果汁水瓶吹塑模设计1

1引言

中空吹塑成型主要适合加工包装容器和中空制品．适于该种成型的原料有：高压聚乙烯(HDPE)、低压聚乙烯(LDPE)、硬聚氯．乙烯(HPVC)、软聚氯乙烯(SPVC)、纤维紊塑料、聚苯乙烯(Ps)、聚丙烯(PP)、聚碳酸酯(Pc)等。目前常用的吹塑制品原料是以聚乙烯(PE)和聚氯乙烯(PVC)为主。因为聚乙烯制品无毒，容易加工，聚氯乙烯价廉，透明性和印刷性能较好。中空成型是把熔融状态的塑料制成型坯，置入模具内闭合模具通入压缩空气(气压为2.7～5Kg／cm2)，将型坯吹胀成模腔形状制品在模内保压条件下，冷却定型开模取出。

根据成型方法的不同，可以分为以下五种形式。

（1）挤出吹塑成型

目前我国以该种方法为主。熔融型坯是用挤出机挤出。其优点是设备和模具简单，缺点是型坯壁厚不易均匀，从而引起塑件壁厚差异。

（2）注射吹塑成型

利用注射模制成型坯，然后把热型坯移入中空吹塑模进行吹塑成型。其优点是壁厚均匀无飞边，不需后加工。由于坯料有底，因此制件底都无拼合缝，强度好生产效率也高。但设备与模具价格较贵。多用于小而精度高的制件且大批量生产。

（3）拉伸吹塑成型

这种方法是在注吹的基础上，增加了将型坯延伸的工序。该方法和双向拉伸模的原理相同。可使分子双轴取向、塑件透明度提高，强度增加。尤其是可以利用这种方法使聚丙烯取代聚氯乙烯透明制品。多用于高精度高强度高透明度的制品。

（4）多层吹塑成型

该方法有共挤吹塑法和多段注吹法。现在实用还是共挤吹塑法。其原理是挤出机头挤出多层型坯，供中空吹塑。多层化的目的，无非是改善容器性能：降低渗透性(加入聚偏氯乙烯层PVDC)，遮光(黑色层)、绝热层(发泡层)，降低可燃性(充填层)花色装饰(着色装饰层)等。

（5）片材吹塑成型

将压延、挤出成型的片材再加热，使之软化放入型腔，闭模后在片材中间吹入压缩空气，定型后取出制品。本方法进一步发展即是目前的吸塑成型。

2 吹塑件结构与材料分析

2.1 吹塑件结构分析

塑件主要根据使用要求设计，由于塑料有其特殊物理机械性能，因此在塑件设计时必须充分发挥其性能上的优点，避免和补偿其缺点，在满足要求的前提下，塑件设计应尽可能简化模具结构，符合成型工艺要求。

a ．塑件设计尽量壁厚均匀，无过薄过厚的部分。外径设计应考虑吹胀比(图1中B ／d=B R ) B R =2.1～4.1，多取B R =2:1。这样可缩小机头尺寸。

b ．塑件长度也应考虑延伸比S R (图1中S R =

c ／b)，S R 越大塑件强度越高，但也要结合保证塑件的实用剐度和实用壁厚，因此延伸比取S R ·B R =4～6较合适。

c ．瓶盖与瓶口部分应采用螺纹结合，也有采用凸缘或凸环结合的如图2，一般采用梯形螺纹，不选用细牙螺纹，为了使合模面上的飞边不致影响螺纹旋合，螺纹可设计成断续状。

d ．塑件侧壁与底部的交接部分，一般不允许设计成尖角，二界面角采用圆弧过渡，三界面角可用球面过渡。（R=0.3×2B

)只有造型装饰部分可采甩尖角。 e.塑件支承面，特别注意要减少结合缝与支承面的重合部分。因切口的存在

将影响塑件放置的平稳性。同时也要增加底部刚度。

f ．塑件的外表面，在无特殊的要求时，应做粗糙的外表面。尖似磨沙玻璃，或做成绒面，木纹面，皮革面等。

容积：

V=380ml

容器的平均壁厚：

t=1mm

外形：

采用椭圆形容器，这种形状的吹塑制品是针对圆形和方形制品的缺点进行改进的。它综合了它们的优点，在强度和刚度、变形性等力学性能方面都较好；外观造型好，开发应用颇多。

吹塑制品的外形的几何外形设计除了考虑其实用性外，还应注意美术造型、装饰图案、花纹，以增加制品的直观美.

底部：

通常很少以整个平面作为制品的支承面，并要尽量减小支承面。对于瓶类制品来说，一般采用环形支承面，若以整个平面作为支承面。在钳贴熔接部分因存在钳切毛边而凸起，制品放置不稳，采用环形支承面，情况大为改善，且增加了制品底部的刚度。

从生产工艺可知，挤出吹塑制品的底部，一般都是型坯的夹断处，是制品力学性能的薄弱部位。制品在底部夹缝处的壁厚，比其他部位厚，收缩率也较大，故容易产生翘曲现象，影响制品的直立。因此，制品底部应设计成内凹形。制品的转角处及内凹处，均作较大的圆弧过渡。

口部：

为使容器口部能更好地与盖及密闭器配合，容器口部有螺纹结构设计。在挤出吹塑成型中，容器口部的外直径是由吹塑模具的模腔尺寸决定的；容器口部的内直径由吹塑模具的吹气型芯的外直径尺寸决定的。这时，容器口部的厚度是由型坯压缩形成的。若型坯壁的厚度发生变化，容器口部的内径也会发生变化。生产时，容器口部还会产生收缩、凹陷等不良现象。为使容器口部与密封盖或封闭器配合紧密，需对容器口部进行二次切削加工。挤压式的柔性瓶，如眼药水瓶、滴液瓶，其容器孔口的直径很小，可采用吹气针方式。

图1果汁水瓶结构图

2.2吹塑件的材料分析

材料选择聚丙烯。

聚丙烯的性能：

聚丙烯（PP）是塑料中的后起之秀。是由丙烯单体（CH

3—CH＝CH

2

）聚合

而成。是无毒、无味、半透明塑料。具有质轻的特点，其密度为0.90～0.91g/cm3，是通用塑料中密度最低的一种。

聚丙烯的耐低温性不如聚乙烯，力学强度、刚性和耐应力开裂性都超过高密度聚乙烯，聚丙烯是一种非极性塑料，具有优良的化学稳定性，并且结晶度越高，化学稳定性越好。聚丙烯具有有优良的耐弯曲疲劳性，很适宜制造盖体合一的容器，带铰链的双层壁的吹塑工具箱等。

聚丙烯的成型性能：

聚丙烯的熔点较高，冷却速率较大，型坯热封性差，易在闭模时夹断。聚丙烯的收缩率较大，约为1.0%～2.5%，收缩会随制品壁厚、成型工艺、填料加入量的不同而变化。

聚丙烯具有良好的成型性，可采用挤出吹塑、注射吹塑、注射拉伸吹塑等方法制成中空容器。

聚丙烯中空制品的应用：

3 吹塑模具的结构与材料分析

3.1吹塑模具结构分析

3.11手动铰链式模具

该种结构形式与玻璃吹塑模相同。模腔由两个半模形成，在它的一侧装有铰链，另一侧装有开模手柄和闭模销子。(如图2)。这种结构一般用于小量生产或试制，成批的生产不采用，且多用于小尺寸的中空塑件。

图2 手动铰链式模具

1——铰链 2——型腔 3——锁紧零件 4——手柄

3.12 平行移动式模具

该种结构由两半个相同模腔构成，通过合模机使之闭合。模具(如图3)的安