯，然后將熱的塑料型坯移入先用注射機將塑料在注射模中注射成型坯，然后將熱的塑料型坯移入中空吹塑模具中進行中空吹塑成型。（與擠出吹塑成型相比，優(yōu)點是中空吹塑模具中進行中空吹塑成型。（與擠出吹塑

4、成型相比，優(yōu)點是型坯壁厚均勻、無飛邊）型坯壁厚均勻、無飛邊）冷坯法冷坯法 冷卻固化的型坯冷卻固化的型坯熱坯法熱坯法 帶熱型坯，無需再次加熱帶熱型坯，無需再次加熱1 16 6.1.1 中空吹塑成型工藝與模具設計中空吹塑成型工藝與模具設計3 3多層吹塑多層吹塑 多層吹塑是指不同種類的塑料，經(jīng)特定的擠出機頭形成一個多層吹塑是指不同種類的塑料，經(jīng)特定的擠出機頭形成一個坯壁分層而又黏合在一起的型坯，再經(jīng)多層吹塑制得多層中坯壁分層而又黏合在一起的型坯，再經(jīng)多層吹塑制得多層中空塑件的成型方法?？账芗某尚头椒?。 1 16 6.1.1 中空吹塑成型工藝與模具設計中空吹塑成型工藝與模具設計1616. .1 1.

5、 .2 2中空吹塑制件結構工藝性中空吹塑制件結構工藝性1 1中空塑件對材料的要求中空塑件對材料的要求（）（） 良好的耐環(huán)境應力開裂性良好的耐環(huán)境應力開裂性（）（） 良好的氣密性良好的氣密性（）（） 良好的耐沖擊性良好的耐沖擊性 此外，根據(jù)使用的需要還需有耐藥性、耐腐蝕、抗靜電及韌性和此外，根據(jù)使用的需要還需有耐藥性、耐腐蝕、抗靜電及韌性和耐擠壓性等。耐擠壓性等。2 2中空塑件的工藝要求中空塑件的工藝要求（）（） 圓角圓角（）（） 支承面支承面1 16 6.1.1 中空吹塑成型工藝與模具設計中空吹塑成型工藝與模具設計1616. .1 1. .2 2中空吹塑制件結構工藝性中空吹塑制件結構工藝性2

6、2中空塑件的工藝要求中空塑件的工藝要求（）（） 脫模斜度脫模斜度（）（） 螺紋螺紋（）（） 剛度剛度1 16 6.1.1 中空吹塑成型工藝與模具設計中空吹塑成型工藝與模具設計1616. .1 1. .2 2中空吹塑制件結構工藝性中空吹塑制件結構工藝性2 2中空塑件的工藝要求中空塑件的工藝要求（）（） 縱向強度縱向強度1 16 6.1.1 中空吹塑成型工藝與模具設計中空吹塑成型工藝與模具設計1616. .1 1.3.3吹塑成型的工藝參數(shù)吹塑成型的工藝參數(shù)1 1溫度溫度包括型坯溫度和模具溫度。包括型坯溫度和模具溫度。對于擠出形坯，溫度一般控制在樹脂的對于擠出形坯，溫度一般控制在樹脂的 （或（或 ）

7、之間，并）之間，并略偏略偏 （或（或 ）一側。）一側。對于注塑型坯，由于其內(nèi)外溫差較大，更難控制型坯溫度的均勻一對于注塑型坯，由于其內(nèi)外溫差較大，更難控制型坯溫度的均勻一致，為此，應使用溫度調(diào)節(jié)裝置。致，為此，應使用溫度調(diào)節(jié)裝置。吹塑模具的模溫一般控制在吹塑模具的模溫一般控制在 ，并要求均勻一致。，并要求均勻一致。2 2吹脹壓力和充氣速率吹脹壓力和充氣速率吹脹壓力系指吹塑成型所用的壓縮空氣壓力。吹脹壓力系指吹塑成型所用的壓縮空氣壓力。一般為一般為 。1 16 6.1.1 中空吹塑成型工藝與模具設計中空吹塑成型工藝與模具設計3. 吹脹比吹脹比Br 塑件最大直徑與型坯直徑之比，表示了塑件徑向最塑件

8、最大直徑與型坯直徑之比，表示了塑件徑向最大尺寸和擠出機機頭口模尺寸之間的關系。機頭大尺寸和擠出機機頭口模尺寸之間的關系。機頭口模與芯棒的間隙可用下式確定：口模與芯棒的間隙可用下式確定： =atBr 4. 延伸比延伸比 塑件長度與型坯的有效長度之比。塑件長度與型坯的有效長度之比。生產(chǎn)中一般取生產(chǎn)中一般取S :B 。1 16 6.1.1 中空吹塑成型工藝與模具設計中空吹塑成型工藝與模具設計16.1.416.1.4中空吹塑設備中空吹塑設備根據(jù)擠出吹塑成型和注射吹塑成型的兩類不同成型方法，中空吹塑成根據(jù)擠出吹塑成型和注射吹塑成型的兩類不同成型方法，中空吹塑成型的設備也可分為如下兩類。型的設備也可分為如

9、下兩類。1 1擠出吹塑成型設備擠出吹塑成型設備（）（） 擠出機擠出機（）（） 機頭機頭（）（） 吹塑模具、合模裝置及供氣裝置等吹塑模具、合模裝置及供氣裝置等1 16 6.1.1 中空吹塑成型工藝與模具設計中空吹塑成型工藝與模具設計16.1.416.1.4中空吹塑設備中空吹塑設備2 2注射吹塑成型設備注射吹塑成型設備（）（） 注射系統(tǒng)注射系統(tǒng)主要由注射機、支管裝置、充模噴嘴構注射系統(tǒng)注射系統(tǒng)主要由注射機、支管裝置、充模噴嘴構成。成。 ） 注射機注射機 ） 支管裝置支管裝置 ） 充模噴嘴充模噴嘴1 16 6.1.1 中空吹塑成型工藝與模具設計中空吹塑成型工藝與模具設計16.1.416.1.4中空吹

10、塑設備中空吹塑設備2 2注射吹塑成型設備注射吹塑成型設備（）（） 注射吹塑模具注射吹塑模具1 16 6.1.1 中空吹塑成型工藝與模具設計中空吹塑成型工藝與模具設計（）（） 注射吹塑模具注射吹塑模具 ） 型腔體型腔體 ） 頸圈鑲塊頸圈鑲塊 ） 芯棒芯棒1 16 6.1.1 中空吹塑成型工藝與模具設計中空吹塑成型工藝與模具設計16.1.5 16.1.5 擠出吹塑模具設計擠出吹塑模具設計吹塑模通常是對開式的。復雜結構的吹塑性需要設計局部或底部側向吹塑模通常是對開式的。復雜結構的吹塑性需要設計局部或底部側向分型機構；大型擠出吹塑?；蜻B續(xù)生產(chǎn)注射吹塑模一般需設置冷卻說分型機構；大型擠出吹塑?；蜻B續(xù)生產(chǎn)

11、注射吹塑模一般需設置冷卻說道，冷卻模具。道，冷卻模具。從模具的結構及工藝方法看，吹塑?？煞譃樯洗悼诤拖麓悼趦深悾簭哪＞叩慕Y構及工藝方法看，吹塑?？煞譃樯洗悼诤拖麓悼趦深悾篴.上吹口擠出吹塑模上吹口擠出吹塑模 壓縮空氣由模具上端吹入型腔壓縮空氣由模具上端吹入型腔b.下吹口擠出吹塑模下吹口擠出吹塑模 壓縮空氣自套有型坯的底部芯軸吹入模腔壓縮空氣自套有型坯的底部芯軸吹入模腔1 16 6.1.1 中空吹塑成型工藝與模具設計中空吹塑成型工藝與模具設計模具設計要點如下。模具設計要點如下。(1)(1)夾坯口（擠出吹塑模）夾坯口（擠出吹塑模） 擠出吹塑過程中，模具在閉合同時將型坯封口并將余料切除，在擠出吹塑過

12、程中，模具在閉合同時將型坯封口并將余料切除，在模具相應位置設置較窄夾坯口，也稱切口。模具相應位置設置較窄夾坯口，也稱切口。1 16 6.1.1 中空吹塑成型工藝與模具設計中空吹塑成型工藝與模具設計（2 2）余料槽）余料槽儲存被夾坯口切除的余料，以免余料夾在分型面上影響塑件的形狀和儲存被夾坯口切除的余料，以免余料夾在分型面上影響塑件的形狀和尺寸。余料槽通常設置在夾坯口兩側，大小依型坯被夾持后余量尺寸。余料槽通常設置在夾坯口兩側，大小依型坯被夾持后余量的寬度和厚度確定，以不影響模具閉合為準。的寬度和厚度確定，以不影響模具閉合為準。（3 3）排氣孔槽）排氣孔槽一定數(shù)量的排氣孔，排除吹脹成型時模具內(nèi)的

13、氣體。一定數(shù)量的排氣孔，排除吹脹成型時模具內(nèi)的氣體。（4 4）模具冷卻）模具冷卻在模具上開設冷卻水道，冷卻模具（在模具上開設冷卻水道，冷卻模具（20205050）（5 5）模具表面粗糙度）模具表面粗糙度 通常噴砂處理模具型腔即可通常噴砂處理模具型腔即可（6 6）模具材料）模具材料 一般用鋁合金制造型腔部分一般用鋁合金制造型腔部分16.2 16.2 抽真空成型工藝與模具設計抽真空成型工藝與模具設計16.2.116.2.1抽真空成型的特點、分類及其成型工藝過程抽真空成型的特點、分類及其成型工藝過程1 1抽真空成型的特點抽真空成型的特點 抽真空成型的優(yōu)點抽真空成型的優(yōu)點:p 不需要整副模具，僅需制作

14、凸?；虬寄Ｖ腥魏我粋€即可，模具不需要整副模具，僅需制作凸?；虬寄Ｖ腥魏我粋€即可，模具結構簡單，制造成本低，制件形狀清晰；結構簡單，制造成本低，制件形狀清晰；p 抽真空成型的設備不復雜，能生產(chǎn)大、薄、深的塑件；抽真空成型的設備不復雜，能生產(chǎn)大、薄、深的塑件；p 生產(chǎn)效率高，可以觀察塑件的成型過程。生產(chǎn)效率高，可以觀察塑件的成型過程。 抽真空成型的不足之處抽真空成型的不足之處:u 成型的塑件壁薄不均勻，尤其是模具上凸凹的部位；成型的塑件壁薄不均勻，尤其是模具上凸凹的部位；u 當模具的凸凹形狀變化較大且相距較近以及凸模拐角處為銳角當模具的凸凹形狀變化較大且相距較近以及凸模拐角處為銳角時，在成型的塑件

15、上容易出現(xiàn)皺折；時，在成型的塑件上容易出現(xiàn)皺折；u 由于真空成型壓力有限，因而不能成型厚壁塑件。由于真空成型壓力有限，因而不能成型厚壁塑件。16.2 16.2 抽真空成型工藝與模具設計抽真空成型工藝與模具設計16.2.116.2.1抽真空成型的特點、分類及其成型工藝過程抽真空成型的特點、分類及其成型工藝過程2 2抽真空成型的分類及其成型工藝過程抽真空成型的分類及其成型工藝過程抽真空成型按其成型的特點主要可分為凹模抽真空成型、凸模抽真抽真空成型按其成型的特點主要可分為凹模抽真空成型、凸模抽真空成型、凹凸模先后抽真空成型、吹泡抽真空成型、柱塞下推式空成型、凹凸模先后抽真空成型、吹泡抽真空成型、柱塞

16、下推式抽真空成型等。抽真空成型等。（）（） 凹模抽真空成型凹模抽真空成型16.2 16.2 抽真空成型工藝與模具設計抽真空成型工藝與模具設計16.2.116.2.1抽真空成型的特點、分類及其成型工藝過程抽真空成型的特點、分類及其成型工藝過程2 2抽真空成型的分類及其成型工藝過程抽真空成型的分類及其成型工藝過程（）（） 凸模抽真空成型凸模抽真空成型16.2 16.2 抽真空成型工藝與模具設計抽真空成型工藝與模具設計16.2.116.2.1抽真空成型的特點、分類及其成型工藝過程抽真空成型的特點、分類及其成型工藝過程2 2抽真空成型的分類及其成型工藝過程抽真空成型的分類及其成型工藝過程（）（） 凹凸

17、模先后抽真空成型凹凸模先后抽真空成型16.2 16.2 抽真空成型工藝與模具設計抽真空成型工藝與模具設計16.2.116.2.1抽真空成型的特點、分類及其成型工藝過程抽真空成型的特點、分類及其成型工藝過程2 2抽真空成型的分類及其成型工藝過程抽真空成型的分類及其成型工藝過程（）（） 吹泡抽真空成型吹泡抽真空成型16.2 16.2 抽真空成型工藝與模具設計抽真空成型工藝與模具設計16.2.116.2.1抽真空成型的特點、分類及其成型工藝過程抽真空成型的特點、分類及其成型工藝過程2 2抽真空成型的分類及其成型工藝過程抽真空成型的分類及其成型工藝過程（）（） 柱塞下推式抽真空成型柱塞下推式抽真空成型

18、16.2 16.2 抽真空成型工藝與模具設計抽真空成型工藝與模具設計16.2.216.2.2 抽真空成型塑件設計抽真空成型塑件設計（1）塑件幾何形狀與尺寸精度）塑件幾何形狀與尺寸精度避免過多凸起和深溝槽，高彈態(tài)私聊成型收縮率較大，尺寸精避免過多凸起和深溝槽，高彈態(tài)私聊成型收縮率較大，尺寸精度較低。度較低。（2）引伸比）引伸比塑件深度與寬度之比稱為引伸比，在很大程度上反映了塑件成塑件深度與寬度之比稱為引伸比，在很大程度上反映了塑件成型的難易程度，即引伸比愈大，成型愈困難。一般采用引伸比型的難易程度，即引伸比愈大，成型愈困難。一般采用引伸比為為0.51，最大不應超過，最大不應超過1.5.（3）圓角

19、）圓角塑件角落處易發(fā)生變薄及應力集中現(xiàn)象，應以圓角過渡，且圓塑件角落處易發(fā)生變薄及應力集中現(xiàn)象，應以圓角過渡，且圓弧半徑盡量大，但圓角半徑最小不小于片材厚度?；“霃奖M量大，但圓角半徑最小不小于片材厚度。（4）脫模斜度）脫模斜度真空成型脫模斜度應略大些，真空成型脫模斜度應略大些，14，保證順利脫模。，保證順利脫模。（5）加強肋）加強肋（6）塑件坯材大?。┧芗鞑拇笮?21ALBS16.2 16.2 抽真空成型工藝與模具設計抽真空成型工藝與模具設計16.2.316.2.3 抽真空成型模具設計抽真空成型模具設計1. 1. 模具的結構設計模具的結構設計（）（） 抽氣孔的設計抽氣孔的設計真空成型的抽氣孔

20、設計是模具設計的關鍵。真空成型的抽氣孔設計是模具設計的關鍵。（）（） 型腔尺寸型腔尺寸（）（） 型腔表面粗糙度型腔表面粗糙度（）（） 邊緣密封裝置邊緣密封裝置（）（） 加熱和冷卻裝置加熱和冷卻裝置真空成型的模具表面一般是加工好以后進行噴砂處理。真空成型的模具表面一般是加工好以后進行噴砂處理。2 2模具材料模具材料（）（） 非金屬材料對于試制或小批量生產(chǎn)，可選用木材或石膏非金屬材料對于試制或小批量生產(chǎn)，可選用木材或石膏作為模具材料。作為模具材料。（）（） 金屬材料適用于大批量高效率生產(chǎn)的抽真空模具是金屬金屬材料適用于大批量高效率生產(chǎn)的抽真空模具是金屬材料。材料。16.3 16.3 壓縮空氣成型工

21、藝與模具設計壓縮空氣成型工藝與模具設計16.3.116.3.1壓縮空氣成型工藝過程壓縮空氣成型工藝過程 壓縮空氣成型是指借助于壓縮空氣的壓力，將加熱軟化的塑料壓縮空氣成型是指借助于壓縮空氣的壓力，將加熱軟化的塑料片材壓入模具型腔并貼合在其表面進行成型的方法。在一般情片材壓入模具型腔并貼合在其表面進行成型的方法。在一般情況下，成型壓力可達況下，成型壓力可達0.30.8 MPa,最大可達最大可達3 MPa。 16.3 16.3 壓縮空氣成型工藝與模具設計壓縮空氣成型工藝與模具設計16.3.216.3.2 壓縮空氣成型模具設計壓縮空氣成型模具設計特點：壓縮空氣在模具上增加了型刃，塑料成型后可在模具上

22、特點：壓縮空氣在模具上增加了型刃，塑料成型后可在模具上切斷余料；加熱板是模具的組成部分，可與片材接觸加熱且效切斷余料；加熱板是模具的組成部分，可與片材接觸加熱且效果好。果好。 凹模壓縮空氣成型模具結構凹模壓縮空氣成型模具結構16.3 16.3 壓縮空氣成型工藝與模具設計壓縮空氣成型工藝與模具設計16.3.216.3.2 壓縮空氣成型模具設計壓縮空氣成型模具設計 凹模壓縮空氣成型模具結構凹模壓縮空氣成型模具結構1 1排氣孔設計排氣孔設計2 2壓縮空氣孔設計壓縮空氣孔設計壓縮空氣孔是壓縮空氣的入口，其作用是將預熱的壓縮空氣均勻地吹向壓縮空氣孔是壓縮空氣的入口，其作用是將預熱的壓縮空氣均勻地吹向預熱后的塑料片材，使之延伸變形、緊貼于模具型面上而成為塑件。預熱后的塑料片材，使之延伸變形、緊貼于模具型面上而成為塑件。3 3型刃設計型刃設計4 4型刃安裝型刃安裝型刃和型腔之間應有型刃和型腔之間應有0.25 0.25 0.50 0.50 的間隙，作為空氣的通路，并的