塑料飲水瓶制造生產(chǎn)線的改造探索

吳健 馮壬寅 邵宏宇

摘 要：本文對(duì)塑料飲水瓶全自動(dòng)生產(chǎn)線中型坯注射模、吹塑模（含底模）、輔助部位等生產(chǎn)設(shè)備在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行改造。改造后，產(chǎn)品從原先的單一規(guī)格產(chǎn)品，增加到三種規(guī)格。擴(kuò)大了其生產(chǎn)范圍，適應(yīng)市場需求，產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

關(guān)鍵詞：飲水瓶生產(chǎn)線；模具；改造

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.20.022

1 引言

廣東某塑料容器有限公司的飲水瓶生產(chǎn)是由從日本進(jìn)口的幾條全自動(dòng)生產(chǎn)線完成的，每條生產(chǎn)線包括塑料干燥機(jī)、吹瓶機(jī)、除濕機(jī)、冷水機(jī)、空壓機(jī)、熱收縮機(jī)、輸送帶等設(shè)備。產(chǎn)品的生產(chǎn)從原料的干燥到成型一次完成。但是由于設(shè)備生產(chǎn)產(chǎn)品單一，隨著市場需求變化，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足市場要求。因此，我們對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行改造升級(jí)。改造后，產(chǎn)品由原來的只能生產(chǎn)容量600ml飲水瓶，增加360ml圓瓶、330ml方形瓶兩種，可以直接生產(chǎn)三種規(guī)格產(chǎn)品。豐富了產(chǎn)品多樣性，滿足了市場需求。

2 設(shè)備改造方案

為了滿足改造的要求，實(shí)現(xiàn)改造目標(biāo)，擬從以下幾方面進(jìn)行改造。

（1）重新設(shè)計(jì)制造型坯注射模。飲水瓶生產(chǎn)線主要制瓶設(shè)備為日本青木固研究所SBⅢ-1000NL-100注射延伸吹塑機(jī)，是注射—拉伸—吹塑一步法成型吹瓶機(jī)，這種機(jī)器一次完成由原料的干燥到成品的產(chǎn)出無中間過程，生產(chǎn)成本低、節(jié)約能源[1]。而該設(shè)備的核心技術(shù)，是直接調(diào)溫方式（專利技術(shù)），就是型坯在注射模中冷卻時(shí)剛好冷卻到吹塑所需要的溫度，約110℃。型坯注射模模具的溫度調(diào)控與很多因素有關(guān)，如模具材料、塑料原料、模具冷卻系統(tǒng)、冷卻條件、成型工藝參數(shù)的控制等。根據(jù)實(shí)際情況，選擇在國內(nèi)制造模具。結(jié)構(gòu)上，熱流道及注嘴部分（價(jià)格昂貴），注射臺(tái)，口模不改造，只改型芯和型腔部分模具及部分輔助部位。

1）型芯。型芯是成型型坯內(nèi)壁形狀和尺寸的成型零件。對(duì)于飲水瓶來說，瓶身壁厚均勻性除工藝參數(shù)影響外，主要是由型坯壁厚的均勻性來決定的，所以對(duì)型芯、型腔的圓柱度、垂直度、同心度等要求很嚴(yán)格，垂直度、同心度應(yīng)控制在0.003mm以內(nèi)，圓柱度應(yīng)控制在0.0025mm以內(nèi)，型芯的結(jié)構(gòu)形狀按型坯來設(shè)計(jì)。對(duì)于型坯，長徑比不超過10：1，成型后的拉伸比為2-3（成品高與型坯長之比），吹脹比為2-4（成型后的徑向尺寸與型坯徑向尺寸之比）[2-4]。

型芯成型部分的表面直接與塑料相接觸，一影響塑料流動(dòng)性，二影響塑料冷卻效果，故要求粗糙度要小而統(tǒng)一。在實(shí)際工作中，發(fā)現(xiàn)當(dāng)二十只型芯中有一只成型表面部分非常光滑，會(huì)產(chǎn)生不能開模，或開模后變形，因此，型芯成型部分表面粗糙度選擇Ra0.1μm。

型芯材料的選擇要考慮其工作環(huán)境，高溫、摩擦、交變載荷等因素都要求材料有良好的力學(xué)性能。根據(jù)市場價(jià)格和結(jié)合實(shí)際，選用Cr12MoV，經(jīng)淬火、中溫回火，HRC≥55。型芯主要結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2）型腔結(jié)構(gòu)。型腔是成型型坯外表面的模具零件，與型芯是配合使用的要求條件與上面的型芯基本相同，要特別注意的是，型腔的冷卻通道開設(shè)要滿足快速冷卻、四周上下均勻冷卻的要求，同時(shí)還要配合型芯的冷卻速度，保證整個(gè)型坯上下、內(nèi)外溫度穩(wěn)定、均勻、一致，才能使后續(xù)的吹塑順利成型，所以冷卻通道加工呈T形槽，而不能呈螺旋方式循環(huán)流動(dòng)，應(yīng)在半圓位置開口，使冷卻水進(jìn)入下一流動(dòng)槽，這樣能縮短水的流程，不至于使水的進(jìn)出口溫差太大。注意型腔與型腔板之間的密封，一定要選擇質(zhì)量優(yōu)良、耐高溫的“O”型密封圈。否則，就會(huì)因高溫?fù)p壞密封圈以致漏水。型腔主要結(jié)構(gòu)如圖2所示。

3）輔助部位-熱流道平臺(tái)：由于型坯縮短了，注射模高度減小，所以口模（成型瓶口部分）與注射模之間產(chǎn)生的距離，口模所在部分不能向下調(diào)整，只好將熱流道平臺(tái)墊高，墊高采用加多一塊平板的形式，但對(duì)平板的上、下平面平行度要求高。因注射臺(tái)的注射筒出料噴嘴中心要與主熱流道中心同心，故注射臺(tái)也要加墊幾塊小墊板，與熱流道平臺(tái)同樣高。熱流道平臺(tái)與注射模及墊板關(guān)系如圖3所示。

（2）拉伸吹塑工位的改進(jìn)。

1）吹塑模按360ml、330ml設(shè)計(jì)瓶樣，重新加工包括模腔和底模，在設(shè)計(jì)過程中，要考慮各規(guī)格瓶位置的擺放。因?yàn)槊恐芷谕瑫r(shí)出二十只瓶中有三種規(guī)格要分開使用，不能全部進(jìn)入下道工序，否則就混淆了不同廠家的產(chǎn)品。所以在吹塑模設(shè)計(jì)時(shí)要擺好位置，將數(shù)量少的兩個(gè)品種分別放在前排兩邊位置。這樣，在出口出加裝兩塊溜板，讓兩種數(shù)量少的自動(dòng)分揀出來，大大地減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，拉伸吹塑工位示意圖見圖4。

2）拉伸問題。原來拉伸600ml瓶身高 232 mm（外徑φ65），現(xiàn)拉伸360ml瓶身高166 mm（外徑φ60），拉伸桿明顯太長，需要切短，但是如果切短，將來要恢復(fù)生產(chǎn)原產(chǎn)品時(shí)就不能再用了，故不可行，只能重新加工。加工20條拉伸桿時(shí)間長、成本高。經(jīng)現(xiàn)場查看分析，可將拉伸桿的起始位置調(diào)高，即在拉伸桿所在的氣缸固定位置增加必要厚度的墊板，就可相對(duì)縮短拉伸桿的拉伸長度，再配合工藝參數(shù)的調(diào)整，就可解決問題。

3 結(jié)論

通過型坯注射模、吹塑模（含底模）、拉伸吹塑工位、工藝參數(shù)等調(diào)整，塑料瓶全自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備可以生產(chǎn)出多種產(chǎn)品?，F(xiàn)已正式投入運(yùn)行。取到良好的經(jīng)濟(jì)效益。并且這種改造可以通過方便的拆裝，恢復(fù)原設(shè)計(jì)，從而不影響原機(jī)性能。在生產(chǎn)過重也存在一些問題。由于一次成型多個(gè)產(chǎn)品規(guī)格，瓶身厚薄有時(shí)候不夠均勻，當(dāng)出現(xiàn)這種狀況時(shí)，我們可以通過需要工藝參數(shù)來進(jìn)行調(diào)整。

參考文獻(xiàn)：

[1]SBⅢ-1000NL-100注射延伸吹塑機(jī)使用說明書[S].

[2]李學(xué)峰.塑料模設(shè)計(jì)及制造[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2009年1月第一版.

[3]林振清.塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)[M].北京理工大學(xué)出版社， 2011年5月第一版.

[4]翁其金.塑料模塑成型技術(shù)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2006年7月第一版.

作者簡介：吳?。?972-），男，河北邯鄲人，碩士，講師，主要研究方向：模具設(shè)計(jì)與制造、材料加工技術(shù)。