中空容器模具機械加工工藝的改進探討

摘 要：通過對中空藥瓶模具的優化與改造，簡單的闡述了原有模具生產技術中出現的問題，并以此為基礎提出了優化改造的方案，促進了模具加工效率的有效提升。

關鍵詞：注塑；吹塑；中空容器；模具；優化

醫藥中空包裝市場需求不斷增加的同時，使得整個市場的競爭也日趨激烈，再加上用戶對于產品要求的不斷增加。原有傳統的雙工位注塑、吹塑一體化中空容器成型模具設計方式，因為自身存在的一定的設計缺陷，所以不僅制約了產品產量與質量的提升，同時也無法滿足市場發展的需要。因此，必須積極的進行原有模具的改造與優化，才能實現促進產品生產質量與效率穩步提升的目的。

1 原模具結構及生產產品質量分析

在進行注塑、吹塑一體化中空容器成型模具結構與產品質量分析時發現，原有的成型模具主要利用兩排型芯各配置一個吹塑組件的方式，在油缸的作用下，兩組四塊吹塑成型模塊，通過互拉桿實現同步的開合。在這其中互拉桿結構是其中的關鍵。一旦互拉桿與吹塑模塊之間出現了配合不準確的問題，那么就會因為因為吹塑模塊閉合無法正常進行，而影響到產品的質量和產量。而傳統的一步雙工位注塑、吹塑一體化中空容器成型模具，則采用的是將六根互拉桿分為三組并將其設置于吹塑模塊的上、中、下端，實現與吹塑模塊之間的相互配合。在這種設計形式下，油缸進入工作狀態后，各個吹塑模塊在互拉桿的作用下完成聯動閉合。經過長期的實踐應用后發現，這種模具結構因為存在設計不合理的缺陷，所以導致實際生產過程中，經常出現產品質量不符合要求的問題。通過對原有模具結構所生產出來的產品質量的測量與分析后發現，各個注塑型坯模塊單元都出現了靠外側兩個型腔吹塑產品成形難度大、速度慢且外觀質量較差的問題。針對這一問題，通過不斷的實驗，如果采用Pro/E三維設計軟件，在Pro/EMechanica環境下，利用在Pro/E建立的幾何信息，選擇熱力分析模型進行分析的話，由于模具需要連續的生產，將熔料傳熱給模具的過程簡化為平穩恒定的針對模具的加熱過程的話，那么就可以準確的計算出實際的分析結果，為產品生產質量和效率的提升奠定了良好的基礎。

2 原模具結構存在的問題

首先，定模問題。由于受到原有模具結構的限制，定模過程中的熱流道板采取的銑空避讓的方式，導致熱流導板強度的下降，再加上長期處于高溫條件下，熱流道板不可避免的出現了彎曲變形的問題。這些問題不僅對注塑型坯模板單元的位置輕度產生了影響，同時也增加了次品的數量。其次，動模存在的問題。吹塑模塊中間的互拉桿是導致動模出現長度過大強度不足的主要問題。由于受到注塑機工作臺的限制，模具的加工尺寸無法進行大的改動，再加上動模部分的合模導柱無法進行有效的加大，所以一旦合模時出現剛性不足的問題，必然會影響到最終是生產質量。假如用戶要求產品壁厚較薄的話，那么生產出來的產品就會因為壁厚偏差過大，而導致產品合格率的下降。經過分析發現，原有的設計方案對動模產生的影響主要集中在以下幾方面：（1）因為動模采用的是六根分為三組的互拉桿形式，增加了模具加工、裝配、調試的難度，所以如果其中任意兩組互拉桿長度或者裝配精度出現偏差的話，那么都會對整個模具各個吹塑模塊的閉合性產生不良的影響。（2）原有設計方案中的方形條互拉桿設計方式，采用的是截面尺寸為12mmx12mm的45型鋼材，由于這種鋼材的強度較低，所以在高壓油缸的作用下就會出現變形的問題，最終對吹塑模塊的閉合性產生不利的影響。

3 中空容器成型模具優化

3.1 動模的優化

如果將原有動模的六根互拉桿設計方式改為四根，且將其分為兩組，然后分別設置在吹塑模塊的上下兩端的話，同時將互拉桿的所使用的材料更改為Cr12，那么不僅互拉桿的強度得到了有效提升，同時也更加的穩定。經過詳細的分析與計算，如果互拉桿截面尺寸為20mm×20mm，且同時采用兩組互拉桿結構形式的話，那么不僅降低了模具安裝和調試的難度，同時也確保了吹塑模塊閉合的正常。在進行互拉桿結構優化改造時，不僅動模與定模的結構出現了變化，同時也節省了吹塑模塊的位置，促進了吹塑模塊剛度的有效提升。

3.2 定模的優化

如果動模結構發生變化的話，那么定模結構也必須進行相應的優化。由于動模中的吹塑模塊中間，在設計時減少了一組互拉桿，因此，定模注塑型坯的模塊也可以采取單排整體加工的方式進行加工。原有的設計方式，在產品加工時，必須對四單元進行裝配的調整，而經過優化后則只需要對其中兩排進行裝配調整即可，這樣不僅大幅度的減少了加工的時間，降低了產品加工的難度，同時也便于模具的裝配，促進了模具精度的有效提升。正是因為定模與動模都進行了設計方面的優化，所以熱流道板也隨之發生了變化，熱流道板中間不必在進行銑空，采取整一條的形式，不僅促進了熱流道板剛性與強度的有效提升，避免了因為長時間導致的彎曲變形現象的出現，同時也確保了模具的穩定性，為產品生產質量和效率的提升奠定了良好的基礎。另外，運用Pro/E軟件對經過優化改造的注塑型坯進行溫度分析發現，單排中靠近兩端面的兩模腔不僅散熱的速度相對較快且溫度也較低，而其它模腔的溫度則基本保持一致，所以必須采取在每排兩端注塑型坯獨臂加設紫銅套的方式，實現保溫的目的。這些保溫措施的應用，不僅確保了各個型坯溫度的基本一致，同時也保證了產品加工的質量和效率。

4 結語

總之，因為受熱對定模、動模的等產生的影響較小，所以經過長期的實踐應用，在這種設計方式下生產出的產品將壁厚偏差有效的控制在了±0.06 mm 以內。不僅徹底解決了傳統雙工位注塑、吹塑模具生產過程中出現的產品質量不穩定的問題，縮短了模具生產的周期，同時也降低了模具生產的成本，促進了企業經濟效益的穩步提升。

參考文獻：

[1]莫持標.中空容器模具機械加工工藝的改進與優化[J].機械制造，2017，55（06）：66-69+72.

作者簡介：韓佳（1984-），男，陜西戶縣人，本科，講師，研究方向材料成型及控制工程。