CN210453727U - 一种具有新型冲切结构的热成型模具 - Google Patents

Abstract

一种具有新型冲切结构的热成型模具，包括上模和下模；上模包括上模板和上模体；下模包括下模板、下模体、下剪模板和成型模，其特征是：所述上模还包括刀片、刀片外限位圈和刀片内限位圈，刀片外限位圈和刀片内限位圈均安装在上模体上并且处在上模体下方，刀片处在刀片外限位圈和刀片内限位圈之间，刀片外限位圈和刀片内限位圈共同将刀片夹紧，刀片下端具有环形刀刃；所述下剪模板上设有成型模容腔，成型模安装在成型模容腔中，下剪模板上表面处在成型模容腔外侧的部分与刀片下端的环形刀刃配合。本实用新型能够突破传统热成型模具冲切必须带R角的局限，更好地满足塑料制品对外轮廓形状的要求。

Description

一种具有新型冲切结构的热成型模具

技术领域

本实用新型涉及热成型设备，具体涉及一种具有新型冲切结构的热成型模具。

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、塑料盖子等）的热成型模具，能够完成成型、剪切动作。这种热成型模具包括上模和下模；上模通常包括上模板、上模体、上剪模和压料环，上模体安装在上模板上并处在上模板下方，上剪模安装在上模体上并且处在上模体下方，上剪模具有一腔体，通常上剪模下端的内缘为上剪切刀刃，压料环可在上剪模的腔体内上下运动，合模时压料环将片材压紧在下模上；下模包括下模板、下模体、下剪模板、下剪模、成型模和顶出杆，下模体安装在下模板上并且处在下模板上方，下剪模板安装在下模体上并且处在下模体上方，下剪模板上设有下剪模容腔，下剪模设于下剪模容腔中，通常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（上剪切刀刃和下剪切刀刃均为环形刀刃），成型模安装在下模体上并处于下剪模的内侧，成型模的底部设有活动底模，活动底模与顶出杆的上端连接，顶出杆的下端伸出至下模板下方并连接顶出杆安装板。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，经正压热成型或负压热成型，使塑料片材紧贴成型模；成型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；接着顶出杆安装板、顶出杆和活动底模相对于下模板上升，将塑料制品从成型模中顶出，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。

上述热成型模具依靠上剪切刀刃和下剪切刀刃的配合将塑料制品从成型片材中剪切出来，能够适用于大部分塑料制品的剪切。目前上剪切刀刃和下剪切刀刃通常采用铣削加工而成，利用旋转的铣刀去除工件的余量，以形成所需形状的环形刀刃（该环形刀刃的形状如图4所示），由于铣刀具有一定大小的半径，因此环形刀刃上需要转弯处都有一定大小的R角（即以一定半径大小的一段圆弧作为转弯处的过渡，如图4中01、02、03标记的位置）。对于某些对外轮廓有特殊要求的塑料制品，例如，塑料盖边沿具有一拉片，拉片呈矩形或梯形，且要求拉片上各个角部保持较为尖锐的形状（也即是说在转弯的地方不带R角），在这种情况下，现有的由上剪模和下剪模组成的冲切结构无法满足需要。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种具有新型冲切结构的热成型模具，这种热成型模具能够突破传统热成型模具冲切必须带R角的局限，根据塑料制品外轮廓的要求设置环形刀刃的形状。采用的技术方案如下：

一种具有新型冲切结构的热成型模具，包括上模和下模；上模包括上模板和上模体，上模体安装在上模板上并处在上模板下方；下模包括下模板、下模体、下剪模板和成型模，下模体安装在下模板上并且处在下模板上方，下剪模板安装在下模体上并且处在下模体上方，其特征是：所述上模还包括刀片、刀片外限位圈和刀片内限位圈，刀片外限位圈和刀片内限位圈均安装在上模体上并且处在上模体下方，刀片处在刀片外限位圈和刀片内限位圈之间，刀片外限位圈和刀片内限位圈共同将刀片夹紧，刀片下端具有环形刀刃；所述下剪模板上设有成型模容腔，成型模安装在成型模容腔中，下剪模板上表面处在成型模容腔外侧的部分与刀片下端的环形刀刃配合。

上述刀片采用条形刀片弯曲而成且首尾相连，该条形刀片的下边缘具有刀刃；经刀片外限位圈和刀片内限位圈共同夹紧后固定，从而在其下端形成所需形状的环形刀刃。条形刀片选择韧性好的，能够根据需要进行弯曲。上述刀片的材质可以是碳钢或锰钢，刀片的厚度一般为1-2毫米。

上述下剪模板起到砧板的作用，成型后塑料片材贴住下剪模板上表面并由下剪模板支撑住；当上模相对于下模进一步下降时，刀片向下冲切塑料片材，刀片下端的环形刀刃与下剪模板上表面配合而完成冲切动作，将塑料制品从成型片材中剪切出来，获得单个的塑料制品。

优选方案中，上述上模还包括刀片缓冲垫和刀片垫板，刀片缓冲垫处在上模体下侧并与上模体下表面紧密接触，刀片垫板处在刀片缓冲垫下侧并与刀片缓冲垫下表面紧密接触，刀片、刀片外限位圈和刀片内限位圈均处在刀片垫板下侧，并且刀片上端、刀片外限位圈上端和刀片内限位圈上端均与刀片垫板下表面紧密接触。刀片缓冲垫起缓冲作用，以避免刀片与下剪模板之间冲击力过大而导致刀刃受损。刀片垫板能够对刀片、刀片外限位圈和刀片内限位圈起支撑作用，使刀片、刀片外限位圈与刀片内限位圈之间的位置保持稳定。上述刀片缓冲垫可采用聚氨酯弹性体或尼龙制成。上述刀片垫板采用硬质材料制成，例如钢板（如45#钢板）。

通常，可通过多个紧固螺栓将刀片外限位圈固定到上模体上，这些紧固螺栓的头部与上模体可共同将刀片外限位圈、刀片垫板、刀片缓冲垫等夹紧。可通过多个紧固螺栓将刀片内限位圈固定到上模体上，这些紧固螺栓的头部与上模体可共同将刀片内限位圈、刀片垫板、刀片缓冲垫等夹紧。通过紧固螺栓实现刀片外限位圈、刀片内限位圈与上模体之间的连接，更方便刀片外限位圈、刀片内限位圈和刀片的拆卸和安装，有利于刀片的快速更换。

优选方案中，上述上模还包括压料板，压料板处在上模体下方，压料板与上模体之间设有压缩弹簧；压料板上设有刀片通孔，刀片外限位圈、刀片内限位圈和刀片均处在刀片通孔中。压料板的下表面与下剪模板的上表面配合，合模时压料板将塑料片材压紧在下剪模板上表面上；压缩弹簧收缩时能够使压料板对待成型的塑料片材施加一定的压力。

更优选方案中，上述压料板上设有多个限位孔，限位孔包括限位孔上部和限位孔下部，限位孔下部的尺寸大于限位孔上部；各限位孔中分别设有一限位螺栓，限位螺栓的杆部穿过限位孔上部并与上模体连接，限位螺栓的头部处在限位孔下部中。通过设置限位孔和限位螺栓，可将压料板悬挂在上模体下方，并引导压料板相对于上模体平稳升降。

更优选方案中，上述压料板的下表面上设有下密封圈，下密封圈环绕在刀片通孔外侧。通过设置下密封圈，当压料板压紧塑料片材时，下密封圈与塑料片材紧密接触，可避免成型时漏气。

更优选方案中，上述上模体的下表面上设有上密封圈，上密封圈环绕在刀片通孔外侧并与压料板的上表面对应配合。通过设置上密封圈，使压料板压紧塑料片材时，压料板的上表面与上模体的下表面之间密封，可避免成型时漏气。

通常，上述上模体中设有压缩气体进入通道、压缩气体腔和压缩气体送出通道，压缩气体送出通道上端与压缩气体腔连通，压缩气体送出通道下端处在刀片内限位圈内侧。成型时，压缩气体供给装置将压缩气体经压缩气体进入通道送入压缩气体腔，然后经压缩气体送出通道排出，对塑料片材施加压力，使塑料片材紧贴成型模。

一种优选方案中，上述成型模包括边模、可相对于边模升降的第一活动模、以及可相对于边模及第一活动模升降的第二活动模，边模固定安装在下剪模板上，第一活动模设于边模的内侧，第二活动模设于第一活动模的内侧；下模还包括顶出杆、顶出杆安装板、内顶出套、内顶板和内顶板升降气缸；顶出杆安装板设于下模板下方，顶出杆上端与第二活动模连接，顶出杆的下端伸出至下模板下方并连接顶出杆安装板；下模体中设有内顶板容腔，内顶板设于内顶板容腔中，内顶出套套接在顶出杆上并可沿顶出杆上下移动，内顶出套上端与第一活动模连接，内顶出套下端与内顶板连接，内顶板升降气缸的缸体固定安装在下模板上，内顶板升降气缸的活塞杆朝上并与内顶板连接。当成型模处于成型所需的位置时，边模、第一活动模和第二活动模共同构成与塑料制品相对应的成型模。上述第一活动模的升降由一升降机构即内顶板升降气缸控制，第二活动模的升降由另一升降机构（即驱动顶出杆安装板升降的机构）控制，通过设置两个升降机构的行程，可实现二级脱模：在第一级脱模过程，第一活动模和第二活动模同步上升，或者第一活动模上升，使塑料制品的边缘脱离边模；在第二级脱模过程，第二活动模继续上升，并将塑料制品顶出。

更优选优选方案中，上述内顶出套上安装有尼龙垫圈，尼龙垫圈处在第二活动模正下方，当第二活动模下降时尼龙垫圈起到缓冲作用，可减小第二活动模对内顶出套的冲击力。

另一种优选方案中，上述成型模包括边模和活动底模，边模固定安装在下剪模板上，活动底模设于边模的内侧；下模还包括顶出杆和顶出杆安装板，顶出杆安装板设于下模板下方，顶出杆上端与活动底模连接，顶出杆的下端伸出至下模板下方并连接顶出杆安装板。

成型时，可以上模固定在机架上，下模相对于上模升降；也可以下模固定在机架上，上模相对于下模升降。

本实用新型采用刀片、刀片外限位圈及刀片内限位圈与下剪模板配合，组成新型冲切结构，由于刀片能够根据需要进行弯曲，按塑料制品外轮廓的要求设置环形刀刃的形状，并由刀片外限位圈及刀片内限位圈固定，从而突破传统热成型模具冲切必须带R角的局限，更好地满足塑料制品对外轮廓形状的要求，能够冲切出对外轮廓有特殊要求的塑料制品（例如塑料制品具有较为尖锐的角部）。

附图说明

图1是本实用新型优选实施例的结构示意图（合模状态）；

图2是图1中A部分的放大图；

图3是图1所示热成型模具的环形刀刃形状的示意图；

图4是现有热成型模具的环形刀刃形状的示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，这种具有新型冲切结构的热成型模具包括上模1和下模2。本实施例的热成型模具用于制作塑料盖子。

上模包括上模板11、上模体12、刀片13、刀片外限位圈14和刀片内限位圈15；上模体12安装在上模板11上并处在上模板11下方；刀片外限位圈14和刀片内限位圈15均安装在上模体12上并且处在上模体12下方，刀片13处在刀片外限位圈14和刀片内限位圈15之间，刀片外限位圈14和刀片内限位圈15共同将刀片13夹紧，刀片13下端具有环形刀刃。

刀片13采用条形刀片弯曲而成且首尾相连，该条形刀片的下边缘具有刀刃；经刀片外限位圈14和刀片内限位圈15共同夹紧后固定，从而在其下端形成所需形状的环形刀刃，环形刀刃的形状如图3所示（其转弯处3、4等具有较尖锐的角）。刀片13的材质是碳钢或锰钢，刀片13的厚度为1-2毫米。

上模1还包括刀片缓冲垫16和刀片垫板17，刀片缓冲垫16处在上模体12下侧并与上模体12下表面紧密接触，刀片垫板17处在刀片缓冲垫16下侧并与刀片缓冲垫16下表面紧密接触，刀片13、刀片外限位圈14和刀片内限位圈15均处在刀片垫板17下侧，并且刀片13上端、刀片外限位圈14上端和刀片内限位圈15上端均与刀片垫板17下表面紧密接触。刀片缓冲垫16起缓冲作用，以避免刀片13与下剪模板23之间冲击力过大而导致刀刃受损。刀片垫板17能够对刀片13、刀片外限位圈14和刀片内限位圈15起支撑作用，使刀片13、刀片外限位圈14与刀片内限位圈15之间的位置保持稳定。刀片缓冲垫16采用聚氨酯弹性体或尼龙制成。刀片垫板17采用钢板（如45#钢板）制成。

本实施例中，通过多个紧固螺栓18将刀片外限位圈14固定到上模体12上，这些紧固螺栓18的头部与上模体12共同将刀片外限位圈14、刀片垫板17、刀片缓冲垫16等夹紧。通过多个紧固螺栓19将刀片内限位圈15固定到上模体12上，这些紧固螺栓19的头部与上模体12共同将刀片内限位圈15、刀片垫板17、刀片缓冲垫16等夹紧。通过紧固螺栓18、19实现刀片外限位圈14、刀片内限位圈15与上模体12之间的连接，更方便刀片外限位圈14、刀片内限位圈15和刀片13的拆卸和安装，有利于刀片13的快速更换。

上模还包括压料板110，压料板110处在上模体12下方，压料板110与上模体12之间设有压缩弹簧111；压料板110上设有刀片通孔112，刀片外限位圈14、刀片内限位圈15和刀片13均处在刀片通孔112中。压料板110的下表面与下剪模板23的上表面配合，合模时压料板110将塑料片材压紧在下剪模板23的上表面上；压缩弹簧111收缩时能够使压料板110对待成型的塑料片材施加一定的压力。

压料板110上设有多个限位孔113，限位孔113包括限位孔上部1131和限位孔下部1132，限位孔下部1132的尺寸大于限位孔上部1131；各限位孔113中分别设有一限位螺栓114，限位螺栓114的杆部穿过限位孔上部1131并与上模体12连接，限位螺栓114的头部处在限位孔下部1132中。通过设置限位孔113和限位螺栓114，可将压料板110悬挂在上模体12下方，并引导压料板110相对于上模体12平稳升降。

压料板110的下表面上设有下密封圈115，下密封圈115环绕在刀片通孔112外侧。上模体12的下表面上设有上密封圈116，上密封圈116环绕在刀片通孔112外侧并与压料板110的上表面对应配合。通过设置下密封圈115，当压料板110压紧塑料片材时，下密封圈115与塑料片材紧密接触，可避免成型时漏气。通过设置上密封圈116，使压料板110压紧塑料片材时，压料板110的上表面与上模体12的下表面之间密封，可避免成型时漏气。

上模体12中设有压缩气体进入通道117、压缩气体腔118和压缩气体送出通道119，压缩气体送出通道119上端与压缩气体腔118连通，压缩气体送出通道119下端处在刀片内限位圈15内侧。成型时，压缩气体供给装置将压缩气体经压缩气体进入通道117送入压缩气体腔118，然后经压缩气体送出通道119排出，对塑料片材施加压力，使塑料片材紧贴成型模24。

下模2包括下模板21、下模体22、下剪模板23和成型模24，下模体22安装在下模板21上并且处在下模板21上方，下剪模板23安装在下模体22上并且处在下模体22上方，下剪模板23上设有成型模容腔25，成型模24安装在成型模容腔25中，下剪模板23上表面处在成型模容腔25外侧的部分与刀片13下端的环形刀刃配合。下剪模板23起到砧板的作用，成型后塑料片材贴住下剪模板23上表面并由下剪模板23支撑住。

本实施例中，成型模24包括边模241、可相对于边模241升降的第一活动模242、以及可相对于边模241及第一活动模242升降的第二活动模243，边模241固定安装在下剪模板23上，第一活动模242设于边模241的内侧，第二活动模243设于第一活动模242的内侧；下模2还包括顶出杆26、顶出杆安装板27、内顶出套28、内顶板29和内顶板升降气缸210；顶出杆安装板27设于下模板21下方，顶出杆26上端与第二活动模243连接，顶出杆26的下端伸出至下模板21下方并连接顶出杆安装板27；下模体22中设有内顶板容腔211，内顶板29设于内顶板容腔211中，内顶出套28套接在顶出杆26上并可沿顶出杆26上下移动，内顶出套28上端与第一活动模242连接，内顶出套28下端与内顶板29连接，内顶板升降气缸210的缸体固定安装在下模板21上，内顶板升降气缸210的活塞杆朝上并与内顶板29连接。内顶出套28上安装有尼龙垫圈212，尼龙垫圈212处在第二活动模243正下方，当第二活动模243下降时尼龙垫圈212起到缓冲作用，可减小第二活动模243对内顶出套28的冲击力。当成型模24处于成型所需的位置时，边模241、第一活动模242和第二活动模243共同构成与塑料制品相对应的成型模。第一活动模242的升降由一升降机构即内顶板升降气缸210控制，第二活动模243的升降由另一升降机构（即驱动顶出杆安装板升降的机构）控制，通过设置两个升降机构的行程，可实现二级脱模：在第一级脱模过程，第一活动模242和第二活动模243同步上升，使塑料制品的边缘脱离边模；在第二级脱模过程，第二活动模243继续上升，并将塑料制品顶出。

下模板21上设有上下走向的管正导柱213，管正导柱213上端与下模板21连接，顶出杆安装板27上设有管正导套214，管正导柱213处于管正导套214中。顶出杆安装板27相对于下模板21升降时，管正导套214沿管正导柱213滑动，可引导顶出杆安装板27、顶出杆26更为平稳地升降。

下模板21上设有上下走向的限位轴215，顶出杆安装板27上设有限位通孔216，限位轴215处在限位通孔216中，限位轴215下端套接有下限位垫圈217，下限位垫圈217处在顶出杆安装板27下方。顶出杆安装板27下降过程中，当顶出杆安装板27的下表面接触到下限位垫圈217的上端面时，顶出杆安装板27不再下降。

下面简述一下本热成型模具的工作原理：

成型时，上模1固定在机架上，下模2相对于上模1升降。

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，压缩弹簧111对压料板110施加向下的推力，使压料板110将塑料片材压紧在下剪模板23的上表面上，在塑料片材和压料板110之间形成成型气室；然后经压缩气体进入通道117、压缩气体腔118、压缩气体送出通道119向上述成型气室中通入压缩气体，在压缩空气的作用下，塑料片材紧贴成型模24，随后成型片材冷却定形；接着下模2再进一步上升（即上模相对于下模进一步下降），刀片13向下冲切塑料片材，刀片13下端的环形刀刃与下剪模板23上表面配合而完成冲切动作，将塑料制品从成型片材中剪切出来，获得单个的塑料制品；随后下模2下降，下模2与上模1分开；随后，内顶板升降气缸210通过内顶板29、内顶出套28带动第一活动模242和第二活动模243相对于下模板21上升，顶出杆安装板27带动顶出杆26及第二活动模243相对于下模板21上升，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。接着下模2上升，使第一活动模242和第二活动模243回复至成型所需的位置，准备下一次热成型过程。

其他实施方案中，成型模包括边模和活动底模，边模固定安装在下剪模板上，活动底模设于边模的内侧；下模还包括顶出杆和顶出杆安装板，顶出杆安装板设于下模板下方，顶出杆上端与活动底模连接，顶出杆的下端伸出至下模板下方并连接顶出杆安装板。完成冲切后顶出杆安装板带动顶出杆及活动底模相对于下模板上升，将塑料制品顶出。

Claims (9)

1.一种具有新型冲切结构的热成型模具，包括上模和下模；上模包括上模板和上模体，上模体安装在上模板上并处在上模板下方；下模包括下模板、下模体、下剪模板和成型模，下模体安装在下模板上并且处在下模板上方，下剪模板安装在下模体上并且处在下模体上方，其特征是：所述上模还包括刀片、刀片外限位圈和刀片内限位圈，刀片外限位圈和刀片内限位圈均安装在上模体上并且处在上模体下方，刀片处在刀片外限位圈和刀片内限位圈之间，刀片外限位圈和刀片内限位圈共同将刀片夹紧，刀片下端具有环形刀刃；所述下剪模板上设有成型模容腔，成型模安装在成型模容腔中，下剪模板上表面处在成型模容腔外侧的部分与刀片下端的环形刀刃配合。

2.根据权利要求1所述的具有新型冲切结构的热成型模具，其特征是：所述刀片的材质是碳钢或锰钢，刀片的厚度为1-2毫米。

3.根据权利要求1所述的具有新型冲切结构的热成型模具，其特征是：所述上模还包括刀片缓冲垫和刀片垫板，刀片缓冲垫处在上模体下侧并与上模体下表面紧密接触，刀片垫板处在刀片缓冲垫下侧并与刀片缓冲垫下表面紧密接触，刀片、刀片外限位圈和刀片内限位圈均处在刀片垫板下侧，并且刀片上端、刀片外限位圈上端和刀片内限位圈上端均与刀片垫板下表面紧密接触。

4.根据权利要求3所述的具有新型冲切结构的热成型模具，其特征是：所述刀片缓冲垫采用聚氨酯弹性体或尼龙制成；刀片垫板采用钢板制成。

5.根据权利要求1-4任一项所述的具有新型冲切结构的热成型模具，其特征是：所述上模还包括压料板，压料板处在上模体下方，压料板与上模体之间设有压缩弹簧；压料板上设有刀片通孔，刀片外限位圈、刀片内限位圈和刀片均处在刀片通孔中。

6.根据权利要求5所述的具有新型冲切结构的热成型模具，其特征是：所述压料板上设有多个限位孔，限位孔包括限位孔上部和限位孔下部，限位孔下部的尺寸大于限位孔上部；各限位孔中分别设有一限位螺栓，限位螺栓的杆部穿过限位孔上部并与上模体连接，限位螺栓的头部处在限位孔下部中；所述压料板的下表面上设有下密封圈，下密封圈环绕在刀片通孔外侧；所述上模体的下表面上设有上密封圈，上密封圈环绕在刀片通孔外侧并与压料板的上表面对应配合；所述上模体中设有压缩气体进入通道、压缩气体腔和压缩气体送出通道，压缩气体送出通道上端与压缩气体腔连通，压缩气体送出通道下端处在刀片内限位圈内侧。

7.根据权利要求1-4任一项所述的具有新型冲切结构的热成型模具，其特征是：所述成型模包括边模、可相对于边模升降的第一活动模、以及可相对于边模及第一活动模升降的第二活动模，边模固定安装在下剪模板上，第一活动模设于边模的内侧，第二活动模设于第一活动模的内侧；下模还包括顶出杆、顶出杆安装板、内顶出套、内顶板和内顶板升降气缸；顶出杆安装板设于下模板下方，顶出杆上端与第二活动模连接，顶出杆的下端伸出至下模板下方并连接顶出杆安装板；下模体中设有内顶板容腔，内顶板设于内顶板容腔中，内顶出套套接在顶出杆上并可沿顶出杆上下移动，内顶出套上端与第一活动模连接，内顶出套下端与内顶板连接，内顶板升降气缸的缸体固定安装在下模板上，内顶板升降气缸的活塞杆朝上并与内顶板连接。

8.根据权利要求7所述的具有新型冲切结构的热成型模具，其特征是：所述内顶出套上安装有尼龙垫圈，尼龙垫圈处在第二活动模正下方。

9.根据权利要求1-4任一项所述的具有新型冲切结构的热成型模具，其特征是：所述成型模包括边模和活动底模，边模固定安装在下剪模板上，活动底模设于边模的内侧；下模还包括顶出杆和顶出杆安装板，顶出杆安装板设于下模板下方，顶出杆上端与活动底模连接，顶出杆的下端伸出至下模板下方并连接顶出杆安装板。

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