CN102794856B - 大型ptfe管坯模压模具结构及模压方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管坯模具，提供了一种结构简单，可有效避免模具拉毛拉伤，延长模具使用寿命，管坯纯度高，品质好的大型PTFE管坯模压模具结构及模压方法，解决了现有技术中存在模具易拉毛拉伤，不仅使金属铁屑进入PTFE管坯中而污染管坯材料，导致PTFE管坯的金属离子超标，且严重时甚至发生模具咬合现象，直接造成模具报废等技术问题，它包括管状外模及模芯，在管状外模的两端分别设有环形的上模和下模，上模的下端面设有塑料上导向板，塑料上导向板滑动连接在管状外模与模芯之间，模压过程中模具在装料室和模压室之间移动，并通过控制模压加料及模压工位的空气质量及升降平台的升降实现洁净模压。

Description

大型PTFE管坯模压模具结构及模压方法

技术领域

本发明涉及一种管坯模具及模压方法，尤其涉及一种可有效避免模具拉毛拉伤，延长模具使用寿命，管坯纯度高，品质好的大型PTFE管坯模压模具结构模压方法。

背景技术

现有的大型PTFE管坯的模压模具一般都采用碳钢镀铬制成，由于PTFE粉料的表观密度小，因此在管坯模压过程中上模的行程都比较大，由于上模与模芯、外模腔之间无法加润滑剂，（润滑剂会严重污染产品品质，且后道工序烧结时PTFE管极易开裂），因此模压上模下压时很容易将模芯外表面及外模内表面拉毛拉伤，而模具拉毛拉伤过程中所产生的金属铁屑会直接进入PTFE管坯中，即污染了PTFE管坯材料，导致PTFE材料在高端电子化学品使用时导致的金属离子超标，影响了PTFE材料的绝缘性能和耐腐蚀、抗渗透性能，导致PTFE管坯的报废，同时模具拉毛拉伤严重时甚至发生咬合现象，直接造成模具报废。

中国专利公开了一种模压塑料管模具（CN2744500Y），它包括凹模和凸模，凹模设有连通其内腔的注塑孔和排气孔，凸模设有连接凹模的法兰盘，法兰盘紧贴于凹模的进口端边沿处，它们由若干个螺栓相连，在凹模的周面上设有若干条均匀分布的环状凸筋，在凹模内腔的右端面处设有环状止口，其与凸模的台肩紧密相连。此装置结构简单，便于制作，但只用于加工结构壁管材及变径短管等塑料管，无法适用于大型PTFE管坯的模压加工。

发明内容

本发明主要是提供了一种结构简单，可有效避免模具拉毛拉伤，延长模具使用寿命，并提高PTFE管坯质量的大型PTFE管坯模压模具结构，解决了现有技术中存在模具易拉毛拉伤，不仅使金属铁屑进入PTFE管坯中而污染管坯材料，导致PTFE管坯的金属离子超标，且严重时甚至发生模具咬合现象，直接造成模具报废等技术问题。

同时本发明还提供了一种管坯纯度高，品质好，尤其用于高端电子化学品防腐设备内衬的PTFE活化板用管坯模压模具结构的模压方法。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种大型PTFE管坯模压模具结构，包括管状外模及插接在管状外模内的模芯，在管状外模的两端与对应的模芯之间分别设有环形的上模和环形的下模，所述上模的下端面设有塑料上导向板，塑料上导向板滑动连接在管状外模的内壁与模芯的外壁之间，上模与管状外模内壁及模芯外壁间分别设有间隙。大型PTFE管坯模压模具的下压行程一般为3000mm左右，上模和模芯一般采用碳钢镀铬，通过在上模的底面上设置由高耐磨性和自润滑性的工程塑料制作的塑料上导向板，使塑料上导向板的外环面滑动连接在管状外模的内壁上，内环面滑动连接在模芯的外壁上，而塑料相对碳钢镀铬的上模和模芯而言硬度低，耐磨性及润滑性能好，因此在模压过程中其不会对模芯及外模产生拉毛拉伤，即不会产生金属铁屑污染PTFE材料现象，避免了PTFE管材在高端电子化学品使用时产生金属离子超标，以及影响PTFE管材绝缘性能和耐腐蚀、抗渗透性能等，保证了PTFE管材的品质，同时又由于上模与管状外模内壁及模芯外壁间设有间隙，因此在模具安装及下压工作的过程中上模与管状外模及模芯均不会产生摩擦或磕碰现象，避免了咬合现象的发生，延长了模具的使用寿命。

作为优选，所述塑料上导向板为耐磨工程塑料。聚醚醚酮、聚酰亚胺、超高分子量聚乙烯、苯酚树脂等工程塑料具有良好的抗压强度、耐磨性及自润滑性，可充分满足使用要求。

作为优选，所述上模与管状外模内壁及上模与模芯外壁间的间隙为模芯直径的0.8%至1.5%。上模与管状外模及模芯间保持合理的间隙，既满足了上模的强度要求，又确保模具在安装及下压工作的过程中不会产生摩擦或磕碰现象，延长了模具的使用寿命。

作为优选，所述塑料上导向板与管状外模内壁及塑料上导向板与模芯外壁间的间隙为模芯直径的0.15%至0.25%。塑料上导向板与管状外模及模芯间保持合理的间隙，一方面保证了模腔的密封性，另一方面又保证塑料上导向板可在管状外模与模芯间顺畅滑动。

作为优选，所述下模与上模的大小及形状相同，且在下模的上端面上设有塑料下导向板，塑料下导向板与塑料上导向板的大小及形状相同。通过在下模的上端面上设置塑料下导向板，可在装模及脱模过程中对模具起到良好的保护作用；下模与上模、塑料下导向板与塑料上导向板的大小及形状相同时通用性好，降低加工成本。

作为优选，在所述管状外模的下端水平支撑有若干块垫块，垫块的下端面与下模的下端面平齐。通过在管状外模的下端设置垫块，上模下压后即可利用外模脱离机构抽离垫块，使外模处于悬浮状态，然后再对上模加压后保压，使PTFE坯料同时受到下模和上模的压力，相当于上、下模对PTFE坯料进行了双向加压，使PTFE坯料的密度一致性好，满足PTFE管坯的工艺要求。

模芯可以是实芯的柱体，作为优选，所述模芯为管状，且在模芯的上端设有堵头，在堵头中部设有吊勾。管状模芯重量轻，便于安装及搬运；通过模芯的上端设置堵头，并在堵头上设置吊勾，便于通过吊勾拆装模具。

作为优选，在靠近管状外模顶端的外壁上设有拉手。拉手同样是便于模具拆装。

一种大型PTFE管坯模压模具结构的模压方法，包括以下顺序步骤：

1）并列建立密闭的装料室和模压室，在装料室和模压室内分别安装空气净化装置，并在模压室内的平台上设置移动平台导轨，移动平台导轨的一端延伸至装料室内，移动平台导轨的一端设置压机，在移动平台导轨上设有可沿移动平台导轨滑动的升降平台，大型PTFE管坯模压模具固定在升降平台上；

2）沿移动平台导轨移动大型PTFE管坯模压模具至装料室，启动空气净化装置，净化装料室和模压室分别达到设定值；

3）向大型PTFE管坯模压模具内装入PTFE粉料；

4）沿移动平台导轨移动大型PTFE管坯模压模具至模压室装模；

5）沿移动平台导轨移动大型PTFE管坯模压模具至压机的下方；

6）降落升降平台至平台后启动压机对上模加压至设定值；

7）拆除大型PTFE管坯模压模具底部的垫块后继续加压至设定值后保压；

8）泄压后升起升降平台，沿移动平台导轨移动大型PTFE管坯模压模具离开压机后脱模。

大型PTFE坯料尺寸一般为Φ（520至600）×Φ196×1500（ mm），坯料加模具的总重达5000Kg以上，为了保持模具清洁，所有金属模具部件均采用镀铬处理，模压加料工位对应的装料室的空气质量达到设定要求，模压时对应的模压室周边的空气质量也要达到设定要求，从而控制了空气中的粉尘浓度，特别是装料室的空气质量，避免空气中粉尘进入原料内，同时操作人员全身也需穿戴防静电洁净服，其工艺流程为：装模→模具转移至装料室→封闭→空气质量合格后向模具内装入PTFE粉料→封闭→模具转移至模压室内的压机→双向加压→保压→PTFE坯料脱模→完成，升降平台可在压机及装模工位及加料工位之间移动，方便装模、加料及模压过程的实施，管坯生产过程中，从装料至模压全程控制周边环境的空气质量，从而避免了空气中的粉尘污染， PTFE管坯纯度高，品质好，制成的PTFE板材杂质污点数量在直径为0.1mm至1mm的范围内可控制在16个以下，因此完全符合杂质含量要求极高的高端电子化学品防腐设备内衬的使用要求。

作为优选，检测步骤2）中装料室和模压室的空气质量，装料室空气质量达到class1000级，模压室的空气质量达到class10000级。严格控制装料室和模压室的空气质量等级，从而避免了空气中的粉尘对坯料的污染，确保成品管坯符合质量要求。

作为优选，在所述升降平台为液压升降平台，且在升降平台上设有液压马达。大型液压机底部设计安装液压升降平台，并在升降平台上设计安装可自动行走的液压马达，方便模具的工位转换。

因此，本发明的大型PTFE管坯模压模具结构具有下述优点：利用复合上模的优势，即碳钢镀铬后的洁净、硬度、强度，工程塑料的抗压强度、耐磨性及自润滑性的特性，将两种不同的材料及各有的优势有机的结合在一起，使得大型PTFE管坯模压工艺中能够克服大尺寸、高行程存在的容易拉毛拉伤和咬合的困难，保证了PTFE材料的洁净度，能用作高端电子化学品的衬里，延长了模具的使用寿命。

本发明的大型PTFE管坯模压模具结构的模压方法具有下述优点：

1、控制模压加料工位周边环境空气质量达到class1000级，模压工位周边环境空气质量达到class10000级，从而避免了空气对PTFE坯料的污染；

2、模具在装料室和模压室之间平稳移动，安全可靠；

3、采用大型管坯双向模压技术，使PTFE管坯密度均匀一致。

附图说明：

图1是本发明大型PTFE管坯模压模具结构加工管坯时的结构示意图；

图2是图1所示A处的放大图；

图3是本发明大型PTFE管坯模压模具结构管坯模压后的结构示意图；

图4是本发明大型PTFE管坯模压模具结构模压过程的示意图；

图5是图4所示的俯视图；

图6是升降平台的升降结构的结构示意图。

具体实施方式：

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例： 

如图1所示，本发明的一种大型PTFE管坯模压模具结构，包括管状外模1及同轴插接在管状外模1内的模芯2，模芯2为圆管状，在模芯2的上端口内焊接一个堵头8，在堵头8上中部通过螺纹旋接一个吊勾9，在靠近管状外模1顶端的外壁两侧分别焊接一个拉手10，在管状外模1的上端与对应的模芯2之间装有一个环形的上模3，在管状外模1的下端与对应的模芯2之间装有一个环形的下模4，管状外模1、模芯2、上模3及下模4均由碳钢镀铬而成，且上模3与下模4大小及形状相同，如图2所示，在上模3的下端面复合一块塑料上导向板5，在下模4的上端面复合一块塑料下导向板6，塑料上导向板5和塑料下导向板6均由苯酚树脂材料制成且两者的大小及形状相同，管状外模1的内径为φ520mm，模芯2的外径为φ195mm，上模3和下模4与管状外模1的内壁的间隙为3mm，与模芯2外壁的间隙也为3mm，塑料上导向板5和塑料下导向板6的外环面与管状外模1的内壁的间隙为0.4mm，与模芯2外壁的间隙也为0.4mm，确保塑料上导向板5可沿管状外模1的内壁和模芯2的外壁上下滑动，在管状外模1的下端两侧分别水平支撑了一块垫块7，垫块7的下端面与下模4的下端面平齐。

模压时，如图4和图5所示，首先操作人员全身穿戴好防静电洁净服后进入装料室11内，组装大型PTFE管坯模压模具16，同时启动装料室11和模压室12内的空气净化装置，当装料室11空气质量达到class1000级，模压室12空气质量达到class10000级时，将规定重量的PTFE粉料装入模具内（图4中的I处），封闭后将其沿移动平台导轨13移动至装模工位（图4中的II处），装配上模3及加压圈，再将模具沿移动平台导轨13移动至模压室12内的压机工作位（图4中的III处），如图6所示，通过顶出缸17降下升降平台15，使升降平台15与压机14下平台完全贴合，开始对上模3慢慢加压，如图1和图3所示，当压力加到5MPa时，将模具上管状外模1底部的垫块7通过垫块脱离圈脱离，使PTFE坯料的受压为双向受压，再继续加压，加压至规定压力30MPa（按照原料生产厂的要求),并保压30min至120min，然后缓慢泄压，泄压完成后通过顶出缸17升起升降平台15，将其移动脱模工位脱模，即完成大型PTFE坯料的模压。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明的构思作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (9)

1. 一种大型PTFE管坯模压模具结构，包括管状外模（1）及插接在管状外模（1）内的模芯（2），在管状外模（1）的两端与对应的模芯（2）之间分别设有环形的上模（3）和环形的下模（4），其特征在于：在所述上模（3）的下端面设有塑料上导向板（5），塑料上导向板（5）滑动连接在管状外模（1）的内壁与模芯（2）的外壁之间，上模（3）与管状外模（1）内壁及模芯（2）外壁间分别设有间隙，在所述管状外模（1）的下端水平支撑有若干块垫块（7），垫块（7）的下端面与下模（4）的下端面平齐；

所述的大型PTFE管坯模压模具结构的模压方法，包括以下顺序步骤：

1）并列建立密闭的装料室（11）和模压室（12），在装料室（11）和模压室（12）内分别安装空气净化装置，并在模压室（12）内的平台上设置移动平台导轨（13），移动平台导轨（13）的一端延伸至装料室（11）内，移动平台导轨（13）的一端设置压机（14），在移动平台导轨（13）上设有可沿移动平台导轨（13）滑动的升降平台（15），大型PTFE管坯模压模具（16）固定在升降平台（15）上；

2）沿移动平台导轨移动大型PTFE管坯模压模具至装料室，启动空气净化装置，净化装料室（11）和模压室（12）分别达到设定值；

3）向大型PTFE管坯模压模具（16）内装入PTFE粉料；

4）沿移动平台导轨（13）移动大型PTFE管坯模压模具（16）至模压室（12）装模；

5）沿移动平台导轨（13）移动大型PTFE管坯模压模具（16）至压机（14）的下方；

6）降落升降平台（15）至平台后启动压机（14）对上模（3）加压至设定值；

7）拆除大型PTFE管坯模压模具（16）底部的垫块（7）后继续加压至设定值后保压；

8）泄压后升起升降平台（15），沿移动平台导轨（13）移动大型PTFE管坯模压模具（16）离开压机（14）后脱模。

2. 根据权利要求1所述的大型PTFE管坯模压模具结构，其特征在于：所述塑料上导向板（5）为耐磨工程塑料。

3. 根据权利要求1或2所述的大型PTFE管坯模压模具结构，其特征在于：所述上模（3）与管状外模（1）内壁及上模（3）与模芯（2）外壁间的间隙为模芯（2）直径的0.8%至1.5%。

4. 根据权利要求1或2所述的大型PTFE管坯模压模具结构，其特征在于：所述塑料上导向板（5）与管状外模（1）内壁及塑料上导向板（5）与模芯（2）外壁间的间隙为模芯（2）直径的0.15%至0.25%。

5. 根据权利要求1或2所述的大型PTFE管坯模压模具结构，其特征在于：所述下模（4）与上模（3）的大小及形状相同，且在下模（4）的上端面上设有塑料下导向板（6），塑料下导向板（6）与塑料上导向板（5）的大小及形状相同。

6. 根据权利要求1或2所述的大型PTFE管坯模压模具结构，其特征在于：所述模芯（2）为管状，且在模芯（2）的上端设有堵头（8），在堵头（8）中部设有吊勾（9）。

7. 一种根据权利要求1所述的大型PTFE管坯模压模具结构的模压方法，其特征在于：包括以下顺序步骤：

1）并列建立密闭的装料室（11）和模压室（12），在装料室（11）和模压室（12）内分别安装空气净化装置，并在模压室（12）内的平台上设置移动平台导轨（13），移动平台导轨（13）的一端延伸至装料室（11）内，移动平台导轨（13）的一端设置压机（14），在移动平台导轨（13）上设有可沿移动平台导轨（13）滑动的升降平台（15），大型PTFE管坯模压模具（16）固定在升降平台（15）上；

2）沿移动平台导轨移动大型PTFE管坯模压模具至装料室，启动空气净化装置，净化装料室（11）和模压室（12）分别达到设定值；

3）向大型PTFE管坯模压模具（16）内装入PTFE粉料；

4）沿移动平台导轨（13）移动大型PTFE管坯模压模具（16）至模压室（12）装模；

5）沿移动平台导轨（13）移动大型PTFE管坯模压模具（16）至压机（14）的下方；

6）降落升降平台（15）至平台后启动压机（14）对上模（3）加压至设定值；

7）拆除大型PTFE管坯模压模具（16）底部的垫块（7）后继续加压至设定值后保压；

8）泄压后升起升降平台（15），沿移动平台导轨（13）移动大型PTFE管坯模压模具（16）离开压机（14）后脱模。

8. 根据权利要求7所述的大型PTFE管坯模压模具结构的模压方法，其特征在于：检测步骤2）中装料室（11）和模压室（12）的空气质量，装料室（11）空气质量达到class1000级，模压室（12）的空气质量达到class10000级。

9. 根据权利要求7或8所述的大型PTFE管坯模压模具结构的模压方法，其特征在于：在所述升降平台（15）为液压升降平台，且在升降平台（15）上设有液压马达。