CN101428471A - 热成型模具 - Google Patents

Abstract

一种热成型模具，包括上模和下模；上模包括上模板、上剪模和压料环，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；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，其特征是：所述下模还包括成型模升降驱动机构，成型模升降驱动机构与成型模连接；下剪模的上端面与压料环的下端面相匹配并且位置相对应。本发明在制造具有反扣结构的塑料制品的过程中，脱模时，塑料制品由压料环压紧在下剪模上，成型模升降驱动机构带动成型模在下剪模的腔体内下降，使塑料制品的反扣结构与成型模相脱离，从而顺利地完成脱模过程，并且避免塑料制品变形或损伤，确保产品质量。

Description

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。

这种热成型模具包括上模和下模。

上模包括上模板、上剪模、压料环和拉伸杆。上剪模安装在上模板上，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，压料环与上模板之间装有压缩弹簧；压料环外侧有密封圈，使压料环上端与上剪模的腔体内壁形成压力气室，压力气室可通入压缩气体，以调整压料环的压料压力。拉伸杆可上下运动；拉伸杆下端连接拉伸头，拉伸头设于上剪模的腔体内，在拉伸杆的带动下，拉伸头可在上剪模的腔体内上下运动；拉伸杆上端连接拉伸杆安装板，拉伸杆安装板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。

下模包括下模板、下剪模、成型模和顶出杆。下剪模固定安装在下模板上，下剪模具有一腔体，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。成型模固定安装在下模板上并处于下剪模的腔体内；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，顶出杆安装板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，对成型模及活动底模进行冷却，使制品快速冷却定形。

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，压料环将片材压紧在下剪模和/或成型模的上端面上，在塑料片材和压料环之间形成成型气室，随后拉伸气缸带动拉伸杆安装板、拉伸杆和拉伸头往下运动，将塑料片材初步拉伸成与拉伸头相似的形状；然后向成型气室中通入压缩空气，在压缩空气的作用下，塑料片材紧贴成型模，随后模具内循环冷却水路对成型模进行冷却，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、顶出杆和活动底模上升，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。

这种热成型模具脱模时，依靠顶出杆的推力将塑料制品从成型模中顶出，完成脱模动作，但是，有些塑料制品(如塑料杯、塑料盒子等)需要与盖子配合，为了使盖子与塑料制品扣紧并保持良好的密封，必须在塑料制品的开口外沿设置反扣结构，也就是说成型的塑料制品的开口外沿具有反扣结构，这样，剪切后塑料制品的反扣结构紧扣住成型模相应的部位，在脱模时如果直接采用顶出杆顶出塑料制品，则不能顺利地使塑料制品的反扣结构从成型模脱离，顶出过程中很容易造成塑料制品变形或损伤，产生大量的次品和废品。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够使具有反扣结构的塑料制品顺利脱模的热成型模具。采用的技术方案如下：

一种热成型模具，包括上模和下模；上模包括上模板、上剪模和压料环，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；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，其特征是：所述下模还包括成型模升降驱动机构，成型模升降驱动机构与成型模连接；下剪模的上端面与压料环的下端面相匹配并且位置相对应。

上述成型模升降驱动机构的作用是：脱模时，带动成型模在下剪模的腔体内下降(此时塑料制品由压料环压紧在下剪模上)，使塑料制品的反扣结构与成型模相脱离；完成脱模后，带动成型模在下剪模的腔体内上升，使成型模回复至成型所需的位置。

优选上述成型模升降驱动机构包括脱模气缸，脱模气缸的缸体安装在下模板上，脱模气缸的活塞杆与成型模连接。通常，可将成型模安装在成型模安装板上，脱模气缸的活塞杆与成型模安装板连接。

为了使成型模平稳地升降，上述下剪模腔体的内侧壁与成型模的外侧壁相匹配，成型模与下剪模腔体作滑动配合，也就是说，下剪模腔体的内侧壁可引导成型模平稳地升降。

优选上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，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，顶出杆的下端伸出至下模板下方并连接顶出杆安装板，顶出杆安装板与顶出杆升降驱动机构连接。脱模时，在塑料制品的反扣结构脱离成型模之后，顶出杆上升并将塑料制品顶出。

另外，为缩短成型周期，通常还设置模具内循环冷却水路，对成型模和/或活动底模进行冷却，使制品快速冷却定形。在一具体方案中，模具内循环冷却水路由设于顶出杆中的冷却水通道、设于活动底模中的冷却水通道构成。

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。

上述压料环可在上剪模的腔体内上下运动，压料环外侧有密封圈，使压料环与上剪模的腔体内壁形成压力气室。当上模与下模合模时，压力气室中通入压缩气体，压缩气体对压料环施加向下的推力，使压料环将片材压紧在下剪模上。通过调节压缩气体的气压，可调整压料环的压力。

为了使压料环平稳移动，优选在压料环的上部设有导向段，上模板上设有上下走向的导套，压料环的上部处于该导套中并与该导套作滑动配合。

为了能够调节压料环的行程，使压料环能够对片材施加合适的压力，优选压料环的上部设有螺纹段，螺纹段处于导向段的上方，螺纹段上安装有调节螺母。当上模与下模分开时，在重力作用下，压料环的下端伸出上剪模，调节螺母的下端面与上模板接触(设有导套时，调节螺母的下端面与导套接触)，因此，通过调整调节螺母在螺纹段上的安装位置，可调节压料环的下端伸出部分的长度。

采用正压热成型工艺时，压料环具有一腔体，上剪模的侧壁设有压缩气体进入通道，压料环的侧壁设有至少一个进气口，进气口将压缩气体进入通道与压料环的腔体连通。热成型模具合模时，压料环将片材压紧在下剪模的上端面上，在塑料片材和压料环腔体之间形成成型气室，压缩空气经压缩气体进入通道、进气口进入成型气室中，在压缩空气的作用下，塑料片材紧贴成型模，经冷却后定形成制品。

为了使成型气室内部气压均匀，优选在压料环侧壁的外侧面设有环形凹槽，环形凹槽与压缩气体进入通道连通；压料环的侧壁设有多个上述进气口，进气口沿环形凹槽的周向排列(优选进气口沿环形凹槽的周向均匀布置)，各进气口一端与环形凹槽连通、另一端与压料环的腔体连通。合模时压缩空气经压缩气体进入通道进入环形凹槽，经环形凹槽引导后，从各进气口进入成型气室中。

为了使成型时塑料制品的边缘有足够的片材拉伸，使其拉伸比比较小，从而使塑料制品边缘的片材厚度与其他部位的片材厚度接近，使塑料制品边缘的强度比较好，优选上模还包括拉伸头、拉伸杆、拉伸杆安装板和拉伸气缸，拉伸杆下端连接拉伸头，拉伸头设于压料环的腔体内，拉伸杆上端连接拉伸杆安装板，拉伸杆安装板连接拉伸气缸的活塞杆。拉伸气缸的缸体可安装在上模板上；在上模固定在机架上的情况下，拉伸气缸的缸体也可安装在机架上。拉伸气缸用于驱动拉伸杆上下运动；在拉伸杆的带动下，拉伸头可在压料环的腔体内上下运动。拉伸头的形状与制品形状类似，而尺寸略小于制品，拉伸头的表面通常是光滑的。合模时，在拉伸杆的带动下，拉伸头在压料环的腔体内向下运动，对片材进行预拉伸，使片材形状及尺寸与制品接近，然后再进一步成型。

为了使拉伸头平稳移动，优选在压料环的上部设有上下走向的导向孔，拉伸杆处于该导向孔中并与该导向孔作滑动配合。

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，上模相对于上模升降。

本发明在制造具有反扣结构的塑料制品的过程中，脱模时，塑料制品由压料环压紧在下剪模上，成型模升降驱动机构带动成型模在下剪模的腔体内下降，使塑料制品的反扣结构与成型模相脱离，从而顺利地完成脱模过程，并且避免塑料制品变形或损伤，确保产品质量。

附图说明

图1是本发明优选实施例的结构示意图；

图2是图1中A部分的放大图；

图3是图1中下模的B-B剖视图；

图4是图1所示热成型模具制作的塑料制品的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，这种热成型模具包括上模1和下模2。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14，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14内；压料环13可在上剪模12的腔体14内上下运动，压料环13外侧有密封圈15，使压料环13与上剪模12的腔体14内壁形成压力气室118。通过调节进入压力气室118的压缩气体的气压，可调整压料环13的压力。

压料环13的上部设有导向段16，上模板11上设有上下走向的导套17，压料环13的上部处于该导套17中并与该导套17作滑动配合。

压料环13的上部设有螺纹段18，螺纹段18处于导向段16的上方，螺纹段18上安装有调节螺母19。当上模1与下模2分开时，在重力作用下，压料环13的下端伸出上剪模12，通过调整调节螺母19在螺纹段18上的安装位置，可调节压料环13的下端伸出部分的长度。

本实施例采用正压热成型工艺，压料环13具有一腔体110，上剪模12的侧壁设有压缩气体进入通道111；压料环13侧壁的外侧面设有环形凹槽112，环形凹槽112与压缩气体进入通道111连通；压料环13的侧壁设有多个进气口113，进气口113沿环形凹槽112的周向排列(进气口113沿环形凹槽112的周向均匀布置)，各进气口113一端与环形凹槽112连通、另一端与压料环13的腔体110连通。

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。

参考图3，下模2包括下模板21、下剪模22、成型模23、成型模升降驱动机构和顶出杆24。

下剪模22固定安装在下模板21上，下剪模22具有一腔体25，成型模23设于下剪模22的腔体25内；下剪模腔体25的内侧壁与成型模23的外侧壁相匹配，成型模23与下剪模腔体25作滑动配合，也就是说，下剪模腔体25的内侧壁可引导成型模23平稳地升降。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。

参考图2，成型模23的上部的剖面呈梯形状，其宽度自上至下逐渐减小，这部分结构用于使成型的塑料制品3的开口外沿具有相应的反扣结构。如图4所示，成型的塑料制品3的开口外沿具有一个环形槽31，环形槽31的形状及尺寸与成型模23的上部对应，槽中部的宽度小于槽底的宽度，环形槽31构成塑料制品3的反扣结构，因此，在脱模之前，塑料制品3的开口外沿紧扣成型模23的上部。

成型模升降驱动机构包括脱模气缸26，脱模气缸26的缸体261安装在下模板21上；各成型模23安装在成型模安装板27上，脱模气缸26的活塞杆262与成型模安装板27连接。

成型模23的底部设有活动底模28，活动底模28与成型模23相互独立，活动底模28与顶出杆24的上端连接，顶出杆24的下端伸出至下模板21下方并连接顶出杆安装板29，顶出杆安装板29与顶出杆升降驱动机构连接。顶出杆升降驱动机构(可采用气缸)属本领域目前常用的技术，在此不作详细描述，图1中也没有画出。

下模2中还设有模具内循环冷却水路，模具内循环冷却水路由设于顶出杆24中的冷却水通道210、设于活动底模28中的冷却水通道211构成，冷却水通道210与冷却水通道211连通，可对活动底模28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。

下面简述一下本热成型模具的工作原理：

制作塑料制品3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118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将片材压紧在下剪模22的上端面上，压料环13的腔体110下端的开口被塑料片材密封而形成成型气室；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；然后压缩空气经压缩气体进入通道111、环形凹槽112、进气口113进入上述成型气室中，在压缩空气的作用下，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的腔体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3从成型片材中剪切出来，获得单个的塑料制品3；随后脱模气缸26的活塞杆262收缩，带动成型模23在下剪模22的腔体25内下降(此时塑料制品3的边缘由压料环13压紧在下剪模22上)，使塑料制品3的反扣结构与成型模23相脱离；然后下模2下降，塑料制品3的边缘离开压料环13；随后顶出杆24上升，活动底模28随着上升并将塑料制品3顶出；然后向塑料制品3吹风，将塑料制品3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28随着下降至成型所需的位置；脱模气缸26的活塞杆262伸出，带动成型模23在下剪模22的腔体25内上升，使成型模23回复至成型所需的位置，准备下一次热成型过程。

Claims (10)

1、一种热成型模具，包括上模和下模；上模包括上模板、上剪模和压料环，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；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，其特征是：所述下模还包括成型模升降驱动机构，成型模升降驱动机构与成型模连接；下剪模的上端面与压料环的下端面相匹配并且位置相对应。

2、根据权利要求1所述的热成型模具，其特征是：所述成型模升降驱动机构包括脱模气缸，脱模气缸的缸体安装在下模板上，脱模气缸的活塞杆与成型模连接。

3、根据权利要求1或2所述的热成型模具，其特征是：所述下剪模腔体的内侧壁与成型模的外侧壁相匹配，成型模与下剪模腔体作滑动配合。

4、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，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，顶出杆的下端伸出至下模板下方并连接顶出杆安装板，顶出杆安装板与顶出杆升降驱动机构连接。

5、根据权利要求1或2所述的热成型模具，其特征是：所述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。

6、根据权利要求1或2所述的热成型模具，其特征是：所述压料环的上部设有导向段，上模板上设有上下走向的导套，压料环的上部处于该导套中并与该导套作滑动配合。

7、根据权利要求6所述的热成型模具，其特征是：所述压料环的上部设有螺纹段，螺纹段处于导向段的上方，螺纹段上安装有调节螺母。

8、根据权利要求1或2所述的热成型模具，其特征是：所述压料环具有一腔体，上剪模的侧壁设有压缩气体进入通道，压料环的侧壁设有至少一个进气口，进气口将压缩气体进入通道与压料环的腔体连通。

9、根据权利要求8所述的热成型模具，其特征是：所述压料环侧壁的外侧面设有环形凹槽，环形凹槽与压缩气体进入通道连通；压料环的侧壁设有多个所述进气口，进气口沿环形凹槽的周向排列，各进气口一端与环形凹槽连通、另一端与压料环的腔体连通。

10、根据权利要求1或2所述的热成型模具，其特征是：所述上模还包括拉伸头、拉伸杆、拉伸杆安装板和拉伸气缸，拉伸杆下端连接拉伸头，拉伸头设于压料环的腔体内，拉伸杆上端连接拉伸杆安装板，拉伸杆安装板连接拉伸气缸的活塞杆；压料环的上部设有上下走向的导向孔，拉伸杆处于该导向孔中并与该导向孔作滑动配合。

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