CN111644827A - 一种水循环冷却玻璃瓶罐模具及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种水循环冷却玻璃瓶罐模具，在玻璃瓶罐模具的两半模中按照相同的结构形式分别内置以不锈钢为材质的冷却水管，所述冷却水管整体与模具呈共轴设置，于径向方向上位于模具中部靠外的位置；所述冷却水管呈连续规律弯曲的弯管结构，整体于竖向延伸至临近于模体的顶端与底端，两管端分别于模体其中一端外周两侧露出，形成进水口与出水口，于所述进水口与出水口处分别通过模具水咀连接至外部供水管道。同时提供了一种基于此水循环冷却玻璃瓶罐模具的加工方法。本发明为模具水冷提供了一种全新的思路，具有节能、冷却效率高、加工量小、无噪音等优点。

Description

一种水循环冷却玻璃瓶罐模具及其加工方法

技术领域

本发明涉及日用玻璃瓶模具制造领域，更具体地说是一种水循环冷却玻璃瓶罐模具及其加工方法。

背景技术

图1所示是一付常规的玻璃瓶生产模具，目前，它在投入生产时的冷却方式是风冷。风冷分为侧冷和垂冷，而无论采取哪种风冷的冷却方式，它的冷却效率都远远不及水冷，而且风冷的能耗也非常大(行业内六组单滴模冷风机的配置是75KW，八组单滴模冷风机的配置是90KW)，所以这个能耗相当高；另外，噪音也非常大(主要是风噪)，这对员工的职业健康有很大的危害(操作人员都配耳塞工作)，所以工作环境相对恶劣。在过去，也曾有玻璃厂尝试着用循环水来冷却模具，但由于过去模具内的循环水通道是通过钻孔和堵孔的方式来实现的，所以半付模仅堵头都有十多个，再加上玻璃制品属热工工艺，生产时模具温度达到350度以上，热胀冷缩使得堵头的密封性得不到保证，经常有循环水渗漏出来；而且这种模具在加工时钻孔和堵孔的工作量也相当大，所以模具采用循环水冷却这种方式始终未能推广和普及。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种水循环冷却玻璃瓶罐模具及其加工方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种水循环冷却玻璃瓶罐模具，其结构特点是：

在玻璃瓶罐模具的两半模中按照相同的结构形式分别内置以不锈钢为材质的冷却水管，所述冷却水管整体与模具呈共轴设置，于径向方向上位于模具中部靠外的位置；

所述冷却水管呈连续规律弯曲的弯管结构，整体于竖向延伸至临近于模体的顶端与底端，两管端分别于模体其中一端外周两侧露出，形成进水口与出水口，于所述进水口与出水口处分别通过模具水咀连接至外部供水管道。

本发明中，相应的结构设置也包括：

所述冷却水管是沿着与所在半模同轴的圆形路径于竖向呈S型的连续弯曲的弯管结构。

所述圆形路径的半径R1设置为相较于所述玻璃瓶罐模具配套抱钳的内径R0小12-15mm。

所述冷却水管外径10mm，壁厚0.5-0.8mm。

所述玻璃瓶罐模具其中一端部于外周形成环形凸缘，所述冷却水管两管端于所述环形凸缘部位朝外露出，形成所述进水口与出水口；所述环形凸缘上对应于进水口与出水口位置设有正对冷却水管管端向内开设的避让槽，自所述避让槽底端开设以管端中轴线为中心向内连通于冷却水管管端的螺纹孔，用于安装模具水咀。

本发明同时提出了一种基于上述水循环冷却玻璃瓶罐模具的加工方法，所述玻璃瓶罐模具的两半模均是按如下步骤加工：

步骤1、预制冷却水管

1.1、按照待加工玻璃瓶罐模具以及模具配套抱钳的外形尺寸，采用不锈钢管沿着圆形路径于竖向呈S型连续弯曲加工得到相适配的冷却水管，将所述冷却水管的两管端于同一端朝向外凸的一侧向外水平折弯，形成的水平管段预留长度L1，使冷却水管两管端能够露出于模具毛坯外，将两侧水平管段的末端夹扁封堵；所述圆形路径的半径R1设置为比玻璃瓶罐模具配套抱钳的内径R0小12-15mm；

1.2、按照步骤1.1所得冷却水管内凹侧的外形尺寸，采用硬铁丝制成两根相适配的弧形骨架，在冷却水管内凹侧的上下端部分别固定一道弧形骨架，弧形骨架与圆形路径呈同轴设置，两端朝向冷却水管内凹的一侧向外水平延伸露出，露出杆段预留长度L2，得到由冷却水管与弧形骨架构成的冷却水管组件；

步骤2、制作泥芯砂盒

2.1、按照玻璃瓶罐的外形，并将尺寸缩小5-6mm后翻砂而成泥芯；

2.2、按照玻璃瓶罐的外形尺寸制成相适配的砂盒，在砂盒内放入粘土砂并夯实，再将步骤2.1预先翻好的泥芯放置在粘土砂上的相应位置；

步骤3、制作模型砂盒

按照玻璃瓶罐的外形并将尺寸放大5-6mm后，以粘土砂为盒内介质经翻砂工艺夯实而制成形状与瓶型适配的木模，预留浇铸孔；

步骤4、放置冷却水管

将步骤1所得冷却水管组件对应于泥芯所在位置，以两根弧形骨架的四个露出杆段朝下插入步骤2所制成泥芯砂盒的粘土砂中，使冷却水管呈与泥芯同轴地置于泥芯正上方，径向之间保留间距L3，使成型后冷却水管于径向方向是处于所在半模的中部靠外位置，并将冷却水管的两水平管段按照与玻璃瓶罐模具上的环形凸缘部位呈同侧对应布置；

步骤5、浇铸

将步骤3所制成模型砂盒倒置于步骤4所得的泥芯砂盒之上，将熔化的铁水经模型砂盒的浇铸孔倒入合箱后的砂型中，使铁水自然冷却，得到内置有冷却水管的玻璃瓶罐模具毛坯；

步骤6、加工

6.1从砂盒中取出冷却后的玻璃瓶罐模具毛坯，按照模具设计要求加工成型；

6.2在冷却水管露出的两管端处按照图纸铣出避让槽，于槽底端以冷却水管的水平管段中轴线为中心钻孔、攻螺纹，在螺纹孔处配上模具水咀，即得到内置有冷却水管的水循环冷却玻璃瓶罐模具。

进一步的，步骤1的步骤1.2中，露出杆段预留长度L2设置为不少于20mm。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

本发明为模具水冷提供了一种全新的思路，突破了过去玻璃模具采用水循环冷却时的模具加工和使用瓶颈，比如在密封及热胀冷缩的处理方面，具有如下优势：

1、本发明模具中冷却水管分布均匀，使用时能够保障模腔温度分布均匀，而且还可以根据需要通过调节水流量的大小来调节模腔温度；

2、模具的加工量小，免去了过去模具内循环水通道所必需的钻孔、堵孔及配置密封堵头，只需要将毛坯翻好后，加工量与常规模具的加工量基本相等，加工简单；

3、由于采用的冷却介质是循环水，水的热容比与空气相比要大很多倍，而循环水是直接带走模具热量，热交换的方式主要以传导为主，所以冷却的效率高，便于提高生产机速，提高产量；

4、目前玻璃瓶罐生产时的噪音主要是模冷风产生的，而本发明采用循环水进行冷却，完全无噪音，提高了员工的职业健康；

5、本发明相较于目前采取的风冷方式，一个单滴的机头一天可以节省电费150元左右，如此计算，一台六组单滴一天可以节省900元，一个月就是2.7万元，这是一笔非常可观的费用，且能耗低，一台八组单行列机的模具冷却循环水只需要一台1KW的水泵即可。

附图说明

图1是常规玻璃瓶生产模具的结构示意图；

图2是本发明中冷却水管的立体结构示意图；

图3是本发明中冷却水管的俯视结构示意图；

图4～图5依次是泥芯砂盒的俯视与侧视结构示意图；

图6是图4所示泥芯砂盒的A-A向截面示意图；

图7是泥芯砂盒的立体结构示意图；

图8～图9是模型砂盒的俯视与主视结构示意图；

图10是图8所示模型砂盒的B-B向截面示意图；

图11是模型砂盒的立体结构示意图；

图12～15分别示出冷却水管预置于泥芯砂盒中时的俯视、侧视、主视及立体结构示意图；

图16～17分别示出模型砂盒置于泥芯砂盒之上时的主视与立体结构示意图；

图18～19分别示出步骤5所得玻璃瓶罐模具毛坯的俯视与立体结构示意图(图中虚线所示为内置的冷却水管构造)；

图20～21分别示出步骤6所得加工成型的玻璃瓶罐模具的俯视与立体结构示意图(图中虚线所示为内置的冷却水管构造)。

图中，1冷却水管；2水平管段；3弧形骨架；4露出杆段；5半模；6环形凸缘；7避让槽；8螺纹孔；9泥芯；10泥芯砂盒；11模型砂盒；12粘土砂；13浇铸孔。

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，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图2至图3、图20至图21，本实施例的水循环冷却玻璃瓶罐模具结构设置如下：

在玻璃瓶罐模具的两半模5中按照相同的结构形式分别内置以不锈钢为材质的冷却水管1，冷却水管1整体与模具呈共轴设置，于径向方向上位于模具中部靠外的位置；

冷却水管1呈连续规律弯曲的弯管结构，整体于竖向延伸至临近于模体的顶端与底端，两管端分别于模体其中一端外周两侧露出，形成进水口与出水口，于进水口与出水口处分别通过模具水咀连接至外部供水管道。

本发明实施例在具体实施时，相应的结构设置也包括：

冷却水管1是沿着与所在半模5同轴的圆形路径于竖向呈S型的连续弯曲的弯管结构。其中，圆形路径的半径R1设置为相较于玻璃瓶罐模具配套抱钳的内径R0小12-15mm。比如，模具抱钳通常为150mm与175mm两种型号，如选择175mm的抱钳，则R1值则选择75.5mm(175/2-12＝75.5)为宜。

冷却水管1选用外径10mm、壁厚0.5-0.8mm的不锈钢管。

玻璃瓶罐模具其中一端部于外周形成环形凸缘6，冷却水管1两管端于环形凸缘6部位朝外露出，形成进水口与出水口；环形凸缘6上对应于进水口与出水口位置设有正对冷却水管1管端向内开设的避让槽7，自避让槽7底端开设以管端中轴线为中心向内连通于冷却水管1管端的螺纹孔8，用于安装模具水咀。

在总结了传统模具存在的问题之后，本实施例调整思路，不再从模具的加工上着手，而是从模具加工的前道工序——毛坯入手，在翻毛坯的时候将冷却水管1预置在毛坯之中，这样加工出来的模具就自然具备循环水冷却的功能了。而基于上述水循环冷却玻璃瓶罐模具的加工方法，是按照待制玻璃瓶罐模具与所配置抱钳的外形尺寸，事先将不锈钢冷却水管1加工成型，在模具毛坯翻砂时将成型的冷却水管1预置在泥芯砂盒10的泥芯9之上且与泥芯9保持一定的距离，再将模型砂盒11置于泥芯砂盒10之上后，从模型砂盒11预留的浇铸孔将铁水浇入合箱后的砂型中，待浇铸后的铁水完全冷却后即得到内置有冷却水管1的玻璃瓶罐模具毛坯，将此模具毛坯按模具设计要求加工后即得到本实施例的水循环冷却玻璃瓶罐模具。

具体的，玻璃瓶罐模具的两半模5均是按如下步骤加工：

步骤1、预制冷却水管1(图2-图3所示)

1.1、按照待加工玻璃瓶罐模具以及模具配套抱钳的外形尺寸，在事先准备好的模架上，采用不锈钢管沿着圆形路径呈S型连续弯曲加工得到相适配的冷却水管1，将冷却水管1的两管端于同一端朝向外凸的一侧向外水平折弯，形成的水平管段2预留长度L1，使冷却水管1两管端能够露出于模具毛坯外，将两侧水平管段2的末端夹扁封堵；圆形路径的半径R1设置为比玻璃瓶罐模具配套抱钳的内径R0小12-15mm；

1.2、按照步骤1.1所得冷却水管1内凹侧的外形尺寸，采用硬铁丝制成两根相适配的弧形骨架3，在冷却水管1内凹侧的上下端部分别固定一道弧形骨架3，固定方式可以为将冷却水管1焊接或采用细铁丝捆扎在弧形骨架3上，弧形骨架3与圆形路径呈同轴设置，两端朝向冷却水管1内凹的一侧向外水平延伸露出，露出杆段4预留长度L2，得到由冷却水管1与弧形骨架3构成的冷却水管组件；

步骤2、制作泥芯砂盒10(图4-图7所示)

2.1、按照玻璃瓶罐的外形，并将尺寸缩小5-6mm后翻砂而成泥芯9(本实施例中为铸铁材质)；

2.2、按照玻璃瓶罐的外形尺寸制成相适配的砂盒，在砂盒内放入粘土砂12并夯实，再将步骤2.1预先翻好的泥芯9放置在粘土砂上的相应位置；

步骤3、制作模型砂盒11(图8-图11所示)

按照玻璃瓶罐的外形并将尺寸放大5-6mm后，以粘土砂为盒内介质经翻砂工艺夯实而制成形状与瓶型适配的木模，预留浇铸孔13；

步骤4、放置冷却水管1(图12-图15所示)

将步骤1所得冷却水管组件对应于泥芯9所在位置，以两根弧形骨架3的四个露出杆段4朝下插入步骤2所制成泥芯砂盒10的粘土砂中，使冷却水管1呈与泥芯9同轴地置于泥芯9正上方，径向之间保留间距L3，使成型后冷却水管1是处于所在半模5内于径向方向的中部靠外位置，并将冷却水管1的两水平管段2按照与玻璃瓶罐模具上的环形凸缘6部位呈同侧对应布置；

步骤5、浇铸(图16-图19所示)

将步骤3所制成模型砂盒11倒置于步骤4所得的泥芯砂盒10之上，将熔化的铁水经模型砂盒11的浇铸孔倒入合箱后的砂型中，使铁水自然冷却，得到内置有冷却水管1的玻璃瓶罐模具毛坯，此时冷却水管1已与模具毛坯成为一体；

步骤6、加工(图20-图21所示)

6.1从砂盒中取出冷却后的玻璃瓶罐模具毛坯，按照模具设计要求加工成型；

6.2在冷却水管1露出的两管端处按照图纸铣出避让槽7，于槽底端以冷却水管1的水平管段2中轴线为中心钻孔、攻螺纹，在螺纹孔8处配上模具水咀，即得到内置有冷却水管1的水循环冷却玻璃瓶罐模具。

进一步的，步骤1的步骤1.2中，露出杆段4预留长度L2设置为不少于20mm。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种水循环冷却玻璃瓶罐模具，其特征是：

在玻璃瓶罐模具的两半模中按照相同的结构形式分别内置以不锈钢为材质的冷却水管，所述冷却水管整体与模具呈共轴设置，于径向方向上位于模具中部靠外的位置；

所述冷却水管呈连续规律弯曲的弯管结构，整体于竖向延伸至临近于模体的顶端与底端，两管端分别于模体其中一端外周两侧露出，形成进水口与出水口，于所述进水口与出水口处分别通过模具水咀连接至外部供水管道。

2.根据权利要求1所述的水循环冷却玻璃瓶罐模具，其特征是：所述冷却水管是沿着与所在半模同轴的圆形路径于竖向呈S型的连续弯曲的弯管结构。

3.根据权利要求2所述的水循环冷却玻璃瓶罐模具，其特征是：所述圆形路径的半径R1设置为相较于所述玻璃瓶罐模具配套抱钳的内径R0小12-15mm。

4.根据权利要求1或2或3所述的水循环冷却玻璃瓶罐模具，其特征是：所述冷却水管外径10mm，壁厚0.5-0.8mm。

5.根据权利要求1所述的水循环冷却玻璃瓶罐模具，其特征是：所述玻璃瓶罐模具其中一端部于外周形成环形凸缘，所述冷却水管两管端于所述环形凸缘部位朝外露出，形成所述进水口与出水口；所述环形凸缘上对应于进水口与出水口位置设有正对冷却水管管端向内开设的避让槽，自所述避让槽底端开设以管端中轴线为中心向内连通于冷却水管管端的螺纹孔，用于安装模具水咀。

6.一种权利要求1-5任一项所述水循环冷却玻璃瓶罐模具的加工方法，其特征是所述玻璃瓶罐模具的两半模均是按如下步骤加工：

步骤1、预制冷却水管

1.1、按照待加工玻璃瓶罐模具以及模具配套抱钳的外形尺寸，采用不锈钢管沿着圆形路径于竖向呈S型连续弯曲加工得到相适配的冷却水管，将所述冷却水管的两管端于同一端朝向外凸的一侧向外水平折弯，形成的水平管段预留长度L1，使冷却水管两管端能够露出于模具毛坯外，将两侧水平管段的末端夹扁封堵；所述圆形路径的半径R1设置为比玻璃瓶罐模具配套抱钳的内径R0小12-15mm；

1.2、按照步骤1.1所得冷却水管内凹侧的外形尺寸，采用硬铁丝制成两根相适配的弧形骨架，在冷却水管内凹侧的上下端部分别固定一道弧形骨架，弧形骨架与圆形路径呈同轴设置，两端朝向冷却水管内凹的一侧向外水平延伸露出，露出杆段预留长度L2，得到由冷却水管与弧形骨架构成的冷却水管组件；

步骤2、制作泥芯砂盒

2.1、按照玻璃瓶罐的外形，并将尺寸缩小5-6mm后翻砂而成泥芯；

2.2、按照玻璃瓶罐的外形尺寸制成相适配的砂盒，在砂盒内放入粘土砂并夯实，再将步骤2.1预先翻好的泥芯放置在粘土砂上的相应位置；

步骤3、制作模型砂盒

按照玻璃瓶罐的外形并将尺寸放大5-6mm后，以粘土砂为盒内介质经翻砂工艺夯实而制成形状与瓶型适配的木模，预留浇铸孔；

步骤4、放置冷却水管

将步骤1所得冷却水管组件对应于泥芯所在位置，以两根弧形骨架的四个露出杆段朝下插入步骤2所制成泥芯砂盒的粘土砂中，使冷却水管呈与泥芯同轴地置于泥芯正上方，径向之间保留间距L3，使成型后冷却水管于径向方向是处于所在半模的中部靠外位置，并将冷却水管的两水平管段按照与玻璃瓶罐模具上的环形凸缘部位呈同侧对应布置；

步骤5、浇铸

将步骤3所制成模型砂盒倒置于步骤4所得的泥芯砂盒之上，将熔化的铁水经模型砂盒的浇铸孔倒入合箱后的砂型中，使铁水自然冷却，得到内置有冷却水管的玻璃瓶罐模具毛坯；

步骤6、加工

6.1从砂盒中取出冷却后的玻璃瓶罐模具毛坯，按照模具设计要求加工成型；

6.2在冷却水管露出的两管端处按照图纸铣出避让槽，于槽底端以冷却水管的水平管段中轴线为中心钻孔、攻螺纹，在螺纹孔处配上模具水咀，即得到内置有冷却水管的水循环冷却玻璃瓶罐模具。

7.根据权利要求6所述的水循环冷却玻璃瓶罐模具的加工方法，其特征是：步骤1的步骤1.2中，露出杆段预留长度L2设置为不少于20mm。

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