CN102107481B - 一种滚塑成型中空类产品尺寸精度控制方法 - Google Patents

Abstract

一种滚塑成型中空类产品尺寸精度控制方法，其特征在于：事先制作一个尺寸定型夹具；在产品脱模之后至产品定型之前，按以下步骤进行操作：第一步：将脱模后的产品夹持在所述尺寸定型夹具上；第二步：产品上设有充气口和排气口，由充气口向产品内腔充入压缩空气，使产品内腔承受正向气压0.2～0.3MPa；第三步：操作人员逐步调节夹持部件作用方向上的开合距离，当需要控制的尺寸达到产品上对应的公称尺寸时，停止调节夹持部件，同时使产品内腔的气压控制在0.4～0.5MPa；第四步：产品内腔保持第三步气压直至产品降到完全固化；第五步：停止充气，松开夹持部件，取下产品。本发明的应用，大幅提高了滚塑产品的尺寸精度等级。

Description

一种滚塑成型中空类产品尺寸精度控制方法

技术领域

本发明涉及滚塑成型中空类产品的制作方法，具体涉及一种滚塑成型中空类产品尺寸精度控制方法。所谓滚塑成型中空类产品是指以滚塑成型（亦称旋转成型或回转成型）工艺制作出的塑料中空类产品，譬如工程机械方面的油箱、水箱，汽车上的引擎盖、进气管、排气管等零部件，化工方面的各种容器，以及各种中空的车船壳体。 

背景技术

滚塑成型，也叫旋转成型或回转成型。即将粉状塑料加入到闭合模具中，模具在旋转的同时受热，塑料熔融并均匀地附于模腔表面，模具冷却后即可得到与模腔形状相同的塑料中空制品。此法具有制品壁厚易控制、模具成本较低，生产效率高，不易渗漏的优点。故，现塑料中空类产品，尤其是油箱、水箱、化工容器等较多以滚塑成型工艺制作。 

对于滚塑成型中空类产品（譬如滚塑油箱）的制作，通常由加料、封模、加热、冷却、脱模、定型等基本步骤组成。目前，滚塑成型中空类产品制作时的定型步骤的操作是：将产品在脱模（一般脱模时产品表面温度在70℃左右）后直接放置着降温，使之自然收缩完成，对其收缩过程没有加以任何控制。因此，其产品尺寸的控制仅依靠以下办法：设计人员按实验数据以及个人经验估计产品（即箱体）在脱膜后的理论收缩率，计算出理论收缩值b，而已知产品（即箱体）的公称尺寸a，则将模具的型腔尺寸设计为产品（即箱体）公称尺寸a 和理论收缩值b之和，这么从理论上讲产品（即箱体）脱模冷却后，即会收缩到公称尺寸a，满足尺寸的要求。但是，实际加工中，实际收缩率是很难估计的，直接受到产品大小、形状、结构以及材料性能、环境温度、脱模速度变化的影响。目前，仅靠设计人员按实验数据以及个人经验估计收缩率来控制尺寸，很难保证实际产品的尺寸精度，易出现大幅度的偏差，譬如同一批次不同尺寸，造成次品。譬如，现经常出现因为实际生产的滚塑油箱尺寸偏差大，而无法安装在原设计相配的机架上，甚至无法在其中加装油位传感器。 

故，如何能精确控制滚塑成型中空类产品的尺寸，是本行业技术人员一直未能解决和突破的问题。 

发明内容

本发明目的是提供一种滚塑中空类产品尺寸精度控制方法，以解决现有技术存在的滚塑中空类产品尺寸偏差大，无法控制的问题。 

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种滚塑成型中空类产品尺寸精度控制方法，滚塑模具型腔的尺寸等于产品对应的公称尺寸与理论收缩值之和； 

事先制作一个尺寸定型夹具，该尺寸定型夹具在需要控制尺寸精度的方向上，对应于产品壁面设有至少一个可开合调节距离的夹持部件；

在产品脱模之后至产品定型之前，按以下步骤进行操作：

第一步：将脱模后的产品夹持在所述尺寸定型夹具上，其中，所述夹持部件作用于产品需要控制尺寸精度方向所对应的壁面上；

第二步：产品上设有充气口和排气口，充气口、产品内腔至排气口构成一充排气通道，其中，充气口的截面面积大于排气口的截面面积，由充气口向产品内腔充入压缩空气，使产品内腔的气压维持在0.2～0.3MPa；

第三步：随着产品不断冷却收缩，操作人员逐步调节夹持部件作用方向上的开合距离，使夹持部件跟随产品收缩的同时抵靠在产品侧壁上；当需要控制的尺寸达到产品上对应的公称尺寸时，停止调节夹持部件，同时加大压缩空气的充入量，使产品内腔的气压维持在0.4～0.5MPa；

第四步：产品内腔保持第三步结束时的气压直至产品完全固化停止收缩；

第五步：停止充气，松开夹持部件，取下产品。

上述技术方案中的有关内容解释如下： 

1、上述方案中，所述产品的公称尺寸是指产品设计时的标准尺寸。

2、上述方案中，所述“尺寸定型夹具”不限于某种具体结构，只要它在需要控制尺寸精度的方向上，对应于中空类产品壁面设有夹持部件即可。所述“该尺寸定型夹具在需要控制尺寸精度的方向上，对应于产品壁面设有至少一个可开合调节距离的夹持部件”，是指对应于中空类产品所需要精确控制尺寸的部位，在其尺寸方向上设置作用于中空类产品壁面的夹持部件。 

对于中空类产品上所需要控制的尺寸，可以是中空类产品整体的高度尺寸、宽度尺寸、长度尺寸或者是中空类产品上的局部尺寸（包括几何结构尺寸），如某个凸出部高度尺寸等。一般来说，中空类产品上所需控制的尺寸即是中空类产品安装时需要用到的部位的尺寸，譬如滚塑料油箱即可将其与机架配合处的高度和宽度尺寸作为需要控制的尺寸，用尺寸定型夹具的夹持部件夹持着定位。 

4、上述方案中，所述充气口和排气口可以是在中空类产品滚塑时就制作出，也可以在中空类产品脱模后再在上面开设。 

5、上述方案中，所述排气口可以是单个排气孔，也可以由多个排气孔构成，这多个排气孔可以分散布置在中空类产品上各处。 

本发明工作原理是：本发明对中空类产品尺寸精度的控制是依靠以下两点：一是按现有技术那样将滚塑模具型腔的尺寸设计为中空类产品对应的公称尺寸与理论收缩值之和，从理论上保证中空类产品在脱模后随着降温能收缩到公称尺寸；二是在中空类产品脱模之后至中空类产品定型之前，采用尺寸定型夹具从外部夹持着中空类产品，同时在中空类产品内部充入压缩空气使内腔气压到达一定值，与外界的常压形成一定压差，即一内一外抵压着中空类产品侧壁，从而有效地减缓并加以控制产品壁面的收缩速度。特别当中空类产品收缩至公称尺寸时，中空类产品内部加大的内腔的气压，而中空类产品外部有尺寸定型夹具的夹持部件的顶压限位，以此将中空类产品侧壁定型于这个公称尺寸直至中空类产品完全固化停止收缩，严格保证了尺寸的精度。 

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果： 

由于本发明的应用，大幅提高了滚塑中空类产品的尺寸精度，譬如聚乙烯材质基本尺寸450mm～500mm的产品在夹持部件所作用的方向上的尺寸精度可控制在±0.6mm（即公差为1.2 mm）以内。按照塑料制品的尺寸精度等级国家标准（SJ1372-78）规定，基本尺寸450mm～500mm的产品公差范围在1.1mm的就是3级精度了，公差范围在1.6mm的是4级精度，故上述产品的精度等级接近于3级了，并且按塑料制品的尺寸精度等级国家标准（SJ1372-78）规定聚乙烯材质的产品只要5级精度等级就是高精度，故3级精度等级可以算是超高精度了。

附图说明

附图1为本发明实施例应用时的示意图。 

以上附图中，1、滚塑柴油箱；2、尺寸定型夹具；3、夹持部件；4、螺杆；5、充气口；6、排气口；7、压缩空气；8、操作部。 

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述： 

实施例：

一种滚塑成型中空类产品尺寸精度控制方法，滚塑模具型腔的尺寸等于产品对应的公称尺寸与理论收缩值之和。

事先制作一个尺寸定型夹具，该尺寸定型夹具在需要控制尺寸精度的方向上，对应于产品壁面设有至少一个可开合调节距离的夹持部件。 

在产品脱模之后至产品定型之前，按以下步骤进行操作： 

第一步：将脱模后的产品夹持在所述尺寸定型夹具上，其中，所述夹持部件作用于产品需要控制尺寸精度方向所对应的壁面上；

第二步：产品上设有充气口和排气口，充气口、产品内腔至排气口构成一充排气通道，其中，充气口的截面面积大于排气口的截面面积，由充气口向产品内腔充入压缩空气，使产品内腔的气压维持在0.2～0.3MPa；为保持产品内腔的气压在0.2～0.3MPa，一般来说，采用的压缩空气气源压力应为0.8～1.0MPa，控制流量为1.2～2m³/min。

第三步：随着产品不断冷却收缩，操作人员逐步调节夹持部件作用方向上的开合距离，使夹持部件跟随产品收缩的同时抵靠在产品侧壁上；当需要控制的尺寸达到产品上对应的公称尺寸时，停止调节夹持部件，同时加大压缩空气的充入量（即提高流量），使产品内腔的气压维持在0.4～0.5MPa； 

第四步：产品内腔保持第三步结束时的气压直至产品完全固化停止收缩；一般来说，产品温度降至常温后再摆放着自然降温一段时间后才会完全固化停止收缩，这段时间是按具体情况而定，如夏天可能要15～20分钟，冬天5～10分钟。

第五步：停止充气，松开夹持部件，取下产品。 

为了保证安全，从操作规范上，可规定操作人员在停止充气后，必须等待产品内部的气压降至常压后，才能松开夹持部件取下产品。 

如附图1所示，为本方法应用于滚塑柴油箱1的示意图。滚塑柴油箱1需要精确控制的是中部的高度尺寸和宽度尺寸，故如图1所示，尺寸定型夹具2为一由多根金属杆搭接成的支架形结构，其上对应滚塑柴油箱1高度尺寸方向上的顶侧壁设置六个夹持部件3，并对应滚塑柴油箱1宽度尺寸方向上的右侧壁设置四个夹持部件3，并且夹持部件3均是经螺杆4螺纹连接穿设于尺寸定型夹具2的金属杆上，通过调节螺杆尾端的操作部8可调节夹持部件3抵压于滚塑柴油箱1的侧壁上；并且，如图1所示，压缩空气7由充气口5充入滚塑柴油箱1内腔中，少量的空气再经排气口6排出，在滚塑柴油箱1内腔中进行空气流通达到散热作用，并保持滚塑柴油箱1内腔的一定值的正压。针对如附图1所示的滚塑柴油箱1，考虑其尺寸、形状，上述第二步中的滚塑柴油箱1的内腔气压可控制在0.25MPa左右，而第三步中滚塑柴油箱1的内腔气压可控制在0.35MPa左右。 

上述尺寸定型夹具2为针对滚塑柴油箱1的举例说明，实际应用中，可用其他结构的尺寸定型夹具2，本方法所述尺寸定型夹具不受如图所示尺寸定型夹具2的结构限制。 

本实施例的控制方法适用的产品不限于滚塑柴油箱1，可适用于各种滚塑中空产品，譬如工程机械方面的油箱、水箱，汽车上的引擎盖、进气管、排气管等零部件，化工方面的各种容器，以及各种中空的车船壳体。 

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。 

Claims (1)

1. 一种滚塑成型中空类产品尺寸精度控制方法，滚塑模具型腔的尺寸等于产品对应的公称尺寸与理论收缩值之和，其特征在于：

事先制作一个尺寸定型夹具，该尺寸定型夹具在需要控制尺寸精度的方向上，对应于产品壁面设有至少一个可开合调节距离的夹持部件；

在产品脱模之后至产品定型之前，按以下步骤进行操作：

第一步：将脱模后的产品夹持在所述尺寸定型夹具上，其中，所述夹持部件作用于产品需要控制尺寸精度方向所对应的壁面上；

第二步：产品上设有充气口和排气口，充气口、产品内腔至排气口构成一充排气通道，其中，充气口的截面面积大于排气口的截面面积，由充气口向产品内腔充入压缩空气，使产品内腔的气压维持在0.2～0.3MPa；

第三步：随着产品不断冷却收缩，操作人员逐步调节夹持部件作用方向上的开合距离，使夹持部件跟随产品收缩的同时抵靠在产品侧壁上；当需要控制的尺寸达到产品上对应的公称尺寸时，停止调节夹持部件，同时加大压缩空气的充入量，使产品内腔的气压维持在0.4～0.5MPa；

第四步：产品内腔保持第三步结束时的气压直至产品完全固化停止收缩；

第五步：停止充气，松开夹持部件，取下产品。

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