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：本文對塑料飲水瓶全自動生產(chǎn)線中型坯注射模、吹塑模（含底模）、輔助部位等生產(chǎn)設備在原有基礎上進行改造。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。擴大了其生產(chǎn)范圍，適應市場需求，產(chǎn)生良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

關鍵詞：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)是由從日本進口的幾條全自動生產(chǎn)線完成的，每條生產(chǎn)線包括塑料干燥機、吹瓶機、除濕機、冷水機、空壓機、熱收縮機、輸送帶等設備。產(chǎn)品的生產(chǎn)從原料的干燥到成型一次完成。但是由于設備生產(chǎn)產(chǎn)品單一，隨著市場需求變化，遠遠不能滿足市場要求。因此，我們對生產(chǎn)線進行改造升級。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 設備改造方案

為了滿足改造的要求，實現(xiàn)改造目標，擬從以下幾方面進行改造。

（1）重新設計制造型坯注射模。飲水瓶生產(chǎn)線主要制瓶設備為日本青木固研究所SBⅢ-1000NL-100注射延伸吹塑機，是注射—拉伸—吹塑一步法成型吹瓶機，這種機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]。而該設備的核心技術，是直接調(diào)溫方式（專利技術），就是型坯在注射模中冷卻時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，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)實際情況，選擇在國內(nèi)制造模具。結構上，熱流道及注嘴部分（價格昂貴），注射臺，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，所以對型芯、型腔的圓柱度、垂直度、同心度等要求很嚴格，垂直度、同心度應控制在0.003mm以內(nèi)，圓柱度應控制在0.0025mm以內(nèi)，型芯的結構形狀按型坯來設計。對于型坯，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，一影響塑料流動性，二影響塑料冷卻效果，故要求粗糙度要小而統(tǒng)一。在實際工作中，發(fā)現(xiàn)當二十只型芯中有一只成型表面部分非常光滑，會產(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性能。根據(jù)市場價格和結合實際，選用Cr12MoV，經(jīng)淬火、中溫回火，HRC≥55。型芯主要結構如圖1所示。

2）型腔結構。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要滿足快速冷卻、四周上下均勻冷卻的要求，同時還要配合型芯的冷卻速度，保證整個型坯上下、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，應在半圓位置開口，使冷卻水進入下一流動槽，這樣能縮短水的流程，不至于使水的進出口溫差太大。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，就會因高溫損壞密封圈以致漏水。型腔主要結構如圖2所示。

3）輔助部位-熱流道平臺：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，只好將熱流道平臺墊高，墊高采用加多一塊平板的形式，但對平板的上、下平面平行度要求高。因注射臺的注射筒出料噴嘴中心要與主熱流道中心同心，故注射臺也要加墊幾塊小墊板，與熱流道平臺同樣高。熱流道平臺與注射模及墊板關系如圖3所示。

（2）拉伸吹塑工位的改進。

1）吹塑模按360ml、330ml設計瓶樣，重新加工包括模腔和底模，在設計過程中，要考慮各規(guī)格瓶位置的擺放。因為每周期同時出二十只瓶中有三種規(guī)格要分開使用，不能全部進入下道工序，否則就混淆了不同廠家的產(chǎn)品。所以在吹塑模設計時要擺好位置，將數(shù)量少的兩個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)量少的自動分揀出來，大大地減輕了工人的勞動強度，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，將來要恢復生產(chǎn)原產(chǎn)品時就不能再用了，故不可行，只能重新加工。加工20條拉伸桿時間長、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，塑料瓶全自動生產(chǎn)設備可以生產(chǎn)出多種產(chǎn)品。現(xiàn)已正式投入運行。取到良好的經(jīng)濟效益。并且這種改造可以通過方便的拆裝，恢復原設計，從而不影響原機性能。在生產(chǎn)過重也存在一些問題。由于一次成型多個產(chǎn)品規(guī)格，瓶身厚薄有時候不夠均勻，當出現(xiàn)這種狀況時，我們可以通過需要工藝參數(shù)來進行調(diào)整。

參考文獻：

[1]SBⅢ-1000NL-100注射延伸吹塑機使用說明書[S].

[2]李學峰.塑料模設計及制造[M].機械工業(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計[M].北京理工大學出版社， 2011年5月第一版.

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

作者簡介：吳健（1972-），男，河北邯鄲人，碩士，講師，主要研究方向：模具設計與制造、材料加工技術。