塑料成型工藝與模具設(shè)計任務二課件

1、2022年7月26日項目五 其它成型模具設(shè)計 任務一 擠出成型模具設(shè)計任務二 氣輔成型模具設(shè)計2022年7月26日掌握氣輔成型的成型原理和工藝過程。了解中空吹塑成型模具的設(shè)計方法。了解真空成型模具的設(shè)計方法。能看懂氣輔成型模具工程圖，能設(shè)計簡單氣輔成型模具。任務目標任務分析相關(guān)知識任務實施任務小結(jié)思考與練習任務二 氣輔成型模具設(shè)計2022年7月26日 氣輔成型是指用模具和壓縮空氣吹成塑料中空容器的成型方法。主要用于制造薄壁塑料瓶、飲料瓶、玩具及包裝盒等塑件。 本任務以飲料瓶為載體，分析飲料瓶的氣輔成型原理，了解飲料瓶氣輔成型模具設(shè)計方法。任務目標任務分析相關(guān)知識任務實施任務小結(jié)思考與練習任務二

2、 氣輔成型模具設(shè)計2022年7月26日 一、中空吹塑成型工藝 中空吹塑是制造空心塑料塑件的二次成型方法。中空吹塑成型是把熔融狀態(tài)的塑料型坯置于模具內(nèi)，然后閉合模具，塑料型坯借壓縮空氣吹脹，冷卻而得到一定形狀的中空塑件的一種加工方法。根據(jù)成型方法的不同，主要有擠出吹塑成型、注射吹塑成型、注射拉伸吹塑成型、片材吹塑成型。任務目標任務分析相關(guān)知識任務實施任務小結(jié)思考與練習任務二 氣輔成型模具設(shè)計2022年7月26日1.擠出吹塑成型 圖5-19 擠出吹塑成型工藝過程1-擠出機頭;2-吹塑模;3-管狀型胚;4-壓縮空氣吹管;5-塑件任務目標任務分析相關(guān)知識任務實施任務小結(jié)思考與練習任務二 氣輔成型模具設(shè)

3、計2022年7月26日任務目標任務分析相關(guān)知識任務實施任務小結(jié)思考與練習任務二 氣輔成型模具設(shè)計 擠出吹塑成型工藝過程如圖5-19所示，首先擠出機擠出管狀型坯（圖a）；趁熱將型坯引入對開的模具，閉合模具（圖b）；向型腔內(nèi)通人壓縮空氣，使其膨脹附著模腔壁而成型（圖c）；最后保壓、冷卻、定型、放氣、塑件脫模（圖d）。擠出吹塑成型的優(yōu)點是設(shè)備與模具結(jié)構(gòu)簡單，投入少，操作容易，適于多種塑料的中空吹塑成型。擠出吹塑成型的缺點是壁厚不易均勻，從而引起塑件壁厚的差異，且塑件需后加工以去除飛邊。2022年7月26日任務目標任務分析相關(guān)知識任務實施任務小結(jié)思考與練習任務二 氣輔成型模具設(shè)計2.注射吹塑成型 注射

4、吹塑包括制坯和吹塑兩部分，如圖5-20所示為典型的藥瓶吹塑成型工藝過程。首先注射模閉合，將熔融塑料注入注射模內(nèi)，如圖5-20（b）所示；形成塑料瓶坯，注射模退出，如圖5-20（c）所示；吹塑模閉合，并吹塑脹型，形成塑件，如圖5-20（d)所示；吹塑模打開，取出塑件，如圖5-20（e)所示。此法的優(yōu)點是塑件壁厚均勻無飛邊，不需后加工，重量準確；由于注射型坯有底，故塑件底部沒有拼合縫，強度高；生產(chǎn)效率高。但設(shè)備與模具的投資較大，不宜生產(chǎn)較大塑件，多用于于大批量生產(chǎn)小型精致塑件生產(chǎn)。2022年7月26日圖5-20 注射吹塑成型工藝過程1-管坯模;2-吹塑模;3-注射模;4-芯模;5-塑料管坯;6-塑

5、件任務目標任務分析相關(guān)知識任務實施任務小結(jié)思考與練習任務二 氣輔成型模具設(shè)計2022年7月26日任務目標任務分析相關(guān)知識任務實施任務小結(jié)思考與練習任務二 氣輔成型模具設(shè)計3.注射拉伸吹塑成型 注射拉伸吹塑成型是將注射成型的有底型坯加熱到熔點以下的適當溫度后置于模具內(nèi)，先用拉伸桿進行軸向拉伸后再通人壓縮空氣吹脹成型的加工方法。經(jīng)過拉伸吹塑的塑件透明度、抗沖擊強度、表面硬度、剛度和阻濕氣滲透性能都有很大提高。注射拉伸吹塑最典型的產(chǎn)品是線型聚酯飲料瓶。 這種方法與注射吹塑比較，只是增加了將有底的型坯延伸這一工序，成型過程如圖5-21所示。2022年7月26日任務目標任務分析相關(guān)知識任務實施任務小結(jié)思

6、考與練習任務二 氣輔成型模具設(shè)計圖5-21 注射拉伸吹塑成型過程1-注射機噴嘴;2-注射模;3-拉伸芯棒(吹管);4-吹塑模;5-塑件2022年7月26日任務目標任務分析相關(guān)知識任務實施任務小結(jié)思考與練習任務二 氣輔成型模具設(shè)計4.片材吹塑成型 片材吹塑成型如圖5-22所示，將壓延或擠出成型的片材再加熱，使之軟化，放人型腔，合模后在片材之間吹入壓縮空氣，使之中空成型。此法是最早采用的中空塑件成型方法。 圖5-22 片材吹塑成型2022年7月26日 5.中空吹塑成型工藝參數(shù) （1）型坯溫度與模具溫度 擠出吹塑、注射吹塑成型時型坯溫度在范圍內(nèi)盡量偏向；注射拉伸吹塑成型時，只有保證吹塑能順利進行，型

7、坯溫度可在范圍區(qū)間取較低值。例如，對于線型聚酯和聚氯乙烯等無定型塑料，型坯溫度比高,通常線型聚酯可取，聚氯乙烯可取，對于聚丙烯等結(jié)晶型塑料，型坯溫度比低較合適，聚丙烯取左右。吹塑模具溫度通常在內(nèi)選取。 （2）吹塑壓力 吹塑壓力指吹塑成型所用的壓縮空氣壓力，其數(shù)值通常為：吹塑成型時取，注射拉伸吹塑成型時吹塑壓力比普通吹塑壓力大一些，常取。對于薄壁、大容積中空塑件或表面帶有花紋、圖案、螺紋的中空塑件，黏度和彈性模量較大的塑料，吹塑壓力應盡量取大值。任務目標任務分析相關(guān)知識任務實施任務小結(jié)思考與練習任務二 氣輔成型模具設(shè)計2022年7月26日任務目標任務分析相關(guān)知識任務實施任務小結(jié)思考與練習任務二

8、氣輔成型模具設(shè)計二、吹塑成型模具的典型結(jié)構(gòu) 中空零件以瓶類制品最為典型，其規(guī)格和形狀也十分繁多。本任務將以瓶類制品為例，介紹吹塑成型模具。無論采用何種吹塑方法，所使用的模具結(jié)構(gòu)均為由兩個半模組成，圖5-23為吹塑模的外觀。兩個半模各由三部分組成，即：瓶頸部、瓶體部和瓶底部，每個半模都有單獨的冷卻水通路。圖5-23 吹塑模具外觀 圖5-24 瓶底的形式2022年7月26日1.瓶頸（1）有螺紋瓶頸 用于旋上瓶蓋的瓶頸。瓶蓋可以是塑料的，也可以是金屬的。由于普通螺紋在兩半模分開時易產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，損壞螺紋，所以吹塑瓶頸的螺紋設(shè)計成特殊截面形狀。塑料瓶螺紋截面形狀分為兩種。通用螺紋 用于各種塑料瓶口，截

9、面為梯形，螺紋有一圈、一圈半和兩圈三種；修正螺紋 用于瓶蓋旋緊后有一定內(nèi)壓的瓶口，截面為斜梯形。 （2）無螺紋瓶頸 用于一次性使用的瓶，瓶口有多種形式。任務目標任務分析相關(guān)知識任務實施任務小結(jié)思考與練習任務二 氣輔成型模具設(shè)計2022年7月26日 2.瓶底 塑料瓶的瓶底均為凹入式，目的是為了能在平面上直立放置，如圖5-24所示。也是為了自動灌裝液體，在瓶底上做出止轉(zhuǎn)槽的形式。 無論用擠出吹塑或注射吹塑，瓶底部分的脫模方向必須垂直于開模方向，所以瓶底部分也必須用嵌件。一般瓶底凹入不深時，雖然可以水平脫模，但如采用擠吹工藝，瓶底也必須用嵌件以便剪斷余料。任務目標任務分析相關(guān)知識任務實施任務小結(jié)思考

10、與練習任務二 氣輔成型模具設(shè)計2022年7月26日3.瓶體 瓶體部分為瓶的造型主要部位，依用途不同而設(shè)計成各種形狀。但無論截面為何種形狀，必須能順利脫模。因為瓶體是制品中最薄的部分，如略有阻礙，則制品脫模后必然變形而成為廢品。 吹塑模的典型結(jié)構(gòu)如圖5-25和圖5-26所示。圖5-25為用壓入法嵌入瓶頸和瓶底嵌件的典型結(jié)構(gòu)；圖5-26為用螺釘固定法嵌入瓶頸和瓶底嵌件的典型結(jié)構(gòu)。任務目標任務分析相關(guān)知識任務實施任務小結(jié)思考與練習任務二 氣輔成型模具設(shè)計2022年7月26日任務目標任務分析相關(guān)知識任務實施任務小結(jié)思考與練習任務二 氣輔成型模具設(shè)計圖5-25 吹塑模具（壓入式） 圖5-26 吹塑模具（

11、螺釘固定式）1-?？谇都?2-模體 3-排氣槽 1，2-?？谇都?3-導銷 4-排氣槽 5-模體4-導銷 5-模底嵌件 6-堵頭 6-蓋板 7-冷卻水路 8，9-模底嵌件2022年7月26日三、吹塑成型模具的設(shè)計1.瓶體的設(shè)計設(shè)計瓶體時應考慮如下問題：（1）分型面 一般常見的瓶體截面形狀如圖5-27。圓形截面瓶體在其直徑上分型；橢圓形截面瓶體沿其長軸分型；矩形截面瓶體沿其對角線分型，但有柄時則須沿柄部的平分線上分型；多邊形截面瓶體在其對角線上分型；有凹入的多邊形截面瓶體則須考慮凹入部分不阻礙脫模，可沿其對稱線上分型。任務目標任務分析相關(guān)知識任務實施任務小結(jié)思考與練習任務二 氣輔成型模具設(shè)計20

12、22年7月26日 任務目標任務分析相關(guān)知識任務實施任務小結(jié)思考與練習任務二 氣輔成型模具設(shè)計圖5-27 瓶體截面幾何形狀與分型 瓶體軸線方向的輪廓多種多樣，依設(shè)計而異，特別是裝化妝品用的瓶體，輪廓變化多。設(shè)計時必須考慮吹塑后的瓶壁的均勻性。用注射吹塑法可以把瓶坯預先做成厚薄不勻的形狀，吹塑時能獲得較均勻的瓶壁厚度。用擠出吹塑時雖然也可以改變瓶坯的厚度，但不能改變其直徑。2022年7月26日 （2）排氣槽和排氣孔 瓶體部分在閉模時有大量空氣，在吹脹時應盡快地把空氣排出，以使瓶體能完整地成型，緊貼于模腔壁上。如果某一局部有空氣滯留，外形即不完整而成為廢品。 最有效的排氣法是在分型面上設(shè)排氣槽，而瓶

13、頸的肩部及瓶底的轉(zhuǎn)角處為容易滯留空氣的死角，應設(shè)漏斗形排氣孔，所有突出部位以及截面突然改變處也應設(shè)排氣孔。排氣槽槽深小于O.1mm，一般用平面磨床精磨而成，槽寬1025mm,依模具大小而定。每一副模具在分型面上的槽數(shù)也依型腔的容積而定，在型腔的兩邊各開三條以上的排氣槽。排氣孔的形式依具體情況而異排氣孔徑為0.61.2mm，深2535mm。任務目標任務分析相關(guān)知識任務實施任務小結(jié)思考與練習任務二 氣輔成型模具設(shè)計2022年7月26日任務目標任務分析相關(guān)知識任務實施任務小結(jié)思考與練習任務二 氣輔成型模具設(shè)計（3）型腔表面 塑料瓶一般有比較高的外觀要求。其表面大致有光澤表面、不反光表面和花紋表面等幾

14、種。 光澤表面要求型腔必須有鏡面光澤，型腔的表面拋光必須注意，除表面粗糙度外，還要看不出有拋光痕跡。為了便于拋光，可以預留一些分型面的精磨余量。不反光表面型腔依產(chǎn)品要求不同可以用精規(guī)準電火花加工的放電痕作為型腔最后表面，也可以用噴砂法噴出不反光表面?；y表面(指瓶身有細致花紋，不是指文字)型腔一般用腐蝕法做成。有時制品有印刷商標等要求，為了便于印刷時著墨，型腔表面要用直徑為O.2O.3mm的砂粒進行噴砂處理。 制品表面的質(zhì)量是包裝用瓶的重要質(zhì)量指標，而制品看不出合模線，也是瓶的重要質(zhì)量指標。要使制品達到這兩個要求，吹塑模具分型面的接觸面必須做到鏡面質(zhì)量。2022年7月26日（4）冷卻系統(tǒng) 吹塑

15、模的冷卻效果直接影響到瓶子的表面質(zhì)量，所以冷卻系統(tǒng)的設(shè)計在吹塑中很重要。如果冷卻不均勻，吹出的成品表面光澤便有明顯的差異。 常用的冷卻水通道的形式有以下幾種。循環(huán)水路的方式(如圖5-28) 此方式適合于平面形表面的容器冷卻，在距模腔表面等距離的平面上鉆通奇數(shù)個豎孔，上下各鉆通一橫孔連通。在橫孔內(nèi)穿人一個阻擋件，使各橫豎孔形成上下循回的冷水通路。冷水由左上端送人，按圖5-28中箭頭所示的方向流動，最后從右下端排出。任務目標任務分析相關(guān)知識任務實施任務小結(jié)思考與練習任務二 氣輔成型模具設(shè)計2022年7月26日 圖5-28 循環(huán)水路方式 圖5-29 鑄造水路1-水堵 2-阻擋件 3-模體 4-螺旋板

16、 任務目標任務分析相關(guān)知識任務實施任務小結(jié)思考與練習任務二 氣輔成型模具設(shè)計2022年7月26日鑄造水路方式(如圖5-29) 如圖5-29所示在模體的背面鑄成各種冷水環(huán)流通道，冷水由左上送入，沿箭頭所指的方向迂回前進，至右下排出。水路的封閉是由蓋板和防漏墊通過螺釘來緊固的。 采用這種鑄造水路的方法時，要注意模腔殼體部分的壁厚是否均勻，否則冷卻效果不好，影響產(chǎn)品質(zhì)量。任務目標任務分析相關(guān)知識任務實施任務小結(jié)思考與練習任務二 氣輔成型模具設(shè)計2022年7月26日噴淋冷卻方式(如圖5-30) 在模體的背面預先鑄成冷卻水室，然后用銅管做成樹枝管形，在其上鉆很多小孔，孔口直對模腔殼體的背面。噴出的水由下

17、面的排水孔排出。這種方式適用于大型模具，可以節(jié)約冷卻水，并能通過孔的位置和孔徑大小來調(diào)節(jié)控制冷卻程度。任務目標任務分析相關(guān)知識任務實施任務小結(jié)思考與練習任務二 氣輔成型模具設(shè)計圖5-30 噴淋冷卻方式 圖5-31 螺紋切口2022年7月26日 任務目標任務分析相關(guān)知識任務實施任務小結(jié)思考與練習任務二 氣輔成型模具設(shè)計2.瓶頸部的設(shè)計 （1）有螺紋瓶頸 吹塑瓶螺紋的成型有兩種方法。一是實體螺紋，螺紋截面全部由塑料實體做成，可以用擠出吹塑或注射吹塑成型，制造螺紋陰模時須注意螺紋的起始端和終止端必須設(shè)在半模的中央。為了使螺紋能正確連續(xù)，兩個半模上的瓶頸嵌件必須同時加工。二是薄膜螺紋，一般用于螺距較大

18、，螺紋截面大的瓶，在不需要密封的條件下，可以吹成螺紋，這種螺紋很少采用。 成型螺紋時，由于瓶坯直徑大于瓶口直徑，所以在兩個半模合模后要夾住瓶坯而把無用的多余料切斷。這就要求螺紋陰模具有能切斷余斷的作用，稱為切口。切口的截面形狀如圖5-31所示。切口有一段平面b，其后做成能容納余料的空間，空間與切口的連接處成角。為了使螺紋的分型面上少留余料，b的尺寸應盡量小，根據(jù)瓶頸直徑的大小，可以做成b=0.08O.12mm,角為20。2022年7月26日任務目標任務分析相關(guān)知識任務實施任務小結(jié)思考與練習任務二 氣輔成型模具設(shè)計 （2）無螺紋瓶頸 不采用螺紋瓶蓋的一次性用瓶，多做成無螺紋的瓶頸。瓶頸嵌件的做法

19、與有螺紋瓶頸基本相同，不過由于沒有螺紋，分型面上的余料痕要求可以放寬。（3）大口徑瓶頸 瓶頸直徑與瓶體直徑之差很少。這種瓶頸需要和瓶體同時吹成，在模具上另設(shè)吹口板。吹口板到瓶口的一部分，在開模前被切掉。（4）自灌注密封瓶頸 這種特殊瓶子是用來裝某些藥品用的(如殺蟲劑等)，在吹塑成型后，即由吹管中的注入管把液體灌入瓶內(nèi)，然后在瓶頸部加溫并擠壓，使它完全密封起來。2022年7月26日 任務目標任務分析相關(guān)知識任務實施任務小結(jié)思考與練習任務二 氣輔成型模具設(shè)計 無論有螺紋瓶頸或無螺紋瓶頸均需要定徑裝置，即把瓶口內(nèi)徑校準和保證外徑一致。定徑用校正芯棒伸入瓶頸內(nèi)。校正芯棒裝于吹管外面，在吹脹的同時，切斷

20、管環(huán)。根據(jù)瓶頸板結(jié)構(gòu)的不同有圖5-32所示的兩種形式。圖(a)為具有錐面切口的瓶頸板嵌件，圖(b)為具有凹圓弧面切口的瓶頸嵌件。圖5-32 瓶口的校正與切斷 圖5-33 嵌入式瓶底模2022年7月26日任務目標任務分析相關(guān)知識任務實施任務小結(jié)思考與練習任務二 氣輔成型模具設(shè)計3.瓶底部的設(shè)計 瓶底部的形狀依瓶的用途及灌裝方法的不同而異，大致有：淺凹人式瓶底、深凹入式瓶底、有止轉(zhuǎn)溝的瓶底。 擠出吹塑瓶底成型方法與注射吹塑瓶底成型方法不同。（1）擠出吹塑時瓶底的成型 擠出吹塑的瓶坯為管形，在吹脹前要將管形瓶坯夾在兩個半模之間。底部的成型是先由瓶底的切口處剪斷。瓶底切口由兩個半模各構(gòu)成其一半。可以用

21、兩塊整瓶底板做成，也可以用嵌件。在產(chǎn)量大時，以用嵌件為好，便于更換，如圖5-33所示。 瓶底切口設(shè)計的適當與否，直接影響到瓶底部的融合質(zhì)量。如圖5-34(a)切口角度合適，瓶底縫融合良好，圖5-34(b)切口角度不合適，瓶底縫融合不夠好。圖5-34 瓶底縫的融合情況2022年7月26日 任務目標任務分析相關(guān)知識任務實施任務小結(jié)思考與練習任務二 氣輔成型模具設(shè)計（2）注射吹塑時瓶底的成型 注射吹塑時，瓶坯是由瓶底部進料注射成的。塑料熔體由瓶坯模的瓶底部注入，在瓶口部成型螺紋。瓶坯模也是由兩個半模合成，其底部為注射瓶坯時的澆口。有些特殊形狀的瓶底，在做成瓶坯時已經(jīng)將它預制而成。注射吹塑的瓶底不存在

22、切除余料問題，所以無須做出切口。2022年7月26日 任務目標任務分析相關(guān)知識任務實施任務小結(jié)思考與練習任務二 氣輔成型模具設(shè)計4.注射吹塑的芯桿 注射吹塑時，瓶坯模的凸模即為芯桿，芯桿同時又是吹脹時的吹管。芯桿的長度、直徑，與瓶坯設(shè)計有關(guān)系。而瓶坯的尺寸又與瓶體的直徑、容積、吹脹比有關(guān)系。典型的芯桿如圖5-35所示。這是用于底吹的芯棒，空氣從芯桿的尾端進入，通過十字螺母的缺口處，送入芯桿內(nèi)。注射時，其頂端的空氣閥由彈簧使之閉合，瓶坯即包圍在芯桿的外圍。芯桿的直壁部即為注射瓶坯時的型芯。芯桿的桿體4為成型瓶口的型芯，在其外部可以做成有螺紋的兩個半模以成型瓶口螺紋。吹塑時，機器頂動六方螺帽，使氣

23、閥打開，從瓶坯的底部吹脹成型。2022年7月26日 任務目標任務分析相關(guān)知識任務實施任務小結(jié)思考與練習任務二 氣輔成型模具設(shè)計 圖5-35 芯桿1-氣閥2-桿體（成型瓶坯部）3-長螺桿4-桿體（成型瓶口部） 5-止轉(zhuǎn)槽6-彈簧7-十字墊圈8-六方螺帽 如瓶的直徑大或容積大時，則需要在瓶肩部增加吹孔。芯桿在瓶坯中是由上下兩個半圓模卡緊的，伸出部分(型芯部)成為懸臂狀態(tài)。為了保證芯桿與瓶坯模的同心度能保證，其卡緊部的直徑均增大（圖中最粗的部分）。芯桿應根據(jù)成型機形式、瓶子的大小、材料的不同進行不同的設(shè)計。芯桿一般用淬火鋼制造，淬硬到HRC5055，表面拋光鍍鉻。 在吹塑成型時也有成型收縮存在。所以

24、，在設(shè)計吹塑模時也要考慮塑料收縮率的影響。2022年7月26日 任務目標任務分析相關(guān)知識任務實施任務小結(jié)思考與練習任務二 氣輔成型模具設(shè)計四、真空成型模具設(shè)計1.真空成型的特點及成型工藝 真空成型是將塑料板材加熱至軟化溫度，再用真空泵把板材與模具型面所構(gòu)成之封閉空腔內(nèi)的空氣抽取干凈后，借助大氣壓力使板材發(fā)生塑性脹形變形(表面積增大、厚度減薄)，并貼靠在模具型面上，變形成為塑件的加工方法。成型冷卻后借助壓縮空氣從模具內(nèi)脫出塑件。 真空成型的主要優(yōu)點就是設(shè)備簡單，生產(chǎn)效率高，能加工大尺寸薄壁塑件，尤其是吸塑字在牌匾廣告制作方面應用越來越廣泛。其成型方法有很多種，下面簡單介紹型腔真空成型，型芯真空成

25、型，采用凹、凸模先后抽真空成型等三種主要的真空成型方法。2022年7月26日（1）型腔真空成型如圖5-36所示，板材被固定在型腔上方，為了防止空氣從板材外面進入到型腔中間，在板材固定處要安放密封圈。圖（a）所示為輻射加熱器對夾緊后的塑料板材加熱的情況；圖（b）所示為抽走型腔內(nèi)空氣后，軟化的塑料板材覆蓋到型腔上的情況；圖（c）所示為冷卻后用壓縮空氣將塑件從型腔中脫出的情況。任務目標任務分析相關(guān)知識任務實施任務小結(jié)思考與練習任務二 氣輔成型模具設(shè)計圖5-36 型腔真空成型通常塑件深度大于50mm時，應采用型芯真空成型法。2022年7月26日 任務目標任務分析相關(guān)知識任務實施任務小結(jié)思考與練習任務二

26、 氣輔成型模具設(shè)計（2）型芯真空成型 型芯真空成型如圖5-37所示，圖（a）所示為被夾緊的塑料板材在加熱器下軟化；圖（b）所示為板材加熱后隨框架一起下降(或型芯上升)并使板材包在型芯上的情況；圖（c）所示為抽真空后塑料板材覆蓋在型芯上成型時的情況。圖5-37 型芯真空成型 型芯真空成型多用于有凸起形狀的薄壁塑件或塑件內(nèi)表面尺寸要求較為精確的場合。2022年7月26日 任務目標任務分析相關(guān)知識任務實施任務小結(jié)思考與練習任務二 氣輔成型模具設(shè)計 （3）采用凹、凸模先后抽真空成型 采用凹、凸模先后抽真空成型如圖5-38所示，首先把塑料板材緊固在型腔上加熱，如（a）所示；軟化后將加熱器移開，然后通過型

27、芯吹人壓縮空氣，而型腔抽真空使塑料板鼓起，如圖（b）所示；最后型芯向下插入鼓起的塑料板中并且從中抽真空，同時型腔通入壓縮空氣使塑料板貼附在型芯外表面成型，如圖（c）所示。圖5-38 采用凹、凸模先后抽真空成型這種成型方法被用于成型較深塑件。2022年7月26日 任務目標任務分析相關(guān)知識任務實施任務小結(jié)思考與練習任務二 氣輔成型模具設(shè)計2.真空成型模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）型腔尺寸 真空成型型腔尺寸的計算方法與注射模相同，但不必像注射模那樣精確。真空成型塑件的收縮量，大約有50%是塑件從模具中取出時產(chǎn)生的，25%是取出后保持在室溫下1h內(nèi)產(chǎn)生的，其余25%是在以后824h內(nèi)產(chǎn)生的。一般來說，在型腔上成

28、型的塑件比型芯上成型的塑件收縮量大2550%，這是因為在型腔上成型的塑件在取出前就產(chǎn)生了收縮，而在型芯上成型的塑件取出以前無法產(chǎn)生收縮。 影響塑件尺寸變化的因素很多，如成型溫度、模具溫度、冷卻時間等。要預先精確計算出某一塑件收縮率是十分困難的。如果生產(chǎn)批量大、尺寸精度要求又高，最好先用石膏模型試制出產(chǎn)品，測出其收縮率，以此作為設(shè)計型腔尺寸的依據(jù)。2022年7月26日 任務目標任務分析相關(guān)知識任務實施任務小結(jié)思考與練習任務二 氣輔成型模具設(shè)計（2）型腔表面粗糙度 一般真空成型模具都沒有推出裝置，依靠壓縮空氣脫模。如果表面粗糙度值太大，塑料會粘附在型腔表面上不易脫模。因此，型腔表面粗糙度值不能太大

29、，一般取Ra=1.6m。真空成型的成型表面最好用磨料打毛或進行噴砂處理，因為在成型時型腔表面可以儲存一部分空氣從而避免真空吸附現(xiàn)象。（3）脫模斜度 真空成型的凹凸模都應該有一定斜度，型腔的脫模斜度約為0.51.0；型芯的斜度一般為23，同時模具的圓角半徑應大于或等于板料厚度值以避免彎角處應力集中。（4）抽氣孔的設(shè)計 真空成型時，模內(nèi)氣體必須快速從抽氣孔中排出。對于流動性好、成型溫度低的塑料，抽氣孔直徑可設(shè)計得小一些。既保證在短時間內(nèi)將空氣抽出，又不要留下抽氣孔痕跡。一般常用抽氣孔直徑是0.51mm，最大不超過板料厚度的5%。2022年7月26日 任務目標任務分析相關(guān)知識任務實施任務小結(jié)思考與練

30、習任務二 氣輔成型模具設(shè)計 抽氣孔的位置應位于板材最后貼靠模具的地方，如圖5-39所示?？组g距視塑件大小而定，對于小型塑件，孔間距可在2030mm之間選取，大型塑件可適當增加距離。圖5-39 抽氣孔的位置（5）邊緣密封結(jié)構(gòu) 為使型腔外面的空氣不進入真空室，在塑料板材與模具接觸的邊緣處應設(shè)置密封裝置。2022年7月26日 任務目標任務分析相關(guān)知識任務實施任務小結(jié)思考與練習任務二 氣輔成型模具設(shè)計（6）加熱冷卻裝置 對于板材的加熱通常采用電阻絲和紅外線。電阻絲溫度較高，通常采用調(diào)節(jié)加熱器和塑料板材之間距離的方法來控制成型溫度。在生產(chǎn)中一般由試驗確定其具體值。模具溫度對塑件質(zhì)量和生產(chǎn)率都有影響，溫度

31、過低，板材成型時，易產(chǎn)生冷斑甚至開裂。溫度過高，塑料板材粘附在模腔上難以脫模，而且生產(chǎn)周期也長。真空成型所用板材加熱溫度與模具溫度可以參考表5-9選取。 冷卻道的開設(shè)有不同方法，可以將銅管或鋼管鑄入模具內(nèi)，也可以在模具上打孔或銑槽。用銑槽的方法時必須使用密封元件并加蓋板。2022年7月26日 任務目標任務分析相關(guān)知識任務實施任務小結(jié)思考與練習任務二 氣輔成型模具設(shè)計3.真空成型模具材料 真空成型模具在強度上不受大的外力，所以可以采用容易加工的材料。（1）木材 木材可以制作形狀簡單的凹模及凸模，一般使用木質(zhì)比較細的材料，有中等硬度即可(太軟時不易加工成型)。木材的優(yōu)點是質(zhì)量輕、不傳熱，缺點是容易

32、吸濕膨脹，尺寸精度較難保證。（2）硬石膏 硬石膏用鑄造法制造凹模非常方便。在鑄成后要經(jīng)過大約三天才能徹底干燥。用于容積小的多腔模較為適宜。（3）陶瓷燒結(jié)物 用于制造形狀簡單的凹模。（4）環(huán)氧樹脂 用環(huán)氧樹脂中混以一定比例的鋁粉，以澆鑄法制造形狀比較復雜的多腔凹模較為容易。因為多腔模都是以一個個的單腔模拼合起來的。（5）鋁合金 一般用鋁銅鎂合金以機械加工制成較大尺寸的凹模。也可以用鑄造法制造小型凹模。（6）低碳鋼 除非塑件形狀特別復雜，一般情況下不使用鋼材制造。2022年7月26日 任務目標任務分析相關(guān)知識任務實施任務小結(jié)思考與練習任務二 氣輔成型模具設(shè)計4.真空吸塑模的主要部件設(shè)計（1）凹模

33、絕大多數(shù)吸塑都是用凹模成型的。現(xiàn)代的吸塑機工作面積可達7001000mm，可以一次成型幾十個同樣的塑件。凹模是由多個單腔模排列組合成的。為了保證各個凹模之間的相對位置精度(因為在下一步切邊時必須尺寸準確)，其外形尺寸精度及形位精度要求較高，同時高度的偏差也必須很小。用石膏或木材制造時往往達不到要求。 凹模的表面是成型塑件外形的，用于成型聚氯乙烯片材時，表面粗糙度應不大于Ra0.8m。而用于聚苯乙烯片材時，表面粗糙度應不小于Ra0.8m，最好用噴砂處理。因為聚苯乙烯容易粘附在凹模表面不易脫出。 凹模上的氣孔直徑依所加工的材料而異，用于聚氯乙烯吸塑成型時，直徑取1.2mm，而用于其他材料時，為了避

34、免在塑件上留下吸氣孔痕跡，以0.8mm以下為宜?？椎奈恢茫话阍O(shè)在凹模底部、突出部、凹陷部；孔的數(shù)目不宜過多，發(fā)現(xiàn)吸脹不足時，可以再增加。2022年7月26日 任務目標任務分析相關(guān)知識任務實施任務小結(jié)思考與練習任務二 氣輔成型模具設(shè)計（2）凸模 凸模形狀簡單的可用木材，外部涂以清漆。比較大的可以用鋁，外表面貼以法蘭絨隔熱。用凸模成型時，凸?？梢杂铆h(huán)氧樹脂澆鑄，或用鋁合金表面涂以環(huán)氧樹脂漆。（3）切邊模 吸塑機的切邊工序是在吸塑成型之后將塑件移位切斷。切斷余料時，所用模具為簡單沖裁模。大形吸塑件也可以在吸塑的同時切邊。模具結(jié)構(gòu)如圖5-40所示。圖(a)為拉伸位置，圖(b)為吸塑成型位置，圖(c)

35、為切邊工作位置，圖(d)為脫模位置。圖5-40 同時切邊的吸塑模2022年7月26日 任務目標任務分析相關(guān)知識任務實施任務小結(jié)思考與練習任務二 氣輔成型模具設(shè)計五、壓縮空氣成型模具設(shè)計1.成型工藝及其特點塑件成型過程是將塑料板材置于加熱板和凹模之間，固定加熱板，如圖5-41（a）所示；這時，塑料板材只被輕輕地壓在模具刃口上，然后，在加熱板抽出空氣的同時，從位于型腔底部的空氣口向型腔中送入空氣，使被加工板材緊貼加熱板，如圖5-41（b）所示；這樣塑料板很快被軟化，達到適合于成形的溫度。這時加強從加熱板送出的空氣，使塑料板材逐漸貼緊模具。與此同時，型腔內(nèi)的空氣通過其底部的通氣孔迅速排出，最后使塑料

36、板緊貼模具，如圖5-41（c）所示；待板材冷卻后，停止從加熱板噴出壓縮空氣，再使加熱板下降，對塑件進行切邊，如圖5-41（d）所示；在加熱板回升的同時，從型腔底部送人空氣使塑件脫模后，取出塑件，如圖5-41（e）所示。2022年7月26日 任務目標任務分析相關(guān)知識任務實施任務小結(jié)思考與練習任務二 氣輔成型模具設(shè)計圖5-41 壓縮空氣成形工藝過程2022年7月26日 任務目標任務分析相關(guān)知識任務實施任務小結(jié)思考與練習任務二 氣輔成型模具設(shè)計2.壓縮空氣成型模具結(jié)構(gòu) 圖5-42所示是壓縮空氣成型用的模具結(jié)構(gòu)，它與真空成型模具的不同點是增加了模具型刃，因此塑件成形后，在模具上就可將余料切除。另一不同

37、點是加熱板作為模具結(jié)構(gòu)的一部分，塑料板直接接觸加熱板，因此加熱速度快。圖5-42 壓縮空氣成型模具1-壓縮空氣管 2-加熱棒 3-加熱板 4-熱空氣室 5-面板 6-空氣孔 7-型刃 8-凹模 9-底板 10-通氣孔2022年7月26日 任務目標任務分析相關(guān)知識任務實施任務小結(jié)思考與練習任務二 氣輔成型模具設(shè)計3.模具設(shè)計要點 壓縮空氣成型的模具型腔與真空成型模具型腔基本相同。壓縮空氣成型模具的主要特點是在模具邊緣設(shè)置型刃。在模具的邊緣設(shè)置型刃是為了切除成型中的余料，其形狀與尺寸如圖5-43所示。常用的型刃是把頂端削平01015 mm，以及R=005 mm的圓弧與兩側(cè)相聯(lián)。型刃的角度以2030

38、0為宜，它的尖端必須比型腔的端面高出板材的厚度加上01mm，成型時，放在凹模型腔端面上的板材同加熱板之間就能形成間隙，此間隙可使板材在成形期間不與加熱板接觸，避免板材過熱造成產(chǎn)品缺陷。 2022年7月26日 任務目標任務分析相關(guān)知識任務實施任務小結(jié)思考與練習任務二 氣輔成型模具設(shè)計 為了能可靠地夾緊坯料板材，要求型刃的刀尖與加熱板有極高的平行度及平面度，型刃四周必須保持002 mm以下的平行度。但是，由于加熱板和模具在熱及負荷作用下會產(chǎn)生變形，型刃的平行度也會有誤差。為此，常在型刃的下面設(shè)置橡膠緩沖墊，用以補償誤差的情況。圖5-43 型刃的形狀和尺寸1一型刃 2一凹模 3一底板2022年7月2

39、6日任務目標任務分析相關(guān)知識任務實施任務小結(jié)思考與練習1塑料原材料分析任務二 氣輔成型模具設(shè)計 PC塑料具有高透明度，熱穩(wěn)定性好（熱變形溫度達138），適用于熱灌裝、蒸煮與消毒處理。PC的剛性與尺寸穩(wěn)定性好，耐沖擊韌性高，表面光滑，印刷性好，制品較輕，可吹塑成型具有獨特性能的硬質(zhì)容器。主要用于包裝牛奶和飲用水等。 PC容器阻氣體與阻濕氣滲透性很差，耐化學藥品性也低，不適于包裝氧化敏感性食品、碳酸飲料、碳酸飲料與化學品。 PC是一種吸濕性塑料，在23、50相對濕度條件下的平衡含濕量達0.18。在加工時，濕氣會與PC發(fā)生化學反應，降低PC的相對分子質(zhì)量及其制品的機械性能，嚴重時，熔體會降解。所以，

40、PC在加工前應做嚴格的干燥，使其剩余含濕量低于0.01。采用空氣循環(huán)去濕干燥系統(tǒng)時，在115120干燥溫度下，干燥時間大約要4小時。2022年7月26日任務目標任務分析相關(guān)知識任務實施任務小結(jié)思考與練習任務二 氣輔成型模具設(shè)計 PC為熱塑性工程塑料，塑化加工時其流變特性與溫度和剪切速率比較敏感，當熔體溫度升高時，表觀粘度迅速降低，反之則升高；當熔體所受剪切速率提高時，其表觀粘度會迅速降低，即所謂剪切變稀。因而，在擠出加工時，要特別注意控制加工溫度和射出速率。 擠出吹塑級PC在擠出型坯的低剪切速率下具有較高的熔體強度，可減少型坯垂伸，邊角回料可回收利用，但制品對化學性能與顏色要求嚴格時就不能加入回料。 PC型坯吹脹空氣壓力約在0.40.8MPa，吹塑成型制品的收縮率約為0.50.8。PC的加工溫度大約在230300上下，與原料品牌和制品質(zhì)量有關(guān)。在加工溫度下，PC熔體可在擠出機內(nèi)停留1