行列机制瓶缺陷与模具的关系

行列机制瓶缺陷与模具的关系 玻璃瓶缺陷的起因不是单一因素而是综合因素的反映,大致可分为4 个方面；玻璃组成,机械动作(包括定时设置) ,成形工艺参数设定和玻璃模具。玻璃模具是玻璃瓶缺陷产生的主要因素之一,由玻璃模具及其相关因素引发的玻璃瓶缺陷占成形过程产生的玻璃瓶缺陷的50 %以上。与玻璃模具相关联的模具部件间的配合公差、模具冷却、模具预涂等,其或使用的合理性对生产高质量的玻璃瓶至关重要。玻璃模具因用户需要各种各样形状殊异的玻璃瓶而变化万千,这种不定的因素难免会出现设计的不合理,给成形操作带来困难,给玻璃瓶生产厂家造成损失。 1 　由玻璃模具本身引发的玻璃瓶缺陷 玻璃模具由成模、底模、初型模、吹气头、钳爪、口模(含口盘亦称导向板) 、芯子、漏斗、闷头等9 种主要部件和套筒、芯子接头、卡环等3 种附件组成。由玻璃模具本身引发的玻璃瓶缺陷中,既有由单种部件造成的,也有由各部件间的配合造成的。下面从成形操作的角度分列各模具部件与玻璃瓶缺陷的因果关系,以利于及时修改玻璃瓶缺陷(见表1) 。 表1 　由玻璃模具引发的玻璃瓶缺陷 名称 模具存在的缺陷 可能引发的玻璃瓶缺陷 成模和底模 颈部尺寸过小（相对于料胚颈部） 瓶口鼓胀、瓶口弯曲或歪斜 颈部尺寸过大（相对于料胚颈部） 瓶口错位、瓶口弯曲或歪斜 成模顶部无圆角或损坏 瓶肩下塌、瓶肩细裂纹 成模排气不良 瓶内有玻璃丝、瓶口弯曲或歪斜、瓶颈弯曲、瓶身侧壁凹陷、瓶颈长、瓶子歪斜、瓶身冷纹 成模瓶肩半径小或余量小 瓶口下部细裂纹、瓶口颈环缺陷 成模合缝线位置不合适或粗糙或损坏 压力细裂纹、瓶肩细裂纹 成模定位槽、挂钉位置不适、锁挂凹面尺寸过小、纵向上下两端变形 成模合缝线粗大 文字标识处理不当、字形与成模开间隙不符 瓶口颈环缺陷、瓶底细裂纹、成模合缝线粗大 成模尺寸不适或散热设计不良 瓶身侧壁鼓胀、瓶身侧壁凹陷、瓶颈长、瓶子歪斜、瓶身冷纹 模底过大或过重 瓶底厚 模底底凹设计不合理或脏 瓶底不稳 初模 设计不当或内腔形状不适 瓶身内有玻璃丝、瓶身侧壁凹陷、瓶口直裂纹、瓶颈弯曲、瓶肩薄、瓶身侧壁鼓胀、瓶身搓板纹、瓶口不足、瓶颈撕裂、瓶底薄、瓶底厚、托擦印、装料印、刷子印、皱纹、玻璃分布不均、瓶子歪斜 肩部过小 瓶肩薄 颈部尺寸过大（与成模颈部相比） 瓶口下部细裂纹、瓶颈缩窄、瓶底偏 初模合缝线磨损、纵向变形、合缝椭圆 瓶颈缩窄、闷头印、初模合缝线粗大 初模内腔表面粗糙 瓶颈身脏 初模与闷头配合不良或延伸间隙过度 闷头印、闷头印偏、瓶底偏、瓶子裂、瓶底合缝线毛刺、瓶底细裂纹 初模与口模配合不良 瓶口口模合缝线毛刺、口模和初模之间的合缝线毛刺 口模 结合面磨损 瓶口口模合缝线毛刺、瓶口下部细裂纹、瓶口直裂纹 尺寸过大或不合理 瓶口直裂纹、瓶口细裂纹、瓶口不足、瓶口鼓胀 脏、油垢、表面粗糙 瓶口不足、瓶口口模合缝线毛刺、瓶口粗糙、瓶口细裂纹 维修不当 瓶口椭圆 口模内半径小（相对于芯子） 瓶口微裂纹、瓶口下部细裂纹 制造原因（不同心） 瓶口弯曲或歪斜 材质不良 瓶口粗糙 配合不良（与口环、套筒、芯子、初模） 瓶口颈环缺损、瓶口破损、瓶口错位、瓶口细裂纹、瓶口口模合缝线毛刺、瓶口口模与初模合缝线毛刺、瓶口下撕裂、瓶颈撕裂 芯子 芯子设计不正确（尺寸不合理—太长太尖直径小） 瓶口直裂纹、瓶底薄、瓶口内颈窄、瓶口内表面凹陷、玻璃分布不良、芯子痕、瓶口有毛刺 芯子脏 瓶口内部细裂纹、瓶口不足、瓶口内表面凹陷 材质不良 黑点、瓶底有突尖 吹气头 有效高度太浅 瓶口直裂纹、瓶口微裂纹、瓶口弯曲或歪斜、瓶颈弯曲、瓶口鼓胀 有效高度太深 瓶肩下塌、瓶口直裂纹、瓶口微裂纹 排气不畅或不平衡 瓶口鼓胀、瓶口椭圆、瓶肩下塌、瓶身冷纹 吹气头与成模不同心 瓶口错位 钳爪 余量小（过紧、直径小） 瓶口微裂纹、瓶口内颈窄、瓶口下部细裂纹、瓶口椭圆 材质不良 瓶口下部细裂纹（与玻璃瓶接触的地方） 变形（不成直角） 瓶口椭圆、瓶颈弯曲 漏斗 尺寸小 瓶口不足、刷子印、装料印、托擦印 尺寸不合适 瓶身薄、皱纹 脏 瓶身搓板纹 闷头 设计不合适（直径和高度） 闷头印、瓶底粘附玻璃屑 过大或过重 瓶底厚 闷头与初模配合处畸形 闷头印       2 　玻璃模具的冷却与玻璃瓶缺陷 玻璃瓶的成形过程是一个逐渐降温的过程,适度地施以玻璃模具的冷却是成形控制的重要环节。冷却不足或冷却过度或冷却位置不合理均可引发各类玻璃瓶缺陷。欲求高质量的玻璃瓶和理想的合格率,必须重视和研究玻璃模具的冷却。 缘于玻璃模具冷却而产生的玻璃瓶缺陷分为两种情形,其一为冷却不足导致玻璃模具温度高;其二为冷却过度导致玻璃模具温度低。 2. 1 　玻璃模具温度高(玻璃模具冷却不足) 引发的玻璃瓶缺陷 瓶口不足、瓶口内颈窄、瓶底细裂纹、瓶壁薄、瓶底粘附玻璃屑、瓶底有突尖(压吹法时冲头过热) 、瓶口鼓胀、瓶口椭圆、瓶口粗糙、瓶口弯曲或歪斜、瓶颈弯曲、瓶颈长、瓶口内表面凹陷、瓶肩细裂纹、瓶肩细裂纹、瓶肩薄、热细裂纹、合缝线细裂纹、合缝线粗大、瓶身内有玻璃丝、瓶身侧壁凹陷、瓶身侧壁鼓胀、瓶身搓板纹、瓶底厚、瓶底不稳、闷头印、皱纹、瓶子歪斜、瓶子脏、再生气泡。 2. 2 　玻璃模具温度低(玻璃模具冷却过度) 引发的玻璃瓶缺陷 瓶口直裂缝(压吹法时口模过冷) 、瓶口细裂纹、瓶口下部细裂纹、瓶底细裂纹、瓶口内部细裂纹、瓶颈脏、瓶肩下塌、瓶身内有玻璃丝、瓶身冷纹、瓶底薄、瓶子裂、装料印、拖擦印、玻璃分布不良。 3 　玻璃瓶成形过程中与玻璃模具有关的几个问题 3. 1 　玻璃模具的配合公差 玻璃模具有良好的配合公差可使玻璃模具在成形过程中减少掉模而碰磕和初模、成模、口模打不开、芯子上下不灵活及各模具部件配合不良的机会,又可避免大批玻璃瓶缺陷的产生。下列3 个模具各部件组的配合公差(单位均为mm) 供玻璃模具设计者和玻璃模具维修者在设计和检查时参考。 ⑴成模、吹气头、模底组配合公差(如图1) 图1 　成模、吹气头、模底组配合公差 3. 2 　玻璃模具的冷却 玻璃模具的冷却历经水冷、风冷,又演进为垂直气流冷却。目前,成形时玻璃模具冷却仍以风嘴式风冷为主,且此种冷却方式也较为经济实用。“冷却最需要冷却的部位”是成形操作过程中对玻璃模具冷却应掌握的基本则。初模的上方和成模的下方要强制冷却,而初模的颈部有时需要减少或避免冷却甚至施以保温措 施。在使用压吹法生产时,冲头和口模的冷却比较关键。端肩的瓶型和长颈的瓶型在肩部和颈部的适当位置施以冷却。特种玻璃瓶的冷却应以特殊方式进行。一般初模的冷却相对要小,成模的冷却相对较大。 为使玻璃模具得到理想的冷却,避免因冷却过度或不足而产生玻璃瓶缺陷,采用槽型风嘴与孔型风嘴混合使用的方式,使需强制冷却的部位风量大,不需冷却的部位风量小。在双滴料或三滴生产时,使用特制的风嘴使里外模或前中后模的冷却量相近。根据玻璃瓶成形操作的多年实践经验,笔者总结出玻璃模具冷却的通用原则:吹吹法生产玻璃瓶时,初形侧的冷却位置在从初模上平面以下50～75mm 处为必加吹风口部位,成形侧的冷却位置在从成模下平面以上25～50mm 处为必加吹风口位置。压吹法生产玻璃瓶时,除沿用吹吹法的上述原则外,在初形侧增加的冷却位置在以不妨碍初模开的调节高度处设异型加长吹口风嘴为宜;在成形侧增加的冷却位置在以不妨碍成模开的高度处设压帽型加长吹口风嘴为宜。这是压吹法生产时为防止口部变形所必须的冷却方式。必须特别指明的是:上述的冷却位置要根据模具安装于抱钳后的位置,再调整风嘴垫的位置达到所需要的高度。玻璃模具的冷却灵活多变,应视具体情形具体对待,在全面分析玻璃瓶缺陷的整体性和个别性后施以正确的冷却方式,施加适度的冷却风风压和冷却风风量。尽管在玻璃瓶的成形过程中玻璃模具需要冷却,但在更换模具时应对模具进行预热与之并不相矛盾,这样可以缩短玻璃模具达到成形温度时的时间,减少不必要的损失。玻璃模具预热炉的使用正在日益推广普及。 3. 3 　玻璃模具预涂 随着制瓶机成形速度的不断提高和对高质量玻璃瓶的要求,玻璃瓶生产厂家对成形过程的系统润滑予以了高度重视。伴随制瓶机的湿法喷油润滑被干法涂层润滑所代替,起初仅在初模、口模进行而发展到在初模、口模、成模三大模具部件上均实施玻璃模具预涂。玻璃模具预涂机理同衬碳模(即模腔壁有碳质涂层的模具) 有异曲同工之妙。衬碳模是用来生产异形玻璃制品的。衬碳模一般的制作过程如下:将桐油或清漆涂在模型的腔壁上,再撒上细的软木粉,在250～300 ℃的温度下烘干即成。或将极细的碳粉与干性油混合涂在模型的腔壁上,先用红热玻璃吹制,使之碳化光滑。在使用衬碳模时往往浇水冷却衬碳层,可使料泡与模腔间产生气垫,利于料泡旋转,使制品表面光滑。实施玻璃模具预涂的过程较衬碳模的制作更为简单,这种玻璃模具预涂的关键在于选准玻璃模具预涂涂料和使用喷敷均匀的喷枪。烟台NFO 特种润滑剂有限公司的玻璃模具预涂涂料可供玻璃瓶生产厂家选用。新加工的玻璃模具或修复清洗后的玻璃模具,采用喷射式喷枪将润滑剂在冷态常温下或稍加热后均匀地喷敷在模具腔壁,一般反复进行3～5 次,然后,在200～300 ℃的温度下烘干或送入模具预热炉烘烤待用。玻璃模具实施涂料预涂不仅能保护模具延长使用寿命,而且上机后能迅速达到成形温度要求,减少损失,又使手工进行涂料润滑的周期延长,更为重要的是玻璃瓶外观光洁度高,有利于产品质量的提高。 4 　结论 ⑴玻璃模具的设计必须与实际生产并重,将生产中大量的经验值应用于设计中,尤其在初模、芯子等模具的设计和改进中。只有建立在此基础上的玻璃模具设计才是成熟的设计技术。 ⑵玻璃模具的冷却在玻璃成形过程中应不断调整变更,直至冷却方式、冷却位置和冷却风量满足特定的成形需要。 ⑶玻璃模具预涂应大力推广应用,此举不仅有助于提高玻璃瓶的质量,更可降低生产成本,为玻璃瓶生产厂家带来经济效益。