塑料饮水瓶制造生产线的改造探索

吴健 冯壬寅 邵宏宇

摘 要：本文对塑料饮水瓶全自动生产线中型坯注射模、吹塑模（含底模）、辅助部位等生产设备在原有基础上进行改造。改造后，产品从原先的单一规格产品，增加到三種规格。扩大了其生产范围，适应市场需求，产生良好的经济效益和社会效益。

关键词：饮水瓶生产线；模具；改造

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

1 引言

广东某塑料容器有限公司的饮水瓶生产是由从日本进口的几条全自动生产线完成的，每条生产线包括塑料干燥机、吹瓶机、除湿机、冷水机、空压机、热收缩机、输送带等设备。产品的生产从原料的干燥到成型一次完成。但是由于设备生产产品单一，随着市场需求变化，远远不能满足市场要求。因此，我们对生产线进行改造升级。改造后，产品由原来的只能生产容量600ml饮水瓶，增加360ml圆瓶、330ml方形瓶两种，可以直接生产三种规格产品。丰富了产品多样性，满足了市场需求。

2 设备改造方案

为了满足改造的要求，实现改造目标，拟从以下几方面进行改造。

（1）重新设计制造型坯注射模。饮水瓶生产线主要制瓶设备为日本青木固研究所SBⅢ-1000NL-100注射延伸吹塑机，是注射—拉伸—吹塑一步法成型吹瓶机，这种机器一次完成由原料的干燥到成品的产出无中间过程，生产成本低、节约能源[1]。而该设备的核心技术，是直接调温方式（专利技术），就是型坯在注射模中冷却时刚好冷却到吹塑所需要的温度，约110℃。型坯注射模模具的温度调控与很多因素有关，如模具材料、塑料原料、模具冷却系统、冷却条件、成型工艺参数的控制等。根据实际情况，选择在国内制造模具。结构上，热流道及注嘴部分（价格昂贵），注射台，口模不改造，只改型芯和型腔部分模具及部分辅助部位。

1）型芯。型芯是成型型坯内壁形状和尺寸的成型零件。对于饮水瓶来说，瓶身壁厚均匀性除工艺参数影响外，主要是由型坯壁厚的均匀性来决定的，所以对型芯、型腔的圆柱度、垂直度、同心度等要求很严格，垂直度、同心度应控制在0.003mm以内，圆柱度应控制在0.0025mm以内，型芯的结构形状按型坯来设计。对于型坯，长径比不超过10：1，成型后的拉伸比为2-3（成品高与型坯长之比），吹胀比为2-4（成型后的径向尺寸与型坯径向尺寸之比）[2-4]。

型芯成型部分的表面直接与塑料相接触，一影响塑料流动性，二影响塑料冷却效果，故要求粗糙度要小而统一。在实际工作中，发现当二十只型芯中有一只成型表面部分非常光滑，会产生不能开模，或开模后变形，因此，型芯成型部分表面粗糙度选择Ra0.1μm。

型芯材料的选择要考虑其工作环境，高温、摩擦、交变载荷等因素都要求材料有良好的力学性能。根据市场价格和结合实际，选用Cr12MoV，经淬火、中温回火，HRC≥55。型芯主要结构如图1所示。

2）型腔结构。型腔是成型型坯外表面的模具零件，与型芯是配合使用的要求条件与上面的型芯基本相同，要特别注意的是，型腔的冷却通道开设要满足快速冷却、四周上下均匀冷却的要求，同时还要配合型芯的冷却速度，保证整个型坯上下、内外温度稳定、均匀、一致，才能使后续的吹塑顺利成型，所以冷却通道加工呈T形槽，而不能呈螺旋方式循环流动，应在半圆位置开口，使冷却水进入下一流动槽，这样能缩短水的流程，不至于使水的进出口温差太大。注意型腔与型腔板之间的密封，一定要选择质量优良、耐高温的“O”型密封圈。否则，就会因高温损坏密封圈以致漏水。型腔主要结构如图2所示。

3）辅助部位-热流道平台：由于型坯缩短了，注射模高度减小，所以口模（成型瓶口部分）与注射模之间产生的距离，口模所在部分不能向下调整，只好将热流道平台垫高，垫高采用加多一块平板的形式，但对平板的上、下平面平行度要求高。因注射台的注射筒出料喷嘴中心要与主热流道中心同心，故注射台也要加垫几块小垫板，与热流道平台同样高。热流道平台与注射模及垫板关系如图3所示。

（2）拉伸吹塑工位的改进。

1）吹塑模按360ml、330ml设计瓶样，重新加工包括模腔和底模，在设计过程中，要考虑各规格瓶位置的摆放。因为每周期同时出二十只瓶中有三种规格要分开使用，不能全部进入下道工序，否则就混淆了不同厂家的产品。所以在吹塑模设计时要摆好位置，将数量少的两个品种分别放在前排两边位置。这样，在出口出加装两块溜板，让两种数量少的自动分拣出来，大大地减轻了工人的劳动强度，拉伸吹塑工位示意图见图4。

2）拉伸问题。原来拉伸600ml瓶身高 232 mm（外径φ65），现拉伸360ml瓶身高166 mm（外径φ60），拉伸杆明显太长，需要切短，但是如果切短，将来要恢复生产原产品时就不能再用了，故不可行，只能重新加工。加工20条拉伸杆时间长、成本高。经现场查看分析，可将拉伸杆的起始位置调高，即在拉伸杆所在的气缸固定位置增加必要厚度的垫板，就可相对缩短拉伸杆的拉伸长度，再配合工艺参数的调整，就可解决问题。

3 结论

通过型坯注射模、吹塑模（含底模）、拉伸吹塑工位、工艺参数等调整，塑料瓶全自动生产设备可以生产出多种产品。现已正式投入运行。取到良好的经济效益。并且这种改造可以通过方便的拆装，恢复原设计，从而不影响原机性能。在生产过重也存在一些问题。由于一次成型多个产品规格，瓶身厚薄有时候不够均匀，当出现这种状况时，我们可以通过需要工艺参数来进行调整。

参考文献：

[1]SBⅢ-1000NL-100注射延伸吹塑机使用说明书[S].

[2]李学峰.塑料模设计及制造[M].机械工业出版社，2009年1月第一版.

[3]林振清.塑料成型工艺及模具设计[M].北京理工大学出版社， 2011年5月第一版.

[4]翁其金.塑料模塑成型技术[M].机械工业出版社，2006年7月第一版.

作者简介：吴健（1972-），男，河北邯郸人，硕士，讲师，主要研究方向：模具设计与制造、材料加工技术。