塑料成型工艺与模具设计任务二课件

1、2022年7月26日项目五 其它成型模具设计 任务一 挤出成型模具设计任务二 气辅成型模具设计2022年7月26日掌握气辅成型的成型原理和工艺过程。了解中空吹塑成型模具的设计方法。了解真空成型模具的设计方法。能看懂气辅成型模具工程图，能设计简单气辅成型模具。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二 气辅成型模具设计2022年7月26日 气辅成型是指用模具和压缩空气吹成塑料中空容器的成型方法。主要用于制造薄壁塑料瓶、饮料瓶、玩具及包装盒等塑件。 本任务以饮料瓶为载体，分析饮料瓶的气辅成型原理，了解饮料瓶气辅成型模具设计方法。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二

2、 气辅成型模具设计2022年7月26日 一、中空吹塑成型工艺 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状态的塑料型坯置于模具内，然后闭合模具，塑料型坯借压缩空气吹胀，冷却而得到一定形状的中空塑件的一种加工方法。根据成型方法的不同，主要有挤出吹塑成型、注射吹塑成型、注射拉伸吹塑成型、片材吹塑成型。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二 气辅成型模具设计2022年7月26日1.挤出吹塑成型 图5-19 挤出吹塑成型工艺过程1-挤出机头;2-吹塑模;3-管状型胚;4-压缩空气吹管;5-塑件任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二 气辅成型模具设

3、计2022年7月26日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二 气辅成型模具设计 挤出吹塑成型工艺过程如图5-19所示，首先挤出机挤出管状型坯（图a）；趁热将型坯引入对开的模具，闭合模具（图b）；向型腔内通人压缩空气，使其膨胀附着模腔壁而成型（图c）；最后保压、冷却、定型、放气、塑件脱模（图d）。挤出吹塑成型的优点是设备与模具结构简单，投入少，操作容易，适于多种塑料的中空吹塑成型。挤出吹塑成型的缺点是壁厚不易均匀，从而引起塑件壁厚的差异，且塑件需后加工以去除飞边。2022年7月26日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二 气辅成型模具设计2.注射吹塑成型 注射

4、吹塑包括制坯和吹塑两部分，如图5-20所示为典型的药瓶吹塑成型工艺过程。首先注射模闭合，将熔融塑料注入注射模内，如图5-20（b）所示；形成塑料瓶坯，注射模退出，如图5-20（c）所示；吹塑模闭合，并吹塑胀型，形成塑件，如图5-20（d)所示；吹塑模打开，取出塑件，如图5-20（e)所示。此法的优点是塑件壁厚均匀无飞边，不需后加工，重量准确；由于注射型坯有底，故塑件底部没有拼合缝，强度高；生产效率高。但设备与模具的投资较大，不宜生产较大塑件，多用于于大批量生产小型精致塑件生产。2022年7月26日图5-20 注射吹塑成型工艺过程1-管坯模;2-吹塑模;3-注射模;4-芯模;5-塑料管坯;6-塑

5、件任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二 气辅成型模具设计2022年7月26日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二 气辅成型模具设计3.注射拉伸吹塑成型 注射拉伸吹塑成型是将注射成型的有底型坯加热到熔点以下的适当温度后置于模具内，先用拉伸杆进行轴向拉伸后再通人压缩空气吹胀成型的加工方法。经过拉伸吹塑的塑件透明度、抗冲击强度、表面硬度、刚度和阻湿气渗透性能都有很大提高。注射拉伸吹塑最典型的产品是线型聚酯饮料瓶。 这种方法与注射吹塑比较，只是增加了将有底的型坯延伸这一工序，成型过程如图5-21所示。2022年7月26日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思

6、考与练习任务二 气辅成型模具设计图5-21 注射拉伸吹塑成型过程1-注射机喷嘴;2-注射模;3-拉伸芯棒(吹管);4-吹塑模;5-塑件2022年7月26日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二 气辅成型模具设计4.片材吹塑成型 片材吹塑成型如图5-22所示，将压延或挤出成型的片材再加热，使之软化，放人型腔，合模后在片材之间吹入压缩空气，使之中空成型。此法是最早采用的中空塑件成型方法。 图5-22 片材吹塑成型2022年7月26日 5.中空吹塑成型工艺参数 （1）型坯温度与模具温度 挤出吹塑、注射吹塑成型时型坯温度在范围内尽量偏向；注射拉伸吹塑成型时，只有保证吹塑能顺利进行，型

7、坯温度可在范围区间取较低值。例如，对于线型聚酯和聚氯乙烯等无定型塑料，型坯温度比高,通常线型聚酯可取，聚氯乙烯可取，对于聚丙烯等结晶型塑料，型坯温度比低较合适，聚丙烯取左右。吹塑模具温度通常在内选取。 （2）吹塑压力 吹塑压力指吹塑成型所用的压缩空气压力，其数值通常为：吹塑成型时取，注射拉伸吹塑成型时吹塑压力比普通吹塑压力大一些，常取。对于薄壁、大容积中空塑件或表面带有花纹、图案、螺纹的中空塑件，黏度和弹性模量较大的塑料，吹塑压力应尽量取大值。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二 气辅成型模具设计2022年7月26日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二

8、气辅成型模具设计二、吹塑成型模具的典型结构 中空零件以瓶类制品最为典型，其规格和形状也十分繁多。本任务将以瓶类制品为例，介绍吹塑成型模具。无论采用何种吹塑方法，所使用的模具结构均为由两个半模组成，图5-23为吹塑模的外观。两个半模各由三部分组成，即：瓶颈部、瓶体部和瓶底部，每个半模都有单独的冷却水通路。图5-23 吹塑模具外观 图5-24 瓶底的形式2022年7月26日1.瓶颈（1）有螺纹瓶颈 用于旋上瓶盖的瓶颈。瓶盖可以是塑料的，也可以是金属的。由于普通螺纹在两半模分开时易产生干涉现象，损坏螺纹，所以吹塑瓶颈的螺纹设计成特殊截面形状。塑料瓶螺纹截面形状分为两种。通用螺纹 用于各种塑料瓶口，截

9、面为梯形，螺纹有一圈、一圈半和两圈三种；修正螺纹 用于瓶盖旋紧后有一定内压的瓶口，截面为斜梯形。 （2）无螺纹瓶颈 用于一次性使用的瓶，瓶口有多种形式。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二 气辅成型模具设计2022年7月26日 2.瓶底 塑料瓶的瓶底均为凹入式，目的是为了能在平面上直立放置，如图5-24所示。也是为了自动灌装液体，在瓶底上做出止转槽的形式。 无论用挤出吹塑或注射吹塑，瓶底部分的脱模方向必须垂直于开模方向，所以瓶底部分也必须用嵌件。一般瓶底凹入不深时，虽然可以水平脱模，但如采用挤吹工艺，瓶底也必须用嵌件以便剪断余料。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考

10、与练习任务二 气辅成型模具设计2022年7月26日3.瓶体 瓶体部分为瓶的造型主要部位，依用途不同而设计成各种形状。但无论截面为何种形状，必须能顺利脱模。因为瓶体是制品中最薄的部分，如略有阻碍，则制品脱模后必然变形而成为废品。 吹塑模的典型结构如图5-25和图5-26所示。图5-25为用压入法嵌入瓶颈和瓶底嵌件的典型结构；图5-26为用螺钉固定法嵌入瓶颈和瓶底嵌件的典型结构。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二 气辅成型模具设计2022年7月26日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二 气辅成型模具设计图5-25 吹塑模具（压入式） 图5-26 吹塑模具（

11、螺钉固定式）1-模口嵌件 2-模体 3-排气槽 1，2-模口嵌件 3-导销 4-排气槽 5-模体4-导销 5-模底嵌件 6-堵头 6-盖板 7-冷却水路 8，9-模底嵌件2022年7月26日三、吹塑成型模具的设计1.瓶体的设计设计瓶体时应考虑如下问题：（1）分型面 一般常见的瓶体截面形状如图5-27。圆形截面瓶体在其直径上分型；椭圆形截面瓶体沿其长轴分型；矩形截面瓶体沿其对角线分型，但有柄时则须沿柄部的平分线上分型；多边形截面瓶体在其对角线上分型；有凹入的多边形截面瓶体则须考虑凹入部分不阻碍脱模，可沿其对称线上分型。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二 气辅成型模具设计20

12、22年7月26日 任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二 气辅成型模具设计图5-27 瓶体截面几何形状与分型 瓶体轴线方向的轮廓多种多样，依设计而异，特别是装化妆品用的瓶体，轮廓变化多。设计时必须考虑吹塑后的瓶壁的均匀性。用注射吹塑法可以把瓶坯预先做成厚薄不匀的形状，吹塑时能获得较均匀的瓶壁厚度。用挤出吹塑时虽然也可以改变瓶坯的厚度，但不能改变其直径。2022年7月26日 （2）排气槽和排气孔 瓶体部分在闭模时有大量空气，在吹胀时应尽快地把空气排出，以使瓶体能完整地成型，紧贴于模腔壁上。如果某一局部有空气滞留，外形即不完整而成为废品。 最有效的排气法是在分型面上设排气槽，而瓶

13、颈的肩部及瓶底的转角处为容易滞留空气的死角，应设漏斗形排气孔，所有突出部位以及截面突然改变处也应设排气孔。排气槽槽深小于O.1mm，一般用平面磨床精磨而成，槽宽1025mm,依模具大小而定。每一副模具在分型面上的槽数也依型腔的容积而定，在型腔的两边各开三条以上的排气槽。排气孔的形式依具体情况而异排气孔径为0.61.2mm，深2535mm。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二 气辅成型模具设计2022年7月26日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二 气辅成型模具设计（3）型腔表面 塑料瓶一般有比较高的外观要求。其表面大致有光泽表面、不反光表面和花纹表面等几

14、种。 光泽表面要求型腔必须有镜面光泽，型腔的表面抛光必须注意，除表面粗糙度外，还要看不出有抛光痕迹。为了便于抛光，可以预留一些分型面的精磨余量。不反光表面型腔依产品要求不同可以用精规准电火花加工的放电痕作为型腔最后表面，也可以用喷砂法喷出不反光表面。花纹表面(指瓶身有细致花纹，不是指文字)型腔一般用腐蚀法做成。有时制品有印刷商标等要求，为了便于印刷时着墨，型腔表面要用直径为O.2O.3mm的砂粒进行喷砂处理。 制品表面的质量是包装用瓶的重要质量指标，而制品看不出合模线，也是瓶的重要质量指标。要使制品达到这两个要求，吹塑模具分型面的接触面必须做到镜面质量。2022年7月26日（4）冷却系统 吹塑

15、模的冷却效果直接影响到瓶子的表面质量，所以冷却系统的设计在吹塑中很重要。如果冷却不均匀，吹出的成品表面光泽便有明显的差异。 常用的冷却水通道的形式有以下几种。循环水路的方式(如图5-28) 此方式适合于平面形表面的容器冷却，在距模腔表面等距离的平面上钻通奇数个竖孔，上下各钻通一横孔连通。在横孔内穿人一个阻挡件，使各横竖孔形成上下循回的冷水通路。冷水由左上端送人，按图5-28中箭头所示的方向流动，最后从右下端排出。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二 气辅成型模具设计2022年7月26日 图5-28 循环水路方式 图5-29 铸造水路1-水堵 2-阻挡件 3-模体 4-螺旋板

16、 任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二 气辅成型模具设计2022年7月26日铸造水路方式(如图5-29) 如图5-29所示在模体的背面铸成各种冷水环流通道，冷水由左上送入，沿箭头所指的方向迂回前进，至右下排出。水路的封闭是由盖板和防漏垫通过螺钉来紧固的。 采用这种铸造水路的方法时，要注意模腔壳体部分的壁厚是否均匀，否则冷却效果不好，影响产品质量。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二 气辅成型模具设计2022年7月26日喷淋冷却方式(如图5-30) 在模体的背面预先铸成冷却水室，然后用铜管做成树枝管形，在其上钻很多小孔，孔口直对模腔壳体的背面。喷出的水由下

17、面的排水孔排出。这种方式适用于大型模具，可以节约冷却水，并能通过孔的位置和孔径大小来调节控制冷却程度。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二 气辅成型模具设计图5-30 喷淋冷却方式 图5-31 螺纹切口2022年7月26日 任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二 气辅成型模具设计2.瓶颈部的设计 （1）有螺纹瓶颈 吹塑瓶螺纹的成型有两种方法。一是实体螺纹，螺纹截面全部由塑料实体做成，可以用挤出吹塑或注射吹塑成型，制造螺纹阴模时须注意螺纹的起始端和终止端必须设在半模的中央。为了使螺纹能正确连续，两个半模上的瓶颈嵌件必须同时加工。二是薄膜螺纹，一般用于螺距较大

18、，螺纹截面大的瓶，在不需要密封的条件下，可以吹成螺纹，这种螺纹很少采用。 成型螺纹时，由于瓶坯直径大于瓶口直径，所以在两个半模合模后要夹住瓶坯而把无用的多余料切断。这就要求螺纹阴模具有能切断余断的作用，称为切口。切口的截面形状如图5-31所示。切口有一段平面b，其后做成能容纳余料的空间，空间与切口的连接处成角。为了使螺纹的分型面上少留余料，b的尺寸应尽量小，根据瓶颈直径的大小，可以做成b=0.08O.12mm,角为20。2022年7月26日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二 气辅成型模具设计 （2）无螺纹瓶颈 不采用螺纹瓶盖的一次性用瓶，多做成无螺纹的瓶颈。瓶颈嵌件的做法

19、与有螺纹瓶颈基本相同，不过由于没有螺纹，分型面上的余料痕要求可以放宽。（3）大口径瓶颈 瓶颈直径与瓶体直径之差很少。这种瓶颈需要和瓶体同时吹成，在模具上另设吹口板。吹口板到瓶口的一部分，在开模前被切掉。（4）自灌注密封瓶颈 这种特殊瓶子是用来装某些药品用的(如杀虫剂等)，在吹塑成型后，即由吹管中的注入管把液体灌入瓶内，然后在瓶颈部加温并挤压，使它完全密封起来。2022年7月26日 任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二 气辅成型模具设计 无论有螺纹瓶颈或无螺纹瓶颈均需要定径装置，即把瓶口内径校准和保证外径一致。定径用校正芯棒伸入瓶颈内。校正芯棒装于吹管外面，在吹胀的同时，切断

20、管环。根据瓶颈板结构的不同有图5-32所示的两种形式。图(a)为具有锥面切口的瓶颈板嵌件，图(b)为具有凹圆弧面切口的瓶颈嵌件。图5-32 瓶口的校正与切断 图5-33 嵌入式瓶底模2022年7月26日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二 气辅成型模具设计3.瓶底部的设计 瓶底部的形状依瓶的用途及灌装方法的不同而异，大致有：浅凹人式瓶底、深凹入式瓶底、有止转沟的瓶底。 挤出吹塑瓶底成型方法与注射吹塑瓶底成型方法不同。（1）挤出吹塑时瓶底的成型 挤出吹塑的瓶坯为管形，在吹胀前要将管形瓶坯夹在两个半模之间。底部的成型是先由瓶底的切口处剪断。瓶底切口由两个半模各构成其一半。可以用

21、两块整瓶底板做成，也可以用嵌件。在产量大时，以用嵌件为好，便于更换，如图5-33所示。 瓶底切口设计的适当与否，直接影响到瓶底部的融合质量。如图5-34(a)切口角度合适，瓶底缝融合良好，图5-34(b)切口角度不合适，瓶底缝融合不够好。图5-34 瓶底缝的融合情况2022年7月26日 任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二 气辅成型模具设计（2）注射吹塑时瓶底的成型 注射吹塑时，瓶坯是由瓶底部进料注射成的。塑料熔体由瓶坯模的瓶底部注入，在瓶口部成型螺纹。瓶坯模也是由两个半模合成，其底部为注射瓶坯时的浇口。有些特殊形状的瓶底，在做成瓶坯时已经将它预制而成。注射吹塑的瓶底不存在

22、切除余料问题，所以无须做出切口。2022年7月26日 任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二 气辅成型模具设计4.注射吹塑的芯杆 注射吹塑时，瓶坯模的凸模即为芯杆，芯杆同时又是吹胀时的吹管。芯杆的长度、直径，与瓶坯设计有关系。而瓶坯的尺寸又与瓶体的直径、容积、吹胀比有关系。典型的芯杆如图5-35所示。这是用于底吹的芯棒，空气从芯杆的尾端进入，通过十字螺母的缺口处，送入芯杆内。注射时，其顶端的空气阀由弹簧使之闭合，瓶坯即包围在芯杆的外围。芯杆的直壁部即为注射瓶坯时的型芯。芯杆的杆体4为成型瓶口的型芯，在其外部可以做成有螺纹的两个半模以成型瓶口螺纹。吹塑时，机器顶动六方螺帽，使气

23、阀打开，从瓶坯的底部吹胀成型。2022年7月26日 任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二 气辅成型模具设计 图5-35 芯杆1-气阀2-杆体（成型瓶坯部）3-长螺杆4-杆体（成型瓶口部） 5-止转槽6-弹簧7-十字垫圈8-六方螺帽 如瓶的直径大或容积大时，则需要在瓶肩部增加吹孔。芯杆在瓶坯中是由上下两个半圆模卡紧的，伸出部分(型芯部)成为悬臂状态。为了保证芯杆与瓶坯模的同心度能保证，其卡紧部的直径均增大（图中最粗的部分）。芯杆应根据成型机形式、瓶子的大小、材料的不同进行不同的设计。芯杆一般用淬火钢制造，淬硬到HRC5055，表面抛光镀铬。 在吹塑成型时也有成型收缩存在。所以

24、，在设计吹塑模时也要考虑塑料收缩率的影响。2022年7月26日 任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二 气辅成型模具设计四、真空成型模具设计1.真空成型的特点及成型工艺 真空成型是将塑料板材加热至软化温度，再用真空泵把板材与模具型面所构成之封闭空腔内的空气抽取干净后，借助大气压力使板材发生塑性胀形变形(表面积增大、厚度减薄)，并贴靠在模具型面上，变形成为塑件的加工方法。成型冷却后借助压缩空气从模具内脱出塑件。 真空成型的主要优点就是设备简单，生产效率高，能加工大尺寸薄壁塑件，尤其是吸塑字在牌匾广告制作方面应用越来越广泛。其成型方法有很多种，下面简单介绍型腔真空成型，型芯真空成

25、型，采用凹、凸模先后抽真空成型等三种主要的真空成型方法。2022年7月26日（1）型腔真空成型如图5-36所示，板材被固定在型腔上方，为了防止空气从板材外面进入到型腔中间，在板材固定处要安放密封圈。图（a）所示为辐射加热器对夹紧后的塑料板材加热的情况；图（b）所示为抽走型腔内空气后，软化的塑料板材覆盖到型腔上的情况；图（c）所示为冷却后用压缩空气将塑件从型腔中脱出的情况。任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二 气辅成型模具设计图5-36 型腔真空成型通常塑件深度大于50mm时，应采用型芯真空成型法。2022年7月26日 任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二

26、 气辅成型模具设计（2）型芯真空成型 型芯真空成型如图5-37所示，图（a）所示为被夹紧的塑料板材在加热器下软化；图（b）所示为板材加热后随框架一起下降(或型芯上升)并使板材包在型芯上的情况；图（c）所示为抽真空后塑料板材覆盖在型芯上成型时的情况。图5-37 型芯真空成型 型芯真空成型多用于有凸起形状的薄壁塑件或塑件内表面尺寸要求较为精确的场合。2022年7月26日 任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二 气辅成型模具设计 （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图5-38所示，首先把塑料板材紧固在型腔上加热，如（a）所示；软化后将加热器移开，然后通过型

27、芯吹人压缩空气，而型腔抽真空使塑料板鼓起，如图（b）所示；最后型芯向下插入鼓起的塑料板中并且从中抽真空，同时型腔通入压缩空气使塑料板贴附在型芯外表面成型，如图（c）所示。图5-38 采用凹、凸模先后抽真空成型这种成型方法被用于成型较深塑件。2022年7月26日 任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二 气辅成型模具设计2.真空成型模具的结构设计（1）型腔尺寸 真空成型型腔尺寸的计算方法与注射模相同，但不必像注射模那样精确。真空成型塑件的收缩量，大约有50%是塑件从模具中取出时产生的，25%是取出后保持在室温下1h内产生的，其余25%是在以后824h内产生的。一般来说，在型腔上成

28、型的塑件比型芯上成型的塑件收缩量大2550%，这是因为在型腔上成型的塑件在取出前就产生了收缩，而在型芯上成型的塑件取出以前无法产生收缩。 影响塑件尺寸变化的因素很多，如成型温度、模具温度、冷却时间等。要预先精确计算出某一塑件收缩率是十分困难的。如果生产批量大、尺寸精度要求又高，最好先用石膏模型试制出产品，测出其收缩率，以此作为设计型腔尺寸的依据。2022年7月26日 任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二 气辅成型模具设计（2）型腔表面粗糙度 一般真空成型模具都没有推出装置，依靠压缩空气脱模。如果表面粗糙度值太大，塑料会粘附在型腔表面上不易脱模。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进行喷砂处理，因为在成型时型腔表面可以储存一部分空气从而避免真空吸附现象。（3）脱模斜度 真空成型的凹凸模都应该有一定斜度，型腔的脱模斜度约为0.51.0；型芯的斜度一般为23，同时模具的圆角半径应大于或等于板料厚度值以避免弯角处应力集中。（4）抽气孔的设计 真空成型时，模内气体必须快速从抽气孔中排出。对于流动性好、成型温度低的塑料，抽气孔直径可设计得小一些。既保证在短时间内将空气抽出，又不要留下抽气孔痕迹。一般常用抽气孔直径是0.51mm，最大不超过板料厚度的5%。2022年7月26日 任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练

30、习任务二 气辅成型模具设计 抽气孔的位置应位于板材最后贴靠模具的地方，如图5-39所示。孔间距视塑件大小而定，对于小型塑件，孔间距可在2030mm之间选取，大型塑件可适当增加距离。图5-39 抽气孔的位置（5）边缘密封结构 为使型腔外面的空气不进入真空室，在塑料板材与模具接触的边缘处应设置密封装置。2022年7月26日 任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二 气辅成型模具设计（6）加热冷却装置 对于板材的加热通常采用电阻丝和红外线。电阻丝温度较高，通常采用调节加热器和塑料板材之间距离的方法来控制成型温度。在生产中一般由试验确定其具体值。模具温度对塑件质量和生产率都有影响，温度

31、过低，板材成型时，易产生冷斑甚至开裂。温度过高，塑料板材粘附在模腔上难以脱模，而且生产周期也长。真空成型所用板材加热温度与模具温度可以参考表5-9选取。 冷却道的开设有不同方法，可以将铜管或钢管铸入模具内，也可以在模具上打孔或铣槽。用铣槽的方法时必须使用密封元件并加盖板。2022年7月26日 任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二 气辅成型模具设计3.真空成型模具材料 真空成型模具在强度上不受大的外力，所以可以采用容易加工的材料。（1）木材 木材可以制作形状简单的凹模及凸模，一般使用木质比较细的材料，有中等硬度即可(太软时不易加工成型)。木材的优点是质量轻、不传热，缺点是容易

32、吸湿膨胀，尺寸精度较难保证。（2）硬石膏 硬石膏用铸造法制造凹模非常方便。在铸成后要经过大约三天才能彻底干燥。用于容积小的多腔模较为适宜。（3）陶瓷烧结物 用于制造形状简单的凹模。（4）环氧树脂 用环氧树脂中混以一定比例的铝粉，以浇铸法制造形状比较复杂的多腔凹模较为容易。因为多腔模都是以一个个的单腔模拼合起来的。（5）铝合金 一般用铝铜镁合金以机械加工制成较大尺寸的凹模。也可以用铸造法制造小型凹模。（6）低碳钢 除非塑件形状特别复杂，一般情况下不使用钢材制造。2022年7月26日 任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二 气辅成型模具设计4.真空吸塑模的主要部件设计（1）凹模

33、绝大多数吸塑都是用凹模成型的。现代的吸塑机工作面积可达7001000mm，可以一次成型几十个同样的塑件。凹模是由多个单腔模排列组合成的。为了保证各个凹模之间的相对位置精度(因为在下一步切边时必须尺寸准确)，其外形尺寸精度及形位精度要求较高，同时高度的偏差也必须很小。用石膏或木材制造时往往达不到要求。 凹模的表面是成型塑件外形的，用于成型聚氯乙烯片材时，表面粗糙度应不大于Ra0.8m。而用于聚苯乙烯片材时，表面粗糙度应不小于Ra0.8m，最好用喷砂处理。因为聚苯乙烯容易粘附在凹模表面不易脱出。 凹模上的气孔直径依所加工的材料而异，用于聚氯乙烯吸塑成型时，直径取1.2mm，而用于其他材料时，为了避

34、免在塑件上留下吸气孔痕迹，以0.8mm以下为宜。孔的位置，一般设在凹模底部、突出部、凹陷部；孔的数目不宜过多，发现吸胀不足时，可以再增加。2022年7月26日 任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二 气辅成型模具设计（2）凸模 凸模形状简单的可用木材，外部涂以清漆。比较大的可以用铝，外表面贴以法兰绒隔热。用凸模成型时，凸模可以用环氧树脂浇铸，或用铝合金表面涂以环氧树脂漆。（3）切边模 吸塑机的切边工序是在吸塑成型之后将塑件移位切断。切断余料时，所用模具为简单冲裁模。大形吸塑件也可以在吸塑的同时切边。模具结构如图5-40所示。图(a)为拉伸位置，图(b)为吸塑成型位置，图(c)

35、为切边工作位置，图(d)为脱模位置。图5-40 同时切边的吸塑模2022年7月26日 任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二 气辅成型模具设计五、压缩空气成型模具设计1.成型工艺及其特点塑件成型过程是将塑料板材置于加热板和凹模之间，固定加热板，如图5-41（a）所示；这时，塑料板材只被轻轻地压在模具刃口上，然后，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，使被加工板材紧贴加热板，如图5-41（b）所示；这样塑料板很快被软化，达到适合于成形的温度。这时加强从加热板送出的空气，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

36、板紧贴模具，如图5-41（c）所示；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，如图5-41（d）所示；在加热板回升的同时，从型腔底部送人空气使塑件脱模后，取出塑件，如图5-41（e）所示。2022年7月26日 任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二 气辅成型模具设计图5-41 压缩空气成形工艺过程2022年7月26日 任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二 气辅成型模具设计2.压缩空气成型模具结构 图5-42所示是压缩空气成型用的模具结构，它与真空成型模具的不同点是增加了模具型刃，因此塑件成形后，在模具上就可将余料切除。另一不同

37、点是加热板作为模具结构的一部分，塑料板直接接触加热板，因此加热速度快。图5-42 压缩空气成型模具1-压缩空气管 2-加热棒 3-加热板 4-热空气室 5-面板 6-空气孔 7-型刃 8-凹模 9-底板 10-通气孔2022年7月26日 任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二 气辅成型模具设计3.模具设计要点 压缩空气成型的模具型腔与真空成型模具型腔基本相同。压缩空气成型模具的主要特点是在模具边缘设置型刃。在模具的边缘设置型刃是为了切除成型中的余料，其形状与尺寸如图5-43所示。常用的型刃是把顶端削平01015 mm，以及R=005 mm的圆弧与两侧相联。型刃的角度以2030

38、0为宜，它的尖端必须比型腔的端面高出板材的厚度加上01mm，成型时，放在凹模型腔端面上的板材同加热板之间就能形成间隙，此间隙可使板材在成形期间不与加热板接触，避免板材过热造成产品缺陷。 2022年7月26日 任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二 气辅成型模具设计 为了能可靠地夹紧坯料板材，要求型刃的刀尖与加热板有极高的平行度及平面度，型刃四周必须保持002 mm以下的平行度。但是，由于加热板和模具在热及负荷作用下会产生变形，型刃的平行度也会有误差。为此，常在型刃的下面设置橡胶缓冲垫，用以补偿误差的情况。图5-43 型刃的形状和尺寸1一型刃 2一凹模 3一底板2022年7月2

39、6日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习1塑料原材料分析任务二 气辅成型模具设计 PC塑料具有高透明度，热稳定性好（热变形温度达138），适用于热灌装、蒸煮与消毒处理。PC的刚性与尺寸稳定性好，耐冲击韧性高，表面光滑，印刷性好，制品较轻，可吹塑成型具有独特性能的硬质容器。主要用于包装牛奶和饮用水等。 PC容器阻气体与阻湿气渗透性很差，耐化学药品性也低，不适于包装氧化敏感性食品、碳酸饮料、碳酸饮料与化学品。 PC是一种吸湿性塑料，在23、50相对湿度条件下的平衡含湿量达0.18。在加工时，湿气会与PC发生化学反应，降低PC的相对分子质量及其制品的机械性能，严重时，熔体会降解。所以，

40、PC在加工前应做严格的干燥，使其剩余含湿量低于0.01。采用空气循环去湿干燥系统时，在115120干燥温度下，干燥时间大约要4小时。2022年7月26日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二 气辅成型模具设计 PC为热塑性工程塑料，塑化加工时其流变特性与温度和剪切速率比较敏感，当熔体温度升高时，表观粘度迅速降低，反之则升高；当熔体所受剪切速率提高时，其表观粘度会迅速降低，即所谓剪切变稀。因而，在挤出加工时，要特别注意控制加工温度和射出速率。 挤出吹塑级PC在挤出型坯的低剪切速率下具有较高的熔体强度，可减少型坯垂伸，边角回料可回收利用，但制品对化学性能与颜色要求严格时就不能加入回料。 PC型坯吹胀空气压力约在0.40.8MPa，吹塑成型制品的收缩率约为0.50.8。PC的加工温度大约在230300上下，与原料品牌和制品质量有关。在加工温度下，PC熔体可在挤出机内停留1