CN110303664A - 一种配备加热拉伸系统的吹塑成型模具及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种配备加热拉伸系统的吹塑成型模具，包括合围成模腔的前模具和后模具、位于模腔底部的底模、用于安装底模的底模板以及从模腔顶部伸入模腔内的拉伸杆，所述模腔内设有承托机构，所述承托机构包括承托杆和驱动承托杆伸入模腔中部的驱动机构，所述拉伸杆和/或承托杆内设有加热元件。本发明在拉伸杆和/或承托杆内设有加热元件，在吹瓶时，拉伸杆和承托杆的温度接近于瓶坯温度，不会出现提前冷却等状况，使瓶坯底部的材料得到充分的拉伸，更均匀地分布在瓶子底部，可以得到更好的冷却定型。由于得到充分的拉伸，不仅可以减小瓶底的内应力，降低爆裂的概率。
Description
技术领域
本发明涉及吹塑容器成型的技术领域，具体涉及一种配备加热拉伸系统的吹塑成型模具及方法。
背景技术
目前吹塑成型容器成型过程中，特别是注拉吹两步法的吹塑成型方法中，瓶坯的轴向拉伸基本都是通过一根拉伸杆（圆钢棒）接触瓶坯内底部一次性将瓶坯拉伸到模腔底部。在拉伸杆拉伸过程中同时注入压缩空气，借助压缩空气将瓶坯吹胀，使其紧贴于模具的型腔壁上，经冷却定型得到中空塑料制品。当瓶坯拉伸到与模腔底部金属接触时，瓶坯底部冷却比较快、加之拉伸空间受限材料很难充分拉伸，容器底部形成积料、导致材料浪费，产生的应力集中，使容器底部容易开裂，尤其在大容量容器（5L以上）上更为严重。此外，当瓶坯垂直拉伸尺寸较大时，拉伸杆易于出现速率不稳定、刚性不足、瓶坯底部容易产生偏心，导致吹塑容器壁厚不均匀，影响容器整体强度。
为此本公司发明出一种轴向双方向定位拉伸中空吹塑成型方法，具体技术方案可以参考专利申请号为201811527312.2的中国发明专利，该技术方案基本上解决了上述技术问题。但是在使用过程中发现，由于目前拉伸杆无加热系统,其温度远远低于瓶坯温度，在拉伸杆与瓶坯底部接触进行拉伸时，导致与拉伸杆接触的瓶坯底部提前冷却，也会出现部分料难拉开、底部积料、塑料分布不均匀、容易开裂和底脚发白等问题。
发明内容
本发明提供一种实现材料分布均匀、还可减轻底部材料重量的配备加热拉伸系统的吹塑成型模具及方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种配备加热拉伸系统的吹塑成型模具，包括合围成模腔的前模具和后模具、位于模腔底部的底模、用于安装底模的底模板以及从模腔顶部伸入模腔内的拉伸杆，所述模腔内设有承托机构，所述承托机构包括承托杆和驱动承托杆伸入模腔中部的驱动机构，其特征在于：所述拉伸杆和/或承托杆内设有加热元件。
在本发明中，所述底模上设有通孔，承托杆从通孔内穿入模腔内，所述驱动机构安装在底模的外侧。
在本发明中，所述加热元件位于拉伸杆和/或承托杆的端部。
在本发明中，所述加热元件为电阻加热元件。
在本发明中，所述拉伸杆和/或承托杆的主体材料为导热材料。
一种加热拉伸系统的吹塑成型方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一，准备瓶坯和吹塑模具，将瓶坯放入吹塑模具内；所述吹塑模具包括合围成模腔的前模具和后模具、位于模腔底部的底模、用于安装底模的底模板以及从模腔顶部伸入模腔内的拉伸杆，所述模腔内设有承托机构，所述承托机构包括承托杆和驱动承托杆伸入模腔中部的驱动机构，所述拉伸杆和或承托杆内设有加热元件；
步骤二，在吹瓶前，通过加热元件分别把拉伸杆和承托杆加温到设计温度；
步骤三，进行吹瓶，将瓶坯加热至拉伸温度，拉伸杆进行轴向拉伸，当拉伸杆与承托杆接触后，承托杆收回或跟随拉伸杆移动，拉伸杆继续拉伸并注入气压，使瓶坯膨胀并紧贴模腔内壁，然后冷却形成吹塑容器。
在本发明中，在步骤二中，设计温度为45℃~150℃。
在本发明中，在步骤三中，吹瓶时，先将承托杆伸出20mm~40 mm，保持不动，拉伸杆拉伸瓶坯到距离承托杆顶部的一半时注入低压气、边拉伸边预吹成型，当拉伸杆拉伸瓶坯接触到承托杆时，停顿0.01s~0.5s，让瓶坯在预吹气的作用下得到充分的拉伸后，拉伸杆和承托杆一起下降到底部，同时主吹高压气进入，使瓶坯膨胀并紧贴模腔内壁，然后冷却形成吹塑容器。
在本发明中，在步骤三中，吹瓶时，先将承托杆退到最低位，拉伸杆拉伸瓶坯到距离模具底面高度10mm~60mm的一半时，注入低压气，边拉伸边预吹成型，当瓶坯拉伸到距离模具底面高度10mm~60mm时承托杆同时向上伸出，直到承托杆和拉伸杆接触后，承托杆和拉伸杆一起夹持坯底向下运行到底部，同时主吹高压气，使瓶坯膨胀并紧贴模腔内壁，然后冷却形成吹塑容器。
在本发明中，在步骤三中，吹瓶时，先将承托杆伸出20mm~40mm，保持不动，拉伸杆拉伸瓶坯到，预吹气进入，在接触到承托杆时，停顿0.01s~0.5s，让瓶坯在预吹气的作用下得到充分的拉伸后，承托杆和拉伸杆一起夹持坯底向下运行到底部，同时主吹高压气，使瓶坯膨胀并紧贴模腔内壁，然后冷却形成吹塑容器。
本发明的优点在于：本发明在拉伸杆和/或承托杆内设有加热元件，在吹瓶时，拉伸杆和承托杆的温度接近于瓶坯温度，不会出现提前冷却等状况，使瓶坯底部的材料得到充分的拉伸，更均匀地分布在瓶子底部，可以得到更好的冷却定型。由于得到充分的拉伸，不仅可以减小瓶底的内应力，降低爆裂的概率，而且还可以减轻底部材料的重量，达到减克重的效果。本发明所使用的方法不仅是针对碳酸瓶和大容量塑料瓶，还可应用在玻璃瓶上。进一步，瓶底通过承托装置的引导直接落在模腔底部的中心位置，即使拉伸杆速率不稳定、拉伸杆刚性不足，也不会出现瓶坯底部偏心、瓶坯径向圆周材料分布不均匀的现象，保证了吹塑容器壁厚均匀，增强了容器整体强度。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明：
图1为吹塑模具的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参考图1，本实施例公开的是一种配备加热拉伸系统的吹塑成型模具，包括合围成模腔1的前模具2和后模具、位于模腔1底部的底模4、用于安装底模4的底模板5以及从模腔1顶部伸入模腔1内的拉伸杆8，所述模腔1的顶部设有上夹口6，上夹口6通过螺栓固定连接在前模具2和后模具上，拉伸杆8从上夹口内伸入模腔1内。所述前模具2和后模具内设有纵横交错的冷却水道并且与快接头连接。所述模腔1内设有承托机构，所述承托机构包括承托杆7和驱动承托杆7伸入模腔1中部的驱动机构3，所述拉伸杆8和承托杆7内设有加热元件9，所述加热元件9为电阻加热元件并且位于拉伸杆8和承托杆7的端部。所述底模4上均匀分布有多条凸起的筋条，多条筋条在底模4的中部汇集并形成凸起的凸台状，该凸台的正中部设有贯穿底模4的通孔承托杆7从通孔内穿入模腔1内，所述驱动机构3安装在底模4的外侧，承托杆7与拉伸杆8在同一轴线上。
在本实施例中，所述驱动机构3可为气压缸、液压缸或电机，当只需单次承托时，优选为气缸，反应快速、成本低，当需要多次往复承托时，优选为私服电机及其传动机构，通过私服电机可以控制往复的次数及伸缩的幅度。在本实施例中，所述驱动机构3通过多条连接杆与底模4连接，连接杆穿过底模板的空位与驱动机构3连接，多条连接杆围成中空的驱动机构安装支架，通过驱动机构安装支架将驱动机构3与底模4隔开，既方便驱动机构3的安装，也避免相互之间产生影响，延长使用寿命。
在本实施例中，所述拉伸杆8和/或承托杆7的主体材料为导热材料，所述导热材料为金属、合金等材料。
另外本发明还公开了一种配备加热拉伸系统的吹塑成型方法，该方法的实施例有三种，实施例一包括以下步骤：
步骤一，准备瓶坯和吹塑模具，将瓶坯放入吹塑模具内，所述吹塑模具结构如上述结构所示，在此不赘述；
步骤二，在吹瓶前，通过加热元件9分别把拉伸杆8和承托杆7加温到设计温度，设计温度为45℃~150℃，优选温度为60℃~120℃；
步骤三，进行吹瓶时，先将承托杆7伸出20mm~40 mm，保持不动，拉伸杆8拉伸瓶坯到距离承托杆7顶部的一半时注入低压气、边拉伸边预吹成型，当拉伸杆8伸瓶坯接触到承托杆7时，拉伸杆8与承托杆7之间至少间隔一层容器壁厚的距离，避免将底部戳破，停顿0.01s~0.5s，优选的停顿时间为0.01s~0.3s，瓶坯的被承托点周边在气压以及自身材料惯性的作用下持续拉伸，使其得到充分的拉伸后，拉伸杆8和承托杆7一起下降到底部，同时主吹高压气进入，使瓶坯膨胀并紧贴模腔内壁，然后冷却形成吹塑容器，完成后拉伸杆8退出并回到原位。
实施例二：
本实施例所采用的方法与实施例一基本相同，其不同之处仅仅在于步骤三的不同，其步骤三如下：吹瓶时，先将承托杆7退到最低位，拉伸杆8拉伸瓶坯到距离模具底面高度10mm~60mm的一半时，注入低压气，边拉伸边预吹成型，当瓶坯拉伸到距离模具底面高度10mm~60mm时承托杆7同时向上伸出，直到承托杆7和拉伸杆8接触后，承托杆7和拉伸杆8一起夹持坯底向下运行到底部，同时主吹高压气，使瓶坯膨胀并紧贴模腔内壁，然后冷却形成吹塑容器，上述距离模具底面高度优选为20mm~50mm，最优为40mm。
实施例三：
本实施例所采用的方法与实施例一基本相同，其不同之处仅仅在于步骤三的不同，其步骤三如下：吹瓶时，先将承托杆7伸出20mm~40mm，优选为30mm，保持不动，拉伸杆8拉伸瓶坯到，预吹气进入，在接触到承托杆7时，停顿0.01s~0.1s，优选的停顿时间为0.01s~0.3s，让瓶坯在预吹气的作用下得到充分的拉伸后，承托杆7和拉伸杆8一起夹持坯底向下运行到底部，同时主吹高压气，使瓶坯膨胀并紧贴模腔内壁，然后冷却形成吹塑容器。
在上述三个实施例中，所述预吹气的压力为0.5MPa~1MPa，主吹高压气的压力为2MPa~3.4MP，在实际生产过程中，为了适应不同规格的瓶型，需要试出最佳方案，在测试时，不断提高预吹气的压力和降低主吹高压气的压力，直到找到最佳的吹瓶方案。
以上所述仅为本发明的优先实施方式，只要以基本相同手段实现本发明目的的技术方案都属于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种配备加热拉伸系统的吹塑成型模具，包括合围成模腔的前模具和后模具、位于模腔底部的底模、用于安装底模的底模板以及从模腔顶部伸入模腔内的拉伸杆，所述模腔内设有承托机构，所述承托机构包括承托杆和驱动承托杆伸入模腔中部的驱动机构，其特征在于：所述拉伸杆和/或承托杆内设有加热元件。
2.根据权利要求1所述的一种配备加热拉伸系统的吹塑成型模具，其特征在于：所述底模上设有通孔，承托杆从通孔内穿入模腔内，所述驱动机构安装在底模的外侧。
3.根据权利要求1或2所述的一种配备加热拉伸系统的吹塑成型模具，其特征在于：所述加热元件位于拉伸杆和/或承托杆的端部。
4.根据权利要求3所述的一种配备加热拉伸系统的吹塑成型模具，其特征在于：所述加热元件为电阻加热元件。
5.根据权利要求3所述的一种配备加热拉伸系统的吹塑成型模具，其特征在于：所述拉伸杆和/或承托杆的主体材料为导热材料。
6.一种配备加热拉伸系统的吹塑成型方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一，准备瓶坯和吹塑模具，将瓶坯放入吹塑模具内；所述吹塑模具包括合围成模腔的前模具和后模具、位于模腔底部的底模、用于安装底模的底模板以及从模腔顶部伸入模腔内的拉伸杆，所述模腔内设有承托机构，所述承托机构包括承托杆和驱动承托杆伸入模腔中部的驱动机构，所述拉伸杆和或承托杆内设有加热元件；
步骤二，在吹瓶前，通过加热元件分别把拉伸杆和承托杆加温到设计温度；
步骤三，进行吹瓶，将瓶坯加热至拉伸温度，拉伸杆进行轴向拉伸，当拉伸杆与承托杆接触后，承托杆收回或跟随拉伸杆移动，拉伸杆继续拉伸并注入气压，使瓶坯膨胀并紧贴模腔内壁，然后冷却形成吹塑容器。
7.根据权利要求6所述的一种配备加热拉伸系统的吹塑成型方法，其特征在于：在步骤二中，设计温度为45℃~150℃。
8.根据权利要求6或7所述的一种配备加热拉伸系统的吹塑成型方法，其特征在于：在步骤三中，吹瓶时，先将承托杆伸出20mm~40 mm，保持不动，拉伸杆拉伸瓶坯到距离承托杆顶部的一半时注入低压气、边拉伸边预吹成型，当拉伸杆拉伸瓶坯接触到承托杆时，停顿0.01s~0.5s，让瓶坯在预吹气的作用下得到充分的拉伸后，拉伸杆和承托杆一起下降到底部，同时主吹高压气进入，使瓶坯膨胀并紧贴模腔内壁，然后冷却形成吹塑容器。
9.根据权利要求6或7所述的一种配备加热拉伸系统的吹塑成型方法，其特征在于：在步骤三中，吹瓶时，先将承托杆退到最低位，拉伸杆拉伸瓶坯到距离模具底面高度10mm~60mm的一半时，注入低压气，边拉伸边预吹成型，当瓶坯拉伸到距离模具底面高度10mm~60mm时承托杆同时向上伸出，直到承托杆和拉伸杆接触后，承托杆和拉伸杆一起夹持坯底向下运行到底部，同时主吹高压气，使瓶坯膨胀并紧贴模腔内壁，然后冷却形成吹塑容器。
10.根据权利要求6或7所述的一种配备加热拉伸系统的吹塑成型方法，其特征在于：在步骤三中，吹瓶时，先将承托杆伸出20mm~40mm，保持不动，拉伸杆拉伸瓶坯到，预吹气进入，在接触到承托杆时，停顿0.01s~1s，让瓶坯在预吹气的作用下得到充分的拉伸后，承托杆和拉伸杆一起夹持坯底向下运行到底部，同时主吹高压气，使瓶坯膨胀并紧贴模腔内壁，然后冷却形成吹塑容器。
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