CN107421397B - 一种开孔排屑式封口模具和封口工艺及其封口纸筒 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种开孔排屑式封口模具，包括上模、下模和底座，所述下模安装底座上，所述上模设置于下模的上方；所述下模设有能进入纸筒筒体中的模芯，所述上模上设有与下模的模芯相适配的成型腔，所述上模能套在纸筒筒体的一端，用于对纸筒筒体旋转施压，使纸筒筒体一端成为封闭端。本发明具有同时引线孔成型、可排出气体和纸屑、安全性高、成本低、结构新颖、操作简便和利于环保等优点。

Description

一种开孔排屑式封口模具和封口工艺及其封口纸筒

技术领域

本发明涉及烟花纸筒技术领域，更具体地，涉及一种开孔排屑式封口模具和封口工艺、及其封口纸筒。

背景技术

现有的封口模具一般是采用泥底将纸筒的一端封住才能填充发射药和燃放药，那将黄泥、黄泥粉等压紧做成一个泥封闭端住纸筒的一端，这不仅造成了水土流失，破坏了生态平衡，同时需要将黄泥从山岭中运输到加工场地，增加了运输成本，而且在烟花燃放后有坚硬的泥土块和固引剂结晶块从高空坠落，破坏坏境的同时也存在安全隐患，也对环境造成了不可逆的污染。

因此，现在人们开始采用旋转式封口模具对烟花纸筒的底端进行挤压成型封闭。例如申请日为申请日为2016.08.30申请号为201610759646.7的“烟花纸筒及其封口模具、封口方法和该烟花纸筒的效果筒”发明专利，公开了一种烟花纸筒，包括筒体，所述筒体一端开口，另一端为封闭端，该封闭端由筒体本身挤压形成。本发明还公开了一种封口模具，包括公模和母摸，公模包括能进入筒体中的柱体，该柱体的一端为所述封闭端的成型端，母模具有与公模成型端相配合的成型槽，母模能套在筒体的一端，用于对筒体旋转施压，使筒体该端成为封闭端。成型槽包括圆柱段和圆弧段，圆弧段的内壁上设有若干扇型槽，各扇型槽的顶点位于圆弧段的顶点上，扇型槽的深度均沿周向自一端向另一端递增使相邻两扇型槽之间自然形成弧形棱。这种烟花纸筒免去压制过火泥的环节，提高生产效率，避免开采黄泥造成的水土流失，利于环保，减少燃放后的废渣污染避免坠物伤人。

但是在使用的过程中，我们发现这种旋转式封口模具还存在以下缺点：（1）只能形成完全封闭的烟花纸筒底端，对于烟花纸筒后续的组盆和插引工序极为不利，在组盆的过程中需要同时打孔和插引，工序复杂、成本高，最主要的是组盆与打孔、插引同时进行，其安全性差，易造成引线起火，危及组盆及插引的设备和操作人员的安全。众所周知，安全性是烟花生产工艺的重中之重，是首要性能指标。（2）现有的烟花纸筒底端封口工艺，对烟花纸筒的底端涮胶水、模压、旋转成型，存在胶水浸润不透、纸浆成型困难、纸浆积压成块、难以溶合为一体、纸筒封口处存在裂纹、以及多余纸浆和模具内的气体无法排出的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服上述缺陷，提供一种开孔排屑式封口模具和封口工艺、及其封口纸筒。

本发明通过以下技术方案实现：

一种开孔排屑式封口模具，包括上模、下模和底座，所述下模安装底座上，所述上模设置于下模的上方；所述下模设有能进入纸筒筒体中的模芯，所述上模上设有与下模模芯相适配的成型腔，所述上模能套在纸筒筒体的一端，用于对纸筒筒体旋转施压，使纸筒筒体一端成为封闭端。

进一步地，所述成型腔的上端为底端，下端开口，所述成型腔的内壁上均匀设有若干三角形凹槽，所述三角形凹槽内设有用来排出多余纸浆和模具内的气体的排屑孔，所述三角形凹槽的顶点汇聚于成型腔的底端的中心，所述中心处设有开孔装置。

进一步地，所述排屑孔为三角形孔，所述三角形孔的两条侧边高底不同，一条侧边的高度大于另一条侧边的高度，使三角形孔呈倾斜状。

进一步地，所述开孔装置为一圆锥形轴，所述圆锥形轴下端小、上端大，所述圆锥形轴的中心轴线与上模成型腔的中心轴线重合，所述圆锥形轴的上端安装在成型腔的圆弧段的中心，所述圆锥形轴的下端指向成型腔的开口一端。

进一步地，所述圆锥形轴的外表面上设有螺旋状刀刃，所述圆锥形轴的上端穿过成型腔、上模与设置在上模上方的旋转轴相连。

进一步地，所述模芯包括圆柱段和成型端，所述底座上设有用于安装模芯的安装柱，所述安装柱与底座垂直，所述模芯的圆柱段沿轴线方向设有与安装柱相适配的中心孔，所述中心孔的上端封闭、下端开口，所述中心孔内安装有弹簧和安装柱，所述弹簧的上端与中心孔的上端相连，所述弹簧的下端与安装柱的顶端相连；所述模芯的成型端位于圆柱段的上部且与圆柱段连为一体，所述成型端的大小形状与上模的成型腔相适配。

进一步地，所述模芯的圆柱段上销铣有一个导向槽，所述安装柱上焊接或镶嵌有一个与安装柱垂直的导向销，所述导向销位于导向槽中且能沿导向槽上下滑动。所述模芯的成型端的顶端中心位置钻有一个与成型腔内的圆锥形轴相对应的通孔，所述通孔直径的大于所述圆锥形轴的最大外径。

采用上述开孔排屑式封口模具制作封口纸筒的封口工艺，包括以下步骤：

A1、采用两端开口的烟花纸筒的一端浸泡在胶水中，浸泡时间为1-30分钟，待烟花纸筒的端部湿润浸透后备用；

A2、将湿润浸透后的烟花纸筒插入到下模的模芯上，使烟花纸筒湿润浸透的一端朝向上，并将烟花纸筒的另一端固定；

A3、上模及开孔装置边旋转边向下压，使上模的成型腔逐步向下套住烟花纸筒湿润浸透的一端，施加向下挤压、旋转刮削、中心开孔的复合作用力，同时排屑孔将挤压、刮削、开孔所形成的多余纸浆和模具后的气体排出上模外，使烟花纸筒湿润浸透的一端形成一个中心带有引线孔的封闭端；

进一步地，所述步骤A1中所采用的胶水的含水量大于50%（按重量百比分计），所述胶水的温度为20-100℃，所述步骤A2中烟花纸筒湿润浸透的一端高出下模模芯3-30mm。

根据上述工艺成型后的封口纸筒，所述封口纸筒的一端为光滑的封闭端，所述封闭端的中心有一引线孔。

与现在有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明采用改进后的工艺及模具，解决了技术背景中所指出的现有技术所存在的两个问题。本发明在成型腔内壁上均匀设有若干三角形凹槽，在三角形凹槽内设有用来排出多余纸浆和模具内气体的排屑孔，在成型腔的底端的中心设有开孔装置。所述开孔装置为一圆锥形轴，所述圆锥形轴下端小、上端大，所述圆锥形轴的中心轴线与上模成型腔的中心轴线重合，在圆锥形轴的外表面上设有螺旋状刀刃，所述圆锥形轴的上端穿过成型腔和上模，与设置在上模上方的旋转轴相连。将烟花纸筒的一端浸泡在胶水中，直到湿润浸透后，再将烟花纸筒插入到下模的模芯上，上模及开孔装置边旋转边向下压，同时施加向下挤压、旋转刮削、中心开孔的复合作用力，同时排屑孔将挤压、刮削、开孔所形成的多余纸浆和模具后的气体排出上模外，使烟花纸筒形成一个中心带有引线孔的封口纸筒。本发明在烟花纸筒形成封闭端的同时，在封闭端形成了中心引线孔，改变了现有的组合烟花制作的后续工艺，将现有的边组盆边打孔插引工艺，改为先组盆后插引工艺，不但节省了打孔工序，最主要的是可以防止同时进行组盆、打孔、插引所存在的安全性差、引线易起火，危及组盆及插引的设备和操作人员的安全问题。

另外，现有模具和工艺采用在纸筒表面涂刷胶水，再封闭式旋转挤压成型，由于表面涂刷胶水不能完全浸透烟花纸筒，在挤压成型过程中刮削的多余纸浆和模具内的气体无法排出，因此成型不好，存在纸浆结块、裂纹和气泡。本发明采用胶水浸泡浸透，再利用成型腔的三角形凹槽和排屑孔进行旋转刮削，将挤压、刮削、开孔所形成的多余纸浆和模具后的气体排出上模外，使烟花纸筒湿润浸透的一端能完全融合为一体，成型后表面光滑、内部均匀、无气泡、无裂纹，解决了现有模具和工艺所存在的纸浆结块、裂纹和气泡的问题。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为上模的结构示意图。

图3为图2中的K向视图。

图4为下模的结构示意图。

图5为成型后的纸筒筒体的结构示意图。

附图中：1.底座，2.上模，211.成型腔，212.圆锥形轴，213.螺旋状刀刃，214.排屑孔， 215. 旋转轴， 216. 三角形凹槽， 3. 安装柱， 4.模芯， 401.成型端， 402. 圆柱段，403.弹簧，404. 通孔，405. 中心孔，406. 导向槽，407. 导向销，5. 纸筒筒体，501. 封闭端， 502. 引线孔。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

如图1~3所示，一种开孔排屑式封口模具，包括上模2、下模和底座1，所述下模安装底座1上，所述上模2设置于下模的上方。所述下模设有模芯4，所述模芯4能进入纸筒筒体5内，所述纸筒筒体5为两端开口的圆管形状。所述上模2内设有与下模模芯4相适配的成型腔211，所述上模2能套在纸筒筒体5的一端，用于对纸筒筒体5旋转施压，使纸筒筒体5一端成为封闭端501。所述上模2、下模和底座1均采用不锈钢或铸铁材料制作。

成型腔211为倒置的圆柱形空腔，成型腔211的上端为圆弧形或圆台形底端，成型腔211的下端开口。成型腔211的内壁上通过铣削设备铣削有若干三角形凹槽216，所述三角形凹槽216内设有用来排出多余纸浆和模具内的气体的排屑孔214，所述排屑孔214为三角形孔，所述三角形孔的两条侧边高底不同，一条侧边的高度大于另一条侧边的高度，使三角形孔呈倾斜状，以便于对纸筒的刮削和排屑。所述三角形凹槽216的顶点汇聚于成型腔211的底端的中心，所述中心处设有开孔装置。需要说明的是，所述三角形凹槽216也可采用棱形凹槽、弧形凹槽或其它槽代替，本实施例中优选三角形凹槽216。

所述开孔装置为一圆锥形轴212，圆锥形轴212的外表面上设有螺旋状刀刃213。所述圆锥形轴212下端小、上端大，所述圆锥形轴212的中心轴线与上模2成型腔211的中心轴线重合，圆锥形轴212的下端指向成型腔211的开口一端，所述圆锥形轴212的上端穿过成型腔211与设置在上模2上方的旋转轴215相连，所述旋转轴215与电机或其他驱动装置（图中未示出）相连。

需要说明的是，在某些情况下也可以直接将圆锥形轴212的上端通过焊接或一体铸造的方式固定在成型腔211的圆弧段的中心，这样也可以在纸筒一端形成中心孔405，只是效果稍差。

如图1、图3所示，所述下模包括模芯4、弹簧403、安装柱3、导向槽406、导向销407、通孔404。安装柱3的下端焊接在底座1上，所述安装柱3与底座1互相垂直。所述模芯4包括圆柱段402和成型端401，所述模芯4的圆柱段402沿轴线方向设有与安装柱3相适配的中心孔405，所述中心孔405的上端封闭、下端开口，所述中心孔405内安装有弹簧403和安装柱3，所述弹簧403的上端与中心孔405的上端相连，所述弹簧403的下端与安装柱3的顶端相连。

模芯4的成型端401位于圆柱段402的上部且与圆柱段402连为一体，成型端401为圆弧形或圆台形，其大小形状与上模2的成型腔211相适配。模芯4的成型端401的顶端中心位置设有一个与成型腔211内的圆锥形轴212相对应的通孔404，所述通孔404直径的大于所述圆锥形轴212的最大外径。在模芯4的圆柱段402上设有一个导向槽406，所述底座1上的安装柱3上设有一个与安装柱3垂直的导向销407，所述导向销407位于导向槽406中且能沿导向槽406上下滑动。

采用上述开孔排屑式封口模具制作封口纸筒的封口工艺，包括以下步骤：

A1、采用两端开口的烟花纸筒的一端浸泡在胶水中，浸泡时间为1-30分钟，待烟花纸筒的端部湿润浸透后备用；作为优选，所述步骤A1中所采用的胶水的含水量大于50%（按重量百比分计），所述胶水的温度为20-100℃，这样有利于胶水渗透和烟花纸筒端部的软化，便于后续的旋转刮削和挤压成型。

A2、将湿润浸透后的烟花纸筒插入到下模的模芯4上，使烟花纸筒湿润浸透的一端朝向上，并将烟花纸筒的另一端固定；作为优选，所述烟花纸筒湿润浸透的一端高出下模模芯43-30mm，以留出一定的预留空间便于纸浆聚集形成烟花纸筒的封闭端501。

A3、上模2及开孔装置边旋转边向下压，使上模2的成型腔211逐步向下套住烟花纸筒湿润浸透的一端，施加向下挤压、旋转刮削、中心开孔的复合作用力，同时排屑孔214将挤压、刮削、开孔所形成的多余纸浆和模具后的气体排出上模2外，使烟花纸筒湿润浸透的一端形成一个中心带有引线孔502的封闭端501。

采用上述模具和上述工艺制作的封口纸筒，所述封口纸筒的一端为光滑的封闭端501，所述封闭端501的中心有一引线孔502。封闭端501表面光滑、内部均匀、无气泡、无裂纹，而且在在组合烟花制作的后续工序中，实现了先组盆、后插引，其工艺先进、安全可靠性高。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明的技术方案所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护之内。

Claims (5)

1.一种开孔排屑式封口模具，包括上模、下模和底座，所述下模安装底座上，所述上模设置于下模的上方；所述下模设有能进入纸筒筒体中的模芯，所述上模上设有与下模的模芯相适配的成型腔，所述上模能套在纸筒筒体的一端，用于对纸筒筒体旋转施压，使纸筒筒体一端成为封闭端；所述成型腔的上端为底端，下端开口，所述成型腔的内壁上均匀设有若干三角形凹槽，所述三角形凹槽内设有用来排出多余纸浆和模具内的气体的排屑孔，所述三角形凹槽的顶点汇聚于成型腔的底端的中心，所述中心处设有开孔装置；

其特征在于，所述排屑孔为三角形孔，所述三角形孔的两条侧边高底不同，一条侧边的高度大于另一条侧边的高度，使三角形孔呈倾斜状；所述开孔装置为一圆锥形轴，所述圆锥形轴下端小、上端大，所述圆锥形轴的中心轴线与上模成型腔的中心轴线重合，所述圆锥形轴的上端安装在成型腔的圆弧段的中心，所述圆锥形轴的下端指向成型腔的开口一端。

2.根据权利要求1所述的一种开孔排屑式封口模具，其特征在于，所述圆锥形轴的外表面上设有螺旋状刀刃，所述圆锥形轴的上端穿过成型腔与设置在上模上方的旋转轴相连。

3.根据权利要求1所述的一种开孔排屑式封口模具，其特征在于，所述模芯包括圆柱段和成型端，所述底座上设有用于安装模芯的安装柱，所述安装柱与底座垂直，所述模芯的圆柱段沿轴线方向设有与安装柱相适配的中心孔，所述中心孔的上端封闭、下端开口，所述中心孔内安装有弹簧和安装柱，所述弹簧的上端与中心孔的上端相连，所述弹簧的下端与安装柱的顶端相连；所述模芯的成型端位于圆柱段的上部且与圆柱段连为一体，所述成型端的大小形状与上模的成型腔相适配。

4.根据权利要求3所述的一种开孔排屑式封口模具，其特征在于，所述模芯的圆柱段上设有一个导向槽，所述底座上的安装柱上设有一个与安装柱垂直的导向销，所述导向销位于导向槽中且能沿导向槽上下滑动；所述模芯的成型端的顶端中心位置设有一个与成型腔内的圆锥形轴相对应的通孔，所述通孔的直径大于所述圆锥形轴的最大外径。

5.采用上述权利要求1-4任一项所述的开孔排屑式封口模具制作封口纸筒的封口工艺，包括以下步骤：

A1、采用两端开口的烟花纸筒的一端浸泡在胶水中，浸泡时间为1-30分钟，待烟花纸筒的端部湿润浸透后备用；

A2、将湿润浸透后的烟花纸筒插入到下模的模芯上，使烟花纸筒湿润浸透的一端朝向上，并将烟花纸筒的另一端固定；

A3、上模及开孔装置边旋转边向下压，使上模的成型腔逐步向下套住烟花纸筒湿润浸透的一端，施加向下挤压、旋转刮削、中心开孔的复合作用力，同时排屑孔将挤压、刮削、开孔所形成的多余纸浆和模具内的气体排出上模外，使烟花纸筒湿润浸透的一端形成一个中心带有引线孔的封闭端。