模具设计与制造模块四任务3

（2）中空吹塑成型模具结构特点 由于中空吹塑模具没有凸模（或型芯），因此在模具设 计时要重点考虑制件的壁厚是否均匀一致。 中空吹塑模具通常由两瓣合成（即对开式），对于大型 吹塑模可以设冷却水通道。模口部分做成较窄的切口，以 便切断型坯。由于吹塑过程中模腔压力不大，一般压缩空 气的压力为0.2 ~ 0.7 Mpa，故可供选择做模具的材料较多， 最常用的材料有铝合金、锌合金等。由于锌合金易于铸造 和机械加工，多用它来制造形状不规则的容器。对于大批 量生产硬质塑料制件的模具，可选用钢材制造，淬火硬度 为43）拉伸吹塑成型 中空注射拉伸吹塑是将注射成型的有底型坯加热到 熔点以下适当温度后置于模具内，先用拉伸杆进行轴向 拉伸后再通入压缩空气吹胀成型的加工方法。经过拉伸 吹塑的制件其透明度、抗冲击强度、表面硬度、刚度和 气体阻透性能都有很大提高。注射拉伸吹塑最典型的产 品是聚脂饮料瓶。 中空注射拉伸吹塑成型可分为热坯法和冷坯法两种 成型方法。
图4-35为热坯法注射拉伸吹塑成型工艺过程示意图。 首先在注射工位注射成一空心带底型坯，如图4-35 a所示； 然后打开注射模将型坯迅速移到拉伸和吹塑工位，进行拉伸 和吹塑成型，如图4-35 b、c所示；最后经保压、冷却后开 模取出制件，如图4-35 d所示。这种成型方法省去了冷型 坯的再加热，所以节省能量，同时由于型坯的制取和拉伸吹 塑在同一台设备上进行，占地面积小，生产易于连续进行， 自动化程度高。
（a）真空吸塑成型设备
（b）真空吸塑成型设备与模具
一、专业知识
1．中空吹塑成型模具 中空吹塑成型是将处于塑性状态的塑料型坯置于模 具型腔内，使压缩空气注入型坯中将其吹胀，使之紧贴 于模腔壁上，冷却定形得到一定形状的中空塑件的加工 方法。 中空吹塑成型设备（由塑料挤出机、气压系统与辅 助机构等组成）、成型模具与成型工艺是完成中空吹塑 成型的三大因素。如图4-32所示。
2）注射吹塑成型 图4-34为中空注射吹塑成型工艺过程示意图。
图4-34 注射吹塑成型 1-注射机喷嘴；2-注射型坯；3-空心凸模；4-加热器；5-吹塑模；6-塑件
首先注射机将熔融塑料注入注射模内形成管坯，管坯成 型在周壁带有微孔的空心凸模上，如图4-34 a所示；接着 趁热移至吹塑模内，如图4-34 b所示，然后从芯棒的管道 内通入压缩空气，使型坯膨胀并贴于模具的型腔壁上，如图 4-34 c所示，最后经保压、冷却定型后放出压缩空气，且 开模取出制件，如图4-34 d所示。这种成型方法的优点是 壁厚均匀无飞边，不需后加工。由于注射型坯有底，故制件 底部没有拼合缝，强度高，生产率高，但设备与模具的投资 较大，多用于小型制件的大批量生产。
塑料气压成型主要包括中空吹塑成型、真空吸塑成型 及压缩空气成型等。
（a）中空吹塑制件 （b）真空吸塑制件 （c）压缩空气成型制件 图4-31 气压成型制件
教学目的和要求 ◎本模块的教学目的：学习塑料气压成型工艺、 成型过程与气压成型模具的结构特点，要求掌握塑料气 压成型模具的结构特点。 本模块教学任务 ◎中空吹塑成型模具； ◎真空吸塑成型模具； ◎压缩空气成型模具。
图4-35 注射拉伸吹塑成型 1-注射机喷嘴；2-注射模；3-拉伸芯棒（吹管）；4-吹塑模；5-塑件
冷坯法注射拉伸吹塑成型是将注射好的型坯加热到合适 的温度后再将其置于吹塑模中进行拉伸吹塑的成型方法。采 用冷坯成型法时，型坯的注射和制件的拉伸吹塑成型分别在 不同设备上进行，在拉伸吹塑之前，为了补偿型坯冷却散发 的热量，需要进行二次加热，以确保型坯的拉伸吹塑成型温 度，这种方法的主要特点是设备结构相对简单。
图4-33
挤出吹塑成型
首先由塑料挤出机挤出管状型坯，如图4-33 a所示； 截取一段管坯趁热将其放于模具中，闭合对开式模具同时 夹紧型坯上下两端，如图4-33 b所示；然后用吹管通入压 缩空气，使型坯吹胀并贴于型腔表壁成型，如图4-33 c所 示；最后经保压和冷却定型，便可排出压缩空气并开模取 出制件，如图4-33 d所示。挤出吹塑成型模具结构简单， 投资少，操作容易，适于多种塑料的中空吹塑成型。缺点 是壁厚不易均匀，制件需后加工以去除飞边。
a）矿泉水瓶吹塑模 b）食用油吹塑模 图4-36 常见中空吹塑模具外形图
从模具结构和工艺 方法上看，吹塑模可分 为上吹口和下吹口两类。 图4-37所示是典型的上 吹口模具结构，压缩空 气由模具上端吹入模腔。 4-38所示是典型的 下吹口模具，使用时料 坯套在底部芯轴上，压 缩空气自芯轴吹入。
2．真空吸塑成型模具 真空吸塑成型的过程是将热塑性塑料板（片）固定在 模具上，用辐射加热器进行加热，当加热到软化温度时， 用真空泵把板（片）材与模具之间的空气抽掉，借助大气 压力，使板材贴模而成型，冷却后借助压缩空气使制品从 模具内脱出。图4-39为真空吸塑成型设备、真空吸塑成型 模具与真空吸塑成型制件外形图。
a）中空吹塑成型设备 图4-32
b）中空吹塑制件 c）中空吹塑模具 中空挤出吹塑成型设备外形
（1）中空吹塑成型工艺过 程 根据成型方法不同，中空 吹塑成型主要可分为挤出 吹塑成型、注射吹塑成型、 注射拉伸吹塑成型等。 1）挤出吹塑成型 挤出吹塑是成型中空制件 的主要方法。图4-33所示 是挤出吹塑成型工艺过程 示意图。
任务3 塑料气压成型工艺与模具结构
塑料气压成型是利用气体（借助压缩空气或抽真空的方 法）的作用代替部分模具的成型零件（凸模或凹模）来成型 制件的一种方法，通常用来成型塑料桶、瓶、罐、盒类制件， 如图4-31所示。塑料气压成型与注射、压缩、压注、挤出等 成型相比，气压成型压力低，因此对模具材料要求不高；由 于制件精度不高，气压模具结构相对比较简单，模具设计相 对容易。本任务主要讲述中空成型工艺、中空成型模具结构 与知识，要求掌握中空成型吹塑模具与成型工艺对制件结构 与使用性能的影响，并掌握中空吹塑成型模具的结构特点。