3合1洗發(fā)露瓶體吹塑模具設(shè)計(jì)【含CAD圖紙+三維UG+文檔】

資源目錄里展示的全都有，所見即所得。下載后全都有,請(qǐng)放心下載。原稿可自行編輯修改=【QQ：401339828 或11970985 有疑問可加】 3合1洗發(fā)露瓶體吹塑模具設(shè)計(jì) 摘要：根據(jù)3合1洗發(fā)水瓶的用途和使用要求進(jìn)行分析，合理設(shè)計(jì)3合1洗發(fā)水瓶的形狀造型結(jié)構(gòu)，包括容積、壁厚、外形、底部和瓶口螺紋等的設(shè)計(jì)，并根據(jù)吹塑工藝選擇制3合1洗發(fā)水瓶的材料。3合1洗發(fā)水瓶吹塑模設(shè)計(jì)，采用平行移動(dòng)式模具，設(shè)計(jì)內(nèi)容包括模具材料選擇、模具型腔、模具主體、冷卻系統(tǒng)、切口部分、嵌塊部分、排氣孔槽和導(dǎo)向部分等。根據(jù)本次設(shè)計(jì)的3合1洗發(fā)水瓶的功能、材料及各個(gè)工藝特點(diǎn)，吹塑工藝采用擠出吹塑，3合1洗發(fā)水瓶的成型包括成型設(shè)備和成型工藝條件等的分析設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞：礦泉水瓶;吹塑模;擠出吹塑；模具設(shè)計(jì)。 Design for 3 gather 1 shampoo bottles blow mould Abstract:According to the function, material and process characterists of mineral water bottles, the blow process used extrusion blow in this paper, The forming of mineral water bottles contained the analysis and design of moulding equipments, moulding process conditions, etc.According to the3 in1shampoo bottle uses and requirements analysis, rational design of3 in1shampoo bottle shape modeling structure, including volume, wall thickness, shape, the bottom and the bottle mouth screw and the design, and according to the blow molding process selection for3 in1shampoo bottle material.3 in1shampoo bottle blowing mold design, using parallel movable mold, the design content includes mold material selection, mold cavity, the mold body, cooling system, cut, insert part, exhaust hole groove and the guide part.According to the design of the3 in1shampoo bottle features, materials and various process characteristics, blow molding process using extrusion blow molding,3 in1shampoo bottle molding includes forming device and process conditions analysis and design. Keywords: 3 in1shampoo bottle; blow molding; Extrusion blow molding; mould design. II 目 錄 摘要…………………………………………………………………………………………Ⅰ Abstract……………………………………………………………………………………Ⅱ 第 1 章 緒論 1 1.1 引言 1 1.2 吹塑成型模具的地位 1 1.3 吹塑模具的發(fā)展趨勢 2 第 2 章 吹塑成型概述 4 2.1 吹塑成型的定義 4 2.2 基本的加工過程 4 2.3吹塑成型方法概述 4 第 3 章 產(chǎn)品與模具分析 6 3.1吹塑件結(jié)構(gòu)分析 6 3.2吹塑件的材料分析 8 3.3 吹塑模具結(jié)構(gòu)分析 9 3.4 吹塑模具材料分析 11 第4章 吹塑模工藝分析與模具設(shè)計(jì) 12 4.1 擠出吹塑機(jī)頭尺寸計(jì)算 12 4.1.1出模膨脹系數(shù)選擇 12 4.1.2擠出機(jī)頭設(shè)計(jì)原則 12 4.2吹塑模具型腔 14 4.2.1分型面選擇 14 4.2.2型腔表面處理 14 4.2.3型腔尺寸的計(jì)算 15 4.3吹塑模具頂部鑲塊和底部鑲塊設(shè)計(jì) 16 4.4 3和1洗發(fā)水瓶吹塑模具的夾坯口與余料槽設(shè)計(jì) 18 4.4.1剪口尺寸 19 4.4.2剪口部位 19 4.5吹塑模具的冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 20 4.5.1冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 20 4.5.2開設(shè)冷卻系統(tǒng) 21 4.6吹塑模具的排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 23 4.7中空制品缺陷的產(chǎn)生原因及解決措施 24 第5章成型設(shè)備與成型工藝 27 5.1擠出機(jī)的選擇與技術(shù)參數(shù) 27 5.2成型工藝 27 第6章擠出吹塑機(jī)械的操作與保養(yǎng) 29 6.1注塑機(jī)的操作 29 6.2吹塑模具的保養(yǎng) 30 6.3操作過程注意事項(xiàng) 30 結(jié) 束 語 32 參 考 文 獻(xiàn) 33 致 謝 34 附錄 35 第 1 章 緒 論 1.1 引言 塑料，由于具有一系列優(yōu)異的物理力學(xué)性能、化學(xué)性能和易成型加工工藝性能而在輕工、農(nóng)業(yè)、國防、航天航空、機(jī)械制造、建筑材料、交通運(yùn)輸、等部門及與人們的日常生活密切相關(guān)的諸多方面都得到了非常廣泛的應(yīng)用。如果離開了塑料，那么難以想象我們的生活、工作等環(huán)境會(huì)成為什么樣子。也正是由于塑料模具有許多特殊的性能，很快的從替代部分金屬、木材、皮革等材料而發(fā)展成為國民經(jīng)濟(jì)中不可缺少的一類話材料，并躋身于金屬、纖維、硅酸鹽三大類傳統(tǒng)材料之行列，成為現(xiàn)代工業(yè)四大基礎(chǔ)材料之一，應(yīng)用于人類活動(dòng)與生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域。 塑料工業(yè)是一門新興的工業(yè)，是隨著石油化工工業(yè)的飛速發(fā)展而發(fā)展的。迄今為止，它僅有近百年的發(fā)展史。我國的塑料工業(yè)由于歷史原因起步較晚，自20世紀(jì)40年代僅能生產(chǎn)酚醛和賽璐珞兩種塑料，而且產(chǎn)量也很少（200t/年）。解放后至50年代末，我國建成并投產(chǎn)了萬噸級(jí)聚氯乙烯裝置。70年代中末期從國外引進(jìn)了幾套石油化工裝置，使我國的塑料工業(yè)有了兩次飛躍發(fā)展。特別是在改革開放后，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國的塑料工業(yè)，不論是原材料生產(chǎn)，還是成型設(shè)備（包括塑料成型模具）、加工工藝技術(shù)等方面也都有了很大的發(fā)展，建立健全了我國自己塑料制品的生產(chǎn)體系，并逐步接近于國際先進(jìn)水平。 塑料作為三大合成材料（合成樹脂、合成橡膠、合成纖維）之一，已經(jīng)成為我國工業(yè)體系中的一個(gè)重要支柱。在塑料制品的生產(chǎn)中，高效的生產(chǎn)設(shè)備、先進(jìn)的模具技術(shù)以及先進(jìn)的成型工藝技術(shù)，是必不可少的三大技術(shù)要素。 1.2 吹塑成型模具的地位 現(xiàn)代吹塑件生產(chǎn)中，合理的吹塑成型工藝、先進(jìn)的擠出吹塑設(shè)備，以及高精度、高效率的型坯擠出設(shè)備是當(dāng)代吹塑成型加工中必不可少的三個(gè)重要因素，缺一不可。吹塑成型模具對(duì)完成塑料加工工藝要求、塑料制品使用要求和造型設(shè)計(jì)起著重要的作用。高效的、全自動(dòng)的吹塑設(shè)備也只有裝上能自動(dòng)化生產(chǎn)的模具才有可能發(fā)揮其效能。產(chǎn)品的生產(chǎn)和更新都是以模具制造和創(chuàng)新為前提的。 我國擠出吹塑模具產(chǎn)品水平自21世紀(jì)以來也取得了長足的進(jìn)步。在多層共擠吹塑模具方面，因?qū)Ｓ弥破返募夹g(shù)要求，瓶壁已能達(dá)到七層組織結(jié)構(gòu)；汽車用的異形燃油箱，為了有較好的防滲性，油箱的主體為多層結(jié)構(gòu)，油箱從接縫附近起到縫脊，為單層結(jié)構(gòu)。其層次結(jié)構(gòu)為單層（HDPE）/多層(HDPE/粘結(jié)劑/PA/粘結(jié)劑/HDPE)/單層（HDPE）。在精密吹塑模具方面，不僅能控制制品的精確容量，還能通過厚度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)來保證多層型坯壁厚均勻。這也顯示了目前我國吹塑成型技術(shù)已達(dá)到了較高水平，并將在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中發(fā)揮著越來越重要的作用。 在國民生活中，去考察某個(gè)國家的科學(xué)和生產(chǎn)技術(shù)水平，塑料的生產(chǎn)與應(yīng)用情況是中有標(biāo)志之一。塑料的加工與應(yīng)用和塑料工業(yè)的發(fā)展快慢，對(duì)國家科技與生產(chǎn)，以及國民經(jīng)濟(jì)的巨大發(fā)展是不言而喻的。 縱觀世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快時(shí)，產(chǎn)品暢銷，自然要求模具的制造技術(shù)能跟上。目前，世界模具市場仍供不應(yīng)求，可見研究和發(fā)展模具技術(shù)、提高模具技術(shù)水平，對(duì)于促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有特別重要的意義。美國工業(yè)界認(rèn)為“模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石”；日本稱模具工業(yè)為“進(jìn)入富裕社會(huì)的原動(dòng)力”；德國給模具工業(yè)冠之為“金屬加工業(yè)的帝王”；羅馬尼亞視為“模具就是黃金”；新加坡則把模具工業(yè)作為“磁力工業(yè)”。模具工業(yè)在世界各國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中處于十分重要的位置?？梢詳嘌?，隨著現(xiàn)代化技術(shù)的迅速發(fā)展，人們生存在“塑料世界”中，吹塑模具在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中將處于十分重要的地位。 1.3 吹塑模具的發(fā)展趨勢 我國塑料模具工業(yè)起步晚，底子薄，與國外發(fā)達(dá)國家相比存在很大的差距。但在國家產(chǎn)業(yè)的政策和與之配套的一系列國家經(jīng)濟(jì)政策的支持和在改革開放仿真的引導(dǎo)下，我國的吹塑模具也得到了迅速的發(fā)展，高效率、自動(dòng)化、大型、精密模具在整個(gè)塑料模具產(chǎn)量中所占的比重越來越大。從模具設(shè)計(jì)和制造技術(shù)方面來看，除了加深理論研究及標(biāo)準(zhǔn)化方面以外，吹塑成型模具的發(fā)展趨勢，還有如下兩方面： （1）高效率、自動(dòng)化 各行業(yè)所使用的瓶、罐、桶等中空塑料制品‘隨著 工業(yè)技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，其需要的數(shù)量迅速的增加。為此，應(yīng)大量采用各種高效率、自動(dòng)化的模具結(jié)構(gòu)，如高效冷卻以縮短成型周期；擠出型坯的供給及轉(zhuǎn)位機(jī)械化結(jié)構(gòu)。高速及精確自動(dòng)化的擠出成型機(jī)械以先進(jìn)的吹塑模具，對(duì)改善吹塑件質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、降低產(chǎn)品成本起了很大的作用。 （2）全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù) CAD/CAM/CAE(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)/制造/工程)技術(shù)是現(xiàn)代模具技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要的里程碑。實(shí)踐證明，CAD/CAM/CAE是塑件各種成型方式制品的設(shè)計(jì)、機(jī)頭與模具設(shè)計(jì)及制造的發(fā)展方向。CAD/CAM/CAE技術(shù)用于吹塑模具主要有以下優(yōu)點(diǎn)： 1） 可使模具設(shè)計(jì)效率提高2 ~ 10倍，易于模具的優(yōu)化設(shè)計(jì)與修改。 2） 有助于采用數(shù)控機(jī)床加工制造模具。 3） 可提高模具型腔的精度與性能，大大縮短試模時(shí)間。 4) 提高對(duì)塑件與制品種類的適應(yīng)性。 分析、優(yōu)化吹塑模具冷卻的CAD系統(tǒng)要建立兩個(gè)數(shù)據(jù)文件：一個(gè)是操作數(shù)據(jù)文件，包括塑料與模具材料的性能、型坯溫度、制品取出溫度、制品的公稱壁厚與最大壁厚、制品與型坯的質(zhì)量、制品的總表面積、原先的冷卻時(shí)間（對(duì)已有模具）等。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)可計(jì)算要散出去的制品熱量。二是模具結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)文件，包括描述冷卻設(shè)計(jì)所需要的全部數(shù)據(jù)，如冷卻通道類型、直徑、長度與間距等。 吹塑模具冷卻的CAD系統(tǒng)通過二維或三維模擬。可以在計(jì)算機(jī)顯示屏上顯示制品的高溫與低溫區(qū)，以優(yōu)化模具的冷卻性能，提高產(chǎn)量，還可以提高制品冷卻的均勻性，改善制品的性能。 目前，全國普及CAD/CAM/CAE技術(shù)的條件基本成熟。隨著計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展和進(jìn)步，技術(shù)培訓(xùn)工作也日趨簡化。在推廣應(yīng)用CAD/CAM/CAE技術(shù)的基礎(chǔ)上，應(yīng)大力開展企業(yè)信息化工程，可從計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)開始逐步向計(jì)算機(jī)集成制造乃至向虛擬制造發(fā)展、深化和提高。用于模具設(shè)計(jì)制造的計(jì)算機(jī)軟件正向著智能化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化及數(shù)字化方向發(fā)展。 第 2 章 吹塑成型概述 2.1吹塑成型的定義 中空吹塑成型主要適合加工包裝容器和中空制品．適于該種成型的原料有：高壓聚乙烯(HDPE)、低壓聚乙烯(LDPE)、硬聚氯．乙烯(HPVC)、軟聚氯乙烯(SPVC)、纖維紊塑料、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)為主。因?yàn)榫垡蚁┲破窡o毒，容易加工，聚氯乙烯價(jià)廉，透明性和印刷性能較好。中空成型是把熔融狀態(tài)的塑料制成型坯，置入模具內(nèi)閉合模具通入壓縮空氣(氣壓為2.7～5Kg／cm)，將型坯吹脹成模腔形狀制品在模內(nèi)保壓條件下，冷卻定型開模取出。 2.2基本的加工過程 吹塑成型加工過程可由5個(gè)步驟組成： （1）將選用的塑料加熱熔融，使用擠出機(jī)或注射機(jī)在一定的溫度下，讓塑料熔融，通過擠出機(jī)頭或注射模具制成管狀型坯； （2）將半熔融型坯放到吹塑模具內(nèi)，閉合模具并用夾緊裝置鎖緊模具； （3）利用輔助的空氣壓縮機(jī)的壓縮空氣充入模具將管坯吹脹； （4）將型坯附在模具壁上后冷卻定型； （5）冷卻定型后，開模取出制品。 多數(shù)情況下，中空制品需要加工，例如去除飛邊、印刷、貼標(biāo)簽、灌入產(chǎn)品等。一些制品上的鉆孔、研磨操作等可用自動(dòng)操作設(shè)備完成。 2.3吹塑成型方法概述 根據(jù)成型方法的不同，可以分為以下五種形式。 （1） 擠出吹塑成型 目前我國以該種方法為主。熔融型坯是用擠出機(jī)擠出。其優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備和模具簡單，缺點(diǎn)是型坯壁厚不易均勻，從而引起塑件壁厚差異。 （2） 注射吹塑成型 利用注射模制成型坯，然后把熱型坯移入中空吹塑模進(jìn)行吹塑成型。其優(yōu)點(diǎn)是壁厚均勻無飛邊，不需后加工。由于坯料有底，因此制件底都無拼合縫，強(qiáng)度好生產(chǎn)效率也高。但設(shè)備與模具價(jià)格較貴。多用于小而精度高的制件且大批量生產(chǎn)。 （3） 拉伸吹塑成型 這種方法是在注吹的基礎(chǔ)上，增加了將型坯延伸的工序。該方法和雙向拉伸模的原理相同?？墒狗肿与p軸取向、塑件透明度提高，強(qiáng)度增加。尤其是可以利用這種方法使聚丙烯取代聚氯乙烯透明制品。多用于高精度高強(qiáng)度高透明度的制品。 （4） 多層吹塑成型 該方法有共擠吹塑法和多段注吹法。現(xiàn)在實(shí)用還是共擠吹塑法。其原理是擠出機(jī)頭擠出多層型坯，供中空吹塑。多層化的目的，無非是改善容器性能：降低滲透性(加入聚偏氯乙烯層PVDC)，遮光(黑色層)、絕熱層(發(fā)泡層)，降低可燃性(充填層)花色裝飾(著色裝飾層)等。 （5）片材吹塑成型 將壓延、擠出成型的片材再加熱，使之軟化放入型腔，閉模后在片材中間吹入壓縮空氣，定型后取出制品。本方法進(jìn)一步發(fā)展即是目前的吸塑成型。 第 3章 產(chǎn)品分析與模具設(shè)計(jì) 3.1 吹塑件結(jié)構(gòu)與材料分析 3.1.1 吹塑件結(jié)構(gòu)分析 塑件主要根據(jù)使用要求設(shè)計(jì)，由于塑料有其特殊物理機(jī)械性能，因此在塑件設(shè)計(jì)時(shí)必須充分發(fā)揮其性能上的優(yōu)點(diǎn)，避免和補(bǔ)償其缺點(diǎn)，在滿足要求的前提下，塑件設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能簡化模具結(jié)構(gòu)，符合成型工藝要求。 a．塑件設(shè)計(jì)盡量壁厚均勻，無過薄過厚的部分。外徑設(shè)計(jì)應(yīng)考慮吹脹比BUR=D1/D2(式中BUR吹脹比；D1容器的最大內(nèi)直徑；D2型坯的內(nèi)直徑) BUR=2.1～4.1，多取BUR=2:1。這樣可以容易制得壁厚均勻的容器。 b．塑件長度也應(yīng)考慮延伸比S S=c／b，S越大塑件強(qiáng)度越高，但也要結(jié)合保證塑件的實(shí)用剮度和實(shí)用壁厚，因此延伸比取S·B=4～6較合適。 c．瓶蓋與瓶口部分應(yīng)采用凸緣結(jié)合，也有采用螺紋或凸環(huán)結(jié)合的，一般采用倒斜度凸緣，正向斜度凸緣，這樣有利于瓶蓋與瓶體的裝配。 d．塑件側(cè)壁與底部的交接部分，一般不允許設(shè)計(jì)成尖角，二界面角采用圓弧過渡，三界面角可用球面過渡。（R=0.3×)只有造型裝飾部分可采甩尖角。 e.塑件支承面，特別注意要減少結(jié)合縫與支承面的重合部分。因切口的存在將影響塑件放置的平穩(wěn)性。同時(shí)也要增加底部剛度。 f．塑件的外表面，在無特殊的要求時(shí)，應(yīng)做粗糙的外表面。尖似磨沙玻璃，或做成絨面，木紋面，皮革面等。 容積： V=450ml 容器的平均壁厚： t=1mm 外形： 采用橢圓形容器，這種形狀的吹塑制品是針對(duì)圓形和方形制品的缺點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)的。它綜合了它們的優(yōu)點(diǎn)，在強(qiáng)度和剛度、變形性等力學(xué)性能方面都較好；外觀造型好，開發(fā)應(yīng)用頗多。 吹塑制品的外形的幾何外形設(shè)計(jì)除了考慮其實(shí)用性外，還應(yīng)注意美術(shù)造型、裝飾圖案、花紋，以增加制品的直觀美. 底部： 通常很少以整個(gè)平面作為制品的支承面，并要盡量減小支承面。對(duì)于瓶類制品來說，一般采用環(huán)形支承面，若以整個(gè)平面作為支承面。在鉗貼熔接部分因存在鉗切毛邊而凸起，制品放置不穩(wěn)，采用環(huán)形支承面，情況大為改善，且增加了制品底部的剛度。 從生產(chǎn)工藝可知，擠出吹塑制品的底部，一般都是型坯的夾斷處，是制品力學(xué)性能的薄弱部位。制品在底部夾縫處的壁厚，比其他部位厚，收縮率也較大，故容易產(chǎn)生翹曲現(xiàn)象，影響制品的直立。因此，制品底部應(yīng)設(shè)計(jì)成內(nèi)凹形。制品的轉(zhuǎn)角處及內(nèi)凹處，均作較大的圓弧過渡。 口部： 為使容器口部能更好地與蓋及密閉器配合，容器口部有凸緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在擠出吹塑成型中，容器口部的外直徑是由吹塑模具的模腔尺寸決定的；容器口部的內(nèi)直徑由吹塑模具的吹氣型芯的外直徑尺寸決定的。這時(shí)，容器口部的厚度是由型坯壓縮形成的。若型坯壁的厚度發(fā)生變化，容器口部的內(nèi)徑也會(huì)發(fā)生變化。生產(chǎn)時(shí)，容器口部還會(huì)產(chǎn)生收縮、凹陷等不良現(xiàn)象。為使容器口部與密封蓋或封閉器配合緊密，需對(duì)容器口部進(jìn)行二次切削加工。擠壓式的柔性瓶，如眼藥水瓶、滴液瓶，其容器孔口的直徑很小，可采用吹氣針方式。 圖1 3和1洗發(fā)水瓶結(jié)構(gòu)圖 3.1.2吹塑件的材料分析 吹塑用塑料的性能比較見表1 表1 吹塑用塑料的性能比較 材料 密度 剛度 耐沖擊強(qiáng)度 耐熱性 透明性 POM 1 1 6 6 12 ABS 6 7 6 7 7 CA 3 8 11 7 1 PC 3 6 3 2 4 LDPE 11 11 1 4 17 HDPE 9 10 3 3 10 PP 12 9 6 1 7 PS 6 5 9 8 10 PVC 2 4 9 12 1 材料選擇聚氯乙烯。 聚氯乙烯的性能： 聚氯乙烯（PVC）是由氯乙烯單體（VC）聚合而成。是無毒、無味、半透明塑料。具有質(zhì)量輕（密度為1.15～2.00g/cm）、強(qiáng)度高、耐化學(xué)腐蝕性好、電絕緣性好、印刷性能好且原料來源豐富、價(jià)格低廉、用途廣等特點(diǎn)，自工業(yè)化生產(chǎn)以來，是熱塑性通用塑料中耗能和生產(chǎn)成本最低的品種，一直占有很重要的地位。 聚氯乙烯塑料具有對(duì)水蒸氣和氧良好的阻隔性，其阻隔性是通用塑料中的最佳的品種。聚氯乙烯還對(duì)于酸、堿、鹽等眾多物質(zhì)有很好的耐腐蝕性，故可以用于制造許多物質(zhì)的包裝容器。它的的力學(xué)性能取決于聚合物的分子量、增塑劑及填料的含量。聚合物分子量越大，力學(xué)性能、耐寒性、熱穩(wěn)定性越高，但是加工困難；分子量低則相反。 聚丙烯的成型性能： 聚氯乙烯是典型的無定形聚合物，沒有明顯的熔點(diǎn)，它在80～85℃開始軟化，130℃開始具有塑性，170℃以上開始熔融流動(dòng)，140℃以上開始少量分解，隨著溫度的升高，分解速度加快，190℃以上大量放出氯化氫，由于熔融溫度與分解溫度接近，且穩(wěn)定性差，因此，成型困難，需要加入穩(wěn)定劑提高分解溫度，使之易于加工。它的成型溫度范圍狹窄，通?？刂圃?50～180℃之間，其設(shè)備及模具，除了需選擇耐腐蝕材料制造以外，對(duì)機(jī)頭、擠出機(jī)、模具也要進(jìn)行專門的設(shè)計(jì)。 聚氯乙烯材料在不同的加熱溫度范圍，會(huì)形成不同的物理狀態(tài)。80～85℃可視為聚氯乙烯的光澤轉(zhuǎn)換溫度，低于該溫度范圍吹制的中空制品，硬且表面粗糙，高于該溫度則它吹制的產(chǎn)品表面具有光澤且力學(xué)性能好。 聚氯乙烯中空制品的應(yīng)用： 聚氯乙烯塑料容器廣泛用于化妝品、藥用瓶、食用瓶、飲料瓶、化學(xué)工業(yè)品容器等，改性后的PVC可用于吹塑大型工業(yè)制件。 3.2 模具的結(jié)構(gòu)與材料分析 3.2.1吹塑模具結(jié)構(gòu)分析 擠出吹塑機(jī)一般包括擠出機(jī)、機(jī)頭、鎖模裝置、模具、供氣裝置、電氣控制裝置及混料機(jī)、上料機(jī)、色母料計(jì)量加料機(jī)、模溫自控機(jī)、機(jī)械手（自動(dòng)取出裝置）、型坯壁厚測量裝置、制品旋口或修整裝置、粉粹機(jī)及回料造粒機(jī)、表面印刷機(jī)等輔助設(shè)備。它按照鎖模裝置的形式來區(qū)分，有兩種典型的裝置：手動(dòng)鉸鏈?zhǔn)侥＞摺⑵叫幸苿?dòng)式模具。 1）手動(dòng)鉸鏈?zhǔn)侥＞? 該種結(jié)構(gòu)形式與玻璃吹塑模相同。模腔由兩個(gè)半模形成，在它的一側(cè)裝有鉸鏈，另一側(cè)裝有開模手柄和閉模銷子。(如圖2)。這種結(jié)構(gòu)一般用于小量生產(chǎn)或試制，成批的生產(chǎn)不采用，且多用于小尺寸的中空塑件。 圖2 手動(dòng)鉸鏈?zhǔn)侥＞? 1—— 鉸鏈 2—— 型腔 3——鎖緊零件 4—— 手柄 2）平行移動(dòng)式模具 該種結(jié)構(gòu)由兩半個(gè)相同模腔構(gòu)成，通過合模機(jī)使之閉合。模具(如圖3)的安裝采用直接安裝法為好，即在模具上做出螺紋孔，用螺釘穿過合模機(jī)安裝板直接緊固。目前生產(chǎn)幾乎都采用該種結(jié)構(gòu)形式。 圖3 平行移動(dòng)式模具圖 綜合考慮，本課題擬采用平行移動(dòng)式模具，其基本結(jié)構(gòu)包括兩半部分，其中一半作為定模，另一半作為動(dòng)模。它是由模具型腔、模具主體、冷卻系統(tǒng)、切口部分、排氣孔槽和導(dǎo)向部分等組成。 3）擠出吹塑模具 擠出吹塑是應(yīng)用很廣泛的塑件成型方法，它適用于將PE、PP、PVC熱塑性工程塑料、熱塑性彈性體等聚合物及各種共混物制成各類包裝容器、存儲(chǔ)罐與桶，還可成型工程配件（如汽車上的燃油箱、儀表板、保險(xiǎn)桿、計(jì)算機(jī)的工作臺(tái)、外殼及冰箱門等）。 擠出吹塑模具的結(jié)構(gòu)： 吹塑模具主要由兩半凹模構(gòu)成。因模頸圈與各夾料塊較易磨損，故一般做成單獨(dú)的嵌塊，以便于修復(fù)或更換。它們也可與模體做成一體。吹塑模具起雙重作用：賦予制品形狀與尺寸，并使之冷卻。 擠出吹塑模具的特點(diǎn)： 與注射成型模具相比，擠出吹塑模具有以下特點(diǎn)： 1）吹塑模具型腔受到的壓力為型坯的吹脹壓力， 而注射模具型腔內(nèi)的壓力要高得多（10～40 MPa）。因此，吹塑模具對(duì)材料的要求較低，選擇范圍較寬。 2）吹塑模具只有凹模，且其型腔一般不需經(jīng)硬化處理，除非要求長期生產(chǎn)。而注射模包括型芯與型腔。 3)注射模腔內(nèi)熔體通過流動(dòng)來成型，吹塑模腔內(nèi)型坯則通過膨脹來成型，這可減小制品上的流痕與結(jié)合縫及模腔的磨損等問題。 4)由于沒有型芯，吹塑制品上較深的凹陷也能脫模，不需設(shè)置像注射模所廣泛采用的滑塊、頂桿或凸輪等。 5)吹塑模與真空成型模有相似之處，但其造價(jià)較低。 3.2.2吹塑模具的材料分析 吹塑模具材料的選擇要綜合考慮導(dǎo)熱性能、強(qiáng)度、耐磨性能、拋光性能、成本以及所用塑料與生產(chǎn)批量等因素。例如，對(duì)會(huì)產(chǎn)生腐蝕性揮發(fā)物的塑料（PVC），要采用耐腐蝕性材料來制造模具或最在模腔上鍍耐腐蝕金屬。 下面介紹吹塑模具采用的幾種材料。 （1）鋁；鋁是擠出吹塑模具較早采用也是目前普遍采用的材料。鋁的導(dǎo)熱性能高、機(jī)械加工性與可延性好、密度低，但硬度低、易磨損，當(dāng)然鋁合金的耐磨性會(huì)高些。鋁模具的使用壽命約為1×10~2×10次。 （2）銅基合金；銅鈹合金是吹塑模具較常用的一種材料，具有很好的導(dǎo)熱性能、硬度、耐磨性、耐腐蝕性與機(jī)械韌性，主要缺點(diǎn)是成本高、機(jī)械加工性能比鋁差。銅鈹合金可通過機(jī)械加工、鑄造與熱擠壓來制造模具。 銅鈹合金多數(shù)用于制造夾料嵌塊，與鋁模具配合使用。有時(shí)（尤其是對(duì)腐蝕性塑料），整套吹塑模具均由銅鈹合金制成。銅鈹合金模具易于通過焊接或鑲嵌法來修補(bǔ)。 除銅鈹合金外，還有Ni/Si/Cu、Cr/Cu與鋁/青銅合金。 （3）鋼主要用于制造PVC與工程塑料的吹塑模具，這是因?yàn)殇摰挠捕?、耐磨性與韌性極高，通過蝕刻可取得極好的表面花紋。鋼的主要缺點(diǎn)是導(dǎo)熱性能差，要通過冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及冷卻流體的溫度與流動(dòng)狀態(tài)等來補(bǔ)償。對(duì)腐蝕性塑料（如PVC），要采用不銹鋼。鋼模具可采用機(jī)械加工、冷擠壓、鑄造或焊接來制造。鋼模具的使用壽命可達(dá)10次。 普通工具鋼還用于制造要承受磨損的吹塑模具零件，如夾料嵌塊、拉桿、導(dǎo)柱、導(dǎo)套等。但總的來說，鋼在制造吹塑模具方面用得較少。 （4）其他材料：鋅合金的導(dǎo)熱性良好、成本低，可用于鑄造大型模具或形狀不規(guī)則模具，還可通過機(jī)械加工來制造模具。鋅鎳合金也用作吹塑模具材料。 中空吹塑模用材料有：鑄鐵、鋼、鋁、鍍銅、鋅等。 鑄鐵用于手動(dòng)鉸鏈模及小批量生產(chǎn)中，大批量生產(chǎn)中一般不用，因它傳熱慢、剛性低、不適批量生產(chǎn)。鋁制模有重量輕、傳熱快、易加工等優(yōu)點(diǎn)，巳廣泛應(yīng)用，由于其硬度低、耐久性差，故在必要部分采用銅質(zhì)嵌件。鋼材適用于大批量生產(chǎn)，一般采用碳素結(jié)構(gòu)鋼。在要求較嚴(yán)時(shí)采用合金結(jié)構(gòu)鋼，目前采用較少，鈹銅強(qiáng)度低、傳熱快、耐磨，適于大批量生產(chǎn)，但成本高．一般用于冷卻系統(tǒng)。鋅基臺(tái)金易于鑄造成型、傳熱快、適于大型精細(xì)模具。 第4章 吹塑模工藝分析與模具設(shè)計(jì) 4.1 擠出吹塑機(jī)頭尺寸計(jì)算 4.1.1 出模膨脹系數(shù)選擇 日前各種資料所列的材料的出模膨脹系數(shù)均有差異，有的差異較大，與實(shí)際生產(chǎn)也有出入。一方面，這種系數(shù)受到加工溫度、螺桿的性能、螺桿轉(zhuǎn)速、機(jī)頭的性能等多方面因素的影響。加上實(shí)際生產(chǎn)中往往采用混合材料，因此，具體某種材料的系數(shù)在生產(chǎn)中摸索。校正是必要的。表2為總結(jié)出來的系數(shù)。聚氯乙烯的出模膨脹系數(shù)取1.10。 表2 材料的出模膨脹系數(shù) 塑料名稱 代號(hào) 出模膨脹系數(shù) 高密度聚乙烯 HDPE 1.04～1.90 低密度聚乙烯 LDPE 1.30～1.65 聚氯乙烯 PVC 1.05～1.10 聚丙烯 PP 1.55～1.80 聚苯乙烯 PS 1.30～1.60 聚對(duì)苯二甲酸乙二酯 PET 1.10～1.35 4.1.2 擠出機(jī)頭設(shè)計(jì)原則 從各類日化用品瓶及藥葫瓶的整體外形、各種瓶體統(tǒng)計(jì)來看，一般瓶體直徑是瓶口的2.5倍，這種比值正好是吹脹比的中間值。因此設(shè)計(jì)機(jī)頭時(shí)，就以瓶口螺墳外徑或瓶口外徑為基礎(chǔ)，再以使用材料的出模膨脹系數(shù)計(jì)算，得出機(jī)頭口模的計(jì)算公式。機(jī)頭口模內(nèi)徑的計(jì)算公式： Dd=〔Dmax/[B(S+1)] =（80/2(1.3+1) =17.4 式中 Dmax—— 模具型腔瓶身的外徑(最大尺寸)，取Dmax =80mm； Dd——機(jī)頭口模內(nèi)徑； S——材料的出模膨脹系數(shù)。取1.3； B—— 吹脹比； —— 口模內(nèi)徑公差,取0.072。 ?？冢? 吹塑中空容器時(shí)，?？诓糠旨词谴倒懿糠帧Ｔ诖邓軙r(shí)，因它是戚型塑件口部，故要保證尺寸也要保證切斷余料。(如圖4)。 圖4 (錐形口?？?(球形模口) 型坯尺寸： 塑料制品最大直徑與型坯直徑的比值稱為吹脹比，吹脹比f 可表示為 f= …………………………………………（1） 式中， D---制品最大直徑(mm);取D=80mm. d---型坯直徑(mm)。 吹脹比要選擇適當(dāng),過大容易造成制品壁厚不均勻,根據(jù)經(jīng)驗(yàn),通常取吹脹比f=2～4。 取f=2 則： d===40mm 型坯設(shè)計(jì)成圓管形狀: 一般要求型坯橫截面形狀與制品外形輪廓相似。例如,若吹塑圓形橫截面的瓶子,型坯應(yīng)為圓管形狀;若吹塑方桶,則型坯為方管形狀.這樣做的目的是使型坯各部位塑料的吹塑的吹脹比一直,從而使制品壁厚均勻。另外,還要注意塑料的收縮率,對(duì)于尺寸精度要求不高的容器類塑料制品,成型收縮率對(duì)制品的影響不大;但對(duì)于有刻度的定量容器類和瓶口有螺紋的制品,要注意收縮率對(duì)制品精度的影響。 機(jī)頭芯捧外徑： 當(dāng)吹脹比確定后,便可采用如下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算擠出機(jī)擠頭的口?？p隙(成型機(jī)頭口模與芯棒之間的間隙)。 b=ksf =1.25×1×2 =2.5mm 式中, b---機(jī)頭的口?？p隙(mm); s---制品壁厚(mm),取s=1mm; k---修正系數(shù),一般取1.0～1.5,對(duì)與粘度大的塑料,k 取小值。 取k=1.25 生產(chǎn)實(shí)踐證明， 用以上公式計(jì)算得到的機(jī)頭、口模內(nèi)徑、芯棒外徑擠出來的半熔坯管，經(jīng)吹塑成型后，瓶口的縱向飛邊少，有時(shí)基本上沒有飛邊，同時(shí)瓶底的切口線最短，強(qiáng)度最好。 4.2吹塑模具的型腔 4.2.1分型面選擇 設(shè)計(jì)吹塑模具時(shí)首先要考慮的一個(gè)問題是分型面的選擇，其位置由吹塑制品的形狀確定。對(duì)橫截面為橢圓形的容器，分型面通過其直徑設(shè)置；對(duì)橢圓形容器，分型面通過橢圓形的長軸；矩形容器的分型面可通過中心線或?qū)蔷€，其中后者可減小吹脹比，但與分型面相對(duì)的拐角部位壁厚較小。對(duì)某些制品，要設(shè)置多個(gè)分型面。 本塑件為橢圓形容器，分型面通過橢圓形的長軸。如圖5所示: 圖 5 4.2.2 型腔表面處理 對(duì)許多吹塑制品的外表面都有一定的質(zhì)量要求，有的要雕刻文字圖案，有的要做成鏡面、絨面、皮革紋面等，因此，要針對(duì)不同的要求對(duì)型腔表面采用不同的加工方式，如采用噴砂處理將型腔表面做成絨面，采用鍍鉻拋光處理將型腔表面做成鏡面，采用電化學(xué)腐蝕處理將型腔表面做成皮革紋面等。 本塑件沒有在外表面做特殊的處理，而是在吹塑成型之后在其表面印刷了文字與圖案，這就要求塑件在成型過程中將其表面質(zhì)量光滑平整，增強(qiáng)制品的美感。 4.2.3 型腔尺寸的計(jì)算 容器類的制件一般要求不嚴(yán)格，成型收縮率影響不大，但對(duì)有刻度的部分或螺紋處，收縮率就有相當(dāng)?shù)挠绊懀w積越大影響也越顯著。各種塑料的吹塑成型收縮率見表3。聚丙烯的收縮率取2%。 表3 塑料吹塑成型時(shí)收縮率 塑料名稱 收縮率（%） 塑料名稱 收縮率（%） 聚縮醛及其共聚物 1～3 聚丙烯 1.2～2 尼龍6 0.5～2 聚碳酸酯 0.5～0.8 低密度聚乙烯 1.2～2 聚苯乙烯及其改性品 0.5～0.8 高密度聚乙烯 1.5～3.5 聚氯乙烯 0.6～0.8 D=〔d(1+S)-△/2〕 D=〔202(1+0.8%)-2.9/2〕 =(202×100.8%-1.45) =202.166 D=〔80(1+0.8%)-1.28/2〕 =(80×100.8%-0.64〕 =80 △3=〔38(1+0.8%)-0.56/2〕 =(38×100.8%-0.28〕 =38.024 式中 D——模具型腔尺寸； d—— 塑件高度方向尺寸，設(shè)計(jì)要求得到的產(chǎn)品尺寸； d——塑件長軸尺寸，設(shè)計(jì)要求得到的產(chǎn)品尺寸； d3 ——塑件短軸尺寸，設(shè)計(jì)要求得到的產(chǎn)品尺寸； S——材料收縮率的中間值，取S的中間值； ——塑件尺寸公差，一般取5～6級(jí)，本塑件取6級(jí)； △=2.9、△=1.28、△3=0.8； ——模具型腔尺寸公差，一般取△/5 定模板結(jié)構(gòu)如下圖6所示： 圖6 定模板 為了防止定模板磨損以及定模板的定位，定模板固定在底板上。底板結(jié)構(gòu)如下圖7所示： 圖7 底板 4.3吹塑模具的頸部嵌塊及底部嵌塊設(shè)計(jì) 成型容器頸部的嵌塊主要有模頸圈與剪切塊，剪切塊位于模頸圈之上，有助于切去頸部余料，減小模頸圈的磨損。模頸圈與剪切塊由工具鋼制成。如圖8所示定徑進(jìn)氣桿插入型坯內(nèi)時(shí)，可把型坯擠入模頸圈的凸緣槽內(nèi)形成實(shí)心的凸緣，進(jìn)氣桿端部則可成型容器頸部的內(nèi)表面。 圖8 容器頸部的定徑成型法 1.容器頸部 2.模頸圈 3.剪切塊 4.剪切套 5.帶齒旋轉(zhuǎn)套筒 6.定徑進(jìn)氣桿 7.頸部余料 本次3和1洗發(fā)水瓶凸緣鑲塊設(shè)計(jì)采用多層錐形結(jié)構(gòu)，如下圖9所示： 圖9 凸緣鑲塊 吹塑模具底部一般設(shè)置單獨(dú)的嵌塊，以擠壓、封接型坯的一端，并切去尾料。設(shè)計(jì)模底塊時(shí)應(yīng)主要考慮夾料口刃與尾料槽，它們對(duì)吹塑制品的成型與性能有重要影響。因此，對(duì)它們有四方面要求。 （1）要有足夠的強(qiáng)度、剛度與耐磨性，以在反復(fù)的合模過程中承受擠壓型坯熔體產(chǎn)生的壓力。 （2）夾料區(qū)的厚度一般比制品壁的大些，積聚的熱量較多。為此，夾料嵌塊要選用導(dǎo)熱性能高的材料來制造。同時(shí)要考慮夾料嵌塊的耐用性，銅鈹合金是一種理想的材料。當(dāng)然，由鋼制成的夾料嵌塊使用壽命會(huì)更長，但導(dǎo)熱性能較差。對(duì)軟質(zhì)塑料，夾料嵌塊一般可用鋁做成，并與模體做成一體。 （3）接合縫通常是吹塑容器最薄弱的部位，故要在合模后但未切斷尾料前把少量熔體擠入接合縫，以適當(dāng)增加其厚度與強(qiáng)度。 （4）應(yīng)能切斷尾料，形成整齊的切口。 本次3和1洗發(fā)水瓶底部嵌塊設(shè)計(jì)如下圖10所示： 圖10 底部嵌塊 4.4 3和1洗發(fā)水瓶吹塑模具的夾坯口與余料槽設(shè)計(jì) 擠出吹塑模摸底部分的作用是擠壓、封接型坯尾部、切去余料,并要求不留明痕跡,同時(shí)保證塑件底部具有一定壁厚。圖11所示為模底部分結(jié)構(gòu)示意圖.圖8中夾坯刃口2及余料槽1為摸底部分的關(guān)鍵部位.。夾坯刃口寬度b值的選取要適當(dāng)，過小會(huì)減小塑件接合縫的厚度，從而影響接合強(qiáng)度，一般對(duì)于小型塑件b值取1~2mm ，對(duì)于大型塑件b值取2~4mm。對(duì)于本次設(shè)計(jì)的塑件，b 取3mm余料槽的作用是容納剪切下來的余料，通常開設(shè)在刃口后面的分型面上，其單邊深度（h/2）常取型坯壁厚的80%~90%。夾角常取30°~90°,此處取60°隨夾坯刃口寬度增大而增大，較小的角有利增加接合縫的塑料量，提高接合縫的強(qiáng)度。 圖11 模底部分結(jié)構(gòu)示意圖 1—模具本體 2—型腔 3—夾坯刃口 4—余料槽 4.4.1剪口尺寸 對(duì)不同材料應(yīng)選不同數(shù)值。下表4為推薦數(shù)值表。 表4 剪口尺寸 材料 b(mm) 材料 b(mm) 聚縮醛及其共聚物 0.5 30° 聚丙烯 0.3～0.4 15°～45° 尼龍-6 0.5～4 30°～60° 聚苯乙烯及其改性品 0.3～1 30° 聚乙烯（低密度） 0.1～4 15°～45° 聚乙烯（低密度） 0.2～4 15°～45° 聚氯乙烯 0.5 60° 對(duì)于聚氯乙烯，b取0.5mm，取60° 4.4.2 剪口部位 底部剪口位置，如圖12。上部剪口位置，如圖11。剪口部分的制造是關(guān)鍵部位，剪口接合面的光潔度要高。熱處理后，經(jīng)磨削和研磨加工，在大量生產(chǎn)中應(yīng)鍍硬鉻拋光。 H= R=0.3× 圖12 底部剪口部位 4.5 吹塑模具的冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 為了縮短制品在模具內(nèi)的冷卻時(shí)間并保證制品的各個(gè)部位都能均勻冷卻，模具冷卻管道應(yīng)根據(jù)制品各部位的壁厚進(jìn)行布置。例如，塑料瓶口部位一般比較厚，在設(shè)計(jì)冷卻管道時(shí)就應(yīng)加強(qiáng)瓶口部位的冷卻。 4.5.1 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 1）一般塑件的壁厚越厚，水管孔徑越大。其塑件的壁厚、孔徑的大小以及孔的位置關(guān)系可參考表5選取。 表5 塑件的壁厚、孔徑的大小以及孔的位置 壁厚 回路直徑 2 8～10 4 10～12 6 12～15 D=（1～3）d p=(3～5) d 本塑件壁厚為1mm,參考表2，選取回路直徑10mm。 2)冷卻水孔的數(shù)量越多，模具內(nèi)溫度梯度越小，塑件冷卻越均勻。 3）冷卻通道可以穿過模板與鑲件的交界面，但是不能穿過鑲件與鑲件的交界面，以免漏水。 4）盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等，當(dāng)塑件壁厚均勻時(shí)，冷卻水孔與型腔表面的距離應(yīng)處處相等，當(dāng)壁厚不均勻時(shí)，壁厚處應(yīng)強(qiáng)化冷卻、水孔應(yīng)靠近型腔，距離要小。 5）應(yīng)降低進(jìn)水與出水的溫差。如果進(jìn)水與出水溫差過大，將會(huì)使模具的溫度分布不均勻，一般情況下，進(jìn)水與出水溫度差不大于5°。 6）標(biāo)記處冷卻通道的水流方向。 7）合理確定冷卻水管接頭的位置。水管接頭應(yīng)設(shè)在不影響操作的地方，接頭應(yīng)根據(jù)用戶的要求選用。 8）冷卻系統(tǒng)的水道盡量避免與模具上其他結(jié)構(gòu)發(fā)生干涉現(xiàn)象，設(shè)計(jì)時(shí)要通盤考慮。 吹塑成型的制品冷卻時(shí)間占成型周期的60%以上，對(duì)厚壁制品達(dá)90%。因此，制品的冷卻效率對(duì)吹塑成型生產(chǎn)率有很大影響。冷卻不均勻會(huì)使制品各部位的收縮率不一樣，引起制品翹曲、瓶頸歪斜等現(xiàn)象，還可能使制品過早發(fā)生機(jī)械破壞。 型坯被吹脹與模腔接觸后的冷卻由三個(gè)連續(xù)的過程構(gòu)成，即制品壁內(nèi)的傳熱——模具壁內(nèi)的傳熱——冷卻流體中的對(duì)流傳熱。 4.5.2 開設(shè)冷卻系統(tǒng) 在吹塑模具內(nèi)開設(shè)冷卻系統(tǒng)的方式有三種，分述如下。 第一種方式是在模具型腔背面的壁內(nèi)鑄造出冷卻通道，并用端板來密封，通過入口來引入較大流量的冷卻流體，見圖13.該冷卻通道通過改變冷卻流體的流向來形成湍流狀態(tài)，以提高冷卻效率。像鋁、銅鈹合金這類材料具有多孔性，因此其鑄造通道一般主要用環(huán)氧樹脂會(huì)硅酸脂來浸漬，但這會(huì)降低傳熱性能。 圖13 鑄造式冷卻通道 第二種方式如圖14所示，在模壁內(nèi)嵌入冷卻彎管，這主要用于鋁、銅鈹合金或鋅合金鑄造的模具中。這里，彎管之間的距離對(duì)應(yīng)上述孔道之間的距離。用銅制成的彎管具有高的傳熱性能。此法較簡單，可提高冷卻流體的湍流程度，避免其泄漏，但管道不易清洗。 圖14 嵌入彎管式冷卻 第三種方式為噴霧冷卻，即如圖15所示，在模壁內(nèi)通過一組噴管噴射出水霧。此法主要用于大型模具，以減少模具質(zhì)量。 吹塑制品各部位的壁厚是不同的，而冷卻時(shí)間由最厚部分確定，且冷卻不均勻會(huì)使制品產(chǎn)生翹曲與殘余應(yīng)力。因此，吹塑模具一般要采用多段冷卻。對(duì)容器類模具，一般分為頸部、模體與底部三段，這樣，各段可設(shè)置不同的溫度，以均勻地冷卻制品。 圖15 噴霧冷卻法 1.模腔 2.水霧 3.密封側(cè)板 4.排水口 5.入水口 本次設(shè)計(jì)吹塑模具冷卻系統(tǒng)采用第二種方式，每半模開設(shè)兩排水道，冷卻時(shí)間為15s 水道結(jié)構(gòu)如下圖16所示 圖16 水道 4.6吹塑模具的排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 吹塑模排氣不良會(huì)使塑件表面產(chǎn)生斑紋、麻坑及成型不完整等缺陷，影響塑件質(zhì)量。由于吹塑模兩半模合模面的平面度較高和表面粗糙度值低，而且沒有推桿，因此不能像注射模那樣利用合模面間隙會(huì)推桿配合間隙排氣，必須另外設(shè)排 氣槽或排氣孔，或者利用模具嵌件間隙排氣。排氣的部位應(yīng)選在空氣最易儲(chǔ)留及型坯最后吹脹貼膜的部位，如模具型腔的角部、凹坑處。有時(shí)也可開設(shè)在分型面上，排氣孔直徑通常為0.5～1.0 本模具采用在分型面上開設(shè)槽排氣 。 4.7中空制品缺陷的產(chǎn)生原因及解決措施 在擠出吹塑成型時(shí)，即使是選用了優(yōu)質(zhì)的塑料成型機(jī)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理的模具和高質(zhì)量的材料，由于一時(shí)的操作不當(dāng)或工藝參數(shù)波動(dòng)，也可能在成型中產(chǎn)生各種缺陷。表6列出了擠出吹塑成型常見缺陷的產(chǎn)生原因及解決措施。 表6 擠出吹塑成型常見缺陷的產(chǎn)生原因及解決措施。 序號(hào) 成型缺陷 產(chǎn)生原因 解決措施 1 制品縱向壁厚不均勻 ①型坯自垂現(xiàn)象嚴(yán)重 ②制品縱向兩個(gè)橫截面直徑相差太大 ① 降低型坯熔體溫度；提高型坯擠出溫度；調(diào)整型坯控制裝置 ② 適當(dāng)改變制品設(shè)計(jì)；采用底吹法成型 2 制品橫向壁厚不均勻 ① 型坯擠出歪斜 ② 模套與模芯內(nèi)外溫度差較大 ③ 制品外型不對(duì)稱 ④ 型坯吹脹比過大 ① 調(diào)整口模間隙寬度偏差，使型坯壁厚均勻；閉模前，拉直型坯 ② 提高或降低模套加熱溫度，改善口模內(nèi)外溫度偏差 ③ 閉模前，對(duì)型坯進(jìn)行預(yù)夾緊和預(yù)擴(kuò)張，使型坯適當(dāng)向薄壁方向偏移 ④ 降低型坯吹脹比 3 制品翹曲 ① 冷卻不足 ② 吹脹氣壓不足 ③ 制品冷卻不均勻 ④ 型坯壁厚差異較大 ① 延長型坯吹脹時(shí)間；降低模具冷卻溫度、型坯熔體溫度 ② 適當(dāng)提高吹脹氣壓 ③ 清理、排出模具冷卻管道的水垢及阻礙物；調(diào)整模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) ④ 調(diào)整型坯壁厚；調(diào)整型坯控制裝置 序號(hào) 成型缺陷 產(chǎn)生原因 解決措施 4 制品內(nèi)壁或外表面受污染 ① 壓縮空氣不清潔 ② 使用的邊角料骯臟或混入雜物 ③ 部分樹脂降解，甚至炭化 ④ 儲(chǔ)料缸機(jī)頭漏油 ① 增加氣水或氣油分離器存水和油的排放次數(shù) ② 加強(qiáng)邊角回料處理清潔工作或減少其回用量 ③ 盡量減少設(shè)備的停機(jī)時(shí)間；降低加熱溫度；及時(shí)拆卸及清理機(jī)頭口模 ④ 更換儲(chǔ)料缸密封件 5 制品底部夾坯接縫強(qiáng)度太弱 ① 閉模速度不正確 ② 模具關(guān)閉時(shí)間錯(cuò)誤 ③ 型坯熔體溫度不準(zhǔn)確 ④ 模具夾坯口設(shè)計(jì)錯(cuò)誤 ⑤ 模具冷卻溫度不足 ① 采用快-慢閉合速度 ② 調(diào)整模具關(guān)閉時(shí)間 ③ 降低或提高型坯熔體溫度 ④ 適當(dāng)加大刀口角度或加深刀口深度或加大刀口的寬度 ⑤ 降低模具夾坯接縫區(qū)域的冷卻溫度 6 制品在分型線的印跡不良 ① 型坯吹脹氣壓低 ② 分型線處排氣不良 ③ 模具分型面不平整 ④ 模具脹模 ① 加大型坯吹脹氣壓 ② 修整該處的排氣槽 ③ 修整模具分型面，校正模具導(dǎo)柱 ④ 提高模板鎖緊壓力 7 飛邊太多太厚 ① 模具脹模，鎖模壓力不足 ② 模具刀口磨損，導(dǎo)柱偏移 ③ 吹脹時(shí)，型坯歪斜 ④ 夾坯刀口處逃料槽太淺或刀口深度太淺 ⑤ 型坯充氣啟動(dòng)過早 ① 提高模具鎖模壓力，適當(dāng)降低吹脹氣壓 ② 修理模具刀口，校正或更換模具導(dǎo)柱 ③ 校正型坯與吹氣桿的中心位置 ④ 修整模具，加深逃料槽或刀口的深度 ⑤ 調(diào)整型坯充氣時(shí)間 序號(hào) 成型缺陷 產(chǎn)生原因 解決措施 8 制品脫模困難 ① 制品吹脹冷卻時(shí)間過長，模具冷卻溫度低 ② 模具設(shè)計(jì)不良，型腔表面有毛刺 ③ 啟模時(shí)，前后模板移動(dòng)速度不均衡 ④ 模具安裝錯(cuò)誤 ① 適當(dāng)縮短型坯吹脹時(shí)間；提高模具溫度 ② 修整模具；減少凹槽深度，凸筋斜度為1：50或1：100，使用脫模劑 ③ 修理鎖模裝置，使前后模板移動(dòng)速度一致 ④ 重修安裝模具，校正兩半模的安裝位置 第5章 成型設(shè)備與成型工藝 5.1 擠出機(jī)的選擇與技術(shù)參數(shù) 通過以上設(shè)計(jì),擠出機(jī)選擇SJ—30/25B,它是國產(chǎn)中小型擠出機(jī),其具體技術(shù)參數(shù)如下： 擠出機(jī)： 螺桿直徑 /mm 30 螺桿長徑比(L/D) 25 螺桿轉(zhuǎn)速 (r/min) 15—225 驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率 /kV 5.5 加熱功率/kV 4.8 加熱區(qū)段 3 生產(chǎn)能力(kg/h) 1.5—22 型坯機(jī)頭： 儲(chǔ)料缸容積/L 2 口模最大直徑/mm 60 加熱區(qū)段 2 加熱功率/KV 4.7 合模裝置： 合模力/KN 23.8 模板尺寸/mm 200X262 壓縮空氣壓力/MPa 0.6 制品容積/L 0.01-1.8 5.2 成型工藝 1)工藝流程 成型工藝流程見圖18。 成型工藝流程圖18 PVC洗發(fā)水瓶，可根據(jù)企業(yè)的運(yùn)作情況，選用干混料或料粒成型的工藝路線。干混料直接成型，可以降低瓶的生產(chǎn)成本；如果從市場上購置顆粒料，則可以省去原料準(zhǔn)備的設(shè)備投資。 2)成型工藝條件 PVC干混料擠出吹塑工藝條件如下：150～180℃ 擠出機(jī)加熱溫度： 1段為150～160℃,2段為160～175℃,3段為175～185℃,接頭為155～165℃，機(jī)頭為175～185℃； 模具溫度：20～40℃； 吹氣壓力：0.2～0.5 MPa； 成型周期時(shí)間：25～30s（其中，吹氣時(shí)間14～16s，放氣及冷卻時(shí)間5～10s）。 第6章擠出吹塑機(jī)械的操作與保養(yǎng) 6.1吹塑機(jī)的操作 在操作吹塑機(jī)之前，應(yīng)詳細(xì)閱讀設(shè)備使用說明書，并按下述步驟操作： （1）開機(jī) 1）按工藝條件的規(guī)定，設(shè)定擠出機(jī)的各加熱斷的溫度；在擠出機(jī)加熱溫度達(dá)到設(shè)定溫度之后，再加熱保溫一定的時(shí)間（約0.5h）。 2）擠出機(jī)、鎖模裝置、機(jī)械手等，進(jìn)行無負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)；檢查各個(gè)安全緊急裝置的工作狀況。 3）在可編程序控制器上，按工藝條件規(guī)定，設(shè)定各點(diǎn)型坯壁的厚度。 4）低速啟動(dòng)擠出機(jī)，對(duì)擠出機(jī)進(jìn)行逐點(diǎn)加料。待型坯擠出正常，各控制裝置顯示的數(shù)值符合工藝要求時(shí)，逐步提高擠出機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度至工藝要求的轉(zhuǎn)速。 5）大量加入物料，調(diào)節(jié)型坯壁厚度。 6）進(jìn)入正常操作。 （2）吹塑成型 1）確定成型的工藝條件。根據(jù)成型塑料的性能、制品性能要求、模具的種類，確定以下控制點(diǎn)的成型條件： A.擠出機(jī)。擠出機(jī)的各區(qū)域的加熱溫度；擠出機(jī)進(jìn)料段冷卻水的流量或壓力；螺桿的轉(zhuǎn)速及負(fù)載電流；熔體壓力；過濾網(wǎng)的目數(shù)及層數(shù)。 B.機(jī)頭。型坯溫度；型坯壁厚控制點(diǎn)曲線。 C.鎖模裝置。模具溫度；成型周期時(shí)間（包括型坯預(yù)夾擴(kuò)張、預(yù)閉模、閉模、吹脹、放氣、啟模等待時(shí)間）；閉模速度；鎖模壓力。 2）操作要點(diǎn)。在吹塑成型生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)掌握以下操作要點(diǎn)： A.熟悉塑料材料的成型加工性能。 B.控制好擠出機(jī)的溫度、轉(zhuǎn)速及熔體壓力。 C.控制好型坯的壁厚及質(zhì)量。 D.為減少型坯自重下垂，在允許的條件下，加快型坯的擠壓速度，縮短模具等待時(shí)間。 E.吹脹壓力足夠，吹脹速度以快為好。 F.確保型坯吹脹時(shí)的充分排氣。 G.在保證制品的最后壁厚充分冷卻的前提下，適當(dāng)縮短成型周期時(shí)間。 （3）關(guān)機(jī) 擠出吹塑機(jī)停止生產(chǎn)，可按下述步驟操作： 1）遇設(shè)備檢修或暫停生產(chǎn)，可關(guān)停擠出機(jī)，保持其他加熱段繼續(xù)加熱。 2）較長時(shí)間停止生產(chǎn)，可在關(guān)機(jī)前15min，適當(dāng)降低擠出機(jī)加熱溫度機(jī)轉(zhuǎn)速，減少料桶內(nèi)物料。關(guān)機(jī)時(shí)，擠出機(jī)內(nèi)存料需排空、切斷加熱、清除機(jī)頭內(nèi)物料、更換過濾網(wǎng)；模具型腔涂抹防銹油。 3）長時(shí)間停止生產(chǎn)，應(yīng)對(duì)擠出吹塑機(jī)組各部件做好清潔及防繡護(hù)理工作，排氣儲(chǔ)放槽、冷卻裝置的存水，排放油槽的工作油；切斷電源、水源、起源。 6.2吹塑模具的保養(yǎng) 每一套模具往往造價(jià)及為昂貴,對(duì)于技術(shù)狀況良好的擠出吹塑機(jī)，只要加強(qiáng)設(shè)備的日常維護(hù)保養(yǎng)，按操作規(guī)程運(yùn)轉(zhuǎn)，是很少出現(xiàn)故障的。因此對(duì)于每一套模具,必須要進(jìn)行嚴(yán)格的保養(yǎng)。 機(jī)器的保養(yǎng)包括機(jī)器的日常維修，設(shè)備潤滑，設(shè)備防銹、防腐蝕，環(huán)境的清潔衛(wèi)生等。且對(duì)于重要部件，應(yīng)加以重點(diǎn)維護(hù)保養(yǎng)。 ⑴型坯機(jī)頭的清理。 在擠出吹塑成型中，樹脂及添加劑長期受熱，會(huì)析出一些低相分子質(zhì)量物，黏附模口處或積聚在機(jī)頭的流道死角，從而使擠出的型坯出現(xiàn)條紋，影響外觀質(zhì)量。因此必須對(duì)機(jī)器定期的或者不定期的進(jìn)行拆卸機(jī)頭，對(duì)它進(jìn)行全面的清理。 ⑵模具的保養(yǎng)。 模具的導(dǎo)柱、導(dǎo)套，要長期的保持良好的潤滑狀態(tài)。若發(fā)現(xiàn)導(dǎo)柱及導(dǎo)套有松動(dòng)現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)更換。模具的排氣槽和冷卻水道也應(yīng)定期的除垢、更換管件等。模具的型腔及分型面有必要時(shí)，也應(yīng)當(dāng)進(jìn)行拋光和機(jī)械加工。 ⑶伺服系統(tǒng)的維護(hù)。 伺服系統(tǒng)中的程序發(fā)生器、口模間隙檢出器等，是由精密的電子元件組成的。平時(shí)應(yīng)用罩子遮蓋，避免灰塵、油污進(jìn)入；其安裝環(huán)境，不應(yīng)該出現(xiàn)異常高溫、高濕、搞震動(dòng)。系統(tǒng)內(nèi)，不管是高壓油路還是低壓油路，都要裝過濾器。伺服閥若出故障，多數(shù)是雜質(zhì)引起的。在對(duì)其進(jìn)行調(diào)試和安裝時(shí)，應(yīng)用工業(yè)專用紙擦拭閥件。 6.3擠出吹塑機(jī)的安全操作 擠出吹塑機(jī)的安全操作已引起越來越多的企業(yè)的重視。它是企業(yè)高效率生產(chǎn)、設(shè)備長期安全運(yùn)行、人身不受意外傷害的重要保證。 （1）制定好安全操作程序 所有的操作程序必須是強(qiáng)制性的，操作者比需嚴(yán)格按照程序來操作。 （2）機(jī)器的安全防護(hù) 為了防止一時(shí)疏忽，或不按操作規(guī)程啟動(dòng)機(jī)器，而損壞機(jī)器，可在機(jī)器上