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Title:
METHOD FOR FORMING HOLLOW BOX BODY PROVIDED WITH BUILT-IN COMPONENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/023053
Kind Code:
A1
Abstract:
A method for forming a hollow box body provided with a built-in component comprises the following steps: a) feeding, wherein two sheets of plasticizing parisons are respectively laid off to two gaps formed by a preformed template and a mold semi-mold; b) closing the mold semi-mold and the preformed template; c) performing blow molding under high pressure; d) fracturing and fixing the sheet-shaped parison; e) preheating the parison connected to the built-in component; f) opening a mold, removing the preformed template; g) fixing the built-in component; h) performing secondary closing on the mold; i) cooling a blade position of the mold, and performing blow molding under high pressure to form the hollow box body.

Inventors:
WANG YE (CN)
GAO DEJUN (CN)
WU LUSHUN (CN)
SU WEIDONG (CN)
SUN YAN (CN)
JIANG LIN (CN)
XU SONGJUN (CN)
LIU LIANG (CN)
Application Number:
PCT/CN2012/081100
Publication Date:
February 13, 2014
Filing Date:
September 07, 2012
Export Citation:
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Assignee:
YAPP AUTOMOTIVE PARTS CO LTD (CN)
WANG YE (CN)
GAO DEJUN (CN)
WU LUSHUN (CN)
SU WEIDONG (CN)
SUN YAN (CN)
JIANG LIN (CN)
XU SONGJUN (CN)
LIU LIANG (CN)
International Classes:
B29C69/00; B29L22/00
Foreign References:
CN101733933A2010-06-16
CN101489759A2009-07-22
CN102490365A2012-06-13
CN102363359A2012-02-29
CN101856875A2010-10-13
JP2003276095A2003-09-30
Attorney, Agent or Firm:
NANJING ZHONGLIAN PATENT AGENCY CO., LTD (CN)
南京众联专利代理有限公司 (CN)
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Claims:
权 利 要 求

1、 一种设置有内置组件的中空箱体成型方法, 其特征在于, 所述方 法包括以下歩骤:

a) 给料, 该歩骤主要为两片塑化型坯分别下料至预成型模板和模具 半模形成的两个间隙内;

b ) 模具半模与预成型模板闭合;

c ) 高压吹塑成型;

d) 片体型坯的断料与固定;

e ) 连接内置组件的型坯预热;

f ) 模具打开, 预成型模板退出;

g) 内置组件固定;

h) 模具二次闭合;

i ) 模具刀口位置冷却, 高压吹塑, 形成中空箱体。

2、 根据权利要求 1所述的设置有内置组件的中空箱体成型方法, 其 特征在于, 所述模具的刀口位置处设置有实现冷水热水切换功能的 温度调节装置, 在模具半模与预成型模板闭合后, 高压吹塑成型前, 温度调节装置通过切换至热水对型坯进行保温; 模具二次闭合后, 温 度调节装置切换至冷水, 实现模具刀口位置冷却。

3、 根据权利要求 1所述的设置有内置组件的中空箱体成型方法, 其 特征在于, 所述预成型模板上设置有加热装置, 在高压吹塑成型完成 后, 加热装置对需要连接内置组件型坯位置进行加热, 加热温度控制 在 130— 170摄氏度。 4、 根据权利要求 1所述的设置有内置组件的中空箱体成型方法, 其 特征在于, 在高压吹塑成型完成后, 通过设置在片体成型装置上的切 割部件对坯料进行切割, 实现片体型坯的断料与固定。

5、根据权利要求 1一 4任意一项权利要求所述的设置有内置组件的中 空箱体成型方法, 其特征在于, 所述内置组件固定歩骤为, 通过机器 人手臂将内置组件连接至所需位置, 所述连接方式采用焊接、或者熔 接或者铆接中的一种。

6、根据权利要求 1一 4任意一项权利要求所述的设置有内置组件的中 空箱体成型方法, 其特征在于, 所述预成型模板上设置有型坯固定装 置, 片体型坯的断料与固定歩骤中, 型坯断料后, 通过型坯固定装置 将型坯固定在模具上部。

7、根据权利要求所 1一 4任意一项权利要求述的设置有内置组件的中 空箱体成型方法, 其特征在于, 所述预成型模板上设置有吹气装置, 所述吹气装置为带发散式的吹气头, 吹气头设置为多孔空心球结构。

8、根据权利要求所 1一 4任意一项权利要求述的设置有内置组件的中 空箱体成型方法,其特征在于,所述预成型模板上还设置有密封装置。

9、 根据权利要求 7所述的设置有内置组件的中空箱体成型方法, 其 特征在于, 所述密封装置为密封条。

10、根据权利要求 3所述的设置有内置组件的中空箱体成型方法, 其 特征在于, 所述加热装置为接触式加热装置或者非接触式加热装置, 其中接触式加热装置为热板加热部件,非接触式加热装置为红外加热 部件。 11、根据权利要求 4所述的设置有内置组件的中空箱体成型方法, 其 特征在于, 所述切割部件为刀具或者是具有切割作用的分割器, 所述 切割部件设置有防止粘接型坯的涂层。

Description:
一种设置有内置组件的中空箱体成型方法 技术领域

本发明涉及一种吹塑中空箱体的成型方法,特 别是一种设置有内 置组件的中空箱体吹塑成型方法, 尤其适用于燃油箱吹塑制造的领 域。 背景技术

汽车塑料油箱以其重量轻、 安全性能好、 防腐蚀、 抗冲击、 使用 寿命长和较大的设计自由度获得了顾客的广泛 认可。 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 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, <20mg/24h 的法规。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、密封件的泄 露等一般在数百 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 厂节能新技术如 start-stop和 PHEV的出现,对于油箱内部由于燃油 晃动造成的噪音在背景噪音降低的情况下越发 明显,故需要在燃油箱 内部携带大型的防浪板结构, 降低燃油晃动的噪音, 而传统的防浪板 往往只能从油泵开口或者型坯底部口处将防浪 板进入到油箱内部,防 浪板尺寸受到限制, 故需要更大的工艺设计自由度。

为了实现这些目标, 最近一些油箱生产企业在技术上都有所突 破, 如 INERGY公司的 TSBM技术采用 CORE结构在两片型坯预成型时 通过 CORE 内部的组件内置机构实现内置零件与油箱内壁 型坯的连 接; TI公司的 TAPT工艺采用基于传统的吹塑工艺, 采用特殊的模具 将预吹成型的油箱型坯进行切割获得两片型坯 的工艺,在之后将内置 零件与油箱内壁实现连接获得带内置零件的吹 塑中空体。 TSBM 技术 将型坯预成型和组件内置过程利用 CORE结构在较长的时间内进行, 不利于工装的设计自由度提高、不利于哈夫线 成型质量, 不具备调试 过程的良好可视性; 而 TAPT技术需要将成型完成的油箱首先进行切 割分成两半, 不利于提高油箱的生产效率, 同时模具的功能复杂, 工 装成本高昂。如何能在降低设备和产品成本的 同时, 提高产品质量和 工装设计自由度以及实现良好的过程可视性, 尽可能减少中空箱体的 泄漏量, 以及可内置大型的组件例如防浪板等, 是一个亟需解决的问 题。 发明内容

本发明正是针对现有技术中存在的技术问题, 提供一种与现有技 术相比操作简便, 成本较低、 质量好, 工装设计自由度大, 可以实现 带大型内置组件的中空箱体吹塑成型方法。

为了解决上述技术问题, 本发明的技术方案如下: 一种设置有内 置组件的中空箱体成型方法, 其特征在于, 所述方法包括以下歩骤: a ) 给料, 该歩骤主要为两片塑化型坯分别下料至预成型 模板和模具 半模形成的两个间隙内;

b ) 模具半模与预成型模板闭合; C ) 高压吹塑成型;

d) 片体型坯的断料与固定;

e) 连接内置组件的型坯预热;

f ) 模具打开, 预成型模板退出;

g) 内置组件固定;

h) 模具二次闭合;

i ) 模具刀口位置冷却, 吹塑形成中空箱体。

作为本发明的一种改进, 所述模具的刀口位置处设置有实现冷水 热水切换功能的温度调节装置, 在模具半模与预成型模板闭合后, 高 压吹塑成型前, 温度调节装置通过切换至热水对型坯进行保温 , 此处 的型坯需要维持较高的温度, 主要是为了保持型坯的高温熔融状态, 提高最终的成型质量。 模具二次闭合后, 温度调节装置切换至冷水, 实现模具刀口位置冷却,主要作用是保证产品 刀口形状和刀口处的机 械性能。

作为本发明的一种改进, 所述预成型模板上设置有加热装置, 在 高压吹塑成型完成后,加热装置对需要连接内 置组件型坯位置进行加 热, 加热温度控制在 130— 170摄氏度, 优选为 150— 160摄氏度, 力口 热装置可以为接触式加热装置或者非接触式加 热装置,其中接触式加 热装置为热板加热部件, 非接触式加热装置为红外加热部件。一般在 高压吹塑成型完成 5— 10秒后, 油箱外形已基本形成, 预成型模板上 的加热装置在气缸、油缸或者电机的推动下接 触或者靠近需要连接内 置组件型坯的位置, 对该处的型坯进行加热, 温度优选为 150— 160 摄氏度,主要作用是保证型坯温度的一致性, 提高产品质量的稳定性, 温度过高或者过低都会导致型坯温度的不一致 性,进而影响整件产品 质量。

作为本发明的一种改进, 在高压吹塑成型完成后, 通过设置在片 体成型装置上的切割部件对坯料进行切割,实 现片体型坯的断料与固 定。切割装置主要作用实现了型坯的上下分割 , 满足油箱连续生产的 需要, 为了更好的实现切割功能, 该切割部件可以设置有温度控制开 关, 此外, 为了防止切割部件与型坯粘连, 在切割装置上设置一层防 止与型坯材料 HDPE粘接的涂层, 例如聚四氟乙烯涂层或者其他的氟 化烃; 其中, 切割部件为刀具或者是其他具有切割作用的分 割器。

作为本发明的一种改进,所述内置组件固定歩 骤为,在该歩骤中, 固定安装在主机上的机器人手臂将夹持的需内 置的零件移至模具之 间需内置的位置,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 一般需要在之前进行热板或者红外的预热,以 便于更好的实现连接性 能。

作为本发明的一种改进,所述预成型模板上设 置有型坯固定装置, 片体型坯的断料与固定歩骤中, 型坯断料后, 通过型坯固定装置将型 坯固定在模具上部。 实现断料后, 主机离开模头下料位置, 预成型模 板装置的上部具有型坯固定装置, 通过气缸、油缸或者电机推动挡板 的移动,实现将经过断料后的型坯上部推至在 模具上部并辅助一定的 压力作用, 起到将型坯上部固定在模具上部表面, 防止后续歩骤中的 型坯上部脱落, 对成型总体质量造成影响。

作为本发明的一种改进, 所述预成型模板上设置有吹气装置, 所 述吹气装置为带发散式的吹气头, 吹气头设置为多孔空心球结构, 该 结构可以实现向各个方向的均匀吹气,保证在 预成型过程中型坯的各 个方向位置都均匀贴合到型腔内壁。该结构不 同于传统的刺入吹针吹 气。该吹气方式将两片型坯在高压吹气作用下 推向模具型腔表面, 实 现油箱上下壳体的初歩成型, 该过程往往在几秒钟之内完成, 该过程 的油箱壳体成型基本实现了油箱本体的形状; 该吹气方式可以明显提 高生产效率,能够形成较好的哈夫线的形状, 进一歩保证了产品质量。

作为本发明的一种改进, 所述预成型模板上还设置有密封装置, 用来对模具、型坯和预成型模板之间进行密封 , 不仅仅防止高压吹气 的泄露造成成型不足,还防止与外界热量交换 造成型坯温度的迅速降 低的发生, 以此实现在该歩骤中的型坯预成型功能; 所述密封装置为 密封条。该密封条可采用具有一定强度的有机 或者无机材料, 例如聚 四氟乙烯或者镁铝合金等, 出于导热性能和减重的要求, 更好的选择 是镁铝合金的轻质材料。在预成型时挤压刀口 外侧的飞边型坯, 实现 预成型时模具、预成型模板和型坯的密封, 这样在预吹压力的作用下 不会产生漏气的现象, 因为一旦产生漏气容易导致型坯成型不足, 且 造成内外热量交换, 导致型坯的过分冷却结晶、 变硬, 造成后期的内 置零件连接于型坯内侧的质量以及刀口处熔合 质量较差,从而影响整 个产品的质量。 相对于现有技术, 本发明具有如下优点,

( 1 ) 带发散式的吹气头, 可以实现各个方向的均匀吹气, 保证 在预成型过程中型坯的各个位置均匀贴合到型 腔内壁。该过程在几秒 钟之内完, 不仅仅提高了生产效率, 而且形成较好的哈夫线, 保证产 品的质量。

( 2 ) 接触式和非接触式加热装置, 接触式加热一般可以理解为 热板加热的方式, 非接触式加热一般可以理解为红外加热方式。 通过 对后期需要实现内置零件连接的型坯部位的型 坯进行加热,防止型坯 温度过低造成连接质量差的情况发生,这种加 热功能同时有利于型坯 表面温度的稳定, 对连接位置的温度进行控制, 减小温度波动, 是一 种有效的提高内置组件和中空体质量的方案;

( 3 )在型坯预成型阶段, 两片型坯断料以后通过型坯固定装置, 将型坯固定在模具上部表面, 防止型坯预成型结束后上飞边耷下, 避 免模具在第二次闭合时, 造成产品成型外形不足、刀口处形成淤料的 质量风险;

( 4 ) 预成型模板装置在对应刀口的外侧具有一条密 封条, 实现 预成型时模具、预成型模板和型坯的密封, 这样在预吹压力的作用下 不会产生漏气的现象。

( 5 ) 预成型模板装置的整体具有加热的功能, 利用外界模温机 对预成型模板装置进行加热, 温度一般保持在 80摄氏度以上, 防止 预成型过程中在刀口位置的型坯过快冷却,不 利于最终模具闭合时的 刀口质量的提高。 本发明提供了一种两片塑化型坯中空体吹塑成 型的方法,实现了 内置组件与油箱内壁的连接, 与传统打孔焊接例如闽, 接头等零件相 比, 减少了油箱的开口, 减少了从焊接面处的 HC化合物的排放, 减 少了对环境的污染, 符合特殊地区的排放法规的要求; 同时由于对内 置零件的外形几乎无限制,增加了大型组件例 如防浪板等内置零件的 设计自由度, 更好地满足了油箱防浪降噪的性能。本发明还 通过预成 型模板装置的使用, 提高了产品的成型质量和产品成品率, 使得容器 壁上的开口减到最少,为实现成型中空箱体低 泄漏提供了一个有效的 成型方法。 附图说明

图 1为本给料状态示意图;

图 2为本模具半模与预成型模板首次闭合示意图

图 3为本预成型模板退出状态示意图;

图 4为内置组件固定示意图;

图 5为模具半模与预成型模板二次闭合示意图;

图 6为模具半模打开准备进入下一个周期状态示 图;

图 7为形成的油箱结构示意图。

图中: 1为型坯, 2为模具半模, 3为预成型模板, 4为加热装置, 5 为机器人手臂, 6为型坯固定装置, 7为吹气装置, 8为密封条, 9为 动力装置, 10为底座, 11为温度调节装置, 12为加热装置, 13为油 箱。 具体实施方式

为了加深对本发明的理解, 下面结合附图 1一 7对本发明做出详细的 说明。 实施例 1:

一种设置有内置组件的中空箱体成型方法, 所述方法包括以下歩 骤:

参见图 1, a)给料歩骤, 预成型模板 3和模具半模 2通过动力装置 9 设置在底座 10上, 当两片塑化型坯开始下料时, 预成型模板和模具 半模移动至型坯 1下方,随后两片塑化型坯 1分别下料至预成型模板 3和模具半模 2形成的两个间隙内。参见图 2, b )模具半模 2与预成 型模板 3闭合;模具的刀口位置处设置有实现冷水热 切换功能的温 度调节装置 11, 在模具半模 2与预成型模板 3闭合后, 高压吹塑成 型前, 温度调节装置通过切换至热水对型坯进行保温 , 此处的型坯需 要维持较高的温度, 主要是为了提高最终的成型质量。 c ) 高压吹塑 成型;将夹在模具半模 2与预成型模板 3中间的型坯 1通过预成型模 板上携带的吹气装置 7和 /或模具上的抽真空吸气贴紧模具半模 2吹 塑预成型。 d) 片体型坯的断料与固定; 在高压吹塑成型完成后, 通 过设置在片体成型装置上的切割部件对坯料进 行切割,实现片体型坯 的断料与固定。切割装置主要作用实现了型坯 的上下分割, 满足油箱 连续生产的需要, 为了更好的实现切割功能, 该切割部件可以设置有 温度控制开关, 此外, 为了防止切割部件与型坯粘连, 在切割装置上 设置一层防止与型坯材料 HDPE粘接的涂层, 例如聚四氟乙烯涂层或 者其他的氟化烃; 其中, 切割部件为刀具或者是其他具有切割作用的 分割器。 所述预成型模板上设置有型坯固定装置 6, 片体型坯的断料 与固定歩骤中, 型坯断料后, 通过型坯固定装置 6将型坯固定在模具 上部。 实现断料后, 主机离开模头下料位置, 预成型模板装置的上部 的型坯固定装置 6, 通过气缸、 油缸或者电机推动挡板的移动, 实现 将经过断料后的型坯上部推至在模具上部并辅 助一定的压力作用,起 到将型坯上部固定在模具上部表面, 防止后续歩骤中的型坯上部脱 落, 对成型总体质量造成影响。 e) 连接内置组件的型坯预热; 预成 型模板上设置有加热装置 4, 在高压吹塑成型完成后, 加热装置对需 要连接内置组件型坯位置进行加热, 加热温度控制在 130— 170摄氏 度, 优选为 150— 160摄氏度, 加热装置可以为接触式加热装置或者 非接触式加热装置, 其中接触式加热装置为热板加热部件, 非接触式 加热装置为红外加热部件。一般在高压吹塑成 型完成 5— 10秒后, 油 箱外形已基本形成, 预成型模板上的加热装置 4在气缸、油缸或者电 机的推动下接触或者靠近需要连接内置组件型 坯的位置,对该处的型 坯进行加热, 温度优选为 150— 160摄氏度, 主要作用是保证型坯温 度的一致性, 提高产品质量的稳定性, 温度过高或者过低都会导致型 坯温度的不一致性, 进而影响整件产品质量。 参见图 3, f ) 模具半 模 2打开, 预成型模板 3在动力装置的带动下退出模具半模; 在模具 打开和预成型模板退出的过程中,经过模具真 空和预成型模板装置的 挡板作用后, 型坯实现了贴近模具型腔, 预成型模板装置顺利实现与 模具半模 2及其型坯 1的分离, 并退出模具半模之间的位置。参见图 4, g) 内置组件固定; 内置组件固定歩骤为, 在该歩骤中, 固定安装 在主机上的机器人手臂 5将夹持的需内置的零件移至模具半模 2之间 需内置的位置,机器人手臂 5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 一般需要在之前进行热板或者红外的预热,以 便于更好的实现连接性 能。

参见图 5, h) 模具二次闭合; 模具二次闭合后, 温度调节装置立刻 切换至冷水, 实现模具刀口位置冷却, 主要作用是保证产品刀口形状 和刀口处的机械性能。 i ) 模具刀口位置冷却, 吹塑形成中空箱体; 在模具第二次闭合和最终吹塑成型歩骤中,机 器人手臂 5实现将内置 组件与油箱内壁的连接后, 退回初始位置, 准备夹持另一套内置组件 进入下个周期。 闭合模具半模 2和预成型型坯, 此时模具刀口处的水 道内部热水切换为冷水, 闭合模具时对刀口处实现冷却, 保证产品刀 口形状和刀口处的机械性能,最终将带有组件 的预成型型坯坯吹塑成 型塑料中空箱体, 参见图 7, 该过程中的机器人手臂 5夹持装置上还 设置有摄像装置, 可以对连接在内壁的零件焊接面进行拍摄, 并通过 图像识别对连接位置和形状进行监测,防止有 连接不良的零件造成产 品性能的差异, 进一歩确保产品质量。 实施例 2: 吹气装置设置为带发散式的吹气头, 吹气头设置为多 孔空心球结构, 该结构可以实现向各个方向均匀吹气, 保证在预成型 过程中型坯的各个方向位置都均匀贴合到型腔 内壁。在模具、预成型 模板装置和型坯闭合后即通过预成型模板上的 吹气头进行吹气,同时 模具上的气孔也需开启真空吸型坯起到辅助成 型的功能,同时在后续 的过程中用于吸附型坯防止从型腔中脱落,该 结构不同于传统的刺入 吹针吹气,该吹气方式将两片型坯在高压吹气 作用下推向模具型腔表 面, 实现油箱上下壳体的初歩成型, 该过程往往在几秒钟之内完成, 该过程的油箱壳体成型基本实现了油箱本体的 形状;该吹气方式可以 明显提高生产效率, 能够形成较好的哈夫线的形状, 进一歩保证了产 品质量。 实施例 3: 预成型模板 2上还设置有密封装置, 用来对模具、 型 坯和预成型模板之间进行密封,不仅仅防止高 压吹气的泄露造成成型 不足, 还防止与外界热量交换造成型坯温度的迅速降 低的发生, 以此 保证在该歩骤中型坯预成型的实现;所述密封 装置可以设置为密封条 8, 密封条可采用具有一定强度的有机或者无机材 料, 例如聚四氟乙 烯或者镁铝合金等, 出于导热性能和减重的要求, 更好的选择是镁铝 合金的轻质材料。在预成型时挤压刀口外侧的 飞边型坯, 实现预成型 时模具、预成型模板和型坯的密封, 这样在预吹压力的作用下不会产 生漏气的现象, 因为一旦产生漏气容易导致型坯成型不足, 且造成内 外热量交换, 导致型坯的过分冷却结晶、 变硬, 造成后期的内置零件 连接于型坯内侧的质量以及刀口处熔合质量较 差,从而影响整个产品 实施例 4: 为了提高生产工艺效率, 在型坯预吹成型过程中, 可 以通过加热装置 12对内置组件进行加热动作, 还可以在内置组件固 定开始的任意时间进行预热工作。

需要说明的是上述实施例, 仅仅是本发明的较佳实施例, 并非用 来限定本发明的保护范围,在上述方法的基础 上所作出的等同变换均 属于本发明的保护范围。