一种轻量化瓶坯结构及其模具的制作方法

本发明涉及一种容器预成型件，尤其涉及一种轻量化瓶坯结构及其模具。

背景技术：

瓶坯的结构对瓶的成型质量起到重要的影响，而瓶坯底部的形状又是至关质量的部分，瓶坯底部多分为球形和尖底形两部分，当使用球形瓶坯底时，球底填充较快，但外瓶底段容易积料，造成不必要的原料浪费，当使用尖底形时在侧壁厚度相同的情况下，尖底瓶坯比球底瓶坯重量要轻，但尖底因为转折太陡，塑料流动不顺畅，填充较慢，并且剪切应力较大，易爆瓶，因此，需要一种能克服两者的缺点，将两者的优点结合起来的一种瓶坯结构。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：需要一种吹塑时塑料流动顺畅，不易积料，厚薄均匀，并且剪切应力均匀的瓶坯结构。

本发明解决其技术问题的解决方案是：一种轻量化瓶坯结构，包括有设有开口的瓶坯，所述瓶坯沿其中轴线的截面为基准面，所述基准面的外侧边缘包括有依次连接的外瓶口段、外瓶身段、外瓶底段，对应地所述基准面的内侧边缘包括有依次连接的内瓶口段、内瓶身段、内瓶底段，所述的外瓶底段为一段构造线或多段构造线依次连接而成，所述的内瓶底段为一段构造线或多段构造线依次连接而成，所述构造线包括直线和/或曲线，所述内瓶底段到所述外瓶底段的距离由所述瓶坯底部到所述瓶坯开口方向逐渐增大。

本发明提供一种轻量化瓶坯结构，包括有设有开口的瓶坯，瓶坯沿其中轴线的截面为基准面，基准面的外侧边缘包括有依次连接的外瓶口段、外瓶身段、外瓶底段，对应地基准面的内侧边缘包括有依次连接的内瓶口段、内瓶身段、内瓶底段，外瓶底段为一段构造线或多段构造线依次连接而成，内瓶底段为一段构造线或多段构造线依次连接而成，构造线包括直线和/或曲线，内瓶底段到外瓶底段的距离由瓶坯底部到所述瓶坯开口方向逐渐增大，此结构为一种椭圆的锥底瓶坯结构，在侧壁厚度相同情况下，相对球底瓶坯质量减轻约2％，并且更加容易生产，相对于瓶坯底部等壁厚的情况，其注射时由于本技术的瓶坯底部到开口壁厚逐渐增大，使得填充材料得到一个逐渐释放的过程，减少应力的骤变问题，应力线分布更加均匀，相对于尖底瓶坯，注射填充较快，结晶率小，吸光率高，另外，其剪切应力小，不容易吹爆瓶子，适于加温的要求，适应范围更广，可根据所需要瓶子的形状，调整瓶坯加温的温度，因此，本发明将尖底瓶坯与球底瓶坯的优势相结合于一体，使得生产出的产品重量更轻，生产速度更快，质量更好。

作为上述技术方案的进一步改进，所述内瓶底段沿其中轴线的截面包括有第一圆弧段、设置于所述第一圆弧段两端的第二圆弧段，所述第一圆弧段的半径不大于所述第二圆弧段的半径，所述第一圆弧段的中心与所述瓶坯的中心线相互重合，两条所述第二圆弧段的一端分别连接于所述第一圆弧段的两端，两条所述第二圆弧段的另一端分别连接于所述内瓶身段的一端，所述外瓶底段沿其中轴线的截面包括有第三圆弧段、设置于所述第三圆弧段两端的第四圆弧段，所述第三圆弧段的半径不大于第四圆弧段的半径，所述第三圆弧段的中心与所述瓶坯的中心线相互重合，两条所述第四圆弧段的一端分别连接于所述第三圆弧段的两端，两条所述第四圆弧段的一端分别连接于所述外瓶身段的一端，所述第二圆弧段到所述第四圆弧段的距离由瓶坯底部到瓶坯开口方向逐渐增大。

作为上述技术方案的进一步改进，所述内瓶底段的中心点与所述外瓶底段的中心点之间的距离为t，所述内瓶身段与所述外瓶身段之间的距离为t，且0.6t≤t≤0.9t。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第三圆弧段的半径为r1，所述外瓶身段靠近所述外瓶底段一端的直径为d，且0.15d≤r1≤0.45d。

作为上述技术方案的进一步改进，所述外瓶底段的长度为l3，且0.6d≤l3≤0.9d。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第一圆弧段的半径为r3，且r3＝(r1-t)*n，且0.8≤n≤1。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第二圆弧段与所述内瓶身段的连接处为第一连接点，所述第四圆弧段与所述外瓶身段的连接处为第二连接点，所述第一连接点与所述第二连接点的连线为端面线，所述端面线与所述瓶坯的中心线相互垂直。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第四圆弧段的切线与所述端面线形成的夹角为ɑ1，且80°≤ɑ1≤100°，所述第二圆弧段的切线与所述端面线形成的夹角为ɑ2，且80°≤ɑ2≤100°。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第三圆弧段靠近所述第四圆弧段一端的法线与所述第四圆弧段靠近所述第三圆弧段一端的法线形成的夹角为β1，且0°≤β1≤20°，第一圆弧段靠近所述第二圆弧段一端的法线与所述第二圆弧段靠近所述第一圆弧段一端的法线形成的夹角为β2，且0°≤β2≤20°。

一种用于生产轻量化瓶坯结构的模具，包括有型腔，所述型腔内壁与所述瓶坯外壁形状匹配。

采用上述进一步方案的有益效果是：本发明在侧壁厚度相同情况下，相对球底瓶坯质量减轻约2％，并且更加容易生产，相对于瓶坯底部等壁厚的情况，其注射时由于本技术的瓶坯底部到开口壁厚逐渐增大，使得填充材料得到一个逐渐释放的过程，减少应力的骤变问题，应力线分布更加均匀，相对于尖底瓶坯，注射填充较快，结晶率小，吸光率高，另外，其剪切应力小，不容易吹爆瓶子，适于加温的要求，适应范围更广，可根据所需要瓶子的形状，调整瓶坯加温的温度，因此，本发明将尖底瓶坯与球底瓶坯的优势相结合于一体，使得生产出的产品重量更轻，生产速度更快，质量更好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的尺寸标注示意图。

图3是本发明的充填时间对比实验图。

图4是本发明的壁上剪切应力对比实验图。

图5是本发明的应力线对比实验图。

图中：1-外瓶身段、2-外瓶口段、3-内瓶身段、4-内瓶口段、5-第一圆弧段、6-第二圆弧段、7-第三圆弧段、8-第四圆弧段。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

参照图1，一种轻量化瓶坯结构，包括有设有开口的瓶坯，所述瓶坯沿其中轴线的截面为基准面，所述基准面的外侧边缘包括有依次连接的外瓶口段2、外瓶身段1、外瓶底段，对应地所述基准面的内侧边缘包括有依次连接的内瓶口段4、内瓶身段3、内瓶底段，所述的外瓶底段为一段构造线或多段构造线依次连接而成，所述的内瓶底段为一段构造线或多段构造线依次连接而成，所述构造线包括直线和/或曲线，所述内瓶底段到所述外瓶底段的距离由所述瓶坯底部到所述瓶坯开口方向逐渐增大。

由上述可知，本发明提供一种轻量化瓶坯结构，包括有设有开口的瓶坯，瓶坯沿其中轴线的截面为基准面，基准面的外侧边缘包括有依次连接的外瓶口段2、外瓶身段1、外瓶底段，对应地基准面的内侧边缘包括有依次连接的内瓶口段4、内瓶身段3、内瓶底段，外瓶底段为一段构造线或多段构造线依次连接而成，内瓶底段为一段构造线或多段构造线依次连接而成，构造线包括直线和/或曲线，内瓶底段到外瓶底段的距离由瓶坯底部到所述瓶坯开口方向逐渐增大，此结构为一种椭圆的锥底瓶坯结构，在侧壁厚度相同情况下，相对球底瓶坯质量减轻约2％，并且更加容易生产，相对于瓶坯底部等壁厚的情况，其注射时由于本技术的瓶坯底部到开口壁厚逐渐增大，使得填充材料得到一个逐渐释放的过程，减少应力的骤变问题，应力线分布更加均匀，相对于尖底瓶坯，注射填充较快，结晶率小，吸光率高，另外，其剪切应力小，不容易吹爆瓶子，适于加温的要求，适应范围更广，可根据所需要瓶子的形状，调整瓶坯加温的温度，因此，本发明将尖底瓶坯与球底瓶坯的优势相结合于一体，使得生产出的产品重量更轻，生产速度更快，质量更好。

进一步作为优选的实施方式，所述内瓶底段沿其中轴线的截面包括有第一圆弧段5、设置于所述第一圆弧段5两端的第二圆弧段6，所述第一圆弧段5的半径不大于所述第二圆弧段6的半径，所述第一圆弧段5的中心与所述瓶坯的中心线相互重合，两条所述第二圆弧段6的一端分别连接于所述第一圆弧段5的两端，两条所述第二圆弧段6的另一端分别连接于所述内瓶身段3的一端，所述外瓶底段沿其中轴线的截面包括有第三圆弧段7、设置于所述第三圆弧段7两端的第四圆弧段8，所述第三圆弧段7的半径不大于第四圆弧段8的半径，所述第三圆弧段7的中心与所述瓶坯的中心线相互重合，两条所述第四圆弧段8的一端分别连接于所述第三圆弧段7的两端，两条所述第四圆弧段8的一端分别连接于所述外瓶身段1的一端，所述第二圆弧段6到所述第四圆弧段8的距离由瓶坯底部到瓶坯开口方向逐渐增大，本实施例为将内瓶底段与外瓶底段均分为三段圆弧组成，优选的，还可分为四段、五段等，此处针对分为三段圆弧的情况作出详细的列举，内瓶底段沿其中轴线的截面还包括有第一圆弧段5、设置于第一圆弧段5两端的第二圆弧段6，第一圆弧段5的半径不大于第二圆弧段6的半径，第一圆弧段5的中心与瓶坯的中心线相互重合，两条第二圆弧段6的一端均连接于第一圆弧段5的两端，两条第二圆弧段6的另一端均连接于内瓶身段3的一端，外瓶底段沿其中轴线的截面也包括有第三圆弧段7与设置于第三圆弧段7两端的第四圆弧段8。

进一步作为优选的实施方式，如图2所示，外瓶口段的长度为l1，外瓶身段的长度为l2，所述内瓶底段的中心点与所述外瓶底段的中心点之间的距离为t，内瓶底段与其中轴线的交点即为中心点，外瓶底端与其中轴线的交点即为中心点，所述内瓶身段3与所述外瓶身段1之间的距离为t，且0.6t≤t≤0.9t，所述第三圆弧段7的半径为r1，所述外瓶身段1靠近所述外瓶底段一端的直径为d，且0.15d≤r1≤0.45d，所述外瓶底段的长度为l3，且0.6d≤l3≤0.9d，所述第一圆弧段5的半径为r3，且r3＝(r1-t)*n，且0.8≤n≤1，所述第四圆弧段8的切线与所述端面线形成的夹角为ɑ1，且80°≤ɑ1≤100°，所述第二圆弧段6的切线与所述端面线形成的夹角为ɑ2，且80°≤ɑ2≤100°，所述第三圆弧段7靠近所述第四圆弧段8一端的法线与所述第四圆弧段8靠近所述第三圆弧段7一端的法线形成的夹角为β1，且0°≤β1≤20°，第一圆弧段5靠近所述第二圆弧段6一端的法线与所述第二圆弧段6靠近所述第一圆弧段5一端的法线形成的夹角为β2，且0°≤β2≤20°，优选的，可取ɑ1＝90°，ɑ2＝90°β1＝0°，β2＝0°，第四圆弧段8和第三圆弧段7及外瓶身段1相切，第二圆弧段6和第一圆弧段5及内瓶身段3相切，取l3＝0.75d，r1＝0.4d，t＝0.8t，n＝0.95，r3＝(r1-t)*0.95，可取d＝20、t＝3.15，则l3＝15、r1＝8、t＝2.52、r3＝5.206、r2＝21.762、r4＝22.798，本实施例的长度单位为毫米。

进一步作为优选的实施方式，所述第二圆弧段6与所述内瓶身段3的连接处为第一连接点，所述第四圆弧段8与所述外瓶身段1的连接处为第二连接点，所述第一连接点与所述第二连接点的连线为端面线，所述端面线与所述瓶坯的中心线相互垂直，此结构方式可使得吹塑此类瓶坯结构时，塑料在瓶坯底过渡到瓶坯身的时候更加自然，避免了不是此类结构的情况下，塑料会沿着圆弧的引流出现外壁与内壁不同步过渡到瓶坯身的情况，避免了出现扰流的现象，使得瓶坯应力线分布更加均匀，结构更加稳定。

一种用于生产轻量化瓶坯结构的模具，包括有型腔，所述型腔内壁与所述瓶坯外壁形状匹配。

将尖底、本申请的椭圆锥底、球底这三类瓶坯结构进行对比实验，对本申请的结构进行进一步的论证，如图3所示，使用modlflow软件进行实验分析，由左至右依次是椭圆锥底瓶坯、球底瓶坯、尖底瓶坯，瓶坯口部分的深色段越长，则表示耗时越大，在相同的注塑时间起点下，球底与椭圆锥底的瓶坯充填时间较快，相差时间不大，但尖底瓶坯由于转折时太陡的问题，塑料流动不够顺畅，导致注塑时间较慢，影响生产效率。

如图4所示，使用moldflow软件进行实验分析，由左至右依次是椭圆锥底瓶坯、球底瓶坯、尖底瓶坯，椭圆锥底瓶坯与球底瓶坯的颜色对应剪切应力起点处的颜色，而尖底瓶坯的颜色则对应剪切应力0.3466附近的颜色，在相同的注塑时间起点下，球底与椭圆锥底的瓶坯剪切应力分布较为均匀，并且较小，而尖底瓶坯剪切应力较大，分布不均匀，在外瓶底段与外瓶身段1处尤其较大，容易出现爆瓶现象，影响生产质量。

对三类瓶坯应力进行分析，由左至右依次是球底瓶坯、椭圆锥底瓶坯、尖底瓶坯，如图5所示，球底瓶坯应力线在底部处比较凌乱，具有易爆的问题，椭圆锥底瓶坯的应力线分布均匀，由图中可看出应力线也较为清晰，受力更均匀，质量更加好，而尖底瓶坯的应力线在图中难以分辨出，应力线分布不均，质量较差、不稳定。

因此，在同等壁厚的情况下，球底瓶坯相对于尖底瓶坯质量更好，但依然存在应力分布不均等问题，申请人创造性地将瓶坯底部分为几个圆弧段，并且壁厚由瓶坯底向瓶坯口的方向逐渐增大，按本领域技术人员的惯有思维来说，瓶底作为进胶的位置，壁厚的减薄将导致成形时间的延长，但本申请反其道而行之，偏偏采用了减少壁厚的方式同时让各个尺寸进行科学的设置，从图4的模流分析可知，让本申请的薄壁厚的椭圆锥底瓶坯的填充时间跟球底瓶坯的填充时间一致，不但大大减少了材料用量，也能保证生产时间，而从图5的应力分布线可知，本申请不但能实现填充时间上的保证，还能改善应力的情况。

因此，结合上述实验可知，本实施例的有益效果：

1、球底瓶坯吹瓶子底部易积料，而本实施例相对球底瓶坯质量减轻2％左右，达到轻量化的目的；

2、尖底瓶坯转折太陡，塑料流动不顺畅，注射填充较慢；结晶率大，注塑压力损失大而本实施例的瓶坯容易生产，相对尖底瓶坯，注射填充较快，塑料流动顺畅，结晶率小，注塑压力损失小；应力线分布均匀；剪切应力小，不容易吹爆瓶子。

3、瓶坯适于加温的要求，适应范围广，根据所需瓶子的形状，调整瓶坯加温的温度，并且本实施例的瓶坯相对尖底瓶坯吸光率高，更易加温，更易吹瓶。

以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。