[发明专利]一种热成型模具

说明书

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

现有的用于制作腔体深度较大的塑料制品（如塑料杯、塑料盒子等）的热成型模具，包括上模和下模；上模包括上模板、上模体、拉伸头、拉伸杆和拉伸杆升降控制机构，上模体安装在上模板上，上模体具有一下端开口的腔体，上模体的侧壁上设有压缩气体进入通道，压缩气体进入通道与上模体的腔体连通，拉伸头设于上模体的腔体内，拉伸杆下端连接拉伸头，拉伸杆上端连接拉伸杆升降控制机构的动力输出端，拉伸杆升降控制机构用于驱动拉伸杆上下运动（通常一个上模板上安装有多个上模体，各上模体所对应的拉伸杆的上端连接至同一个拉伸杆安装板，拉伸杆安装板连接拉伸杆升降控制机构的动力输出端，由同一个拉伸杆升降控制机构同时驱动各拉伸杆上下运动）；下模包括下模板和成型模，成型模安装在下模板上，成型模具有一上端开口的成型模腔；另外，为缩短成型周期，下模上通常还设有模具内循环冷却水路，对成型模进行冷却，使塑料制品快速冷却定形。其中，拉伸头、拉伸杆和拉伸杆升降控制机构的作用是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。在拉伸杆升降控制机构的带动下，拉伸头在下述两种状态之间进行切换：第一种状态为，拉伸头往下运动，对塑料片材初步拉伸，此时拉伸头插入成型模腔中；第二种状态为，拉伸头上升复位，此时拉伸头退回至上模体的腔体内。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，在塑料片材和上模体之间形成成型气室；随后拉伸杆升降控制机构带动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；然后经压缩气体进入通道向成型气室中通入压缩气体，在压缩气体的作用下，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，形成成片的塑料制品。成片的塑料制品经剪切后（可由设于热成型模具后方的冲剪装置进行剪切），得到单个的塑料制品。

在上述热成型模具的基础上增加下述结构，使热成型模具在对经过加热的塑料片材进行成型之后，还能够进行剪切，脱模后即可获得单个的塑料制品：上模还包括环形的上剪模，上剪模设于上模体下端（上剪模可通过连接件与上模体固定连接，也可与上模体制成一体），通常上剪模下端的内缘为上剪切刀刃；下模还包括下剪模、顶出杆和顶出杆升降驱动机构，下剪模安装在下模板上，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，顶出杆下端与顶出杆升降驱动机构的动力输出端连接，顶出杆升降驱动机构用于驱动顶出杆及活动底模上下运动（通常一个下模板上安装有多个成型模，各成型模对应的顶出杆的下端连接至同一个顶出杆安装板，顶出杆安装板连接顶出杆升降控制机构的动力输出端，由同一个顶出杆升降驱动机构同时驱动各顶出杆上下运动）。上模还可包括压料环，压料环可在上模体的腔体内上下运动，压料环用于压住塑料片材。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，在塑料片材和上模体之间形成成型气室（在设有压料环的情况下，压料环将塑料片材压紧在下剪模或成型模的上端面上），随后拉伸杆升降控制机构带动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；然后经压缩气体进入通道向成型气室中通入压缩气体，在压缩气体的作用下，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。

上述拉伸杆升降控制机构优选伺服电机作为动力源（也可采用气缸作为动力源），由于拉伸时需要驱动拉伸头快速往下运动，拉伸头往下运动时需要瞬时启停，拉伸头往下运动的速度往往需要瞬时达到1000毫米/秒（mm/s），因此拉伸头启动时加速度要求非常大，所用伺服电机的功率也随之增加，而且伺服电机本身的惯量也会增加，这样，造成伺服电机往往要在克服自身较大惯量的前提下快速启停，以致伺服电机功率增加后，驱动速度仍然难以提升，能耗高。