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1、,2011级机械工程系 *,挤出吹塑成型及模具设计,1.简介,所用的吹塑设备包括塑化挤出机、吹塑型坯机头、吹塑模具、供气装置、冷却装置等吹塑成型机的自动化程度相当高，从挤出型坯、吹塑成型、彩印装饰到灌装工序，全部连成一体化的生产线。高度的自动化可大大的降低制品的生产成本，可获得较好的经 济效益。,挤出机工作简图,2.吹塑成型工艺,2.1 吹塑塑件的几何结构设计 几何结构包括：容积，外形，垂直载荷强度，刚度，壁厚，底部，转角和口部等。 （1）容积的计算设计容积 容器在设计计算时的容积。 公称容积=实际容积*95% 设计容积=公称容积*（1.05-1.10） 该制件的设计容积为500ml。取容积系
2、数为1.05。 公称容积=设计容积/1.05 =500/1.05 =476.19 ml,（2）垂直的载荷强度 吹塑容器必须能耐加料口和压盖机构的压力。通常要求吹塑制品具有比瓦楞包装箱更强的承受垂直载荷的能力，并能承受其他物品的压力。用PET制成的吹塑瓶，在瓶壁侧面和肩头斜坡的交接处，只要有可能就要尽量采用一个较大的弯曲半径，可以降低转折部分的应力。,（3）底部，口部，转角 通常很少以整个平面作为制品的支撑面，并要尽量减少支撑面。对于瓶类制品来说，一般采用环形支撑面 。 在挤出吹塑成型时，型坯吹胀首先接触的部位，总是趋向于先行硬化，该部位的壁厚也大一些。而边缘及转角的部位，往往是型坯吹胀最后接触
3、的部位，其容器壁就相对地较薄弱。因此，容器边缘和转角部位，应设计成圆角 。,3.模具结构设计,3.1吹塑模具结构选择 无论何种类型的吹塑模具，其最基本结构都包括两半部分，其中一半作为定模，另一半作为动模。它是由模具型腔（两部分）模具主体冷却系统切口部分排气孔槽和导向部分等组成。 吹塑成型塑件质量的好坏往往受成型条件成型模具所左右。设计模具时，要了解所使用的吹塑机结构及技术规范，模具的形状结构及尺寸要符合成型设备的要求。 吹塑成型模具可按工作情况组装方式及启闭方式三方面来介绍。 3.1.1吹塑模具的工作方式 吹塑模具的工作方式为平行移动式模具。平行移动模具是由两半个具有相同型腔的模具组合而成。吹
4、塑机上的开、凸轮式、齿轮式、肘节式等多种。通常都是直接用螺钉吧模具安装在吹塑机上，依靠开、闭模具装置进行开、闭模运动。模具的安装方法、安装尺寸、模具外形大小等都受到所用吹塑机的限制，因而造成吹塑制品的大小，形状也受到相应的限制。,3.1.2吹塑模具的组装方式 按组装方式，吹塑模具分为组合式结构及镶快式结构两种类型。该吹塑模具采用组合式结构。 组合式结构的吹塑模具由两个半模组成，每个半模由模口板1、腹板2和底板3组合而成。模口板和底板上设有钳切刃，用强度好的钢材制造；腹板可用铝合金材料制造。三部分用螺钉和圆柱销紧固。两半模的定位由装在腹板上的导柱保证。冷却水道做在腹板上。如图,1.口模板的结构设
5、计 口模板模口部分既是吹管的入口，又是塑件的口部。在吹塑时，为了保证瓶口的尺寸和去除余料。因此，在模口处开一槽，用于安装剪切块。 口模板上设计有定位孔，用于安装定位销钉；设计三个阶梯孔，用于连接口模板与腹板。为减少口模板与中间腹板的接触面积，将口模板下部去除一部分材料 。,2.腹板的结构设计 腹板是吹塑成型的重要成型零件，吹塑制件的外形由腹板保证。吹塑制品在脱模时由于温度较高，有一定弹性，特别PET类软制品，因此允许垂直于开模方向有较浅的带斜面的侧凹。 腹板上开有冷却水道、上下模板连接螺纹孔、连接螺纹孔、上下定位销钉孔和导柱孔。,3. 吹塑模具的排气系统设计 吹塑模的排气不当，会直接影响塑件的
6、质量。如果模腔内存储有气体，当吹塑制件体积增大时，储留 的气体会砸型腔中被压缩，气压增大、当吹气压力等于其气压 压力时，就会导致塑件难以紧贴型腔，形成缺陷。 吹塑模的排气，不能像注射模那样可以利用顶出杆的配合间隙或合模线的间隙脾气器。由于吹塑件的表面要求不留合模分型线的痕迹，两半模具的合模面的平面度和光洁度都很高，又没有顶出杆等零件可以留间隙排气，必须令射排气孔或排气槽。目前，有分型面排气法和型腔面排气法。由于该模具结构较为简单，采用分型面排气法。如图,3.4冷却水的位置布置 冷却水孔孔间距愈小，直径愈大，则塑件冷却愈均匀，。理想情况下管壁间距离不得超过5d。水管壁离型腔表面不能太近，亦不能太
7、远。常用的方法是在型腔附近钻冷却孔，由于该中空吹塑模具的制件是方形的，由于制件需要均匀的冷却，因此，也要求冷却水孔距离型腔壁的距离相等，但是分型面是在制件的对角面，需要在腹板上钻斜孔 。如图,3.5导柱 （1）长度和直径 导柱长75mm，中间设计一凸台，用来轴向定位，凸台宽5mm，左边30mm，用来紧固配合，右边40mm，用来导向；导柱直径为12mm，其形位公差与尺寸公差的关系应遵循包容原则。 （2）形状 导柱的端部做成锥形，前端还应倒角，使其能顺利地进入导套。 （3）公差配合 安装段与模板间采用过盈配合H7/r6，导向段与导套采用小间隙配合H7/g6。 （4）粗糙度 固定段表面用R1.6，导
8、向段用R0.8。 （5）材料 导柱应该具有硬而耐磨的表面，坚韧而不宜折断的芯部，因此采用低碳钢（20钢）渗碳（0.50.8mm深），经淬火处理（5658HRC）。,3.6导柱的位置,4 .模具技术参数校核,吹塑模成型制品是由从内部施加压缩气体产生的压力来实现的，因此模具在合模之后，必须由相应的装给以足够的锁模力，使两半模具紧密合拢，以至于在通气时不会产生胀模。锁模力可按下式计算： F=KAp 式中 F成型时，所需的锁模力 （N）； A模具型腔在分模面上的投影面积 （mm）；经CAD计算，A=9262.56 p型坯的吹胀气压 （Mpa）；该吹塑模具吹胀压力为：0.2Mpa。 k安全系数，在实际生产时，由于存在型坯尾料和飞边，需提高锁模装置的锁模力，故计算时加一安全系数；一般k=1.251.30，最大时可取1.8。此处取最大。 F=KAp=1.8*9262.56*0.2=3334.52N 成型设备的锁模力为1400,该吹塑模具需要的锁模力远远小于设备的锁模力，因此，锁模力满足要求。,谢谢观看,
