2009 塑料油箱挤出吹塑成型工艺与模具设计.pdf

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《过≈曼。名。塑料油箱挤出吹塑成型工艺与模具设计水≥割驯陈锦霞}碴膊(玲。_1碜黄虹王海民邱方军目前已发展为仅次于注射成型和挤出成型的第三大塑料成型方法。吹塑模具结构简单、成本低、工艺简单、效益高，目前主要用来成型中空容器和工业制件，如应用在汽车、摩托车、机械、军事等领域的中空制件。塑料油箱是一种中空工业制件，一般采用高料油箱具有质量轻、造型灵活、不易发生爆炸、燃油渗漏率小、耐腐蚀、制造工艺简单等优点，因而塑料油箱取代金属油箱是未来发展的必然趋势¨。J。笔者现就塑料油箱的挤出吹塑成型工艺及模具设计作塑料油箱如图1所示。其材料为HDPE，密度g／12m3。油箱质量为385壁厚要求大于等于1．5mm。制件形状不对称，结构较复杂。在成型过程中若壁厚不均，会导致各个部吹塑模具主要是由两瓣阴模构成，主要作用为：赋予制件形状和尺寸，并使制件冷却固化。对吹塑模具的主要要求有：(1)成型塑料件的形状尺寸符合要求；(2)能有效夹断型坯，并保证塑料件接合缝接合紧密，强度较高；(3)能有效和快速排气；(4)能快速、均匀地冷却塑料件，尽量使模具壁内的温度均匀，减少成型时间与塑料件翘曲。吹塑模具一般采用一模一腔结构，这样使得模具结构简单，加工容易，成本低。在塑料油箱的挤出吹塑成型生产过程中可采用两工位或多工位进行生产，以提高生产效率。该塑料油箱的吹塑模具结构如图2所示。曼d司廑油箱的进油孔设置在模具上方，距模具上端面尽量短，可减少型坯的长度，提高材料的利用率。型挤出吹塑成型工艺起源于20世纪30年代初，密度聚乙烯(UHMWPE)制造，与金属油箱相比，塑一介绍。塑料件结构分析为0．95g，容积为1L，最小位变形量不一致。2吹塑模具设计模具结构飞摘要通过分析塑料油箱的结构，阐述塑料油箱吹塑模具结构的设计特点，对分型面的选择、排气系统、冷却系统等关键部位的设计进行了讨论。分析了挤出模具口模和芯棒的设计，并对挤出吹塑工艺进行了讨论。经生产验证，该模具结构设计合理、可靠，成型的塑料件质量良好。关键词塑料油箱中空塑料件挤出吹塑模具设计}l厂lL1一型腔板底板；2一内六角螺钉；3一左型腔板；4一定位件；5一右型腔板；6、7一开槽紧定螺钉；8一嵌件固定型芯；9一导套；10一导柱；11一吊环；12一水管接头；13一进油孑L口；14一锥面定位装置68T程塑料应用2009年，第37卷，第11期(重庆理工大学材料科学与工程学院，重庆400050)1油箱2．1—Jl图2吹塑模具结构}重庆市科委科技攻关计划项目(CSTC2008AC3025)收稿13期：2009．08-23罔18、lP149lO11l
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蕊世山心≥丝◇}◇◇l}(—殇I◇腔周边设置了切边刃口、压缩段和余边槽，以切断余边和使型坯在接合缝处接合紧密，且强度较高。模具由导柱和导套配合导向，由于导柱和导套间为间隙配合，为保证两瓣模具成型时定位的准确性，减少塑料件错移，采用了对称的锥面定位装置14。2．2分型面的选择在设计吹塑模具时首先要考虑分型面的选择，合理的分型面是减少吹胀比的差异、使塑料件壁厚较均匀、保证塑料件顺利成型的先决条件。合理的分型面还可以简化模具结构，易于制件脱模。分型面应设置在制件最大轮廓处。分型面的选择应尽量保证型腔在分型面两侧的深度相等，保证型坯吹胀过程中在分型面两侧的形变量趋于一致，以保证塑料件的壁厚均匀。通过分析该制件的结构，确定最终的分型面为阶梯曲面形状，如图3所示。排气是吹塑模设计不可忽视的问题。对于吹塑模具，要排除的空气体积等于模腔容积减去完全合模瞬间时型坯的体积。在型坯与模腔之间有较多的夹留空气存在，若夹留在型坯与模腔之间的空气无法完全排除或尽快排除，型坯就不能快速地吹胀，吹胀后也不能与模腔良好地接触(尤其是拐角部分)，会造成制件表面出现粗糙、凹陷或表面文字、图案不清晰等缺陷，影响制件的外观性能与外部形状。排气不良还会延长制件的冷却时间，造成制件壁厚分布不均匀，降低制件的力学性能。故应开设足够的排气通道以保证制件能够成型饱满。由于该模具分型面外侧均匀地设置了切边刃口、压缩段和余边槽，成型时余料将分型面封闭，气体无法从分型面处排除，故该模具只能以在模腔中开设排气孔的形式排气。排气孔应开设在模腔易存气的部位或最后成型的部位，比如拐角处等。该模具采用的是在模腔各个拐角处开设排气孑L的方法排气。排气孔直径应尽量小，以免在塑料件上留下明显的痕迹。该模具排气孔的直径取0．3mm，钻孔深度取1．2mm左右。为方便钻孑L，在模mm以上，并在模腔板底部的排气通道处开设宽为7的槽，这样更有利于排气，如网4所示。注射成型、真空成型等，其成型周期在很大程度上取决于塑料的冷却时间长短。对吹塑成型尤其如此，因为其冷却时间占成型周期的60％以上，对厚壁塑料件则达90％。若冷却不均匀会使塑料件各部