CN103213271A - 一种热成型模具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热成型模具，包括上模和下模；上模包括压料环、拉伸杆、拉伸头和拉伸杆驱动机构，压料环侧壁的下部设有进气通道，拉伸杆处于压料环的内腔中，拉伸杆的上端与拉伸杆驱动机构的动力输出端连接，拉伸杆的下端与拉伸头连接；下模包括成型模，其特征是：还包括密封装置，密封装置安装在拉伸杆的下端并处于压料环的内腔中；当拉伸杆带动拉伸头向下运动时，密封装置、压料环内壁下部、成型模内壁三者构成密闭腔室。当上模、下模合模时，拉伸头、密封装置、塑料片材之间形成密闭的定型气室，压缩空气全部充入到定型气室中，更加环保节能；大幅度减小压缩空气的密闭空间，从而使成型更加稳定，提高了塑料制品的质量。

Description

一种热成型模具

技术领域

本发明涉及热成型设备，具体地说，涉及一种用于热成型机的热成型模具。

背景技术

现有的一种用于制作塑料制品（如塑料杯、塑料盒子等）的热成型模具，能够完成成型、剪切动作，脱模后即可获得制品。

如图1所示，这种热成型模具包括上模01和下模02。

上模01一般包括上模板011、上剪模012、压料环013和拉伸杆014。上剪模012安装在上模板011上，上剪模012具有一腔体，通常上剪模012下端的内缘为上剪切刀刃。压料环013可在上剪模012的腔体内上下运动；压料环013侧壁的下部设有进气通道015。拉伸杆014可上下运动；拉伸杆014下端连接拉伸头016，拉伸头016设于压料环013的内腔中，在拉伸杆014的带动下，拉伸头016可在压料环013的内腔中上下运动；拉伸杆014上端连接拉伸杆安装板017，拉伸杆安装板017连接拉伸气缸的活塞杆，拉伸气缸用于驱动拉伸杆上下运动。

下模02一般包括下模板021、下剪模022、成型模023和顶出杆024。下剪模022固定安装在下模板021上，下剪模022具有一腔体，通常下剪模022上端的外缘为下剪切刀刃，下剪切刀刃与上剪切刀刃相匹配。成型模023固定安装在下模板021上并处于下剪模022的腔体内；成型模023的底部设有活动底模025，活动底模025与顶出杆024的上端连接，顶出杆024的下端伸出至下模板021下方并连接顶出杆安装板026，顶出杆安装板026与顶出杆升降驱动机构连接。另外，为缩短成型周期，通常还设置模具内循环冷却水路，对成型模023进行冷却，使塑料制品快速冷却定形。

制作塑料制品时，首先对塑料片材加热，使塑料片材达到成型温度；经过加热的塑料片材经过成型区域，此时热成型模具合模，压料环013将片材压紧在下剪模022或成型模023的上端面上，在塑料片材和压料环013内壁之间形成压料环气室030，随后拉伸气缸带动拉伸杆安装板017、拉伸杆014和拉伸头016往下运动，将塑料片材初步拉伸成与拉伸头015相似的形状；拉伸头016与塑料片材之间形成定型气室040，定型气室040与压料环气室030相通，然后自压料环013上的进气通道015向压料环气室030、定成型气室040中通入压缩空气，在压缩空气的作用下，塑料片材紧贴成型模023，随后模具内循环冷却水路对成型模023进行冷却，将成型片材定形；定形后的成型片材由上剪切刀刃和下剪切刀刃完成剪切动作，将塑料制品从成型片材中剪切出来，获得单个的塑料制品；接着顶出杆升降驱动机构驱动顶出杆安装板026、顶出杆024和活动底模025上升，将塑料制品从成型模023中顶出，使塑料制品脱离成型模；然后向塑料制品吹风，将塑料制品吹离热成型模具。

上述压料环气室030、定成型气室040中的压缩空气，对成型起到作用的只是拉伸头016与塑料片材之间形成的定型气室040中的压缩空气，而60%以上的压缩空气浪费在定型气室040上方的压料环气室030中，造成压缩空气的严重浪费，增加了压缩机的负荷，同时由于压料环气室030的存在，扩大了压缩空气的密闭空间，造成压缩空气的压力不稳定，导致成型不稳定，影响塑料制品的质量。

另外，这种热成型模具成型时，成型模023腔体内的空气通常依靠设于成型模023侧壁及活动底模025上的排气槽排出。当制作大容量塑料制品的时候，由于成型模腔较大，因此完成成型时需要排出更多的空气，如果要保持较快的成型速度，则单纯依靠排气槽的排气很难将成型模腔体内的空气完全排出，难以保证塑料制品的完全成型，会出现塑料制品表面的凹凸不平、杯身细节无法成型等缺陷，产生次品和废品。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种热成型模具，这种热成型模具更加环保节能，并且提高塑料制品的质量。采用的技术方案如下：

一种热成型模具，包括上模和下模；上模包括压料环、拉伸杆、拉伸头和拉伸杆驱动机构，压料环侧壁的下部设有进气通道，拉伸杆处于压料环的内腔中，拉伸杆的上端与拉伸杆驱动机构的动力输出端连接，拉伸杆的下端与拉伸头连接；下模包括成型模，其特征是：还包括密封装置，密封装置安装在拉伸杆的下端并处于压料环的内腔中；当压料环下端紧压成型模上端并且拉伸杆带动拉伸头向下运动时，密封装置、压料环内壁下部、成型模内壁三者构成密闭腔室。

本发明采用正压成型工艺，故压料环中设有内腔，拉伸头可在压料环内腔中上下运动。

优选上模包括上模板、上剪模、压料环、拉伸杆、拉伸头和拉伸杆驱动机构，上剪模安装在上模板上，上剪模具有一腔体，压料环设于上剪模的腔体内，压料环设于上剪模的腔体内；压料环可在上剪模的腔体内上下运动，压料环上端与上剪模的腔体内壁形成压力气室，通过调节进入压力气室的压缩气体的气压，可调整压料环的压力；压料环侧壁的下部设有进气通道，拉伸杆处于压料环的内腔中，拉伸杆的上端与拉伸杆驱动机构的动力输出端连接，拉伸杆的下端与拉伸头连接；优选下模包括下模板、下剪模和成型模，下剪模固定安装在下模板上，下剪模具有一腔体，成型模设于下剪模的腔体内，成型模侧壁设有排气槽。在设置有上剪模和下剪模的情况下，合模时，压料环将塑料片材紧压在下剪模的端面上。上述拉伸头的形状与塑料制品形状类似，而尺寸略小于制品，拉伸头的表面通常是光滑的。

当上模、下模合模时，压料环下端紧压成型模上端，在拉伸杆驱动机构驱动下，拉伸杆带动拉伸头向下运动，此时，密封装置、压料环内壁下部、成型模内壁三者构成密闭腔室，从而使得拉伸头、密封装置、塑料片材之间形成密闭的定型气室，通过压料环侧壁下部的进气通道充入的压缩空气，全部充入到定型气室中，而不会充入到上方的压料环气室中，比现有技术节省了60%以上的压缩空气，减少压缩机的负荷，更加环保节能；而且，大幅度减小压缩空气的密闭空间，使压缩空气的压力更加稳定，从而使成型更加稳定，提高了塑料制品的质量。

为了使得结构更加简单，作为本发明的优选方案，所述密封装置包括圆形密封片，圆形密封片与压料环的内腔相匹配。将密封装置设置为与压料环的内腔相匹配的圆形密封片，结构更加简单，密封效果更好。

为了解决保持快速成型而导致塑料制品表面的凹凸不平、杯身细节无法成型等缺陷的问题，作为本发明进一步的优选方案，所述下模还包括顶出杆、顶出杆安装板和顶出杆升降驱动机构，所述成型模的底部设有活动底模，活动底模与成型模相互独立；活动底模与顶出杆的上端连接，顶出杆的下端与顶出杆安装板连接，顶出杆安装板与顶出杆升降驱动机构连接；活动底模上设有出气孔和环形冷却槽；顶出杆中设有出气通道、进水通道和出水通道；出气孔将成型模的腔体与出气通道上端连通；进水通道和出水通道的上端分别与环形冷却槽连通。上述出气孔和出气通道构成负压辅助气路，成型时，成型气室中通入压缩空气，此时成型模腔体内的部分空气自成型模侧壁上的排气槽排出，同时抽气装置运行，通过出气通道、出气孔将成型模腔体内的另一部分空气吸走，从而在较短时间内将成型模腔体内的空气完全排出，使塑料片材紧贴成型模，得到成型到位的塑料制品。而其中的环形冷却槽、进水通道和出水通道构成循环冷却辅助水路，对活动底模进行冷却，使塑料制品快速冷却定形，缩短成型周期。

通常上剪模下端的内缘为上剪切刀刃，下剪模上端的外缘为下剪切刀刃，下剪切刀刃与上剪切刀刃相匹配。

附图说明

图1是现有技术中一种热成型模具的结构示意图；

图2是本发明优选实施例的结构示意图；

图3是图1中活动底模及顶出杆的结构示意图。

具体实施方式

如图2所示，这种热成型模具包括上模1和下模2。本实施例采用正压热成型工艺，本实施例中，成型时，上模1固定在机架上，下模2相对于上模1升降。下模2的升降由凸轮机构控制，凸轮机构中凸轮的轮廓根据下模的行程进行设计。凸轮机构的设计属本领域技术人员所熟知的，在此不作详细描述。

上模1包括上模板11、上剪模12和压料环13。

上剪模12安装在上模板11上，上剪模12具有一腔体，上剪模12下端的内缘为上剪切刀刃。

压料环13设于上剪模12的腔体内；压料环13可在上剪模12的腔体内上下运动；压料环13具有一内腔110，上剪模12的侧壁设有进气口111；压料环13侧壁的下部外侧面设有进气通道112，进气通道112与进气口111、内腔110连通。压料环13可在上剪模12的腔体内上下运动，压料环13上端与上剪模12的腔体内壁形成压力气室15。通过调节进入压力气室15的压缩气体的气压，可调整压料环13的压力。

上模1还包括拉伸头114、拉伸杆115、拉伸杆安装板116和拉伸气缸（图中未画出），拉伸杆115下端连接拉伸头114，拉伸头114设于压料环13的腔体110内，拉伸杆115上端连接拉伸杆安装板116，拉伸杆安装板116连接拉伸气缸的活塞杆。拉伸气缸的缸体可安装在上模板11上或机架上。拉伸头114的形状与制品形状类似，而尺寸略小于制品，其表面光滑。压料环13的上部设有上下走向的导向孔117，拉伸杆115处于该导向孔117中并与该导向孔117作滑动配合。

上模1还包括圆形密封片120，圆形密封片120与压料环13的内腔110相匹配，圆形密封片120安装在拉伸杆115的下端并处于压料环13的内腔110中。

下模2包括下模板21、下剪模22、成型模23、顶出杆24、顶出杆安装板25和顶出杆升降驱动机构。

下剪模22固定安装在下模板21上，下剪模22具有一腔体，成型模23设于下剪模22的腔体内。下剪模22的上端面与压料环13的下端面相匹配并且位置相对应。

如图2和图3所示成型模23的底部设有活动底模26，活动底模26与成型模23相互独立；活动底模26与顶出杆24的上端连接，顶出杆24的下端与顶出杆安装板25连接，顶出杆安装板25与顶出杆升降驱动机构（顶出杆升降驱动机构可采用气缸，图中未画出）连接；活动底模26上设有出气孔210和环形冷却槽211；顶出杆24中设有出气通道220、进水通道221和出水通道222；出气孔210将成型模23的腔体与出气通道220上端连通，出气通道220的下端连接抽气装置（图中未画出）；进水通道221和出水通道222的上端分别与环形冷却槽211连通，在进水通道221中通入冷却水，能够对活动底模26进行冷却，使成型片材快速冷却定形。

下剪模22上端的外缘为下剪切刀刃，下剪切刀刃与上剪切刀刃相匹配。

当压料环13下端紧压下剪模22上端面并且拉伸杆115带动拉伸头114向下运动时，圆形密封片120、压料环13内壁下部、成型模23内壁三者构成密闭腔室。

下面简述一下本热成型模具的工作原理：

制作塑料制品时，首先对塑料片材加热，使塑料片材达到成型温度；经过加热的塑料片材经过成型区域，此时下模2上升，热成型模具合模，压力气室15中通入压缩气体，压缩气体对压料环13施加向下的推力，使压料环13将塑料片材压紧在下剪模22的上端面上；随后拉伸气缸带动拉伸杆安装板116、拉伸杆115和拉伸头114往下运动，将塑料片材初步拉伸成与拉伸头114相似的形状；此时，圆形密封片、压料环内壁下部、成型模内壁三者构成密闭腔室，从而使得拉伸头114、圆形密封片120、塑料片材之间形成密闭的定型气室250，通过压料环13下部的进气通道112充入的压缩空气，全部充入到定型气室250中，同时成型模23腔体内的部分空气自成型模23侧壁上的排气槽28排出，同时抽气装置运行，通过出气通道220、出气孔210将成型模23腔体内的另一部分空气吸走，这样，在压缩空气和抽气装置的共同作用下，塑料片材紧贴成型模23；随后模具内循环冷却水路通入冷却水，对成型模23及活动底模28进行冷却，将成型片材定形，此时拉伸气缸带动拉伸杆安装板116、拉伸杆115和拉伸头114往上运动，使拉伸头114回复至压料环13的内腔110内；接着下模2再进一步上升，下剪模22上端外缘的下剪切刀刃与上剪模12下端内缘的上剪切刀刃配合，对定形后的成型片材进行剪切，将塑料制品从成型片材中剪切出来，获得单个的塑料制品；然后下模2下降，塑料制品的边缘离开压料环13；随后顶出杆24上升，活动底模26随着上升并将塑料制品顶出；然后向塑料制品吹风，将塑料制品吹离热成型模具，从而完成一次热成型过程。接着顶出杆24下降，活动底模26随着下降至成型所需的位置，准备下一次热成型过程。由于通过压料环13下部的进气通道112充入的压缩空气，全部充入到定型气室250中，而不会充入到上方的压料环气室中，比现有技术节省了60%以上的压缩空气，减少压缩机的负荷，更加环保节能；而且，大幅度减小压缩空气的密闭空间，使压缩空气的压力更加稳定，从而使成型更加稳定，提高了塑料制品的质量。

Claims (3)

1.一种热成型模具，包括上模和下模；上模包括压料环、拉伸杆、拉伸头和拉伸杆驱动机构，压料环侧壁的下部设有进气通道，拉伸杆处于压料环的内腔中，拉伸杆的上端与拉伸杆驱动机构的动力输出端连接，拉伸杆的下端与拉伸头连接；下模包括成型模，其特征是：还包括密封装置，密封装置安装在拉伸杆的下端并处于压料环的内腔中；当压料环下端紧压成型模上端并且拉伸杆带动拉伸头向下运动时，密封装置、压料环内壁下部、成型模内壁三者构成密闭腔室。

2.根据权利要求1所述的热成型模具，其特征是：所述密封装置包括圆形密封片，圆形密封片与压料环的内腔相匹配。

3.根据权利要求1或2所述的热成型模具，其特征是：所述下模还包括顶出杆、顶出杆安装板和顶出杆升降驱动机构，所述成型模的底部设有活动底模，活动底模与成型模相互独立；活动底模与顶出杆的上端连接，顶出杆的下端与顶出杆安装板连接，顶出杆安装板与顶出杆升降驱动机构连接；活动底模上设有出气孔和环形冷却槽；顶出杆中设有出气通道、进水通道和出水通道；出气孔将成型模的腔体与出气通道上端连通；进水通道和出水通道的上端分别与环形冷却槽连通。

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