型坯、芯棒的取值

2007/8/10 15:04:24

编者按：在用一步法注吹PET瓶时，模具各个部分的取值直接影响着注吹的质量。其中，型坯和芯棒的取值尤为重要。下面文章就注吹小容积PET瓶如何合理设置型坯和芯棒的取值做了介绍。　　型坯高度与直径参数：PET瓶的高度与其颈部螺纹直径之比值可确定型坯与芯棒的长径比（L/D）。芯棒长径比一般不应超过10∶1，这是因为在型坯模具中芯棒为悬臂梁，且在充模时受高注射压力的作用。当长径比较大时弯曲较大，容易造成型坯壁厚分布不均匀，但是能通过程序来控制熔体的充模速度，或在充模过程中用滑动顶针暂时固定芯棒头端以使芯棒对中，此时芯棒的长径比可取大值。　　PET注射时的型坯高度是参考瓶体的高度乘以高度系数所得，一般为瓶体高度的92%-95%（小容积瓶体）。为保证型坯具有高的透明度，熔体充人型坯模后要快速冷却至145℃以下，但要比其玻璃化温度（82℃）高些，且越接近玻璃化温度，吹塑瓶的透明度就越高。型坯模具冷却水温低至10-35℃，以快速冷却型坯，还要采用液体或气体对芯棒连续进行内冷却，其中冷气压一般在1MPa。　　型坯吹胀比取值：注射吹塑小容积PET瓶，注吹时主要发生周向拉伸，轴向拉伸越小，吹胀比（瓶体直径与型坯体直径之比）越大，瓶壁厚分布不均匀的可能性也越大，易造成瓶肩与瓶身或瓶身与瓶底的过渡区域的曲线部位壁厚不均匀。小容量瓶体吹胀比一般取1.5-1.8之间。对横截面为椭圆形的瓶体，若其椭圆比，即椭圆长短轴的长度之比小于1.5∶1，采用横截面为圆形的型坯可成型。椭圆比不超过2∶1时，可采用横截面为圆形的芯棒与椭圆形的型坯模腔来成型型坯。椭圆比大于2∶1时，一般要求芯棒与型坯模腔均设计成椭圆形。椭圆比增加，型坯模具的设计难度与制造成本均提高，一般不应超过3∶1。　　型坯口部及颈部尺寸：型坯口部直径及螺纹尺寸应与瓶口尺寸螺纹相统一，并能与瓶盖的螺纹尺寸相匹配。因目前对此无统一国家标准，故根据瓶体盛装物来决定瓶口部的尺寸。确定型坯颈部尺寸与吹塑模具型腔尺寸时还应考虑瓶体成型的后收缩。PET瓶在型坯内的吹胀气压为1.2MPa，采用水温在5-10℃冷却水冷却吹塑模具，以使型坯吹胀后得以快速冷却。　　PET注吹成型芯棒功能及其作用：注射吹塑成型所使用的芯棒的作用及功能主要有五个方面：　　①确定成型型坯的内部形状与瓶体颈部的内径；　　②在机械转位过程中带走型坯或瓶体；　　③芯棒内设置有气道与空气入出口，输送压缩空气以吹胀型坯体；　　④芯棒内部可通循环液体或空气，以调节型坯温度；　　⑤芯棒尾部处靠近配合面开设深0.10毫米的凹槽，使型坯端部楔入槽内，避免从型坯成型工位转至吹塑工位的过程中，型坯因其弹性收缩导致的颈部螺纹错位，凹槽起到密封作用，减少吹胀过程中压缩空气的泄漏。　　芯棒长度与直径：芯棒长度和直径主要由型坯来确定，芯棒体直径要比瓶体颈部内径小些，以便于瓶体脱模。不过芯棒直径应在瓶颈内径范围内尽可能地取大值，以避免造成过大的吹胀比，芯棒同轴度应在ф0.05-0.08毫米内。瓶口部位芯棒直径尺寸是以瓶口外径和瓶口厚度而定，取值范围一般是瓶口芯棒直径等于瓶口外径减去2倍的瓶口壁厚。　　芯棒底部与型坯底部之间距离尺寸：这一距离尺寸即为型坯底部厚度，它的尺寸取值合理与否，直接影响瓶底部的厚度是否符合要求。一般使用的方法为，型坯底部的厚度（B）等于瓶底的最小厚度（T）加上0.1倍的瓶重量（W/克）。芯棒体选用的材料为合金工具钢，硬度为HRC52-54，比模具颈圈的硬度稍低。与熔体接触的芯棒表面要沿熔体流动方向抛光，并镀硬铬，以易于熔体充模与型坯的脱模。　　在PET瓶的吹塑与脱模工位，气体继续在芯棒内环流，以保证芯棒有较一致的温度分布。芯棒各段的温度取值为：头部（对应型坯颈部）为45-55℃，中部（对应型坯体）为40-50℃，尾部为23-35℃。在型坯注射工位，因熔体温度高，芯棒温度处于上述范围的上限，芯棒转至脱模工位时的温度因内冷而降至下限。在脱模工位顶出瓶子后，从外部对芯棒头部进行风冷，以降低芯棒温度。

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