具有新型剪切模冷却结构的热成型模具的制作方法

本实用新型涉及热成型设备，具体地说，涉及一种具有新型剪切模冷却结构的热成型模具。

背景技术：

现有的一种用于制作塑料容器（如塑料杯、塑料盒、塑料盆等）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；上模包括上模板和上剪模板，上剪模板安装在上模板上并处在上模板下方，上剪模板上设有至少一个上剪模，上剪模具有一腔体；下模包括下模板、下模体、下剪模板和至少一个成型模，下模体安装在下模板上并处在下模板上方，下剪模板安装在下模体上并处在下模体上方，下剪模板上设有至少一个下剪模，下剪模与上剪模数量相同且一一对应，成型模与下剪模数量相同且一一对应，成型模安装在下模体上并处于对应的下剪模的内侧。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。下模通常还包括顶出杆安装板和至少一个顶出杆，顶出杆与成型模数量相同且一一对应，成型模包括边模和活动底模，边模安装在下模体上并处于对应的下剪模的内侧，活动底模与对应的顶出杆的上端连接，顶出杆安装板设于下模板下方，各顶出杆的下端均伸出至下模板下方并连接顶出杆安装板。上模通常还包括至少一个压料环，压料环与上剪模数量相同且一一对应，压料环设于上剪模的腔体内，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。上模通常还包括至少一个拉伸头、至少一个拉伸杆、拉伸杆安装板和拉伸杆安装板升降控制机构，拉伸头与上剪模数量相同且一一对应，拉伸杆与拉伸头数量相同且一一对应，拉伸头设于上剪模的腔体内（在上剪模的腔体内设有压料环的情况下，上述拉伸头处在压料环的腔体内），拉伸杆下端连接拉伸头，各拉伸杆上端均连接拉伸杆安装板，拉伸杆安装板连接拉伸杆安装板升降控制机构。

上述热成型模具中，成型模、下剪模、顶出杆、上剪模、压料环和拉伸头组成成型单元，一个成型单元可成型一个塑料容器。上述边模用于成型塑料容器的侧壁、边缘部分；活动底模用于成型塑料容器底部。

制作塑料容器时，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，在拉伸杆的带动下，各拉伸头在上剪模的腔体内向下运动，对塑料片材进行预拉伸，使塑料片材形状及尺寸与制品接近；接着，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模的上剪切刀刃和下剪模的下剪切刀刃完成剪切动作，将塑料容器从成型片材中剪切出来，获得单个的塑料容器；接着顶出杆安装板带动各顶出杆和各活动底模相对于下模板上升，将塑料容器从成型模中顶出，使塑料容器脱离成型模；然后向塑料容器吹风，将塑料容器吹离热成型模具。

上剪模和下剪模在相互配合对成型片材进行剪切的过程中，因接触到温度较高的塑料片材，其温度会升高，如果不能及时、充分地进行冷却，将会使上剪模和下剪模温度过高，高温会导致上剪模和下剪模变形，剪切配合时出现磨损，缩短使用寿命。另外，如果上剪模和下剪模温度过高，剪切时塑料片材会粘连到上剪模或下剪模，影响生产的正常进行。目前，在上剪模与上剪模板分体设计，下剪模与下上剪模板分体设计的情况下，通常在上剪模外侧、下剪模外侧设置冷却水路，向冷却水路通入冷却水后对上剪模、下剪模进行冷却。而在上剪模与上剪模板制成一体，下剪模与下剪模板制成一体的情况下，通常通过在上剪模板、下剪模板上钻孔的方式，形成冷却水路，向冷却水路通入冷却水后对上剪模、下剪模进行冷却，但是，冷却水路与上剪切刀刃所在部位、上剪切刀刃所在部位之间间距较大，冷却效率较低，难以充分对上剪模、下剪模进行冷却，且由于钻孔只能钻出直线形冷却水通道，因此上剪模、下剪模各部分与冷却水路的间距存在差异，以致上剪模、下剪模各部分无法均匀冷却。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种具有新型剪切模冷却结构的热成型模具，这种热成型模具能够实现剪切模（即上剪模和下剪模）的快速、均匀冷却，避免剪切模高温变形，有利于提高剪切模的使用寿命。采用的技术方案如下：

一种具有新型剪切模冷却结构的热成型模具，包括上模和下模；上模包括上模板和上剪模板，上剪模板安装在上模板上并处在上模板下方，上剪模板上设有至少一个上剪模，上剪模与上剪模板制成一体，上剪模具有一腔体；下模包括下模板、下模体、下剪模板和至少一个成型模，下模体安装在下模板上并处在下模板上方，下剪模板安装在下模体上并处在下模体上方，下剪模板上设有至少一个下剪模，下剪模与下剪模板制成一体，下剪模与上剪模数量相同且一一对应，成型模与下剪模数量相同且一一对应，成型模安装在下模体上并处于对应的下剪模的内侧，其特征是：各上剪模上部的内壁上分别设有上剪模冷却套，上剪模冷却套的外壁与相应的上剪模上部的内壁之间围成上剪模冷却通道；各下剪模下部的内壁分别设有下剪模冷却套，下剪模冷却套的外壁与相应的下剪模下部的内壁之间围成下剪模冷却通道。

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。

上述热成型模具中，上剪模冷却套设于上剪模上部的内壁上，其位置靠近并正对上剪切刀刃，通入冷却介质（如冷却水）后，能够快速吸收上剪切刀刃所在部位的热量，冷却效率高；同时，上剪模冷却套的形状与上剪模一致，因此上剪切刀刃各处受冷却的强度相近，使得上剪切刀刃所在部位能够受到均匀的冷却。下剪模冷却套设于下剪模下部的内壁上，其位置靠近并正对下剪切刀刃，通入冷却介质（如冷却水）后，能够快速吸收下剪切刀刃所在部位的热量，冷却效率高；同时，下剪模冷却套的形状与下剪模一致，因此下剪切刀刃各处受冷却的强度相近，使得下剪切刀刃所在部位能够受到均匀的冷却。由于上剪模和下剪模都能够被快速、均匀冷却，因此既有利于防止上剪模和下剪模因温度过高而变形，提高剪切模的使用寿命，又有利于提高生产效率。

在上剪模板上设有一个上剪模的情况下，可以将上剪模冷却通道设计成大致呈c形，其两端分别为进水端和出水端；上剪模板上设有上进水连接通道和上出水连接通道，上进水连接通道、上出水连接通道分别连接上剪模冷却通道的进水端、出水端。冷却介质（如冷却水）依次流经上进水连接通道、上剪模冷却通道、上出水连接通道，冷却介质流经上剪模冷却通道时带走相应的上剪模上的热量，对上剪模进行冷却。

在上剪模板上设有多个上剪模的情况下，所有上剪模排成一行或多行。上剪模冷却通道呈环形，处在同一行上的各上剪模冷却通道依次串接，上剪模板上设有上进水连接通道、上出水连接通道和至少一个上中间连接通道，上进水连接通道与最前一个上剪模冷却通道连接，上出水连接通道与最后一个上剪模冷却通道连接，前后相邻的两个上剪模冷却通道通过一上中间连接通道连接。冷却介质（如冷却水）进入上进水连接通道后，流经各上剪模冷却通道，最后从上出水连接通道流出，冷却介质流经上剪模冷却通道时带走相应的上剪模上的热量，对上剪模进行冷却。

在下剪模板上设有一个下剪模的情况下，可以将下剪模冷却通道设计成大致呈c形，其两端分别为进水端和出水端；下剪模板上设有下进水连接通道和下出水连接通道，下进水连接通道、下出水连接通道分别连接下剪模冷却通道的进水端、出水端。冷却介质（如冷却水）依次流经下进水连接通道、下剪模冷却通道、下出水连接通道，冷却介质流经下剪模冷却通道时带走相应的下剪模上的热量，对下剪模进行冷却。

在下剪模板上设有多个下剪模的情况下，所有下剪模排成一行或多行。下剪模冷却通道呈环形，处在同一行上的各下剪模冷却通道依次串接，下剪模板上设有下进水连接通道、下出水连接通道和至少一个下中间连接通道，下进水连接通道与最前一个下剪模冷却通道连接，下出水连接通道与最后一个下剪模冷却通道连接，前后相邻的两个下剪模冷却通道通过一下中间连接通道连接。冷却介质（如冷却水）进入下进水连接通道后，流经各下剪模冷却通道，最后从下出水连接通道流出，冷却介质流经下剪模冷却通道时带走相应的下剪模上的热量，对下剪模进行冷却。

优选方案中，上述上剪模的内壁中部设有上环形限位台阶，上剪模冷却套的下端与上环形限位台阶紧密接触。上环形限位台阶可对上剪模冷却套在上下方向上进行限位，以便于上剪模冷却套准确安装到位。

一种具体方案中，上述上剪模冷却套的外壁上安装有两个密封圈，这两个密封圈分别处在上剪模冷却通道的上下两侧，且这两个密封圈均与上剪模紧密接触。

通常，上剪模冷却套的内壁与上剪模的内壁下部平滑相接。

优选方案中，上述下剪模的内壁中部设有下环形限位台阶，下剪模冷却套的上端与下环形限位台阶紧密接触。下环形限位台阶可对下剪模冷却套在上下方向上进行限位，以便于下剪模冷却套准确安装到位。

一种具体方案中，上述下剪模冷却套的外壁上安装有两个密封圈，这两个密封圈分别处在下剪模冷却通道的上下两侧，且这两个密封圈均与下剪模紧密接触。

通常，下剪模冷却套的内壁与下剪模的内壁上部平滑相接。

优选方案中，上述成型模包括边模和活动底模，边模安装在下模体上并处于下剪模的内侧，活动底模设于边模的内侧，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；边模的外壁与下模体之间围成边模冷却通道，活动底模中设有活动底模冷却通道（顶出杆中可设有活动底模进水通道和活动底模出水通道，活动底模进水通道上端、活动底模出水通道上端分别与活动底模冷却通道的进水端、出水端连通）。

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。

本实用新型通过设置上剪模冷却套直接对上剪模冷却，设置下剪模冷却套直接对下剪模冷却，使得上剪模和下剪模都能够被快速、均匀冷却，因此既有利于防止上剪模和下剪模因温度过高而变形，提高剪切模的使用寿命，又有利于提高生产效率。

附图说明

图1是本实用新型优选实施例1的结构示意图（合模状态）；

图2是本实用新型优选实施例1中上剪模冷却通道、下剪模冷却通道的结构示意图；

图3是本实用新型优选实施例2中上剪模冷却通道、下剪模冷却通道的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，这种具有新型剪切模冷却结构的热成型模具包括上模1和下模2。

上模1包括上模板11和上剪模板12，上剪模板12安装在上模板11上并处在上模板11下方，上剪模板12上设有一个上剪模13，上剪模13与上剪模板12制成一体，上剪模13具有一腔体。上剪模13上部的内壁上设有上剪模冷却套14，上剪模冷却套14的外壁与上剪模13上部的内壁之间围成上剪模冷却通道15。

参考图2，上剪模冷却通道15设计成大致呈c形，其两端分别为进水端151和出水端152；上剪模板12上设有上进水连接通道16和上出水连接通道17，上进水连接通道16、上出水连接通道17分别连接上剪模冷却通道15的进水端151、出水端152。

本实施例中，上剪模13的内壁中部设有上环形限位台阶18，上剪模冷却套14的下端与上环形限位台阶18紧密接触。上环形限位台阶18可对上剪模冷却套14在上下方向上进行限位，以便于上剪模冷却套14准确安装到位。上剪模冷却套14的外壁上安装有两个密封圈19、110，这两个密封圈19、110分别处在上剪模冷却通道15的上下两侧，且这两个密封圈19、110均与上剪模13紧密接触。上剪模冷却套14的内壁与上剪模13的内壁下部平滑相接。

上模1还包括压料环111，压料环111设于上剪模13的腔体内，压料环111的下端面与下剪模25的上端面相匹配并且位置相对应。压料环111可在上剪模13的腔体内上下运动，合模时压料环111将塑料片材压紧在下模2上。本实施例中，压料环111与上模板11之间装有压缩弹簧112，压缩弹簧112收缩时能够使压料环111对待成型的塑料片材施加一定的压力。

上模1还包括拉伸机构，拉伸机构包括拉伸头113、拉伸杆114、拉伸杆安装板115和拉伸杆安装板升降控制机构，拉伸头113设于上剪模13的腔体内（拉伸头113处在压料环111的腔体内），拉伸杆114下端连接拉伸头113，拉伸杆114上端均伸出至上模板11上方并连接拉伸杆安装板115，拉伸杆安装板115连接拉伸杆安装板升降控制机构。拉伸杆安装板升降控制机构可设于上模板上；在上模固定在机架上的情况下，拉伸杆安装板升降控制机构也可设于机架上。拉伸杆安装板升降控制机构用于驱动拉伸杆114上下运动；在拉伸杆114的带动下，拉伸头113可在上剪模13的腔体内上下运动。当拉伸杆安装板升降控制机构驱动拉伸杆安装板115升降时，拉伸杆安装板115、拉伸杆114、拉伸头113一起升降，拉伸头113下降时对待成型片材进行预拉伸。拉伸杆安装板升降控制机构可包括拉伸气缸，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。

下模2包括下模板21、下模体22、下剪模板23和一个成型模24，下模体22安装在下模板21上并处在下模板21上方，下剪模板23安装在下模体22上并处在下模体22上方，下剪模板23上设有一个下剪模25，下剪模25与下剪模板23制成一体，成型模24安装在下模体22上并处于下剪模25的内侧。下剪模25下部的内壁设有下剪模冷却套26，下剪模冷却套26的外壁与下剪模25下部的内壁之间围成下剪模冷却通道27。

参考图2，下剪模冷却通道27设计成大致呈c形，其两端分别为进水端271和出水端272；下剪模板23上设有下进水连接通道28和下出水连接通道29，下进水连接通道28、下出水连接通道29分别连接下剪模冷却通道27的进水端271、出水端272。

本实施例中，下剪模25的内壁中部设有下环形限位台阶210，下剪模冷却套26的上端与下环形限位台阶210紧密接触。下环形限位台阶210可对下剪模冷却套26在上下方向上进行限位，以便于下剪模冷却套26准确安装到位。下剪模冷却套26的外壁上安装有两个密封圈211、212，这两个密封圈211、212分别处在下剪模冷却通道29的上下两侧，且这两个密封圈211、212均与下剪模25紧密接触。下剪模冷却套26的内壁与下剪模25的内壁上部平滑相接。

本实施例中，成型模24包括边模241和活动底模242，边模241安装在下模体22上并处于下剪模25的内侧，活动底模242设于边模241的内侧，活动底模242与顶出杆213的上端连接，顶出杆213的下端伸出至下模板21下方并连接顶出杆安装板214；边模241的外壁与下模体22之间围成边模冷却通道215，活动底模242中设有活动底模冷却通道216，顶出杆213中设有活动底模进水通道217和活动底模出水通道218，活动底模进水通道217上端、活动底模出水通道218上端分别与活动底模冷却通道216的进水端、出水端连通。

下模板21上设有上下走向的限位轴219，顶出杆安装板214上设有限位通孔220，限位轴219处在限位通孔220中，限位轴219下端安装有下限位垫圈221，下限位垫圈221处在顶出杆安装板214下方；顶出杆安装板214下降过程中，当顶出杆安装板214的下表面接触到下限位垫圈221的上端面时，顶出杆安装板214不再下降。

上剪模13下端的内缘为上剪切刀刃，下剪模25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：

成型时，上模1固定在机架上，下模2相对于上模1升降。

制作塑料容器时，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，压缩弹簧112对压料环111施加向下的推力，使压料环111将塑料片材压紧在下剪模25的上端面上，在塑料片材和上剪模13的腔体之间形成成型气室；接着拉伸杆安装板升降控制机构驱动拉伸杆安装板115下降，拉伸杆安装板115、拉伸杆114、拉伸头113一起下降；拉伸头113对塑料片材进行预拉伸；然后压缩空气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24，使塑料片材成型，并向成边模冷却通道215、活动底模冷却通道216中通入冷却水对成型模24进行冷却，使成型片材定形；随后拉伸杆安装板升降控制机构驱动拉伸杆安装板115、拉伸杆114、拉伸头113一起上升，拉伸头113回复至上剪模13的腔体内；接着下模2进一步上升，下剪模25上端外缘的下剪切刀刃与上剪模13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，将塑料容器从成型片材中剪切出来；随后下模2下降，塑料容器的边缘离开压料环111；随后顶出杆安装板214通过顶出杆213带动活动底模242相对于下模板21上升，将塑料制品从成型模24中顶出，使塑料容器脱离成型模24；然后可向塑料容器吹风，将塑料容器吹离热成型模具，从而完成一次热成型过程。随后顶出杆安装板214、顶出杆213下降并带动活动底模242下降至成型所需位置，准备下一次热成型过程。

上剪模13的冷却原理为：冷却介质（如冷却水）依次流经上进水连接通道16、上剪模冷却通道15、上出水连接通道17，冷却介质流经上剪模冷却通道15时带走相应的上剪模13上的热量，对上剪模13进行冷却。上剪模冷却套14设于上剪模13上部的内壁上，其位置靠近并正对上剪切刀刃，通入冷却介质（如冷却水）后，能够快速吸收上剪切刀刃所在部位的热量，冷却效率高；同时，上剪模冷却套15的形状与上剪模13一致，因此上剪切刀刃各处受冷却的强度相近，使得上剪切刀刃所在部位能够受到均匀的冷却。

下剪模25的冷却原理为：冷却介质（如冷却水）依次流经下进水连接通道28、下剪模冷却通道27、下出水连接通道29，冷却介质流经下剪模冷却通道27时带走相应的下剪模25上的热量，对下剪模25进行冷却。下剪模冷却套26设于下剪模25下部的内壁上，其位置靠近并正对下剪切刀刃，通入冷却介质（如冷却水）后，能够快速吸收下剪切刀刃所在部位的热量，冷却效率高；同时，下剪模冷却套26的形状与下剪模25一致，因此下剪切刀刃各处受冷却的强度相近，使得下剪切刀刃所在部位能够受到均匀的冷却。

实施例2

本实施例中，在上剪模板上设有多个上剪模，所有上剪模排成一行或多行；在下剪模板上设有多个下剪模，所有下剪模排成一行或多行。

参考图3，上剪模冷却通道15呈环形，处在同一行上的各上剪模冷却通道15依次串接，上剪模板12上设有上进水连接通道16、上出水连接通道17和至少一个上中间连接通道116，上进水连接通道16与最前一个上剪模冷却通道连接15，上出水连接通道17与最后一个上剪模冷却通道15连接，前后相邻的两个上剪模冷却通道15通过一上中间连接通道116连接。冷却介质（如冷却水）进入上进水连接通道16后，流经各上剪模冷却通道15，最后从上出水连接通道17流出，冷却介质流经上剪模冷却通道15时带走相应的上剪模上的热量，对上剪模进行冷却。

参考图3，下剪模冷却通道27呈环形，处在同一行上的各下剪模冷却通道27依次串接，下剪模板23上设有下进水连接通道28、下出水连接通道29和至少一个下中间连接通道222，下进水连接通道28与最前一个下剪模冷却通道27连接，下出水连接通道29与最后一个下剪模冷却通道27连接，前后相邻的两个下剪模冷却通道27通过一下中间连接通道222连接。冷却介质（如冷却水）进入下进水连接通道28后，流经各下剪模冷却通道27，最后从下出水连接通道29流出，冷却介质流经下剪模冷却通道27时带走相应的下剪模上的热量，对下剪模进行冷却。

本实施例的其余结构可参照实施例1设置。