空容器成型模具的优化

1、空容器成型模具的优化 机械工程师杂志2014年第五期 1一步法双工位注吹一体化中空容器成型模具优化 1.1原模具在生产中存在的问题 1.1.1原模具结构及生产产品质量分析注塑、吹塑一体化中空容器成型模具2排型芯各配置一吹塑模组件，2组4块吹塑成型模块在模具两侧的油缸作用下，通过互拉杆的作用实行同步开合。互拉杆的结构相当关键，如果各互拉杆与吹塑模块的配合不准确，影响到吹塑模块的闭合情况，就无法保证产品的质量。原设计的一步法双工位注塑、吹塑一体化中空容器成型模具采用6根互拉杆形式，分3组分别设置在吹塑模块的上、中、下端，与相应的吹塑模块配合。当油缸工作时，在互拉杆的作用下，实现各组吹塑模块联动闭合

2、。模具的动模结构如图1所示。长期生产实践证明，原模具结构设计不合理，导致生产出现一些质量问题。原来的模具设计上为了避开吹塑模块中间组的互拉杆，导致定模上的注塑型坯模板采取分段式装配，即分为4个单元，分别装配在定模固定板上，与动模各型芯对应。定模如图2所示。对本结构系列模具生产出来的产品进行反复的数据测量与分析，各注塑型坯模板单元靠外侧的2个型腔上所生产出来的吹塑产品成形相对较难、较慢，其外观质量差，出现次品的机率也较高。通过研究和分析，运用pro/e三维设计软件，在pro/emechanica环境下，利用在pro/e中所建立的几何信息，选取热力分析模型进行分析。由于模具连续生产，把熔料传热给模

3、具的过程简化成一个平稳恒定的热源对模具的加热过程，在相应的参数栏输入有关参数，计算得出分析结果，如图3所示。从图中可以看出，单个注塑型坯模板单元靠外侧的两个型腔的温度较低，原因是其距离注坯模板上下端面较近，散热较快，而靠中心的两个型腔温度较高且基本一致。这样，造成了同时成型困难，温度不一致除了造成型腔和型芯的中心不能对齐之外，还会使两侧型坯难以吹胀，造成次品。故要采取措施，使其各型腔温度趋向一致，才能保证各型腔生产的稳定性。 1.1.2原模具结构存在的问题1）定模存在的问题。因原模具结构的限制，定模中的热流道板采取中间铣空避让的形式，大大削弱了热流道板的强度，在长期高温的条件下生产，热流道板会

4、出现弯曲变形现象，直接影响了各注塑型坯模板单元的位置精度，随之发生不定形的位置偏移，影响定模各型腔与动模各型芯的对中性，最终生产出壁厚不均匀的次品，造成损失，如图4所示。2）动模存在的不足。吹塑模块中间的互拉杆造成动模的长度过大，强度不足，在外力作用下容易引起较大变形。由于注塑机工作台的限制，整套模具的长宽尺寸不能再变大，动模部分的合模导柱也没有位置加大，直径只有35mm，合模时刚性不足，对生产造成影响，当用户要求产品的壁厚较薄时，生产出来的产品壁厚偏差较大，产品的合格率较低。原设计方案对动模的影响主要是：因动模采取6根分为3组互拉杆型式，给模具加工、装配和调试带来很大的不便，当其中某2组互拉

5、杆长度或装配精度存在偏差时，都会直接影响到整套模具各吹塑模块的闭合性；另原设计的方形条互拉杆材料采用截面尺寸为12mm12mm的45钢，其抗弯强度不够高，在高压油缸的作用力下会发生弯曲变形，同样影响各吹塑模块的闭合性。以上两个方面都可能出现并最终导致次品产生，造成较大损失。 1.2一步法双工位注吹一体化中空容器成型模具优化 1.2.1动模的优化将动模原来6根互拉杆改为4根，分为2组分别设置在吹塑模块的上、下两端；将原互拉杆的材料改为cr12，其抗弯强度高、变形小、尺寸稳定，是更理想的拉杆材料。通过分析计算，互拉杆的截面尺寸为20mm20mm。采用2组互拉杆的结构形式，给模具调试和安装带来了方便

6、，这种形式对吹塑模块的闭合性更有保证。对互拉杆结构的优化改进，使定模和动模结构上发生了较大的变化，为吹塑模块节省了一定的位置，模具长度缩短，强度刚度更好。优化后的模具动模部分如图5所示。动模除了改良互拉杆结构外，还对合模导向机构进行优化。合模导向机构在注射模中，用来保证动模和定模之间准确对合，在模具中起定位、导向和承受一定侧压力的作用。双排注、吹模具主要导向机构是4根导柱，因模具自重较大，在生产过程中不断往复运动，必须要配备具有足够强度和刚度的导向机构。方法是把原来模具上的导柱由直径为35mm加大至50mm，定模相应地更换导套和加设导套加强块。这样可较好地确保定模和动模平稳闭合，保证定模注塑型

7、腔和动模型芯的对中性。 1.2.2定模的优化动模结构发生了变化，定模也要进行相应的优化。因动模中的吹塑模块中间减少了一组互拉杆，所以定模的注塑型坯模板可以实行单排整体加工，无需进行分段加工，原来要对四单元进行装配调整，现在只需对两排进行装配调整就行了，大大减少了加工的时间并且降低了难度，同时给模具装配带来了方便，缩短了装配调整时间，提高了模具的精度。因动模和定模进行了优化，故相应热流道板也发生了变化，中间不必铣空，采取整一条的形式，大大提高了热流道板的强度和刚性，消除了长时间生产出现弯曲变形的现象，更好地保证了模具的稳定性。经优化改进后的双排注吹模具定模如图6所示。利用pro/e软件对优化后的

8、注塑型坯用同样的方法进行温度分析，结果如图7所示。从图7可知，单排中靠近两端面的两模腔散热快，温度较低，而其它的模腔温度基本一致，采取措施是在每排两端注塑型坯底部加设紫铜套，以起到保温作用。通过上述方法进行温度补偿，在实际生产中起到显著的效果，使各型坯温度基本一致，从而确保了各型腔同时成形，保证了产品质量。优化后的模具提高了产品市场的竞争力，带来了较好的经济效益。以生产50ml医用瓶为例，通过对原双排注、吹模具的优化改进，生产率提高15.38%，产品合格率提高近5个百分点，经济效益明显，如表1所示。 2结论 通过对原一步法双工位注、吹一体化中空容器成型模具的优化，使该模具技术上了一个新台阶。通过生产检验，优化改进后的模具结构新颖、稳定性高、模具使用寿命长、安装和调试方便，生产出来的产品外观更美观光滑，表面夹缝线不明显，产品壁厚更均匀，对产品的适应性更强；由于定模、动模对中性好，受热变形影响少，能经得起长