第9章 吹塑模具设计-10

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1、主讲教师：主讲教师： 丁丁 立立 刚刚 第第9 9章章 吹塑模具设计吹塑模具设计9.1 9.1 概述概述 9.1.1 吹塑成型方法 9.1.2 工艺特点 9.1.3 吹塑制品结构工艺特点 9 9.2 .2 吹塑模具的类型及典型结构吹塑模具的类型及典型结构 9.2.1 吹塑模具的类型 9.2.2 模具典型结构 9 9.3 .3 吹塑模具设计要点吹塑模具设计要点思考题及习题第第9 9章章 吹塑模具设计吹塑模具设计9 9.1 .1 概述概述吹塑吹塑成型成型是将处于熔融状态的塑料型坯置于模具型腔中，借助压缩空气将其吹胀，使之紧贴于型腔壁上，经冷却定型得到中空塑料制品的成形方法。吹塑成型可以获得各种形状

2、与大小的中空薄壁塑料制品，在工业中尤其是在日用工业中应用十分广泛。几乎所有的热塑性塑料都可以用于吹塑成型，尤其是PE。第第9 9章章 吹塑模具设计吹塑模具设计9 9.1.1 .1.1 吹塑成型方法吹塑成型方法吹塑成型方法主要有以下几种形式。1.挤出吹塑成型其成型过程如图9-1所示。 第第9 9章章 吹塑模具设计吹塑模具设计2.注塑吹塑成型 这种方法是用注塑机在注塑模具中制成吹塑型坯，然后把热型坯移入吹塑模具中进行吹塑成型，如图9-2所示。 第第9 9章章 吹塑模具设计吹塑模具设计3.注塑拉伸吹塑成型 这种方法与注塑吹塑相比，只是增加了将有底 的型坯加以拉伸这一工序，成型过程如下:（1）把熔融塑

3、料注入模具，急剧冷却，成型出透明的有底型坯，如图9-3所示。 第第9 9章章 吹塑模具设计吹塑模具设计（2）将注塑的型坯，其螺纹部分随模具螺纹成型块一起随转盘带动移到加热位置，用电阻再将型坯内外加热，如图9-4所示。第第9 9章章 吹塑模具设计吹塑模具设计（3）将加热后有底型坯，移至拉伸吹塑位置，拉伸长2倍，如图9-5a所示，吹塑成型如图9-5b所示。（4）将拉伸吹塑后的制件移到下一位置，螺纹成型块半合部打开，取出制品，如图9-6所示。第第9 9章章 吹塑模具设计吹塑模具设计 这种成型设备实际上是一台多工位注塑机模具，设有四个工位，每个工位相隔90，图9-7所示是注塑有底型坯第一工位和拉伸吹塑

4、第三工位。第第9 9章章 吹塑模具设计吹塑模具设计9 9.1.2 .1.2 工艺特点工艺特点 挤出吹塑是我国目前成型中空塑件制品的主要方法。下面以挤出吹塑为例介绍其工艺特点。1 1. .加工温度和螺杆转速加工温度和螺杆转速 原则是在既能挤出光滑而均匀的塑料型坯，又不会使挤压转动系统超负荷的前提下，尽可能采用较低的加工温度和较快的螺杆转速。 第第9 9章章 吹塑模具设计吹塑模具设计2 2. .成型空气压力成型空气压力 一般在0.20.69Mpa范围内，主要根据塑料熔融粘度的高低来确定其大小。 粘度低的，如尼龙、聚乙烯，易于流动吹胀，则成型空气压力可小些； 粘度高的，如聚碳酸脂、聚甲醛，流动及吹胀

5、性差，那就需要较高的压力。 成型空气压力大小还与制品的大小、型坯壁厚有关，一般薄壁和大容积制品宜用较高压力，而厚壁和小容积制品则用较低压力。最合适的压力在0.10.9Mpa的压力范围内，以每递增0.1Mpa的办法，分别吹塑成型一系列中空制件，用肉眼分辨其外形、轮廓、螺纹、花纹、文字等清晰程度而进行确定。 第第9 9章章 吹塑模具设计吹塑模具设计3 3. .吹胀比吹胀比 制品尺寸和型坯尺寸之比，亦即型坯吹胀的倍数，称为吹胀比吹胀比。 型坯尺寸和质量一定时，制品尺寸愈大，型坯吹胀比愈大。 虽然增大吹胀比可以节约材料，但制品壁厚变薄，成型困难，制品的强度和刚度降低；吹胀比过小，塑料消耗增加，制品有效

6、容积减少；壁厚，冷却时间延长，成本增高。一般吹胀比为24倍，用1:2较适宜，此时壁厚较均匀。第第9 9章章 吹塑模具设计吹塑模具设计4 4. .模模温和冷却时间温和冷却时间材料的熔融温度较高者，允许有较高的模具温度，反之，则应尽可能降低模具温度。模具温度过低，塑料冷却就过早，则形变困难，制品的轮廓和花纹等均会变得不清楚；若模具温度过高，则冷却时间延长，生产周期增加；如果冷却程度不够，则容易引起制品脱模变形，收缩率大和表面无光。为防止聚合物因产生弹性回复作用引起制品形变，中空吹塑成型制品的冷却时间一般较长，可占成型周期的1/3 2/3。对厚度为12mm的制品，一般只需几秒到十几秒的冷却时间已足够

7、。 第第9 9章章 吹塑模具设计吹塑模具设计表9-1为几种有代表性的塑料中空制件的吹塑成型工艺条件。 工艺条件醋酸纤维CA硬聚氯乙烯HPVC聚乙烯PE尼龙1010聚碳酸酯PC电筒500ml瓶浮球100ml瓶圆筒料筒温度 后() 中() 前()机头温度 ()模口温度 ()螺杆形式型坯挤出时间(s)充气时间 (s)冷却时间 (s)总周期 (s)充气压力(10Pa)充气方法吹胀比产品质量 (g)螺杆转速 r/min挤压机110115130135150155160162160渐变压缩22123450.30.34顶吹1.5:1505516.545mm立式挤出机1451501501551651681651

8、70180渐变压缩30153550.4顶吹2:1758016.545mm立式挤出机140150 155160160160渐变压缩15155400.30.4顶吹2.5:1802289mm卧式挤出机140170215225210215210215180190突变压缩20105400.20.3顶吹2:171230mm卧式挤出机220240240260240260190210190200渐变压缩60203010151200.69顶吹1.6:130011.550mm立式挤出机第第9 9章章 吹塑模具设计吹塑模具设计9 9.1.3 .1.3 吹塑制品结构工艺特点吹塑制品结构工艺特点 常见的中空成型制品几何

9、型状有圆形、长方形、正方形、椭圆形、球形、异形等。进行中空制品的结构设计时要综合考虑塑料制品的使用性能、外观、成型工艺性与成本等因素。也就是说要确定好塑件的吹胀比、延伸比、螺纹、塑件上的圆角、支承面及脱模斜度等。下面分别叙述对它们的具体要求。第第9 9章章 吹塑模具设计吹塑模具设计1 1. .吹胀比（吹胀比（BRBR） 型坯截面形状一般要求与制品外形轮廓形状大小一致，如吹塑圆形截面瓶子，型坯截面应为圆形，若吹塑方形截面塑料桶，则型坯为方形截面，或用壁厚不均匀的圆截面型坯，以获得壁厚均匀的方形截面桶。 吹胀比表明了塑料制品径向最大尺寸与挤出机头口模尺寸之间的关系。当吹胀比确定后，便可根据塑料制品

10、的最大径向尺寸及制品壁厚确定机头口模尺寸。机头口模与芯模间隙可用下式确定： =tBR式中口模与心模的单边间隙； t制品壁厚； BR吹胀比； 修正系数，一般取11.5，它与加工塑料粘度有关，粘度大，取小值。图9-8 延伸比示意图Lcb a第第9 9章章 吹塑模具设计吹塑模具设计2 2. .延伸比（延伸比（SRSR） 在注塑拉伸吹塑中，塑料制品长度与型坯长度之比称为延伸比。如图9-8所示，c与b之比即为延伸比。延伸比确定后，型坯长度就可确定。一般情况下，延伸比大的制品，其纵向和横向强度均较高，为保证制品的刚度和壁厚，生产中一般取SRBR=46为宜。第第9 9章章 吹塑模具设计吹塑模具设计3 3.

11、.螺纹螺纹 吹塑成型的螺纹通常采用截面为梯形、半圆形，而不采用普通细牙或粗牙螺纹，因为后者难以成型。为了便于清理制品上的飞边，在不影响使用的前提下，螺纹可制成断续的，即在分型面附近的一段，塑料制品上不带螺纹，如图9-9a所示。 图9-9b和c是用凸缘和凸环锁紧瓶盖的形式。第第9 9章章 吹塑模具设计吹塑模具设计4 4. .支承面支承面a)b)图9-10 支承面 当中空制品需要一个面为支承时，一般应将该面设计成内凹形。这样不但支承平稳而且具有较高的耐冲击性能。图9-10a是不合理的，而图9-10b是合理的。 周向槽锯齿形水平装饰纹a)b)图9-11 提高容器刚度措施第第9 9章章 吹塑模具设计吹