第16章-气动成型工艺与模具设计PPT课件.ppt

高等教育出版社高等教育出版社高等教育电子音像出版社高等教育电子音像出版社 第第1616章章 气动成型工艺与模具设计气动成型工艺与模具设计塑料成型工艺与模具设计电子教案塑料成型工艺与模具设计电子教案1 中空吹塑成型工艺与模具设计中空吹塑成型工艺与模具设计 抽真空抽真空成型工艺与模具设计成型工艺与模具设计压缩空气成型工艺与模具设计压缩空气成型工艺与模具设计16.116.216.3第第1616章章 气动成型工艺与模具设计气动成型工艺与模具设计21 16 6.1.1 中空吹塑成型工艺与模具设计中空吹塑成型工艺与模具设计16.1.116.1.1中空吹塑成型的分类及成型工艺过程中空吹塑成型的分类及成型工艺过程中空吹塑成型是将处于高弹态（接近于黏流态）的塑料型坯置于中空吹塑成型是将处于高弹态（接近于黏流态）的塑料型坯置于模具的型腔内，通入压缩空气在型坯中将其吹塑，使之紧贴于模模具的型腔内，通入压缩空气在型坯中将其吹塑，使之紧贴于模具型腔壁上，冷却定型得到一定形状的中空塑件的一种加工方法。具型腔壁上，冷却定型得到一定形状的中空塑件的一种加工方法。根据成型过程及方法，主要分为根据成型过程及方法，主要分为挤出吹塑挤出吹塑和和注塑吹塑注塑吹塑两类吹塑成两类吹塑成型。型。气动成型是指借助于压缩空气或抽真空的方法成型瓶类、桶气动成型是指借助于压缩空气或抽真空的方法成型瓶类、桶类、罐类、盒类、等塑料制件，也可称之为气压成型，主要类、罐类、盒类、等塑料制件，也可称之为气压成型，主要包括中空吹塑成型、真空成型和压缩空气成型。包括中空吹塑成型、真空成型和压缩空气成型。31 16 6.1.1 中空吹塑成型工艺与模具设计中空吹塑成型工艺与模具设计1.1.挤出吹塑成型挤出吹塑成型 41 16 6.1.1 中空吹塑成型工艺与模具设计中空吹塑成型工艺与模具设计2.2.注射吹塑成型注射吹塑成型 先用注射机将塑料在注射模中注射成型坯，然后将热的塑料型坯移入先用注射机将塑料在注射模中注射成型坯，然后将热的塑料型坯移入中空吹塑模具中进行中空吹塑成型。（与挤出吹塑成型相比，优点是中空吹塑模具中进行中空吹塑成型。（与挤出吹塑成型相比，优点是型坯壁厚均匀、无飞边）型坯壁厚均匀、无飞边）冷坯法冷坯法 冷却固化的型坯冷却固化的型坯热坯法热坯法 带热型坯，无需再次加热带热型坯，无需再次加热51 16 6.1.1 中空吹塑成型工艺与模具设计中空吹塑成型工艺与模具设计3 3多层吹塑多层吹塑 多层吹塑是指不同种类的塑料，经特定的挤出机头形成一个多层吹塑是指不同种类的塑料，经特定的挤出机头形成一个坯壁分层而又黏合在一起的型坯，再经多层吹塑制得多层中坯壁分层而又黏合在一起的型坯，再经多层吹塑制得多层中空塑件的成型方法。空塑件的成型方法。61 16 6.1.1 中空吹塑成型工艺与模具设计中空吹塑成型工艺与模具设计1616.1 1.2 2中空吹塑制件结构工艺性中空吹塑制件结构工艺性1 1中空塑件对材料的要求中空塑件对材料的要求（）（）良好的耐环境应力开裂性良好的耐环境应力开裂性（）（）良好的气密性良好的气密性（）（）良好的耐冲击性良好的耐冲击性 此外，根据使用的需要还需有耐药性、耐腐蚀、抗静电及韧性和此外，根据使用的需要还需有耐药性、耐腐蚀、抗静电及韧性和耐挤压性等。耐挤压性等。2 2中空塑件的工艺要求中空塑件的工艺要求（）（）圆角圆角（）（）支承面支承面71 16 6.1.1 中空吹塑成型工艺与模具设计中空吹塑成型工艺与模具设计1616.1 1.2 2中空吹塑制件结构工艺性中空吹塑制件结构工艺性2 2中空塑件的工艺要求中空塑件的工艺要求（）（）脱模斜度脱模斜度（）（）螺纹螺纹（）（）刚度刚度81 16 6.1.1 中空吹塑成型工艺与模具设计中空吹塑成型工艺与模具设计1616.1 1.2 2中空吹塑制件结构工艺性中空吹塑制件结构工艺性2 2中空塑件的工艺要求中空塑件的工艺要求（）（）纵向强度纵向强度91 16 6.1.1 中空吹塑成型工艺与模具设计中空吹塑成型工艺与模具设计1616.1 1.3.3吹塑成型的工艺参数吹塑成型的工艺参数1 1温度温度包括型坯温度和模具温度。包括型坯温度和模具温度。对于挤出形坯，温度一般控制在树脂的对于挤出形坯，温度一般控制在树脂的 （或（或）之间，并）之间，并略偏略偏（或（或）一侧。）一侧。对于注塑型坯，由于其内外温差较大，更难控制型坯温度的均匀一对于注塑型坯，由于其内外温差较大，更难控制型坯温度的均匀一致，为此，应使用温度调节装置。致，为此，应使用温度调节装置。吹塑模具的模温一般控制在吹塑模具的模温一般控制在 ，并要求均匀一致。，并要求均匀一致。2 2吹胀压力和充气速率吹胀压力和充气速率吹胀压力系指吹塑成型所用的压缩空气压力。吹胀压力系指吹塑成型所用的压缩空气压力。一般为一般为 。101 16 6.1.1 中空吹塑成型工艺与模具设计中空吹塑成型工艺与模具设计3.吹胀比吹胀比Br 塑件最大直径与型坯直径之比，表示了塑件径向最塑件最大直径与型坯直径之比，表示了塑件径向最大尺寸和挤出机机头口模尺寸之间的关系。机头大尺寸和挤出机机头口模尺寸之间的关系。机头口模与芯棒的间隙可用下式确定：口模与芯棒的间隙可用下式确定：=atBr 4.延伸比延伸比 塑件长度与型坯的有效长度之比。塑件长度与型坯的有效长度之比。生产中一般取生产中一般取S:B 。111 16 6.1.1 中空吹塑成型工艺与模具设计中空吹塑成型工艺与模具设计16.1.416.1.4中空吹塑设备中空吹塑设备根据挤出吹塑成型和注射吹塑成型的两类不同成型方法，中空吹塑成根据挤出吹塑成型和注射吹塑成型的两类不同成型方法，中空吹塑成型的设备也可分为如下两类。型的设备也可分为如下两类。1 1挤出吹塑成型设备挤出吹塑成型设备（）（）挤出机挤出机（）（）机头机头（）（）吹塑模具、合模装置及供气装置等吹塑模具、合模装置及供气装置等121 16 6.1.1 中空吹塑成型工艺与模具设计中空吹塑成型工艺与模具设计16.1.416.1.4中空吹塑设备中空吹塑设备2 2注射吹塑成型设备注射吹塑成型设备（）（）注射系统注射系统主要由注射机、支管装置、充模喷嘴构注射系统注射系统主要由注射机、支管装置、充模喷嘴构成。成。）注射机注射机 ）支管装置支管装置 ）充模喷嘴充模喷嘴131 16 6.1.1 中空吹塑成型工艺与模具设计中空吹塑成型工艺与模具设计16.1.416.1.4中空吹塑设备中空吹塑设备2 2注射吹塑成型设备注射吹塑成型设备（）（）注射吹塑模具注射吹塑模具141 16 6.1.1 中空吹塑成型工艺与模具设计中空吹塑成型工艺与模具设计（）（）注射吹塑模具注射吹塑模具 ）型腔体型腔体 ）颈圈镶块颈圈镶块 ）芯棒芯棒151 16 6.1.1 中空吹塑成型工艺与模具设计中空吹塑成型工艺与模具设计16.1.5 16.1.5 挤出吹塑模具设计挤出吹塑模具设计吹塑模通常是对开式的。复杂结构的吹塑性需要设计局部或底部侧向吹塑模通常是对开式的。复杂结构的吹塑性需要设计局部或底部侧向分型机构；大型挤出吹塑模或连续生产注射吹塑模一般需设置冷却说分型机构；大型挤出吹塑模或连续生产注射吹塑模一般需设置冷却说道，冷却模具。道，冷却模具。从模具的结构及工艺方法看，吹塑模可分为上吹口和下吹口两类：从模具的结构及工艺方法看，吹塑模可分为上吹口和下吹口两类：a.上吹口挤出吹塑模上吹口挤出吹塑模 压缩空气由模具上端吹入型腔压缩空气由模具上端吹入型腔b.下吹口挤出吹塑模下吹口挤出吹塑模 压缩空气自套有型坯的底部芯轴吹入模腔压缩空气自套有型坯的底部芯轴吹入模腔161 16 6.1.1 中空吹塑成型工艺与模具设计中空吹塑成型工艺与模具设计模具设计要点如下。模具设计要点如下。(1)(1)夹坯口（挤出吹塑模）夹坯口（挤出吹塑模）挤出吹塑过程中，模具在闭合同时将型坯封口并将余料切除，在挤出吹塑过程中，模具在闭合同时将型坯封口并将余料切除，在模具相应位置设置较窄夹坯口，也称切口。模具相应位置设置较窄夹坯口，也称切口。171 16 6.1.1 中空吹塑成型工艺与模具设计中空吹塑成型工艺与模具设计（2 2）余料槽）余料槽储存被夹坯口切除的余料，以免余料夹在分型面上影响塑件的形状和储存被夹坯口切除的余料，以免余料夹在分型面上影响塑件的形状和尺寸。余料槽通常设置在夹坯口两侧，大小依型坯被夹持后余量尺寸。余料槽通常设置在夹坯口两侧，大小依型坯被夹持后余量的宽度和厚度确定，以不影响模具闭合为准。的宽度和厚度确定，以不影响模具闭合为准。（3 3）排气孔槽）排气孔槽一定数量的排气孔，排除吹胀成型时模具内的气体。一定数量的排气孔，排除吹胀成型时模具内的气体。（4 4）模具冷却）模具冷却在模具上开设冷却水道，冷却模具（在模具上开设冷却水道，冷却模具（20205050）（5 5）模具表面粗糙度）模具表面粗糙度 通常喷砂处理模具型腔即可通常喷砂处理模具型腔即可（6 6）模具材料）模具材料 一般用铝合金制造型腔部分一般用铝合金制造型腔部分1816.2 16.2 抽真空成型工艺与模具设计抽真空成型工艺与模具设计16.2.116.2.1抽真空成型的特点、分类及其成型工艺过程抽真空成型的特点、分类及其成型工艺过程1 1抽真空成型的特点抽真空成型的特点 抽真空成型的优点抽真空成型的优点:p不需要整副模具，仅需制作凸模或凹模中任何一个即可，模具不需要整副模具，仅需制作凸模或凹模中任何一个即可，模具结构简单，制造成本低，制件形状清晰；结构简单，制造成本低，制件形状清晰；p抽真空成型的设备不复杂，能生产大、薄、深的塑件；抽真空成型的设备不复杂，能生产大、薄、深的塑件；p生产效率高，可以观察塑件的成型过程。生产效率高，可以观察塑件的成型过程。抽真空成型的不足之处抽真空成型的不足之处:u成型的塑件壁薄不均匀，尤其是模具上凸凹的部位；成型的塑件壁薄不均匀，尤其是模具上凸凹的部位；u当模具的凸凹形状变化较大且相距较近以及凸模拐角处为锐角当模具的凸凹形状变化较大且相距较近以及凸模拐角处为锐角时，在成型的塑件上容易出现皱折；时，在成型的塑件上容易出现皱折；u由于真空成型压力有限，因而不能成型厚壁塑件。由于真空成型压力有限，因而不能成型厚壁塑件。1916.2 16.2 抽真空成型工艺与模具设计抽真空成型工艺与模具设计16.2.116.2.1抽真空成型的特点、分类及其成型工艺过程抽真空成型的特点、分类及其成型工艺过程2 2抽真空成型的分类及其成型工艺过程抽真空成型的分类及其成型工艺过程抽真空成型按其成型的特点主要可分为凹模抽真空成型、凸模抽真抽真空成型按其成型的特点主要可分为凹模抽真空成型、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2016.2 16.2 抽真空成型工艺与模具设计抽真空成型工艺与模具设计16.2.116.2.1抽真空成型的特点、分类及其成型工艺过程抽真空成型的特点、分类及其成型工艺过程2 2抽真空成型的分类及其成型工艺过程抽真空成型的分类及其成型工艺过程（）（）凸模抽真空成型凸模抽真空成型2116.2 16.2 抽真空成型工艺与模具设计抽真空成型工艺与模具设计16.2.116.2.1抽真空成型的特点、分类及其成型工艺过程抽真空成型的特点、分类及其成型工艺过程2 2抽真空成型的分类及其成型工艺过程抽真空成型的分类及其成型工艺过程（）（）凹凸模先后抽真空成型凹凸模先后抽真空成型2216.2 16.2 抽真空成型工艺与模具设计抽真空成型工艺与模具设计16.2.116.2.1抽真空成型的特点、分类及其成型工艺过程抽真空成型的特点、分类及其成型工艺过程2 2抽真空成型的分类及其成型工艺过程抽真空成型的分类及其成型工艺过程（）（）吹泡抽真空成型吹泡抽真空成型2316.2 16.2 抽真空成型工艺与模具设计抽真空成型工艺与模具设计16.2.116.2.1抽真空成型的特点、分类及其成型工艺过程抽真空成型的特点、分类及其成型工艺过程2 2抽真空成型的分类及其成型工艺过程抽真空成型的分类及其成型工艺过程（）（）柱塞下推式抽真空成型柱塞下推式抽真空成型2416.2 16.2 抽真空成型工艺与模具设计抽真空成型工艺与模具设计16.2.216.2.2 抽真空成型塑件设计抽真空成型塑件设计（1）塑件几何形状与尺寸精度）塑件几何形状与尺寸精度避免过多凸起和深沟槽，高弹态私聊成型收缩率较大，尺寸精避免过多凸起和深沟槽，高弹态私聊成型收缩率较大，尺寸精度较低。度较低。（2）引伸比）引伸比塑件深度与宽度之比称为引伸比，在很大程度上反映了塑件成塑件深度与宽度之比称为引伸比，在很大程度上反映了塑件成型的难易程度，即引伸比愈大，成型愈困难。一般采用引伸比型的难易程度，即引伸比愈大，成型愈困难。一般采用引伸比为为0.51，最大不应超过，最大不应超过1.5.（3）圆角）圆角塑件角落处易发生变薄及应力集中现象，应以圆角过渡，且圆塑件角落处易发生变薄及应力集中现象，应以圆角过渡，且圆弧半径尽量大，但圆角半径最小不小于片材厚度。弧半径尽量大，但圆角半径最小不小于片材厚度。（4）脱模斜度）脱模斜度真空成型脱模斜度应略大些，真空成型脱模斜度应略大些，14，保证顺利脱模。，保证顺利脱模。（5）加强肋）加强肋（6）塑件坯材大小）塑件坯材大小 2516.2 16.2 抽真空成型工艺与模具设计抽真空成型工艺与模具设计16.2.316.2.3 抽真空成型模具设计抽真空成型模具设计1.1.模具的结构设计模具的结构设计（）（）抽气孔的设计抽气孔的设计真空成型的抽气孔设计是模具设计的关键。真空成型的抽气孔设计是模具设计的关键。（）（）型腔尺寸型腔尺寸（）（）型腔表面粗糙度型腔表面粗糙度（）（）边缘密封装置边缘密封装置（）（）加热和冷却装置加热和冷却装置真空成型的模具表面一般是加工好以后进行喷砂处理。真空成型的模具表面一般是加工好以后进行喷砂处理。2 2模具材料模具材料（）（）非金属材料对于试制或小批量生产，可选用木材或石膏作非金属材料对于试制或小批量生产，可选用木材或石膏作为模具材料。为模具材料。（）（）金属材料适用于大批量高效率生产的抽真空模具是金属材金属材料适用于大批量高效率生产的抽真空模具是金属材料。料。2616.3 16.3 压缩空气成型工艺与模具设计压缩空气成型工艺与模具设计16.3.116.3.1压缩空气成型工艺过程压缩空气成型工艺过程 压缩空气成型是指借助于压缩空气的压力，将加热软化的塑料压缩空气成型是指借助于压缩空气的压力，将加热软化的塑料片材压入模具型腔并贴合在其表面进行成型的方法。在一般情片材压入模具型腔并贴合在其表面进行成型的方法。在一般情况下，成型压力可达况下，成型压力可达0.30.8 MPa,最大可达最大可达3 MPa。2716.3 16.3 压缩空气成型工艺与模具设计压缩空气成型工艺与模具设计16.3.216.3.2 压缩空气成型模具设计压缩空气成型模具设计特点：压缩空气在模具上增加了型刃，塑料成型后可在模具上特点：压缩空气在模具上增加了型刃，塑料成型后可在模具上切断余料；加热板是模具的组成部分，可与片材接触加热且效切断余料；加热板是模具的组成部分，可与片材接触加热且效果好。果好。凹模压缩空气成型模具结构凹模压缩空气成型模具结构2816.3 16.3 压缩空气成型工艺与模具设计压缩空气成型工艺与模具设计16.3.216.3.2 压缩空气成型模具设计压缩空气成型模具设计 凹模压缩空气成型模具结构凹模压缩空气成型模具结构1 1排气孔设计排气孔设计2 2压缩空气孔设计压缩空气孔设计压缩空气孔是压缩空气的入口，其作用是将预热的压缩空气均匀地吹向压缩空气孔是压缩空气的入口，其作用是将预热的压缩空气均匀地吹向预热后的塑料片材，使之延伸变形、紧贴于模具型面上而成为塑件。预热后的塑料片材，使之延伸变形、紧贴于模具型面上而成为塑件。3 3型刃设计型刃设计4 4型刃安装型刃安装型刃和型腔之间应有型刃和型腔之间应有0.25 0.25 0.50 0.50 的间隙，作为空气的通路，并的间隙，作为空气的通路，并利于模具的安装和调整。利于模具的安装和调整。型刃顶端必须比放置于型腔端面之板材高出型刃顶端必须比放置于型腔端面之板材高出0.1 0.1。5 5缓冲垫设计缓冲垫设计为使生产操作顺利进行，型刃与底面的平行度误差必须保持在为使生产操作顺利进行，型刃与底面的平行度误差必须保持在0.02 0.02 mm以下。采用多型刃时，需要有较高的装配精度。以下。采用多型刃时，需要有较高的装配精度。2916.3 16.3 压缩空气成型工艺与模具设计压缩空气成型工艺与模具设计16.3.216.3.2 压缩空气成型模具设计压缩空气成型模具设计特点：压缩空气在模具上增加了型刃，塑料成型后可在模具上特点：压缩空气在模具上增加了型刃，塑料成型后可在模具上切断余料；加热板是模具的组成部分，可与片材接触加热且效切断余料；加热板是模具的组成部分，可与片材接触加热且效果好。果好。（1 1）凹模压缩空气成型模具结构）凹模压缩空气成型模具结构3016.3 16.3 压缩空气成型工艺与模具设计压缩空气成型工艺与模具设计16.3.216.3.2 压缩空气成型模具设计压缩空气成型模具设计 凸模压缩空气成型模具结构凸模压缩空气成型模具结构31高等教育出版社高等教育出版社高等教育电子音像出版社高等教育电子音像出版社32