技术领域

本发明涉及一种吹塑中空体的成型方法， 特别是一种带辅助阳模 的两片吹塑中空体的成型方法， 尤其适用于燃油箱吹塑制造的领域。 背景技术

带有 EV0H燃油阻隔层的 HDPE6层共挤吹塑技术是当今塑料燃油箱 制造的主流技术， 随着全球政府环境保护意识的增强， 相关的政策和 法规对汽车主机厂提出了严格的要求， 如美国加州出台了 PZEV即准 零排放法规要求。对于主流技术生产的塑料燃 油箱来说， 其总蒸发排 放包括汽油在油箱本体、焊接面和装配件、密 封件的蒸发排放等一般 在数百 mg/24h，所以 PZEV的排放标准对于塑料燃油箱来说非常苛刻� � 同时由于主机厂对油箱内部由于燃油晃动造成 的噪音在背景噪音的 要求的听听提高， 故需要在燃油箱内部携带大型的防浪板结构， 故需 要更大的工艺设计自由度。

为了实现这些目标，如专利 PCT/CN2012/081100涉及了一种在如何 能在降低设备和产品成本的同时， 提高产品质量和工装设计自由度， 减少中空箱体的蒸发排放量，以及可内置大型 的组件例如防浪板内置 阀管等零件的方法。对于塑料燃油箱一般要求 最小壁厚不得小于 3mm， 焊接面厚度不小于 3. 5mm, 且对于拉伸较大的区域较更难符合这样的 壁厚要求， 而出于产品单件成本的考虑又无法过高增加型 坯的壁厚， 现有的两片型坯口模的壁厚控制方法无法对拉 伸较大的局部区域进 行有效的壁厚调节使之符合最小壁厚的要求。 为了进一歩提高产品的 质量， 基于两片吹塑成型出外形更加复杂， 局部高度突出的油箱， 提 高壁厚分布均匀性减少产品重量和单件成本是 亟需解决的一个问题。 发明内容

本发明正是针对现有技术中存在的技术问题， 提供一种结构简单、 操作方便、成本较低的带辅助阳模的两片吹塑 中空箱体成型方法， 还 方法可以实现带大型内置组件的两片中空箱体 吹塑成型方法，通过对 熔融塑料型坯进行部分预拉伸， 再用真空或气压进行成型， 可成型拉 伸比更大、壁厚分布更均匀， 可使燃油箱的外形具有更大的设计自由 度， 以及更好的产品成型质量。 为了实现上述目的， 本发明的技术方案如下， 一种带辅助阳模的 两片吹塑中空箱体成型方法， 其特征在于， 所述成型方法包括以下歩 骤，

1 ) 两片型坯下料，所述两片型坯下料后分别位于 两片模具与预成 型模板之间的中间位置；

2) 模具半模与预成型模板闭合；

3) 预成型模板上的辅助阳模对熔融型坯预拉伸；

4) 内部高压吹塑， 进行两片壳体预成型；

5) 模具打开， 预成型模板退出；

6 ) 组件内置机构移入进行内置组件连接

7) 组件内置机构移出；

8) 模具二次闭合后最终吹塑成型中空箱体；

9) 模具打开并取出产品。 作为本发明的一种改进， 所述歩骤 3中预成型模板上的辅助阳模 设置为分体式结构， 其具体歩骤如下， 31 )模具半模与预成型模板闭 合后， 执行机构带动辅助阳模向模具型腔内壁方向移 动， 实现对型坯 的预拉伸， 所述执行机构包括气缸、 油缸或者电动机构。

进一歩地， 作为本发明的一种改进， 所述歩骤 3中预成型模板上 的辅助阳模设置为分体式结构， 其具体歩骤如下， 31 )模具半模与预 成型模板闭合后， 模具内真空吸附型坯， 吸附的同时， 执行机构带动 辅助阳模向模具型腔内壁方向移动， 实现对型坯的预拉伸； 所述执行 机构包括气缸、油缸或者电动机构。执行机构 带动辅助阳模向模具型 腔内壁方向移动， 熔融型坯在辅助阳模的推动下进行预拉伸， 实现对 型坯的预拉伸； 利用辅助阳模实现对型坯的预拉伸， 当辅助阳模向模 具型腔内壁的移动时，首先利用辅助阳模对需 要的型坯区域进行预拉 伸， 型坯一旦接触辅助阳模， 由于熔融的型坯与辅助阳模良好的滑动 和摩擦行为的作用被预拉伸， 故能够保持较好的壁厚分布， 克服传统 的型坯拉伸较大处的壁厚不符的问题，成型出 外形更复杂和拉伸比更 大的油箱。对模具型腔抽真空的同时， 推动熔融型坯， 向模具型腔内 壁的移动对型坯进行预拉伸。预拉伸动作完成 后开始利用高压气体对 油箱内部的型坯进行吹塑成型， 使型坯贴至模具型腔的内表面， 获得 贴合在模具半模内侧的两片壳体。

作为本发明的一种改进，所述歩骤 3中预成型模板上的辅助阳模设 置为整体式结构， 其具体歩骤如下， 31 )模具半模与预成型模板闭合 的过程中， 模具半模将型坯挤向预成型模板中的辅助阳模 ， 型坯接触 到辅助阳模后， 型坯被拉伸， 即实现对型坯的预拉伸； 32)模具半模 与预成型模板闭合后， 对片体型坯进行断料。 进一歩地， 作为本发明的一种改进， 所述歩骤 3中预成型模板上 的辅助阳模设置为整体式结构， 其还包括以下歩骤， 33 )断料后， 模 具内真空吸附型坯。上述技术方案中， 在预成型的模具半模与预成型 模板完全闭合后即完成了辅助拉伸的过程，这 种辅助拉伸主要是由于 模具半模将型坯挤向预成型模板中的辅助阳模 ，型坯一旦接触到辅助 阳模，由于熔融的型坯与辅助阳模良好的滑动 和摩擦行为作用被预拉 伸， 故能够保持较好的壁厚分布， 能够更好地成型出形状复杂和高度 较高的油箱， 更好地满足型坯拉伸较大处最小壁厚的要求。

作为本发明的一种改进， 所述歩骤 3中预成型模板上的辅助阳模 设置为合并在一起的分体式结构， 其具体歩骤如下， 31 )模具半模与 预成型模板闭合后， 模具内真空吸附型坯， 吸附的同时， 执行机构带 动辅助阳模向模具型腔内壁方向移动， 实现对型坯的预拉伸。

进一歩地， 作为本发明的一种改进， 所述歩骤 3中预成型模板上 的辅助阳模设置为合并在一起的分体式结构， 其具体歩骤如下，

31 )模具半模与预成型模板闭合的过程中， 模具半模将型坯挤向预成 型模板中的辅助阳模， 型坯接触到辅助阳模后， 型坯被拉伸， 即实现 对型坯的第一次预拉伸；

32 )模具半模与预成型模板闭合后， 模具内真空吸附型坯， 吸附的同 时， 执行机构带动辅助阳模向模具型腔内壁方向移 动， 实现对型坯的 第二次预拉伸。

上述技术方案中， 预成型模板上的辅助阳模设置为合并在一起的 分体式结构， 所述执行机构包括气缸、 油缸或者电动机构。在模具半 模与预成型模板闭合的过程中利用合并为一体 的分体式辅助阳模对 熔融型坯进行辅助拉伸， 即已完成了第一次的辅助拉伸过程， 在模具 半模与预成型模板完全闭合时将分体式辅助阳 模打开，推动型坯向模 具型腔内壁移动， 进行第二次辅助拉伸， 经过两次拉伸， 以获得更好 的辅助拉伸功能， 使得壁厚分布更加良好、 更加均匀， 更好地成型出 形状复杂和拉伸比更大的油箱。

作为本发明的一种改进， 所述歩骤 4中内部高压吹塑， 预成型完 成后， 模具打开之前， 还包括以下歩骤， 41 )辅助阳模在执行机构的 带动下， 回归至初始位置。该技术方案主要是针对辅助 阳模设置为分 体式结构来说的，当辅助阳模完成了对型坯的 拉伸后，回到初始位置， 以便于后续歩骤的继续进行。

作为本发明的一种改进， 所述辅助阳模采用聚四氟乙烯、 环氧树 脂中的一种或者几种组合。该辅助阳模在贴合 并推动型坯时一般要求 不能导致型坯温度的迅速降低，故该辅助阳模 优选地采用导热系数较 低的材料。 由于接触的熔融型坯温度一般可能要求 190 摄氏度的高 温， 故该材料还应具有耐高温的性能， 例如聚四氟乙烯、 环氧树脂、 木质材料等工程材料能够满足该机构的材料性 能要求。

作为本发明的一种改进， 所述成型方法还包括片体型坯的断料歩 骤，所述断料歩骤设置在歩骤 4内部高压吹塑之前或者与高压吹塑同 时进行，模具半模与预成型模板闭合后，就可 以对片体型坯进行断料； 所述断料通过外部切割或者口模与模芯闭合的 方法实现熔融型坯的 断料， 为连续生产提供准备。 带辅助阳模的预成型模板退出模具中间的位置 后进行内置组件 与预成型型坯的连接， 在该歩骤中， 机器人手臂首先将夹持的带内置 零件的组件内置机构移至模具之间需内置零件 的位置。在组件内置的 过程， 由于需要较大的推力， 可以采用一种机械结构固定组件内置机 构起到增强组件内置机构刚度， 防止在组件内置的过程中的晃动， 提 高组件内置的位置精度， 提高内置连接的质量。 内置零件一般包括阀 管总成、 油气分离装置、 副泵传感器、 防浪板、 管卡支架等。 机器人 手臂上带有气缸、油缸或者电机等推动装置， 用于将内置的零件与模 具型腔内部的型坯进行连接， 这种连接可采用焊接、熔接或者铆接的 方式中的一种，当采用焊接或者熔接工艺的时 需要在之前进行热板或 者红外预热， 以便于更好的实现连接性能。

利用机器人手臂组件内置机构实现内置件连接 后，该机构退出模 具的中间位置， 并进行两片模具的最终闭合， 闭合后再次进行高压吹 塑成型， 实现两片上下壳体的熔接， 得到了带有内置零件的塑料燃油 箱。

相对于现有技术， 本发明的优点如下， 本发明提供了一种两片型 坯塑料中空体特别是塑料燃油箱吹塑成型的方 法，并实现了大型内置 组件与油箱内壁的连接。在模具半模与预成型 模板闭合预成型的过程 中， 利用辅助阳模， 实现对型坯拉伸较大的区域辅助拉伸， 弥补了两 片型坯壁厚控制系统局限性， 成型出拉伸比大、壁厚分布均匀的塑料 燃油箱制造方法，即使该油箱的结构复杂，通 过辅助阳模的辅助拉伸， 也能确保油箱的壁厚分布更加良好、 更加均匀， 拉伸比更大， 可使燃 油箱的外形具有更大的设计自由度， 确保更好的产品成型质量。

附图说明

图 1为两片塑料型坯下料及设备工装示意图；

图 2为模具半模与预成型模板闭合和断料，高压� �进行壳体预成型示 意图；

图 3为模具打开， 预成型模板退出示意图；

图 4为组件内置机构移入进行内置组件连接示意� �；

图 5 为完成内置零件与油箱壳体连接后组件内置机 构移出示意图； 图 6为模具半模二次闭合示意图；

图 7为模具打开后取出的成型油箱结构示意图；

图 8 为带辅助阳模的预成型模板、 型坯、 模具的相对位置示意图； 图 9为带辅助阳模的预成型模板、 型坯、 模具闭合时的状态； 图 10 为预成型模板中的分体辅助阳模推动型坯并对 型坯进行预拉伸 示意图；

图 11为高压吹型坯成型以及两片阳模合拢至初始� ��置示意图； 图 12为模具打开， 带辅助阳模的预成型模板退出后两片型坯与模 具 贴合的示意图；

图中： 1为两片型坯， 2为模具半模， 3为预成型模板， 4为辅助阳模， 5为机器人手臂，6为组件内置机构， 7为底座， 8为油箱。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解和认识，下面结合附 图和具体实施方式 对本发明做出进一歩的说明和介绍。 实施例 1：

参见图 1一图 12，一种带辅助阳模的两片吹塑中空箱体成型� ��法， 所述成型方法包括以下歩骤，

1 ) 两片型坯 1下料， 所述两片型坯 1下料后分别位于两片模具半模 2与预成型模板 3之间的中间位置， 具体参见图 1，

2 ) 模具半模 2与预成型模板 3闭合； 参见图 2，

3 ) 预成型模板 3上的辅助阳模 4对熔融型坯预拉伸；

4) 内部高压吹塑， 进行两片壳体预成型；

5 ) 模具半模 2打开， 预成型模板 3退出； 参见图 3，

6)组件内置机构 6移入进行内置组件连接， 参见图 4， 带辅助阳模 4 的预成型模板 3 退出模具中间的位置后进行内置组件与预成型 型坯 的连接， 在该歩骤中， 机器人手臂 5首先将夹持的带内置零件的组件 内置机构 6移至模具之间需内置零件的位置。在组件内� �的过程， 由 于需要较大的推力，可以采用一种机械结构固 定组件内置机构起到增 强组件内置机构刚度， 防止在组件内置的过程中的晃动， 提高组件内 置的位置精度， 提高内置连接的质量。 内置零件一般包括阀管总成、 油气分离装置、 副泵传感器、 防浪板、 管卡支架等。 机器人手臂上带 有气缸、油缸或者电机等推动装置， 用于将内置的零件与模具型腔内 部的型坯进行连接， 这种连接可采用焊接、熔接或者铆接的方式中 的 一种，当采用焊接或者熔接工艺的时需要在之 前进行热板或者红外预 热， 以便于更好的实现连接性能； 7) 组件内置机构 6移出； 参见图 5， 8) 模具半模 2二次闭合后最终吹塑成型中空箱体； 参见图 6， 9) 模具打开并取出产品。 参见图 7， 利用机器人手臂组件内置机构实现 内置件连接后， 该机构退出模具的中间位置， 并进行两片模具的最终 闭合， 闭合后再次进行高压吹塑成型， 实现两片上下壳体的熔接， 得 到了带有内置零件的塑料燃油箱 8。

该方案中，利用辅助阳模 4，实现对型坯拉伸较大的区域辅助拉伸， 弥补了两片型坯壁厚控制系统局限性， 成型出拉伸比大、壁厚分布均 匀的塑料燃油箱制造方法， 即使该油箱的结构复杂， 通过辅助阳模的 辅助拉伸， 也能确保油箱的壁厚分布更加良好、 更加均匀， 拉伸比更 大， 可使燃油箱的外形具有更大的设计自由度， 确保更好的产品成型 质量。

实施例 2：

参见图 10， 作为本发明的一种改进， 所述歩骤 3中预成型模板上 的辅助阳模 4设置为分体式结构， 其具体歩骤如下， 31 ) 模具半模 2 与预成型模板 3闭合后，执行机构带动辅助阳模 4向模具型腔内壁方 向移动， 实现对型坯的预拉伸， 所述执行机构包括气缸、 油缸或者电 动机构。所述执行机构包括气缸、 油缸或者电动机构。执行机构带动 辅助阳模向模具型腔内壁方向移动，熔融型坯 在辅助阳模的推动下进 行预拉伸， 实现对型坯的预拉伸； 利用辅助阳模 4实现对型坯的预拉 伸， 当辅助阳模 4向模具型腔内壁的移动时， 首先利用辅助阳模对需 要的型坯区域进行预拉伸， 型坯一旦接触辅助阳模， 由于熔融的型坯 与辅助阳模良好的滑动和摩擦行为的作用被预 拉伸，故能够保持较好 的壁厚分布， 克服传统的型坯拉伸较大处的壁厚不符的问题 ， 成型出 外形更复杂和拉伸比更大的油箱。对模具型腔 抽真空的同时， 推动熔 融型坯， 向模具型腔内壁的移动对型坯进行预拉伸。预 拉伸动作完成 后开始利用高压气体对油箱内部的型坯进行吹 塑成型，使型坯贴至模 具型腔的内表面， 获得贴合在模具半模内侧的两片壳体。其余结 果和 优点与实施例 1完全相同。

实施例 3：

参见图 10， 进一歩地， 作为本发明的一种改进， 所述歩骤 3中预 成型模板 3上的辅助阳模 4设置为分体式结构，其具体歩骤如下， 31 ) 模具半模 2与预成型模板 3闭合后， 模具内真空吸附型坯， 吸附的同 时， 执行机构带动辅助阳模 4向模具型腔内壁方向移动， 实现对型坯 的预拉伸； 所述执行机构包括气缸、 油缸或者电动机构。执行机构带 动辅助阳模向模具型腔内壁方向移动，熔融型 坯在辅助阳模 4的推动 下进行预拉伸， 实现对型坯的预拉伸； 利用辅助阳模 4实现对型坯的 预拉伸， 当辅助阳模 4向模具型腔内壁的移动时， 首先利用辅助阳模 4对需要的型坯区域进行预拉伸， 型坯一旦接触辅助阳模 4， 由于熔 融的型坯与辅助阳模良好的滑动和摩擦行为的 作用被预拉伸，故能够 保持较好的壁厚分布， 克服传统的型坯拉伸较大处的壁厚不符的问 题， 成型出外形更复杂和拉伸比更大的油箱。对模 具型腔抽真空的同 时， 推动熔融型坯， 向模具型腔内壁的移动对型坯进行预拉伸。预 拉 伸动作完成后开始利用高压气体对油箱内部的 型坯进行吹塑成型，使 型坯贴至模具型腔的内表面， 获得贴合在模具半模内侧的两片壳体。 其余结果和优点与实施例 1完全相同。 实施例 4：

作为本发明的一种改进， 所述歩骤 3中预成型模板 3上的辅助阳 模 4设置为整体式结构， 其具体歩骤如下， 31 )模具半模 2与预成型 模板 3闭合的过程中，模具半模 2将型坯挤向预成型模板 3中的辅助 阳模 4， 型坯接触到辅助阳模 4后， 型坯被拉伸， 即实现对型坯的预 拉伸； 32 )模具半模 2与预成型模板 3闭合后，对片体型坯进行断料。 该技术方案中，在预成型的模具半模与预成型 模板完全闭合后即完成 了辅助拉伸的过程，这种辅助拉伸主要是由于 模具半模将型坯挤向预 成型模板中的辅助阳模， 型坯一旦接触到辅助阳模， 由于熔融的型坯 与辅助阳模良好的滑动和摩擦行为作用被预拉 伸，故能够保持较好的 壁厚分布， 能够更好地成型出形状复杂和高度较高的油箱 ， 更好地满 足型坯拉伸较大处最小壁厚的要求。其余结果 和优点与实施例 1完全 相同。

实施例 5：

进一歩地， 作为本发明的一种改进， 所述歩骤 3 中预成型模板 3 上的辅助阳模 4设置为整体式结构，其还包括以下歩骤， 33 )断料后， 模具内真空吸附型坯。 真空吸附是为了更好的保证壁厚分布的均匀 性， 能够更好地成型出形状复杂和高度较高的油箱 ， 更好地满足型坯 拉伸较大处最小壁厚的要求。 其余结果和优点与实施例 1完全相同。 实施例 6：

作为本发明的一种改进，所述歩骤 3中预成型模板上的辅助阳模 4设 置为合并在一起的分体式结构， 其具体歩骤如下， 31 )模具半模 2与 预成型模板 3闭合后， 模具内真空吸附型坯， 吸附的同时， 执行机构 带动辅助阳模向模具型腔内壁方向移动， 实现对型坯的预拉伸。

该过程中在模具半模与预成型模板完全闭合 时将分体式辅助阳模打 开， 推动型坯向模具型腔内壁移动， 进行一次辅助拉伸， 以获得更好 的辅助拉伸功能， 使得壁厚分布更加良好、 更加均匀， 更好地成型出 形状复杂和拉伸比更大的油箱。 其余结果和优点与实施例 1 完全相 同。

实施例 7：

进一歩地， 作为本发明的一种改进， 所述歩骤 3中预成型模板上 的辅助阳模 4设置为合并在一起的分体式结构，其具体歩� �如下， 31 ) 模具半模 2与预成型模板 3闭合的过程中，模具半模将型坯挤向预成 型模板中的辅助阳模， 型坯接触到辅助阳模后， 型坯被拉伸， 即实现 对型坯的第一次预拉伸； 32 )模具半模 2与预成型模板 3闭合后， 模 具内真空吸附型坯， 吸附的同时， 执行机构带动辅助阳模向模具型腔 内壁方向移动， 实现对型坯的第二次预拉伸。

上述技术方案中， 预成型模板上的辅助阳模设置为合并在一起的 分体式结构， 所述执行机构包括气缸、 油缸或者电动机构。在模具半 模与预成型模板闭合的过程中利用合并为一体 的分体式辅助阳模对 熔融型坯进行辅助拉伸， 即已完成了第一次的辅助拉伸过程， 在模具 半模与预成型模板完全闭合时将分体式辅助阳 模打开，推动型坯向模 具型腔内壁移动， 进行第二次辅助拉伸， 经过两次拉伸， 以获得更好 的辅助拉伸功能， 使得壁厚分布更加良好、 更加均匀， 更好地成型出 形状复杂和拉伸比更大的油箱。 其余结果和优点与实施例 1 完全相 同。

实施例 8：

作为本发明的一种改进， 所述歩骤 4中内部高压吹塑， 预成型完 成后， 模具打开之前， 还包括以下歩骤， 41 )辅助阳模 4在执行机构 的带动下， 回归至初始位置。该技术方案主要是针对辅助 阳模设置为 分体式结构来说的， 当辅助阳模完成了对型坯的拉伸后， 回到初始位 置， 以便于后续歩骤的继续进行。其余结果和优点 与实施例 1完全相 同。

实施例 9：

作为本发明的一种改进， 所述辅助阳模 4采用聚四氟乙烯、 环氧 树脂中的一种或者几种组合。该辅助阳模在贴 合并推动型坯时一般要 求不能导致型坯温度的迅速降低，故该辅助阳 模优选地采用导热系数 较低的材料。由于接触的熔融型坯温度一般可 能要求 190摄氏度的高 温， 故该材料还应具有耐高温的性能， 例如聚四氟乙烯、 环氧树脂、 木质材料等工程材料能够满足该机构的材料性 能要求。其余结果和优 点与实施例 1完全相同。

实施例 10：

作为本发明的一种改进， 所述成型方法还包括片体型坯的断料歩 骤，所述断料歩骤设置在歩骤 4内部高压吹塑之前或者与高压吹塑同 时进行，模具半模与预成型模板闭合后，就可 以对片体型坯进行断料； 所述断料通过外部切割或者口模与模芯闭合的 方法实现熔融型坯的 断料， 为连续生产提供准备。 其余结果和优点与实施例 1完全相同。 根据需要， 本发明还可以将实施例 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10 所述技术特征中的至少一个与实施例 1组合， 形成新的实施方式。 需要说明的是上述实施例仅仅是本发明的较佳 实施例，并没有用来限 定本发明的保护范围，在上述基础上所作出的 等同替换或者替代均属 于本发明的保护范围， 本发明的保护范围以权利要求书为准。