【導(dǎo)讀】正如德國把模具稱為“金屬加工中的帝王”，把模具工業(yè)視為“關(guān)鍵工業(yè)”；美國把模。進(jìn)社會(huì)富裕繁榮的動(dòng)力”，把模具工業(yè)視為“整個(gè)工業(yè)發(fā)展的秘密”。制品提供了更為廣闊的市場(chǎng)。塑料制品業(yè)要發(fā)展，必然要求塑料模具產(chǎn)業(yè)隨之發(fā)展。家電、辦公用品、工業(yè)電器、建筑材料、電子通信等塑料制品的主要用戶行業(yè)發(fā)展迅速。據(jù)“中美塑料高峰論壇”數(shù)據(jù)，20xx年，我國（未包括港澳。臺(tái)統(tǒng)計(jì)，下同）塑件模具銷售額約為365億元。在生產(chǎn)量高速增長(zhǎng)的情況下，中國塑料模具水平也有很大的提高。國內(nèi)目前已能生產(chǎn)。求模具盡快交貨，因此模具生產(chǎn)周期將繼續(xù)不斷縮短。目前存在的主要問題通過國內(nèi)外交流與合。這些特點(diǎn)很適合發(fā)展模具工業(yè)，因此中國模具工業(yè)雖然起步較晚，但發(fā)展十分迅速。產(chǎn)成本越來越高，因此世界上許多工業(yè)發(fā)達(dá)國家將模具逐步轉(zhuǎn)移到中國的趨向十分明顯。國家到中國采購模具的趨向也十分明顯。還有一個(gè)方面是有些發(fā)展中國家由于技術(shù)和工業(yè)基

　　

【正文】 。這種壓力是塑料變?yōu)榫鶆蛉垠w并得到致密塑件的重要條件之一。 增加機(jī)頭壓力可以提高擠出熔體的混合均勻性和穩(wěn)定性，提高產(chǎn)品致密度，但機(jī)頭壓力過大將影響產(chǎn)量。和溫度一樣，壓力隨時(shí)間的變化也會(huì)產(chǎn)生周期性波動(dòng)，這種波動(dòng)對(duì)塑件質(zhì) 23 量同樣有不利影響，螺桿轉(zhuǎn)速的變化，加熱、冷卻系統(tǒng)的不穩(wěn)定都是產(chǎn)生壓力波動(dòng)的原因。為了減少壓力 波動(dòng)，應(yīng)合理控制螺桿轉(zhuǎn)速，保證加熱和冷卻裝置的溫度控制精度。 擠出速度 擠出速度（亦稱擠出速率）是單位時(shí)間內(nèi)擠出機(jī)口模擠出的塑料質(zhì)量（單位為 Kg/h）或長(zhǎng)度（單位為 m/min）。擠出速度的大小表征著擠出生產(chǎn)能力的高低。 影響擠出速度的因素很多，如機(jī)頭、螺桿和料筒的結(jié)構(gòu)、螺桿轉(zhuǎn)速、加熱冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和塑料的特性等。理論和實(shí)踐都證明，擠出速度隨螺桿直徑、螺槽深度、均化段長(zhǎng)度和螺桿轉(zhuǎn)速的增大而增大，隨螺桿末端熔體壓力和螺桿與料筒間隙增大而增大。在擠出機(jī)的結(jié)構(gòu)和塑料品種及塑件類型已確定的情況下，擠出速率僅與 螺桿轉(zhuǎn)速有關(guān)，因此，調(diào)整螺桿轉(zhuǎn)速是控制擠出速度的主要措施。 擠出速度在生產(chǎn)過程中也存在波動(dòng)現(xiàn)象，這將影響塑件的幾何形狀和尺寸精度。因此，除了正確確定螺桿結(jié)構(gòu)和尺寸參數(shù)之外，還應(yīng)嚴(yán)格控制螺桿轉(zhuǎn)速，嚴(yán)格控制擠出溫度，防止因溫度改變而引起擠出壓力和熔體黏度變化，從而導(dǎo)致擠出速度的波動(dòng)。 牽引速度 擠出成 型 主要生產(chǎn)連續(xù)的塑件，因此必須設(shè)置牽引裝置。從機(jī)頭和口模中擠出的塑件，在牽引力作用下將會(huì)發(fā)生拉伸取向。拉伸取向程度越高，塑件沿取向方向的拉伸強(qiáng)度也越大，但冷卻后長(zhǎng)度收縮也大。通常，牽引速度可與擠出速度相當(dāng) 。牽引速度與擠出速度的比值稱牽引比，其值必須大于 1。表 012 是幾種塑料管材的擠出成 型 工藝參數(shù)。 表 012：幾種塑料管材的擠出成 型 工藝參數(shù) 塑料 管材 工藝參數(shù) 硬聚氯乙烯（ HPVC） 軟聚氯乙烯（ LPVC） 低密度 聚乙烯（ LDPE） ABS 聚酰胺 1010 (PA1010) 聚碳酸酯（ PC） 管材外徑/mm 95 31 24 管材內(nèi)徑/mm 85 25 19 25 管材厚度/mm 5? 1 3 2? 1 3? 1 — — 機(jī)筒溫度/℃ 后段 80~100 90~100 90~100 160~165 200~250 200~240 中段 140~150 120~130 110~120 170~175 260~270 240~250 前段 160~170 130~140 120~130 175~180 260~280 230~255 機(jī)頭溫度 /℃ 160~170 150~160 130~135 175~180 220~240 200~220 口模溫度 /℃ 160~180 170~180 130~140 190~195 200~210 200~210 螺桿轉(zhuǎn)速/(r/min) 12 20 16 15 口模內(nèi)徑 32 33 33 24 /mm 芯模內(nèi)徑/mm 25 26 26 穩(wěn)流定型段長(zhǎng)度 /mm 120 60 60 50 45 87 牽引比 真空定徑套內(nèi)徑 /mm — 25 33 33 定徑套長(zhǎng)度/mm 300 — 160 250 — 250 定徑套與口模間距 /mm — — — 25 20 20 氣動(dòng)成型工藝 氣動(dòng)成型是利用氣體的動(dòng)力作用代替部分模具的成型零件（凸?；虬寄＃┏尚退芗囊环N方法，與注射、壓縮、壓注成型相比，氣動(dòng)成型壓力低，因此對(duì)模具材料要求不高，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，壽命長(zhǎng)。氣動(dòng)成型主要包括中空吹塑成型、抽真空成型及壓縮空氣成型。采用氣動(dòng)成型，利用較簡(jiǎn)單的成型設(shè)備就可獲得大尺寸的塑料制件，其生產(chǎn)費(fèi)用低、生產(chǎn)效率較高，是一種比較 經(jīng)濟(jì)的二次成型方法。常用來成型塑料瓶、罐、盒類塑件。 中空吹塑成型 中空吹塑成型將處于塑性狀態(tài)的塑料型坯置于模具型腔內(nèi)，使壓縮空氣注入型坯中將其吹脹，使之緊貼于模具型腔壁上，經(jīng)冷卻定型得到一定形狀的中空塑件的加工方法。根據(jù)成型方法有不同，中空吹塑成型可分為擠出吹塑成型、注射吹塑成型、注射拉伸吹塑成型及片材吹塑成型等。 常用吹塑成型方法 ⑴ 擠出吹塑成型 擠出吹 塑成型是得到中空塑件的主要方法，擠出吹塑成型工藝過程如圖 07 所示。首 先擠出機(jī)擠出管狀型坯，如圖 014（ａ）所示；截取一段型坯趁熱將其 放于模具中，閉合 對(duì)開式模具的同時(shí)夾緊型坯上下兩端，如圖 014（ｂ）所示；然后用吹管通入壓縮空氣， 使型坯吹脹并貼于型腔表壁成型如圖 014（ｃ）所示；最后經(jīng)保壓和冷卻定型，便可排出 壓縮空氣并開模取出塑件，如圖 014（ｄ）所示。擠出吹塑成型模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投入少，操作容易，適于多種塑料的中空吹塑成型。擠出吹塑成型的缺點(diǎn)是壁厚不易均勻，且塑件需后加工以去除飛邊。 25 圖 014 擠出吹塑中空成型 １ — 擠出機(jī)頭；２ — 吹塑模；３ — 管狀型坯；４ — 壓縮空氣吹管；５ — 塑件 ⑵ 注射吹塑成型 注射吹塑成型的工藝過程如圖 015 所示。首先注射機(jī)將熔融塑料注入注射模內(nèi)形成型坯，型坯成型在周壁帶有微孔的空心凸模上，如圖 015（ａ）所示；接著趁熱移至吹塑模內(nèi)，如圖 015（ｂ）所示；然后合模并從芯棒的管道內(nèi)通入壓縮空氣，使型坯吹脹并貼于模具的型腔上，如圖 015（ｃ）所示；最后經(jīng)保壓、冷卻定型后放出壓縮空氣并開模取出塑件，如圖 015（ｄ）所示。這種成型方法的優(yōu)點(diǎn)是壁厚均勻無飛邊，不需后加工。注射型坯有底，故塑件底部沒有拼合縫，強(qiáng)度高，生產(chǎn)率高，但設(shè)備與模具的投資較大，多用于小型塑件的大批量生產(chǎn)。 圖 015 注射吹塑中空成型 １ — 注射機(jī)噴嘴；２ — 注射型坯；３ — 空心凸模；４ — 加熱器；５ — 吹塑模；６ — 塑件 ⑶注射拉伸吹塑成型 26 注射拉伸吹塑成型是將注射成型的有底型坯加熱到熔點(diǎn)以下的適當(dāng)溫度后置于模具內(nèi)，先用拉伸桿進(jìn)行軸向拉伸后再通入壓縮空氣吹脹成型的加工方法。經(jīng)過拉伸吹塑的塑件其透明度、抗沖擊強(qiáng)度、表面硬度、剛度和氣體阻透性能都有很大提高。注射拉伸吹塑最典型的產(chǎn)品是線型聚酯飲料瓶。 注射拉伸吹塑成型可分為熱坯法和冷坯法兩種成型方法。 熱坯法注射拉伸吹塑成型工藝過程如圖 016 所示，首先在注射工位注射成一空心帶底型坯，如圖 016（ａ ）所示；然后打開注射模將型坯迅速移到拉伸和吹塑工位，進(jìn)行拉伸和吹塑成型如圖 016（ｂ）、圖 016（ｃ）所示；最后經(jīng)保壓、冷卻后開模取出塑件，如 圖016（ｄ）所示。這種成型方法省去了冷型坯的再加熱，所以節(jié)省能源，同時(shí)由于型坯的制取和拉伸吹塑在同一臺(tái)設(shè)備上進(jìn)行，故占地面積小，生產(chǎn)易于連續(xù)進(jìn)行，自動(dòng)化程度高。 冷坯法是將注射好的型坯加熱到合適的溫度后再將其置于吹塑模中進(jìn)行拉伸吹塑的成型方 法。采用冷坯法成型時(shí)，型坯的注射和塑件的拉伸吹塑成型分別在不同設(shè)備上進(jìn)行。在拉伸吹塑之前，為了補(bǔ)償型坯冷卻散發(fā)的熱量，需要 進(jìn)行二次加熱，以確保型坯的拉伸吹塑成型。 圖 016 注射拉伸吹塑中空成型 １ — 注射機(jī)噴嘴；２ — 注射模；３ — 拉伸芯棒（吹管）；４ — 吹塑模；５ — 塑件 ⑷ 片材吹塑成型 片材吹塑成型如圖 017 所示。將壓延或擠出成型的片材再加熱，使之軟化，放入型 腔，合模后在片材之間通入壓縮空氣而成型出中空塑件。圖 017（ａ）為合模前的狀態(tài)， 圖 017（ｂ）為合模后的狀態(tài)。 圖 017 片材吹塑中空成型 27 吹塑成型的工藝參數(shù) ⑴ 型坯溫度與模具溫度 一般來說，型坯溫度較高時(shí)，塑料易發(fā)生吹脹變形，成型的塑件外觀 輪廓清晰，但型坯自身的形狀保持能力較差。反之，當(dāng)型坯溫度較低時(shí)，型坯在吹塑前的轉(zhuǎn)移過程中就不容易發(fā)生破壞，但是其吹塑成型性能將會(huì)變差，成型時(shí)塑料內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生較大的應(yīng)力，當(dāng)成型后轉(zhuǎn)變?yōu)闅堄鄳?yīng)力時(shí)，不僅削弱塑件強(qiáng)度，而且還會(huì)導(dǎo)致塑件表面出現(xiàn)明顯的斑紋。因此，擠出吹塑成型時(shí)型坯溫度應(yīng)在Ｔ g～Ｔ f（Ｔ m）范圍內(nèi)盡量偏向Ｔ f（Ｔ m）；注射吹塑成型時(shí)，只要 保證型坯轉(zhuǎn)移不發(fā)生問題，型坯溫度應(yīng)在 Ｔ g～Ｔ f（Ｔ m） 范圍內(nèi)盡量取較高值；注射拉伸吹塑成型時(shí)，只要保證吹塑能順利進(jìn)行，型坯溫度可在 Ｔ g～Ｔ f（Ｔ m） 區(qū)間取較低值，這樣能 夠避免拉伸吹塑取向結(jié)構(gòu)因型坯溫度較高而取向，但對(duì)于非結(jié)晶型透明塑料制件，型坯溫度太低會(huì)使透明度下降。對(duì)于結(jié)晶型塑料，型坯溫度需要避開最易形成球晶的溫度區(qū)域，否則，球晶會(huì)沿著拉伸方向迅速長(zhǎng)大并不斷增多，最終導(dǎo)致塑件組織變得十分不均勻。型坯溫度還與塑料品種有關(guān)，例如，對(duì)于線型聚酯和聚氯乙烯等非結(jié)晶塑料，型坯溫度比 Ｔ g 高 10~40℃，通常線型聚酯可取 90~100℃，對(duì)于聚丙烯等結(jié)晶型塑料，型坯溫度比 Ｔ m低 5~40℃較合 適，聚丙烯一般取 150℃左右。 吹塑模溫度通?？稍?20~50℃內(nèi)選取。模具溫度過高，塑件需較長(zhǎng) 冷卻定型時(shí)間，生產(chǎn)率下降，并在冷卻過程中，塑件會(huì)產(chǎn)生較大的成型收縮，難以控制其尺寸與形狀精度。模具溫度過低，則塑料在模具夾坯口處溫度下降很快，阻礙型坯發(fā)生吹脹變形，還會(huì)導(dǎo)致塑件表面出現(xiàn)斑紋或使光亮度變差。 ⑵吹塑壓力 吹塑壓力系指吹塑成型所用的壓縮空氣壓力，其數(shù)值通常為：擠出吹塑成型時(shí)取~，注射拉伸吹塑成型時(shí)吹塑壓力要比普通吹塑壓力大一些，常取 ~。對(duì)于薄壁、大容積中空塑件或表面帶有花紋、圖案、螺紋的中空塑件，對(duì)于黏度和彈性模量較大的塑件，吹塑壓力應(yīng)盡量取最大值。 真 空成型 真空成型是把熱塑性塑料板、片固定在模具上，用輻射加熱器進(jìn)行加熱至軟化溫度，然后用真空泵把板材和模具之間的空氣抽掉，從而使板材貼在凹模型腔上而成型。冷卻后，借助壓縮空氣使塑件從模具中脫出。 真空成型方法主要有凹模真空成型、凸模真空成型、凹凸模先后抽真空成型、吹泡真空成型、柱塞推下真空成型和帶有氣體緩沖裝置的真空成型等。 凹模真空成型 凹模真空成型 是一種最常用最簡(jiǎn)單的成型的方法，如圖 018 所示。把板材固定并密封在凹模型腔的上方，將加熱器移到板材上方將板材加熱至軟化，如圖 018（ａ）所示；然后 移開加熱器，在型腔內(nèi)抽真空，板材就貼在凹模型腔壁上，如圖 018（ｂ）所示；冷卻后由抽氣孔通入壓縮空氣將成型好的塑件吹出，如圖 018（ｃ）所示。 用凹模成型法成型的塑件外表面尺寸精度高，一般用于成型深度不大的塑件。如果塑件深度很大時(shí)，特別是小型塑件，其底部轉(zhuǎn)角處就會(huì)明顯變薄。多型腔的凹模真空成型比同個(gè)數(shù)的凸模真空成型相比更經(jīng)濟(jì)，因?yàn)榘寄ＤＧ婚g距可以較近，用同樣面積的塑料板，可以加工出更多的塑件。 28 圖 018 凹模真空成型 凸模真空成型 凸模真空成型如圖 019 所示。被夾緊的塑料板在加熱器下 加熱軟化，如圖 019（ａ）所示；接著軟化的塑料板下移，像帳篷似的覆蓋在凸模上，如圖 019（ｂ）所示；最后抽真空，塑料板緊貼在凸模上成型，如圖 019（ｃ）所示。這種成型方法，由于成型過程中冷的凸模首先與塑料板接觸，故其底部稍厚。凸模真空成型多用于有凸起形狀較高的薄壁塑件，用這種方法成型塑件的內(nèi)表面尺寸精度較高。 圖 019 凸模真空成型 凹凸模先后抽真空成型 凹凸模先后抽真空成型如圖 020 所示。首先把塑料板緊固在凹模上加熱，如圖 020（ａ）所示；塑料板軟化后將加熱器移開，然后通過凸模吹 入壓縮空氣，而凹模抽真空使塑料板鼓起，如圖 020（ｂ）所示；最后凸模向下插入鼓起的塑料板中并且從中抽真空，同時(shí)凹模通入壓縮空氣，使塑料板貼附在凸模的外表面而成型，如圖 020（ｃ）所示。這種成型方法，由于將軟化了的塑料板吹鼓，使板材延伸后再成型，故壁厚比較均勻，可用于成型深型腔塑件。 29 圖 020 凹凸模先后抽真空成型 壓縮空氣延伸法真空成型 壓縮空氣延伸法真空成型如圖 021 所示。首先將塑料板緊固在凹模上，并用加熱器對(duì)其 加熱，如圖 021（ａ）所示；待塑料板加熱軟化后移開加熱器，壓縮空氣通過 凹模吹入把塑 料板吹鼓后將凸模頂起，如圖 021（ｂ）所示；停止吹氣，凸模抽真空，塑料板貼附在凸模 上成型，如圖 021（ｃ）所示。這種成型方法的特點(diǎn)與凹凸模先后抽真空成型基本類似。 圖 021 壓縮空氣延伸法真空成型 柱塞延伸法真空成型 柱塞延伸法真空成型如圖 022 所示。首先將固定于凹模上的塑料板加熱至軟化狀態(tài)，如圖 022（ａ）所示；接著移開加熱器，用柱塞將塑料板推下，這時(shí)凹模里的空氣被壓縮，軟化 的塑料板由于柱塞的推力和型腔內(nèi)封閉的空氣移動(dòng)而延伸，如圖 022（ｂ）所示；然后凹模抽真空而成 型，如圖 022（ｃ）所示。此成型方法使塑料板在成型前先延伸，壁厚 30 變形使塑料板在成型前先延伸，壁厚變形均勻，主要用于成型深型腔塑件。此方法的缺點(diǎn)是在塑件上殘留有柱塞痕跡。 圖 022 柱塞延伸法真空成型 帶有氣體緩沖裝置的真空成型 圖 023 帶有氣體緩沖裝置的真空成型 １ — 柱塞；２ — 凹模；３ — 空氣管路；４ — 真空管路 帶有氣體緩沖裝置的真空成型如圖 023 所示，這是柱塞和壓縮空氣并用的形式。把塑料板加熱后和框