氣輔成型模具第1頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月8.1.1概述塑料吹塑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、桶以及玩具類塑件。用于吹塑成型的模具種類有：擠出吹塑成型模具、注射吹塑成型模具、拉伸吹塑成型模具、共擠出吹塑和共注塑吹塑模具。第2頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月8.1.2吹塑模具基本結(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。所以，本節(jié)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(gè)半模組成，圖8-1為吹塑模的外觀。兩個(gè)半模各由三部分組成，即：瓶頸部、瓶體部和瓶底部，每個(gè)半模都有單獨(dú)的冷卻水通路。圖8-1吹塑模具外觀第3頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月1.瓶頸

吹塑模瓶頸部是與吹管配合的部位，同時(shí)又是形成不同形狀瓶頸的部位。瓶頸部的形狀依設(shè)計(jì)方案而異，大致可分為有螺紋瓶頸與無螺紋瓶頸兩類。（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(shí)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(jì)成特殊截面形狀。塑料瓶螺紋截面形狀分為兩種。①通用螺紋用于各種塑料瓶口，截面為梯形，螺紋有一圈、一圈半和兩圈三種；②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。第4頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月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8-2所示。也是為了自動(dòng)灌裝液體，在瓶底上做出止轉(zhuǎn)槽的形式。圖8-2瓶底的形式第5頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月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(jì)成各種形狀。但無論截面為何種形狀，必須能順利脫模。因?yàn)槠矿w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8-3和圖8-4所示。圖8-3為用壓入法嵌入瓶頸和瓶底嵌件的典型結(jié)構(gòu)；圖8-4為用螺釘固定法嵌入瓶頸和瓶底嵌件的典型結(jié)構(gòu)。圖8-3吹塑模具（壓入式）1-?？谇都?-模體3-排氣槽4-導(dǎo)銷5-模底嵌件6-堵頭第6頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月圖8-4吹塑模具（螺釘固定式）1，2-模口嵌件3-導(dǎo)銷4-排氣槽5-模體6-蓋板7-冷卻水路8，9-模底嵌件第7頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月8.2.3吹塑模具的設(shè)計(jì)1.瓶體部的設(shè)計(jì)（1）分型面一般常見的瓶體截面形狀如圖8-5。圖8-5瓶體截面幾何形狀與分型第8頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）排氣槽和排氣孔瓶體部分在閉模時(shí)有大量空氣，在吹脹時(shí)應(yīng)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，而瓶頸的肩部及瓶底的轉(zhuǎn)角處為容易滯留空氣的死角，應(yīng)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(yīng)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10～25mm,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0.6～1.2mm，深25～35mm。第9頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月（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種。（4）冷卻系統(tǒng)吹塑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(jì)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。第10頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月常用的冷卻水通道的形式有以下幾種。

①循環(huán)水路的方式(如圖8-6)圖8-6循環(huán)水路方式1-水堵2-阻擋件3-模體4-螺旋板第11頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月②鑄造水路方式(如圖8-7)圖8-7鑄造水路第12頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月③噴淋冷卻方式(如圖8-8)圖8-8噴淋冷卻方式第13頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月2.瓶頸部的設(shè)計(jì)瓶頸部是吹塑模的入料和送氣吹脹的部位。其類型大致可分為：有螺紋瓶頸、無螺紋瓶頸、大口徑瓶頸、自灌注密封瓶頸四類。（1）有螺紋瓶頸吹塑瓶螺紋的成型有兩種方法。一是實(shí)體螺紋，螺紋截面全部由塑料實(shí)體做成，可以用擠出吹塑或注射吹塑成型，制造螺紋陰模時(shí)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(gè)半模上的瓶頸嵌件必須同時(shí)加工。二是薄膜螺紋，一般用于螺距較大，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。第14頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月成型螺紋時(shí)，由于瓶坯直徑大于瓶口直徑，所以在兩個(gè)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8-9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θ。為了使螺紋的分型面上少留余料，b的尺寸應(yīng)盡量小，根據(jù)瓶頸直徑的大小，可以做成b=0.08～O.12mm,θ角為20°。圖8-9螺紋切口第15頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月（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(shí)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。第16頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月（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。圖8-10瓶頸板結(jié)構(gòu)的兩種形式。圖8-10瓶口的校正與切斷第17頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月3.瓶底部的設(shè)計(jì)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(shí)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(gè)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(gè)半模各構(gòu)成其一半?？梢杂脙蓧K整瓶底板做成，也可以用嵌件。在產(chǎn)量大時(shí)，以用嵌件為好，便于更換，如圖8-11所示。圖8-11嵌入式瓶底模第18頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月瓶底切口設(shè)計(jì)的適當(dāng)與否，直接影響到瓶底部的融合質(zhì)量。如圖8-12(a)切口角度合適，瓶底縫融合良好，圖8-12(b)切口角度不合適，瓶底縫融合不夠好。圖8-12瓶底縫的融合情況第19頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）注射吹塑時(shí)瓶底的成型注射吹塑時(shí)，瓶坯是由瓶底部進(jìn)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(gè)半模合成，其底部為注射瓶坯時(shí)的澆口。有些特殊形狀的瓶底，在做成瓶坯時(shí)已經(jīng)將它預(yù)制而成。注射吹塑的瓶底不存在切除余料問題，所以無須做出切口。第20頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月4.注射吹塑的芯桿

注射吹塑時(shí)，瓶坯模的凸模即為芯桿，芯桿同時(shí)又是吹脹時(shí)的吹管。芯桿的長度、直徑，與瓶坯設(shè)計(jì)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8-13所示。圖8-13芯桿第21頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月8.2真空成型模具8.2.1真空成型的特點(diǎn)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(diǎn)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(yīng)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。第22頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月1．型腔真空成型如圖8-14所示，板材被固定在型腔上方，為了防止空氣從板材外面進(jìn)入到型腔中間，在板材固定處要安放密封圈。圖8-14型腔真空成型第23頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月2．型芯真空成型型芯真空成型如圖8-15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(shí)的情況。圖8-15型芯真空成型第24頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月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8-16所示。圖8-16采用凹、凸模先后抽真空成型第25頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月8.2.2真空成型模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)1.模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

(1)型腔尺寸真空成型型腔尺寸的計(jì)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(shí)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8～24h內(nèi)產(chǎn)生的。一般來說，在型腔上成型的塑件比型芯上成型的塑件收縮量大25%～50%，這是因?yàn)樵谛颓簧铣尚偷乃芗谌〕銮熬彤a(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(shí)間等。第26頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月(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(huì)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，一般取Ra=1.6μm。真空成型的成型表面最好用磨料打毛或進(jìn)行噴砂處理，因?yàn)樵诔尚蜁r(shí)型腔表面可以儲(chǔ)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(yīng)該有一定斜度，型腔的脫模斜度約為0.5°～1.0°；型芯的斜度一般為2°～3°，同時(shí)模具的圓角半徑應(yīng)大于或等于板料厚度值以避免彎角處應(yīng)力集中。第27頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月(4)抽氣孔的設(shè)計(jì)真空成型時(shí)，模內(nèi)氣體必須快速從抽氣孔中排出。對(duì)于流動(dòng)性好、成型溫度低的塑料，抽氣孔直徑可設(shè)計(jì)得小一些。既保證在短時(shí)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0.5～1mm，最大不超過板料厚度的5%。抽氣孔的位置應(yīng)位于板材最后貼靠模具的地方，如圖8-17所示?？组g距視塑件大小而定，對(duì)于小型塑件，孔間距可在20～30mm之間選取，大型塑件可適當(dāng)增加距離。圖8-17抽氣孔的位置第28頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月(5)邊緣密封結(jié)構(gòu)為使型腔外面的空氣不進(jìn)入真空室，在塑料板材與模具接觸的邊緣處應(yīng)設(shè)置密封裝置。(6)加熱冷卻裝置對(duì)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(yàn)確定其具體值。第29頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月2.模具材料真空成型模具在強(qiáng)度上不受大的外力，所以可以采用容易加工的材料。（1）木材（2）硬石膏（3）陶瓷燒結(jié)物（4）環(huán)氧樹脂（5）鋁合金（6）低碳鋼第30頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月8.2.3真空吸塑模的主要部件設(shè)計(jì)1.凹模絕大多數(shù)吸塑都是用凹模成型的?，F(xiàn)代的吸塑機(jī)工作面積可達(dá)700mm×1000mm，可以一次成型幾十個(gè)同樣的塑件。凹模是由多個(gè)單腔模排列組合成的。為了保證各個(gè)凹模之間的相對(duì)位置精度(因?yàn)樵谙乱徊角羞厱r(shí)必須尺寸準(zhǔn)確)，其外形尺寸精度及形位精度要求較高，同時(shí)高度的偏差也必須很小。用石膏或木材制造時(shí)往往達(dá)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(shí)，表面粗糙度應(yīng)不大于Ra0.8μm。而用于聚苯乙烯片材時(shí)，表面粗糙度應(yīng)不小于Ra0.8μm，最好用噴砂處理。因?yàn)榫郾揭蚁┤菀渍掣皆诎寄１砻娌灰酌摮觥０寄Ｉ系臍饪字睆揭浪庸さ牟牧隙?，用于聚氯乙烯吸塑成型時(shí)，直徑取1.2mm，而用于其他材料時(shí)，為了避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(shí)，可以再增加。第31頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月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(shí)，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(jī)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(shí)，所用模具為簡單沖裁模。大形吸塑件也可以在吸塑的同時(shí)切邊。模具結(jié)構(gòu)如圖8-18所示。圖(a)為拉伸位置，圖(b)為吸塑成型位置，圖(c)為切邊工作位置，圖(d)為脫模位置。第32頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月圖8-18同時(shí)切邊的吸塑模第33頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月8.3壓縮空氣成型模具8．3．1成型工藝及其特點(diǎn)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8-19a所示；這時(shí)，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(shí)，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8-19b所示；這樣塑料板很快被軟化，達(dá)到適合于成形的溫度。這時(shí)加強(qiáng)從加熱板送出的空氣，使塑料板材逐漸貼緊模具。與此同時(shí)，型腔內(nèi)的空氣通過其底部的通氣孔迅速排出，最后使塑料板緊貼模具，如圖8-19c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(duì)塑件進(jìn)行切邊，如圖8-19d所示；在加熱板回升的同時(shí)，從型腔底部送人空氣使塑件脫模后，取出塑件，如圖8-19e所示。第34頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月圖8-19壓縮空氣成形工藝過程第35頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月8．3．2壓縮空氣成型模具1．壓縮空氣成型模具結(jié)構(gòu)圖8-20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(diǎn)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。另一不同點(diǎn)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8-20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-通氣孔第36頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月2．模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)

壓縮空氣成型的模具型