治白癜风秘方 http://pf.39.net/bdfyy/bdflx/150921/4699279.html作者：刘勇（兰州兰石能源装备工程研究院有限公司）文章已刊载在《模具制造》月刊，版权归作者所有，转载请注明出处，谢谢！
分析了航空用透明塑胶杯的结构特点，介绍薄壁塑件的模具结构、设计特点、材料选用和脱模方式，及伯努利效应在薄壁件压缩空气顶出中的应用。经生产企业验证，该模具结构设计合理，完全满足薄壁杯的结构和工艺性要求，可供从事注射模设计和制造的工程技术人员参考和借鉴。
关键词：薄壁杯；空气顶出；模具设计；伯努利效应
1引言
薄壁塑件具有节约材料和成本低的优点，在一次性餐具等领域应用越来越广泛。航空餐具薄壁杯为一次性用品，使用PP材料，壁厚为0.5mm。薄壁杯外表面要求平整光滑、线条清晰、无划伤、无熔接痕、变形、内表面不得有顶针痕、浇口要求尽量小，浇口位置表面平整，薄壁杯内外表面需达到镜面光洁度。薄壁杯由于薄壁的原因，为了降低成本，缩短注射周期，要求模具注射周期控制在6s以内，对注射成型技术提出了极大的挑战。因此，薄壁杯的注射成型除了对注塑机提出高的要求外，对注射模也提出了更高的要求。本文通过薄壁杯注射模介绍伯努利效应在压缩空气顶出中的应用。2模具技术要求
薄壁杯生产批量巨大，要求塑件具有低的成本。为了缩短制件成型周期，注射模需要使用热流道系统。因没有浇道系统冷却时间的限制，塑件成型固化后便可及时顶出。同时在热流道模具中因没有流道凝料，所以无原料浪费，塑件经热流道模具成型后即为成品，无需修剪浇口及回收加工流道凝料等工序，有利于生产自动化。
为了适应薄壁杯的生产批量，塑件型腔排位为多腔模具，本副模具采用1出16的型腔排位。在薄壁杯塑料模具成型过程中，塑料熔体温度在流道系统里得到准确地控制。塑料可以更为均匀一致的状态流入各模腔，从而生产出品质一致的塑件。另外，热流道成型的塑件浇口质量好，脱模后残余应力低，塑件变形小。因此采用热流道注射能够减少废品，提高塑件质量。
因模具表面的光洁度高，需要采用瑞典一胜百模具钢材S，热处理48~52HRC，使模具具有精密高效长寿命的特点，适应高速高压注射生产。
薄壁杯模具为多腔模具，注射成型时需要承受高速高压，为了有效防止模具偏心错位，每个型腔都需要设计独立的动定模自锁结构。针对圆形塑件多腔精密模具，需要每个型腔的零件都具有互换性。
薄壁杯模具要求注射周期控制在6s以内，对动定模的冷却系统提出了很高的要求。要求冷却水路设计均匀，气路与水路交错排布，压缩空气在顶出的同时也具有冷却作用。
薄壁杯模具要求压缩空气顶出，充分利用气路设计，必须考虑克服伯努利效应对薄壁塑件下落的影响。
3模具结构设计
图1所示为一次性航空杯模具，模具为1出16多腔模具，注射成型周期为6s，采用热流道成型。型腔13底部设计定模镶件3，利于排气和便于加工。在热嘴衬套与定模镶件3之间设计了冷却水路和气路。密封圈9和密封圈11密封冷却水路以免与气路泄露。定模侧的空气从定模镶件3和热流道板4之间的气路通入，然后在定模镶件3内分成两路，一路沿着热嘴衬套与定模镶件3之间的缝隙进入型腔，密封圈25、密封圈26和密封圈27对定模镶件3和型腔13进行密封；另外一路沿定模镶件3和型腔13之间的缝隙进入型腔，密封圈28对定模镶件3和热流道板4之间进行密封，防止压缩空气泄露到模外，确保型腔内气压。型芯部分分为两部分，铍铜镶件12位于型芯15的顶端，这是最典型的设计方式。冷却水路从型芯的中心进入后，沿着圆周呈轮辐状8条运水回路冷却型芯。密封圈21、密封圈22和密封圈23对冷却回路进行密封。铍铜镶件12与型芯15之间的缝隙也设计了压缩空气内侧回路，气路同样沿圆周方向呈轮辐状设计8条，与冷却水路错开角度，避开冷却运水。分型面的吹气由通气杆31承担。分型面打开后压缩空气由通气孔29进入，高压气体将通气杆31吹起，空气从其顶部吹气口喷出，沿圆周方向呈轮辐状8条气流将塑件托举，定模的气流从航空杯底部和靠近底部侧面吹出，杯内的气流与外部气流形成合力，将塑件实现脱模。进气座37和进气座41固定在定模，阀杆38固定在动模。压缩空气通过进气座37和进气座41连接软管进入模具。阀杆38沿开模方向移动，控制进气口40启闭。
图1航空杯气动顶出模具
1.分流板2.热嘴3.定模镶件4.热流道板5.定位销6.衬套7.定模板8.密封圈A9.密封圈B10.导套11.密封圈C12.铍铜镶件13.型腔14.动模板15.型芯16.导柱17.密封圈D18.密封圈E19.密封圈F20.定位销21.密封圈G22.密封圈H23.密封圈I24.密封圈J25.密封圈K26.密封圈L27.密封圈M28.密封圈N29.通气孔30.密封圈O31.通气杆32.螺栓33.动模座板34.导柱35.通气栓36.调节螺母37.进气座38.阀杆39.导套40.进气孔41.进气座
4伯努利效应
任何一个在开模时有真空现象产生的型腔和型芯都应设计引气装置。气动顶出时利用压缩空气在模具上设置气道和细小的顶出气孔直接将塑件吹出产品上不留顶出痕迹适用于薄件或长筒形塑件。
压缩空气顶出适用于任何杯型塑件，当压缩空气进入型芯与塑件之间时，有足够的压力将塑件推出型芯。对于薄壁杯型件，塑件由于受力可能会从型芯吹出后飞向型腔内，影响注射成型周期。使用空气顶出时，必须考虑伯努利效应。侧壁在一定的角度范围内，如果空气进入型芯的位置设计不正确，将会发生这种效应。空气沿着型芯与塑件之间流出，在塑件的开口端，在塑件内侧将会形成低压状态，这将抵消压缩空气施加在塑件上的力。
这种效应带来的后果是塑件顶出一段距离后停止，然后漂浮在空气中，不从模芯上落下，吹气口可防止伯努利效应的发生，气压和气流引发的空气流动可以有效解决这个问题，从定模型腔侧和型芯侧吹气是常见的作法。另一种做法是除了定模型腔侧和型芯侧吹气外，在分型面处增加吹气，复合气流可有效将塑件吹落脱模。
5压缩空气顶出设计要点
压缩空气顶出的设计要点如下：①进入型腔和型芯的空气压力可以调节，通气孔尺寸可调；②依据开模行程计算阀杆的移动距离，自动控制进气口启闭；③根据注射周期的要求，控制通气时间，一般在1s以下；④型腔和型芯的吹气时序要设计合理，同时能够调节；⑤吹气孔的位置设计要合理，便于形成托举合力。
此外，压缩空气顶出的模具型腔需要提高加工精度，避免塑料溢入型腔之间的间隙，压缩空气必须经过净化，无水分、油污和杂质进入空气通道。生产高级食品包材和医疗用品的容器，压缩空气直接接触塑件表面时，在接入前应对空气进行消*。
气动脱模常用于大型、深腔、薄壁或软质塑件的推出，这种模具必须在模具中设置气路和气阀等结构，开模后，压缩空气（通常为0.5~0.6MPa）通过气路和气阀进入型腔，将塑件脱离模具。
薄壁塑件对定模镶件的黏附力以及对动模的包紧力都很大，由于真空吸附，这种塑件开模时很容易留在定模一侧，或者留在哪一侧不确定。为了保证塑件开模时留在动模，必须在定模侧设置进气阀结构，开模时打开定模进气阀，将塑件推出定模。对于深腔类塑件无法利用推杆推出，设计引气装置克服真空，采用气压推出的办法，效果明显。
薄壁塑件对注射工艺要求非常高，要求高速高压，必须要使用高速注塑机才可以注射。
6结束语
薄壳成型通常使用高性能专用模具，此模具必须能承受高压、高速注射，具有高刚度、高强度和极好的排气性、冷却性及良好的顶出性能。根据薄壁深腔塑料件的结构特点，通过设计合理的冷却回路和压缩空气气路，有效地克服伯努利效应的不利影响，利用伯努利效应的积极因素，使塑件推出过程平稳，模具能够高速高效运行。通过模具投产以来的使用来看，各项指标完全达到了模具式样书的规定。
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