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摘要：

擠出吹塑成型最早出現(xiàn)于十九世紀三十年代，但是受當時技術設備、生產(chǎn)工藝等方面因素的影響，應用范圍具有較大的局限性。隨著技術創(chuàng)新和設備優(yōu)化，吹塑成型工藝得到了發(fā)展，目前已經(jīng)成為僅次于注射成型和擠出成型的第三大塑料成型方法。吹塑模具的結(jié)構(gòu)簡單，制作成本相對較低，吹塑成型效率高，因此受到了諸如汽車、機械等加工制造領域的青睞。文章通過分析吹塑模具的設計結(jié)構(gòu)，對其設計要點進行了全面分析。

關鍵詞：

塑料油箱；擠出吹塑成型；模具設計；結(jié)構(gòu)

1塑料油箱擠出吹塑成型模具的結(jié)構(gòu)設計

1.1吹塑成型模具的設計要點

從結(jié)構(gòu)上看，塑料油箱擠出吹塑成型模具可以分為兩個形狀相似、結(jié)構(gòu)相同的分模模具。這樣設計的優(yōu)點在于是塑料油箱的外表面向外突出，并同時確定模具產(chǎn)品的規(guī)格和形狀，進而利用吹塑擠出的工藝方式，將機械加工制造零部件送入冷卻系統(tǒng)，實現(xiàn)從低分子形態(tài)向高分子形態(tài)的轉(zhuǎn)變。其結(jié)構(gòu)設計所要實現(xiàn)的目標主要有以下幾點：第一，保證塑料油箱擠出吹塑成型的模具規(guī)格與當前的生產(chǎn)目標、客戶需求相一致，這也是模具設計工作的根本所在。在前期制定模具設計規(guī)劃時，相關的設計人員要熟練掌握生產(chǎn)目標和客戶需求，并結(jié)合其設計成本和技術水平，綜合考慮模具的設計規(guī)格，在保證模具設計標準的基礎上，盡可能的向客戶需求靠攏。第二，半制品塑料型胚的切斷要迅速，防止切斷過程給型胚造成損壞。模具型胚本身具有一定的物料硬度，在半制品切割時，要遵循“精確、快速、無傷”的操作原則，保證橫切面的平整度，如果橫切面存在切割條紋，還必須利用專業(yè)的打磨工具進行磨平。第三，保證擠出吹塑模具結(jié)構(gòu)間的連接嚴密性。模具的使用壽命和使用質(zhì)量與模具結(jié)構(gòu)連接的緊密性直接相關，如果模具連接部分存在裂縫，或是連接區(qū)域的厚薄不均勻，在后期使用過程中很容易引起吹塑制品的變形。

1.2擠出吹塑模具的優(yōu)點

擠出吹塑模具在結(jié)構(gòu)設計上采用了冷卻分層設計，能夠保證內(nèi)部溫度在冷卻系統(tǒng)之間進行循環(huán)流動，從而有效控制了溫度的上限，避免因溫度過高引起塑料制品受熱變形。擠出吹塑模具一次只能吹塑成型一個塑料件，雖然制作效率相對較低，但是能夠保證每個塑料件的質(zhì)量符合設計標準，而且其模具結(jié)構(gòu)最為簡單，加工流程效率較高，對操作技術、專業(yè)能力的要求程度較低，經(jīng)濟成本低廉。擠出吹塑模具適合小型化、個人化塑料件制造，能夠有效避免吹塑過程中的材料和資源浪費問題。

2塑料油箱擠出吹塑成型模具的分型面設計

首先，塑料油箱擠出吹塑模具的分型面設計，要將模腔橫向最大直徑和管狀型坯外徑之間比值設定在合理范圍內(nèi)，盡量縮小比值差距。其次，在模具設計過程中，應盡量保證內(nèi)部通路管道的均勻程度，防止管道壁出現(xiàn)厚薄不均的問題，以此來保證擠出吹塑成型的質(zhì)量。保證管道厚度均勻的優(yōu)點在于：一方面能夠合理規(guī)劃模具內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設計，保證各個管道之間實現(xiàn)有序交叉和分布，避免因管道重疊導致吹塑成型的塑件存在質(zhì)量問題；另一方面能夠降低模具吹塑的操作難度，不需要在后期吹塑過程中進行人為的調(diào)整，降低了擠出吹塑成型對人力的依賴程度。再次，設計人員在進行分型面設計時，要在不影響吹塑成型質(zhì)量的基礎上，盡可能的簡化吹塑流程。吹塑流程與塑件脫模的成功率之間有著必然聯(lián)系，通常情況下，當吹塑流程相對簡化，所經(jīng)過的模具加工設計環(huán)節(jié)相對較少時，塑件脫模的成功率就高，塑件的質(zhì)量也相應提升；反之，如果模具設計的環(huán)節(jié)相對復雜，就會在一定程度上影響脫模效率，導致脫模成功率降低。

3塑料油箱擠出吹塑成型模具的排氣設計

空氣排出設計是塑料郵箱擠出吹塑成型工藝的關鍵環(huán)節(jié)。吹塑成型過程中，所排出空氣容量應當正好等于模具凹形型腔容積減去的模具閉合當時的型坯容積。為了將塑料型坯與模具凹形型腔當中的多余空氣順利、迅速排出，防止讓殘留空氣阻滯在模具當中，提高產(chǎn)品的吹塑效率，保證吹塑過程中型坯與模具完全貼合，避免塑件外表收到空氣阻隔影響而產(chǎn)生凹陷、突起或者其他形狀變化和質(zhì)量問題。排氣不良還會延長制件的冷卻時間，造成制件壁厚分布不均勻，降低制件的力學性能。故應開設足夠的排氣通道以保證制件能夠成型飽滿。由于該模具分型面外側(cè)均勻地設置了切邊刃口、壓縮段和余邊槽，成型時余料將分型面封閉，氣體無法從分型面處排除，故該模具只能以在模腔中開設排氣孔的形式排氣。

4塑料油箱擠出吹塑成型模具的冷卻分層設計

幾乎所有的熱塑性塑料成型工藝如擠出成型、注射成型、真空成型等，其成型周期在很大程度上取決于塑料的冷卻時間長短。對吹塑成型尤其如此，因為其冷卻時間占成型周期的60％以上，對厚壁塑料件則達90％。若冷卻不均勻會使塑料件各部位的收縮率存在差異，引起制件翹曲、瓶頸歪斜等現(xiàn)象。該模具采用的是直通式冷卻方式，即直接在模板上鉆孔，模外串聯(lián)形成冷卻回路，通入冷卻介質(zhì)進行冷卻。首先，開啟的吹塑模具移至擠出機頭下方，擠出機在兩瓣吹塑模具中擠出型坯，達到要求的長度后，吹塑模具合模，截斷型坯后從擠出機頭下方移出，成型油箱進油孔的凸模前行，與型坯和吹塑模具接觸，凸模中心開有氣體通道，壓縮空氣由此引入型坯中，吹脹型坯，使其與吹塑模具內(nèi)表面緊密接觸，冷卻定型后開模取件。

5塑料油箱擠出吹塑成型模具的型坯機頭設計

擠出機塑化熔體并將熔體通過擠出機流道20側(cè)向擠入模頭內(nèi)芯13的螺旋流道,一部分熔體沿螺旋流道流動,另一部分熔體沿套筒10與模頭內(nèi)芯13螺桿的間隙軸向漏流。螺旋流道的深度沿螺旋方向逐漸變小,螺棱頂面與套筒的間隙則沿軸向逐漸增加,螺旋流動逐漸減少,軸向漏流相應地增加。當螺旋流道深度為零時,流動完全被軸向流動所替代。帶螺槽的模頭內(nèi)芯主要起分流作用,同時也對熔體進行進一步的塑化、壓縮,側(cè)向擠入的熔體沿螺旋流道流動,使得熔體流動均勻,分流后繞過模頭內(nèi)芯的熔體熔接良好,無熔接痕。

結(jié)束語

塑料油箱擠出吹塑成型工藝具有廣泛的應用市場，通過優(yōu)化設計，提高模具設計和制造的水準，是推動擠出吹塑成型工藝不斷發(fā)展的關鍵。相關工作人員在進行該方面工作時，一方面要不斷加強自我知識的學習，密切關注行業(yè)發(fā)展最新動態(tài)，緊跟前沿潮流，為模具設計創(chuàng)新提供理念指導；另一方面要將理論與實踐結(jié)合起來，在實際設計工作中，根據(jù)客戶需求，制作出質(zhì)量達標的塑件。模具結(jié)構(gòu)設計的優(yōu)化以及設計工藝的提高，已然成為企業(yè)的核心競爭力。

作者：冷波 單位：哈爾濱石油學院機械電子工程系

參考文獻

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