【精品】模具设计第十二章 气动成型模具.ppt

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1、LOGO第十二章第十二章第十二章第十二章 气动成型模具气动成型模具气动成型模具气动成型模具主讲：主讲：xxx 本章基本内容本章基本内容l中空吹塑成形模具的成形原理及其特点中空吹塑成形模具的成形原理及其特点,模具的模具的结构零部件设计结构零部件设计l真空成形模具的成形原理及其特点真空成形模具的成形原理及其特点,模具的结构模具的结构零部件设计零部件设计l压缩空气成形模具的成形原理及其特点压缩空气成形模具的成形原理及其特点,模具的模具的结构零部件设计结构零部件设计 本章重点、难点本章重点、难点l三种气动成形方法的成形原理及其特点三种气动成形方法的成形原理及其特点l三种气动成形模具的结构和设计方法。三

2、种气动成形模具的结构和设计方法。吹塑成型产品吹塑成型产品12.112.1 中空吹塑成形模具中空吹塑成形模具吹塑成型压机吹塑成型压机吹塑原理吹塑原理 12.112.1 中空吹塑成形模具中空吹塑成形模具一、分类及特点：一、分类及特点：1 1、吹塑成型的分类、吹塑成型的分类:l挤出吹塑成型挤出吹塑成型l注射吹塑成型注射吹塑成型l注射拉伸吹塑成型注射拉伸吹塑成型l多层吹塑多层吹塑l片材吹塑成型片材吹塑成型2 2、吹塑成型原理吹塑成型原理 将处于塑性状态的型坯置于模具型腔内，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，借助压缩空气将其吹胀，使之紧贴于型腔壁上，经冷却定型

3、得到中空塑料制品的模塑方法。经冷却定型得到中空塑料制品的模塑方法。(动画动画)12.112.1 中空吹塑成形模具中空吹塑成形模具3 3、吹塑成型的工艺特点、吹塑成型的工艺特点:(1)(1)加工温度和螺杆转速加工温度和螺杆转速(2)(2)成型空气压力成型空气压力 根据塑料熔融粘度的高低来确定其大小，一般在根据塑料熔融粘度的高低来确定其大小，一般在0.2MPa0.2MPa0.69MPa0.69MPa。(3)(3)吹胀比（吹胀比（B B）塑料制品的最大直径与型坯直径之比。一般塑料制品的最大直径与型坯直径之比。一般B B取取2 2 4 4。(4)(4)模温和冷却时间模温和冷却时间 材料的熔融温度较高，

4、允许有较高的模具温度；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。模温常在反之，则应尽可能降低模具温度。模温常在202050 50。冷却时间控制着塑件的外观质量、性能和生产率冷却时间控制着塑件的外观质量、性能和生产率。12.112.1 中空吹塑成形模具中空吹塑成形模具4 4、几种代表性塑料挤出吹塑成型工艺条件、几种代表性塑料挤出吹塑成型工艺条件 工艺条件工艺条件 醋酸纤维醋酸纤维(CA)(CA)电筒电筒硬聚氯乙烯硬聚氯乙烯(HPVC)(HPVC)500ml 500ml瓶瓶聚乙烯聚乙烯(PE)(PE)浮球浮球尼龙尼龙1010 1010 100ml100ml瓶瓶聚碳酸酯

5、聚碳酸酯(PC)(PC)圆筒圆筒型坯挤出时间型坯挤出时间/S/S充气时间充气时间/S/S冷却时间冷却时间/S/S总周期总周期/S/S充气压力充气压力/MPaMPa充气方法充气方法吹胀比吹胀比主品质量主品质量/g/g螺杆转速螺杆转速/(r.min/(r.min-1 1)挤出机挤出机222212123 345450.30.340.30.34顶吹顶吹1.5:11.5:15055505516.516.5d=45mmd=45mm立式挤出立式挤出303015153 355550.40.4顶吹顶吹2:12:17580758016.516.5d=45mmd=45mm立式挤出立式挤出151515155 5404

6、00.30.40.30.4顶吹顶吹2.5:12.5:1808022 22 d=89mmd=89mm立式挤出立式挤出202010105 540400.20.30.20.3顶吹顶吹2:12:17 712 12 d=89mmd=89mm立式挤出立式挤出606020302030101510151201200.690.69顶吹顶吹1.6:11.6:130030011.511.5d=89mmd=89mm立式挤出立式挤出12.112.1 中空吹塑成形模具中空吹塑成形模具二、挤出吹塑成型二、挤出吹塑成型1 1、吹塑过程包括、吹塑过程包括(见动画见动画)(1)(1)挤出型坯；挤出型坯；(2)(2)型坯达到预定长

7、度时，型坯达到预定长度时，夹住型坯定位后合模；夹住型坯定位后合模；(3)(3)型坯的头部成型或定径；型坯的头部成型或定径；(4)(4)压缩空气导入型坯进行压缩空气导入型坯进行吹胀并贴于型腔表壁成型；吹胀并贴于型腔表壁成型；(5)(5)塑件在模内经保压和冷塑件在模内经保压和冷却定型；却定型；(6)(6)排出压缩空气，开模取排出压缩空气，开模取出塑件，并对塑件进行修边、出塑件，并对塑件进行修边、整饰。整饰。12.112.1 中空吹塑成形模具中空吹塑成形模具二、挤出吹塑成型二、挤出吹塑成型2 2、挤出吹塑模具、挤出吹塑模具 材料：铝合金、铍铜材料：铝合金、铍铜合金、锌合金、钢合金、锌合金、钢-大大批

8、量生产硬质塑料件。批量生产硬质塑料件。（HRC40HRC404444）3 3、挤出吹塑模具典型结、挤出吹塑模具典型结构：构：组合式和嵌镶式组合式和嵌镶式 吹气方式：吹气方式：上吹和下吹上吹和下吹组合式结构12.112.1 中空吹塑成形模具中空吹塑成形模具4 4、挤出吹塑模具设计要点：、挤出吹塑模具设计要点：、模具型腔：、模具型腔：、分型面：对称，型腔浅，吹胀比小，易脱模。、分型面：对称，型腔浅，吹胀比小，易脱模。、型腔表面：、型腔表面：PEPE件，型腔表面喷沙或蚀刻；件，型腔表面喷沙或蚀刻；PET PET、PVCPVC、PPPP透明件，型腔表面要透明件，型腔表面要 抛光；抛光；工程塑料件，型腔

9、表面一般不能喷工程塑料件，型腔表面一般不能喷 沙，可蚀刻。沙，可蚀刻。、型腔尺寸、型腔尺寸 型腔尺寸型腔尺寸A=B+B*S%A=B+B*S%二、挤出吹塑成型二、挤出吹塑成型12.112.1 中空吹塑成形模具中空吹塑成形模具、模具底部镶块、模具底部镶块 底部作用：挤压、封接型坯的底部作用：挤压、封接型坯的端，切去尾部余料。端，切去尾部余料。、夹坯口刃、夹坯口刃 夹坯口刃宽度夹坯口刃宽度b b过小过小制制品接合缝的厚度，结合强度品接合缝的厚度，结合强度裂裂缝。一般小型件缝。一般小型件b=1b=12mm2mm，大型件大型件b=2 b=2 4mm4mm 、余料槽、余料槽 作用：容纳剪切下来的多余作用：

10、容纳剪切下来的多余塑料。塑料。余料槽单边深度余料槽单边深度（h/2h/2）=(80%=(80%90%)t(90%)t(型腔壁厚型腔壁厚)二、挤出吹塑成型二、挤出吹塑成型12.112.1 中空吹塑成形模具中空吹塑成形模具、模具颈部镶块、模具颈部镶块 组成：模颈圈与剪切块组成：模颈圈与剪切块 HRC56 HRC56 5858 剪切块作用：切除颈部余料，减少颈圈磨损剪切块作用：切除颈部余料，减少颈圈磨损、排气孔槽、排气孔槽 设在分型面上排气槽（宽设在分型面上排气槽（宽5 5 25mm25mm，深度）、排气孔（设在，深度）、排气孔（设在型腔凹坑或尖角处或塑料最后贴模的地方，型腔凹坑或尖角处或塑料最后贴

11、模的地方，d=0.1d=0.10.3mm0.3mm）型腔壁排气槽型腔壁排气槽二、挤出吹塑成型二、挤出吹塑成型12.112.1 中空吹塑成形模具中空吹塑成形模具、模具的冷却、模具的冷却 大型件：箱式冷却槽，小型件：冷却水道。大型件：箱式冷却槽，小型件：冷却水道。瓶口部位加强冷却。一般离型腔瓶口部位加强冷却。一般离型腔101015mm15mm，水温，水温5 51515型腔壁排气槽二、挤出吹塑成型二、挤出吹塑成型12.112.1 中空吹塑成形模具中空吹塑成形模具三、三、注射吹塑注射吹塑(见动画见动画)特点：特点：综合注射与吹塑工艺的成型方法综合注射与吹塑工艺的成型方法应用：应用：成型容积较小的包装容

12、器的大批量生产。成型容积较小的包装容器的大批量生产。优点：优点：、壁厚均匀，无飞边，不必进行后加工；、壁厚均匀，无飞边，不必进行后加工；、底部无接合缝，强度高，生产率高。、底部无接合缝，强度高，生产率高。12.112.1 中空吹塑成形模具中空吹塑成形模具三、注射吹塑三、注射吹塑(见动画见动画)注射吹塑包括：注射吹塑包括：注射系统、型坯模具、吹塑模具、模架注射系统、型坯模具、吹塑模具、模架 （合模装置）、脱模装置及转位装置等。（合模装置）、脱模装置及转位装置等。、注射系统、注射系统 组成：注射机、支管装置、充模喷嘴组成：注射机、支管装置、充模喷嘴 、注射机：采用混炼型螺杆、注射机：采用混炼型螺杆

13、 、支管装置、支管装置 作用：将熔体从注射机喷嘴引入型坯模具型腔作用：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。内，可实现一次注射成型多个型胚。12.112.1 中空吹塑成形模具中空吹塑成形模具 、型坯模具、型坯模具 、型坯型腔体、型坯型腔体 软质塑料成型软质塑料成型-型腔体由碳素工具钢或结构钢制型腔体由碳素工具钢或结构钢制 HRC31HRC313535 硬质塑料成型硬质塑料成型-型腔体由合金工具钢制型腔体由合金工具钢制 HRC52HRC525454 型腔要抛光，加工硬质料时镀铬。型腔要抛光，加工硬质料时镀铬。、颈圈镶块、颈圈镶块 作用：成型容器颈部，并支承芯棒作用：

14、成型容器颈部，并支承芯棒 材料：合金工具钢并抛光镀铬。材料：合金工具钢并抛光镀铬。三、注射吹塑三、注射吹塑12.112.1 中空吹塑成形模具中空吹塑成形模具 、芯棒、芯棒 作用：作用：A A、成型型坯内部形状与塑料容器颈部内径、成型型坯内部形状与塑料容器颈部内径 （型芯作用）；（型芯作用）；B B、带着型坯模转位到吹塑模；、带着型坯模转位到吹塑模；C C、输送压缩空气以吹胀型坯；、输送压缩空气以吹胀型坯；D D、通过温控介质，以调节芯棒及型坯温度；、通过温控介质，以调节芯棒及型坯温度；另：型坯长度另：型坯长度L L与颈部直径与颈部直径D D，决定于芯棒长径，决定于芯棒长径 比比L/D10L/D

15、10、吹塑模具、吹塑模具 与挤出吹塑模基本相同，但无夹料刃口。与挤出吹塑模基本相同，但无夹料刃口。三、注射吹塑三、注射吹塑12.112.1 中空吹塑成形模具中空吹塑成形模具三、拉伸吹塑三、拉伸吹塑1 1、拉伸吹塑过程、拉伸吹塑过程 注射工位成型型坯注射工位成型型坯拉伸吹塑工位进行拉伸并吹塑拉伸吹塑工位进行拉伸并吹塑 经保压、冷却后取出制品。经保压、冷却后取出制品。特点：特点：、透明度、冲击韧度、刚度、表面硬度、透明度、冲击韧度、刚度、表面硬度2 2、拉伸吹塑工艺要点、拉伸吹塑工艺要点:型坯加热温度、吹塑压力、吹型坯加热温度、吹塑压力、吹 塑时间和吹塑模具温度等工艺因素的影响。塑时间和吹塑模具温

16、度等工艺因素的影响。3 3、拉伸吹塑用塑料、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。烯睛、聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、聚砜等。4 4、拉伸吹塑方法：、拉伸吹塑方法：挤出拉伸吹塑、注射拉伸吹塑挤出拉伸吹塑、注射拉伸吹塑5 5、拉伸吹塑设备：、拉伸吹塑设备：挤出机和吹塑机组成；注塑机和吹挤出机和吹塑机组成；注塑机和吹 塑机组成。塑机组成。12.112.1 中空吹塑成形模具中空吹塑成形模具12.1 中空吹塑成形模具中空吹塑成形模具四、多层吹塑四、多层吹塑 多多层层吹吹塑塑是是指指不不同同种种类类的的塑

17、塑料料，经经特特定定的的挤挤出出机机头头形形成成一一个个坯坯壁壁分分层层而而又又粘粘接接在在一一起起的的型型坯坯，最最后后经经吹塑获得多层中空塑件的成型方法。吹塑获得多层中空塑件的成型方法。五、片材吹塑五、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，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合模在片材之间通人压缩空气而成形出中空塑件。12.112.1 中空吹塑成形模具中空吹塑成形模具一、一、真空成形过程及原理真空成形过程及原理a.a.将塑料板材夹持固定在真空成型上；将塑料板材夹持固定在真空成型上；b.b.将塑料成板材加热到软化温

18、度；将塑料成板材加热到软化温度；c.c.在真空成型模内抽真空使塑料板材紧贴在真空成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；型模型内而成型；d.d.充分冷却；充分冷却；e.e.脱模脱模12.112.1 中空吹塑成形模具中空吹塑成形模具二、成型特点二、成型特点a.a.适宜制造壁厚小尺寸大的制品；适宜制造壁厚小尺寸大的制品；b.b.塑料制品与模具贴合的一面，结构上比较鲜明，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；而且，光洁度也较高；c.c.在成型时间上，凡板材与模具贴合得愈晚的部位，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；其厚度愈小；d.d.生

19、产效率高；生产效率高；e.e.设备简单，成本低廉，操作简单，对操作工人无设备简单，成本低廉，操作简单，对操作工人无过高技术要求；过高技术要求；f.f.不宜加工制品本身壁厚不均匀和带嵌件的制品不宜加工制品本身壁厚不均匀和带嵌件的制品12.112.1 中空吹塑成形模具中空吹塑成形模具三、成型方法三、成型方法1 1、凹模真空成型、凹模真空成型 图图a 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和型腔中间，固定部分要加密封圈.图图b b是当塑料板材软化后将加热器移去，抽去型腔内的空气，使塑是当塑料板材软化后将加热

20、器移去，抽去型腔内的空气，使塑料板材紧贴在型腔面上料板材紧贴在型腔面上 图图c c是冷却后用压缩空气吹出塑料是冷却后用压缩空气吹出塑料12.112.1 中空吹塑成形模具中空吹塑成形模具2 2、凸模真空成型凸模真空成型 图图a a所示是被加紧的塑件板超出模面一定高度；所示是被加紧的塑件板超出模面一定高度；图图b b为加热后盖后阳模上；为加热后盖后阳模上；图图c c为抽真空，塑料板材紧贴在为抽真空，塑料板材紧贴在凸凸模上而成型。模上而成型。用途用途:多用于有凸起形状的薄壁塑件，可以避免收缩，所成型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。的塑件内表面尺寸较为精确。1

21、2.112.1 中空吹塑成形模具中空吹塑成形模具3 3、凹凸模凹凸模先后抽真空成型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。面而成形。12.1 中空吹塑成形模具中空吹塑成形模具4 4、吹胀真空成型、吹胀真空成型首先将片材加热，然后

22、向密闭箱内送压缩空气。热片材向外首先将片材加热，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。的气孔抽真空，利用外面的大气压力使它成形。12.2 12.2 真空成形模具真空成形模具5 5、辅助凸模真空成形、辅助凸模真空成形(柱塞下推真空成形柱塞下推真空成形)辅助凸模真空成形分为下向真空成形和上向真空成形。辅助凸模真空成形分为下向真空成形和上向真空成形。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；接着移开下向真空成形首先将固定于凹模的塑料板加热至

23、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后凹模抽真空成形 12.2 12.2 真空成形模具真空成形模具 四、真空成形塑件设计四、真空成形塑件设计1 1、塑件的几何形状和尺寸要求、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。一般凸模真空成形时，塑件内部尺难得到较高的尺寸精度。

24、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。寸精确；而凹模真空成形时，塑件外部尺寸精确。2 2、塑件的深度、塑件的深度H H与宽度与宽度(或直径或直径)D)D之比之比 塑件的深度塑件的深度H H与宽度与宽度(或直径或直径)D)D之比称为引伸比。引伸比之比称为引伸比。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，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。法有关。3 3、圆角、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。

25、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 4、斜度、斜度 即工艺倾斜面，以便从模具中取出制品。即工艺倾斜面，以便从模具中取出制品。5 5、加强肋、加强肋 加强肋应沿制品外形或面的方向设计。加强肋应沿制品外形或面的方向设计。12.2 12.2 真空成形模具真空成形模具一、一、压缩空气成形工艺压缩空气成形工艺 将塑料板材置十加热板和凹模之间，固定加热板，将塑料板材置十加热板和凹模之间，固定加热板，塑料板材被轻轻地压在模具刃口上，在加热板抽出空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的同时，从位于型腔底部的空气口向型腔中送入空气，

26、使被加工板材紧贴加热板；这样塑料板很快被软气，使被加工板材紧贴加热板；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。待板材冷却后，停止从加热板喷出压缩板紧贴模具。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；在加热板空气，再使加热板下降，对塑件进行切边；在加热板回升的同时，从型腔底部进入空气使塑件脱模后，取回升的

27、同时，从型腔底部进入空气使塑件脱模后，取出塑件。出塑件。12.3 12.3 压缩空气成形模具压缩空气成形模具 12.3 12.3 压缩空气成形模具压缩空气成形模具 二、压缩空气成形模具设计二、压缩空气成形模具设计 压缩空气成形用的模具结构与真空成形模具的不压缩空气成形用的模具结构与真空成形模具的不同点是增加了模具型刃，塑件成形后，在模具上就可同点是增加了模具型刃，塑件成形后，在模具上就可将余料切除，并且塑料板直接接触加热板，加热速度将余料切除，并且塑料板直接接触加热板，加热速度快。快。v模具设计要点：模具设计要点：压缩空气成形的模具型腔与真空成形模具型腔基压缩空气成形的模具型腔与真空成形模具型

28、腔基本相同。压缩空气成形模具的主要特点是在模具边缘本相同。压缩空气成形模具的主要特点是在模具边缘设置型刃。设置型刃。12.3 12.3 压缩空气成形模具压缩空气成形模具 压缩空气成型压缩空气成型 真空成型真空成型 成型成型 原理原理用压缩空气把板压入阴阳模上成型用压缩空气把板压入阴阳模上成型把板和行腔之间抽成真空把板和行腔之间抽成真空,使板吸附使板吸附在型腔上在型腔上 成型成型 压力压力用压缩空气把板在型腔上用压缩空气把板在型腔上,一般一般压力为压力为3838公斤公斤/厘米厘米用大气压把塑料板压在型腔上用大气压把塑料板压在型腔上成型速度成型速度 快快 比压缩空气成型慢比压缩空气成型慢成型周期成型周期 短短,比真空成型快比真空成型快3 3倍以上倍以上 长长加热方法加热方法 用加热板直接加热用加热板直接加热 辐射加热辐射加热加热时间加热时间 短短 长长切边切边塑件在模具上切边塑件在模具上切边塑件取出后在别的装置上切边塑件取出后在别的装置上切边塑件质量塑件质量尺寸精度好尺寸精度好,细小部的再现性好细小部的再现性好,光泽光泽,透明性好透明性好各方面质量都比压缩空气成型差各方面质量都比压缩空气成型差模具模具复杂复杂,阳模成型不易装切边装置阳模成型不易装切边装置阴阳模成型均无问题阴阳模成型均无问题装置价格装置价格 高高 低低三、与真空成型比较LOGO