第十章气压成型模具设计简介

6、收缩率：
材料 聚甲醛
尼龙 低压聚乙烯 高压聚乙烯
聚丙烯 聚苯乙烯 聚氯乙烯
收缩率 2.5-3.5
10-20 1.5-3.0 3.0-4.0 2.0-3.5 0.3-0.3 0.3-1.0
横向、纵向收缩率的比较：
聚乙烯 聚氯乙烯
纵向
2.1 ±0.1
0.36 ±0.04
横向
1.9 ±0.2
0.13 ±0.05
按成型方法不同，分为注射吹 塑成型、延伸吹塑等。
一.分类
１.挤出吹塑
2.注射吹塑
1-准备 2-注射成形 3-注射模开启 4-吹塑成形 5-制品脱模
6-制品
３.延伸吹塑
二.吹塑制品设计
1、吹胀比 型坯直径与塑料最大直径之比，f。 一般 f = 2：1 ~ 4：1 一般要求 ：型坯断面形状与制品的外形轮廓相似，
（5）加热与冷却（续1）
➢远红外加热：加热器能发出5.6-1000μm的电磁
波，许多塑料对此波长有很好的吸收带，如ABS、 PVC、PMMA等，其加热效率很高，且对片材有较 好的穿透作用，使片材受热均匀。它比高频微波加 热投资省、占地小，对人和环境无危害，节电约 30~50%。
❖常用远红外加热器：有电热棒、电热板、陶瓷石 英电热器、红外灯及表面涂有SiC的远红外加热板。
➢ 吹气孔径：可比排气孔径大些，但应使气体均匀 分布，不能集中于某处，以免造成温度不匀和受力 差异。
（2）型刃设计及其安装
型刃作用：在模具型腔的边缘设有型刃，成型过 程中可同时切除余料，并压紧片材密封制品周边。
尺寸：型刃太锋利或太钝均不可；通常型刃应有
0.1-0.15 mm 宽的刃口端面，棱角以 R0.05mm圆弧过渡，其外侧应有20°-30°斜面
产品有商品包装壳；一次性
杯、碟、盘、碗；冰箱内胆、 桌面、车船和飞机内衬、建筑装饰品等。
➢热成型特点：
❖成型制品规格范围宽。可成型特厚、特薄、特大、 特小的制品，如模具直接加压热成型制品壁厚达 20mm，真空吸塑一次性水杯壁厚仅0.1mm，成型 面积大可达（3×9）m2，小至药丸、针头的包装。
热成型特点（续）：
➢成型收缩率：与成型工艺条件关系很大，片材成型
温度越低，收缩率越大，但过高成型温度收缩率也会 增加。收缩率可查表8-3-2
（2）型腔成型尺寸计算（续1）
➢成型温度与收缩率关系：每种材料均有最佳成型温
度，在此区间收缩率最小；如PVC为120-130℃， ABS为90-150℃等。
（2）型腔成型尺寸计算（续2）
（5）加热与冷却（续2） ➢不同塑料所需加热功率密度：见表8-3-3
➢冷却：小型制品多用风冷，大型制品在型腔壁内设
冷却水道，模温不宜过低，以免制品上产生冷斑。 视塑料种类不同，模具温度可控制在50-60℃之间。
3、压缩空气热成型模具
（1）排气孔和吹气孔设计
➢ 排气孔径：与真空成型一样采用φ0.5-1.0mm， 厚片和流动性较差的片材可采用较大孔，但一般不 超过1/3-1/2板厚。
产品应用范围广。目前已遍及工业、农业、交通、 电子、日用等领域。
设备和模具投资少，成型效率高。设备、模具造 价低，成型压力低、一模多腔生产效率很高（饮 水杯20000只/小时）。
缺点：难以成型带侧凹、侧孔及窄筋很深的制品。
二. 工艺特点、分类 1、阴模真空成型：利用单一凹模成型制品，是 应用最广的热成型方法。
➢引伸比与尺寸收缩的关系：每种材料均有最佳引伸
比，如PVC为0.5，而ABS为0.3-0.9。
（3）型腔表面粗糙度
➢真空成型模具表面需保持一定的粗糙度，过于光洁
的表面不利于排气，通常型面加工达Ra0.8μm(或 Ra1.6μm）后再经喷砂处理或麻纹化；但高光亮透
明制品型面应抛光处理。
（4）边缘密封设计 ➢为达到较高的真空度，以获得良好的成型效果， 应防止空气沿片材周边泄露进抽气室，需在片材夹 持装置或片材边缘设置密封垫（如橡胶垫等），并 保持一定的接触压应力。
(美)Norman C.Lee《吹塑成型技术 》 废。
中取 h = 0.1~0.3
2.余料槽 在上下夹坯刃口附近开设余料槽以容纳余料，
它的大小应跟据夹持后的余料宽度、厚度确定， 以模具能够严密闭合为准。
3.排气孔（排气槽）
型坯吹涨前将原有气体排出。
排气孔:φ0.5-φ1;(存气多） 排气槽:〈 0.05mm.（分型面））
▪ PC:x=3-5。
▪ 压缩空气成型比真空成 型的展开倍率高50%。
➢已知制品的壁厚和展开倍率，便可推算出坯料片材 的厚度；
➢坯料片材厚度一般为1-5mm，最小0.1mm，最 大不超过8 mm，大批量可定制片材，小批量可按 表8-2-1选取。
四. 热成型模具结构设计
1、热成型模具材料
➢热成型模不受太大的外力，故模具以选容易加工 材料为宜。
5、气压预拉伸凹模真空成型：可避免柱塞真空成 型时易在制品表面留下痕迹的缺陷，它先将片板吹 胀后成型。
制品壁厚均 匀性有很大
改善
6、气压预拉伸凸模真空成型：也是先将片板吹胀后 成型。
7、凸凹模对压成型：采用凸凹模对压的机械力完 成片材成型。
➢特点：制品形状和尺寸精度较高；壁厚较均匀；适用 于结构较复杂的制品，可在制品表面成型出花纹图案等。
特点：成形周期短，较真空成型短3倍以上。加热板直 接与塑料板才接触加热，加热效率高，加热时间短，制 品尺寸精度高，细小部分再现性好，光泽、透明性也好.
缺点是模具造价高，且需成本贵的专用设备。
4、柱塞辅助真空成型：阴模真空成型前先用柱 塞推压片材，使之产生很大的预变形，之后吸塑 成型。
➢特点：制品壁厚均匀性较好，适用于较深腔制品成 型；柱塞表面应用软质绝热材料包裹，如毛毯等。
➢特点：制品外表面精度高，但壁厚均匀性差，边缘 厚底部薄，只能用于深度不大的制品。
2、阳模真空成型：利用单一凸模成型制品。
➢特点：制品内形精度高，成型收缩率会降低，壁厚均 匀性差，底部厚边缘薄；生产PP、PS制品壁厚均匀性 较好。
3、气压成型：利用压缩空气加压成型制品，因成型 压力可达0.3-0.4MPa，成型速度快，约为真空成 型的3倍，制品与模具贴合面光洁度高，花纹、转 角等清晰准确。
3、制品的斜度： 一般原则，最小斜度：
1°/边；
推荐斜度：
2 °/边。
4、圆角：
如果不是厚壁制品，不要将制品设计成尖角或尖边 的形状。
对圆柱形制品，边缘的圆弧半径应不小于制品直径 的1/10。
对矩形制品,圆弧半径大于0.15倍的模具型腔深度. 5、螺纹：
（1）螺纹的精度一般不超过3级精度； （2）螺距一般不小于0.75mm，螺距大对模具制造 及产品均有好处； （3）长度一般为直径的2倍，需长螺纹时壁厚应增 加，且要计算收缩量。
➢孔结构：一般为阶梯孔，成型面端为小孔，深3-
5mm，后段则扩成大孔；为快速抽气，还可在型面 （2上）开型真腔空成缝型。尺寸计算
➢型腔成型尺寸：应考虑成型收缩率和模具制造误差。
LM L(1 Scp ) Z
（2）型腔成型尺寸计算
➢成型收缩误差：模内占50%；脱模后1小时内占
25%；其余为脱模后24小时后产生的。
第十章 气Leabharlann 成型模具简介气压成型主要包括吹塑成型（正压）、真空成 型（负压）及其综合成型。
它们均属热塑性塑料 成型。
气压成型的特点是利用简单的成型设备获得大 尺寸的塑料制品，生产费用低，生产效率高， 是一种较为经济的成型方法。
10-1 吹塑模具设计
吹塑成型又称中空成型，主 要用于吹塑塑料瓶、罐、管和薄 膜等制品。
7、支承面： 强度、外观等方面考虑
三.模具设计（以挤出吹塑为例）
1.夹坯口
吹塑成型模闭合时应将多余的坯料切去，夹坯 刃口就是为完成此任务而设置的。
夹坯刃口的角度和
宽度对制品的质量影
响很大。如角度和宽
度过大可能会造成不
易切去余料并且会在
一般 hmin=0.38
制品上留下较大的料
通常:0.51~2.5mm;大型容器:2~3mm。 把或凹坑而使制品报
以便获得壁厚均匀的制品。
如是挤出吹塑可由吹胀比确定挤出口模的尺寸：
式WW中：WW口t ：模B口tf厚 R模B度厚R；度 ；
t : 塑t件: 塑壁件厚壁；厚； BR :f吹 BR胀:吹比胀；比；
：修：正修系正数系，数，常常取取1 1~~11.5.5。。
2、延伸比： 塑件的长度与型坯之比，SR。 为保证制品的强度、壁厚，一般SR× BR = 4 - 6。
➢ 热成型：将板、片材热压成半封闭盒形件的成 型方法。
➢ 成型工艺：
先将板、片材加热软化后， 迅速移至成型模，利用真空 （吸塑）、或压缩空气（气压 成型）、或模具直接加压，使 之成型并冷却，切边后即可获 得薄壳状敞口制品。
一.应用范围：
材料有PVC、PE、PP、PS、
PMMA、PA、PC、PET等；
8、钢模与硅橡胶模对压成型：只加工凸模或凹模， 另一部分用硅橡胶代替，也可在钢模上局部嵌入硅 胶块，以成型局部的细微形状或花纹。
➢特点：硅橡胶模可减化模具结构，方便制造。
三.热成型制品结构设计 1、几何形状设计 ➢制品特征：开口宽阔、深度浅、流线形外廓、形状 简单的半封闭壳形制品；制品上不能有侧凹、侧孔； 当侧凹深度超过10mm时需采用瓣合模结构，以便脱 模。
▪ 木材：使用木质比较细、有中等硬度的材质，其
优点是质量轻、不传热，缺点是容易吸湿膨胀，尺 寸精度不易保证；
▪ 硬石膏：用铸造法可方便制造凹模，铸成后要经
过三天左右才能彻底干燥，用于容积小的多腔模为 宜；
陶瓷：用于制造形状简单的凹模；
环氧树脂：可用环氧树脂混以一定比例的铝粉， 用浇铸法制造形状比较复杂的多腔凹模；