玻璃制品成形与成形机械概述

玻璃制品成形与成形机械概述
一、玻璃的成形性质
玻璃的成形是玻璃制品生产过程中的主要环节。

玻璃的成形过程与玻璃的一些性质有密切关系，这些性质我们把它叫做玻璃的成形性质。

玻璃的成形性质包括粘度、表面张力以及其他物理性质等。

1.粘度
粘度是玻璃的主要性质之一，它贯穿着玻璃生产的各个阶段。

从熔制、澄清、均化、成形、加工、直到退火都与粘度有密切关系。

玻璃成形温度范围对应的粘度为102—107Pa.s。

上限为开始成形的粘度，下限为成终了（即足以保持住形状）的粘度。

对于不同的制品、不同系统的玻璃和不同的成形方法，其上限和下限略有不同。

玻璃的成形过程就是粘度随温度降低而增大的过程。

不同的成形方法要求玻璃粘度增大的速度不同。

如机械化高速成形要求粘度增大的速度快（即“短性玻璃”），而人工成形则要求粘度增大的速度慢（即“长性玻璃”）。

普通玻璃制品成形过程粘度增大速度快慢的排列顺序为灯泡玻璃、瓶罐玻璃、管玻璃、压制（模压）玻璃、艺术玻璃。

粘度随温度变化的关系与玻璃组成有密切关系。

改变玻璃组成可使玻璃粘度与温度的关系在较为广泛的范围内变动，因而可以获得适合成形的各种温度粘度曲线。

在实际生产中可根据这一关系选择最佳成形机速。

2.表面张力
表面张力在玻璃制品成形过程中起重要作用。

如人工挑料、吹料
泡或滴料式供料机，都是借助玻璃的表面张力而形成球形表面的初形或料滴的。

在拉制玻璃管和玻璃棒时，由于表面张力的作用才获得了正确的圆柱形体。

有些玻璃制品成形后还要进行爆口和烧口，也是借助玻璃的表面张力使锋利不齐的边口加热软化变圆滑的。

表面张力还可以使尖锐的粒状玻璃在穿过火焰区时变为球形（如用玻璃粉制造微珠）。

表面张力在成形过程中也有不利的影响。

如压制制品时，使尖棱变圆，得不到清晰的花纹。

引上平板玻璃时，会使原板发生收缩。

玻璃的表面张力取决于玻璃的组成和温度。

在一般情况下，温度升高则玻璃的表面张力降低。

3.其他物理性质
玻璃的其他物理性质对玻璃成形也有相当的影响。

玻璃的成形过程是热交换的过程，因此玻璃的传热性质对成形过程有很大影响。

玻璃的比热、导热率、辐射强度、透热率越大，传热越快，玻璃的冷却速度越快，成形速度就可以相应加快。

此外，玻璃的热膨胀、热稳定性、透光度、结晶性能等对玻璃的成形都有不同程度的影响。

二、玻璃的成形方法
玻璃制品应用范围广泛，种类繁多，因而成形方法也各不相同。

如浇注、气炼、压制、压—吹、吹——吹、吹制、拉制和轧制等。

日用玻璃的成形方法主要有压制、吹制、吹—吹、压——吹四种方法。

1.压制法
将玻璃料放入模具中受机械压力作用而成形的方法叫压制法成形。

它是玻璃制品成形的最简单方法，适合于成形形状简单的玻璃制品，也可以成形带有图案和花纹的制品。

如眼镜片、口杯、盘子和烟灰缸等。

2.吹制法
用人工或压缩空气将玻璃料吹成各种形状的制品的成形方法叫吹制法成形。

此种方法适合成形各种空心玻璃制品。

如灯泡、烧杯、保温瓶胆、瓶罐等。

3.吹吹法
将玻璃料先放入初型模中，用吹制的方法制成初形，再将初形移至成型模中吹制成最终形状。

此种成形方法适合成形空心厚壁制品，特别是小口瓶，如酒瓶、汽水瓶、果汁瓶等。

4.压吹法
将玻璃料先放入初型模中，用压制的方法制成初形，再将初形移至成型模中吹制成最终形状。

此法多用于成形大口瓶，如罐头瓶、果酱瓶等。

西德试验成功用此法在行列式制瓶机上成形小口轻量瓶，实现了玻璃瓶罐的轻量化。

三、成形机的种类、使用情况及其发展
成形机的种类很多，例如欧文斯制瓶机、自动奶瓶机、自动压吹机、林取机、罗兰特制瓶机、吹泡机、吹胆机、吹杯机、压杯机、行列式制瓶机、海叶式制瓶机以及拉管机、平板玻璃垂直引上机、浮法玻璃生产设备、制球机等。

日用玻璃工厂使用的成形机主要有各种制
瓶机、压杯机、吹杯机等。

欧文斯制瓶机于1905年问世，是最早的自动成形机。

该机生产的玻璃制品质量高，但生产率低，不适合普通玻璃瓶的高速生产。

目前只有很少的高质量的玻璃制品还由这类成形机生产。

1923年随着滴料式供料机的出现，用此法供料的各种成形机相继问世。

如自动奶瓶机、自动压吹机、林取机、罗兰特制瓶机以及吹泡机、吹胆机、吹杯机等。

这种类型成形机为了连续装料，模子随工作台一起转动，因此称为转台式成形机。

林取机是我国较早使用的自动成形机。

它是气动的，采用吹—吹法生产小口瓶。

我国仿林取机自制了气动六模制瓶机（相当于林取10型机）。

目前我国还有少数小型玻璃厂使用这种成形机，但终将被行列式制瓶机取代。

罗兰特SIO型制瓶机于1968年首先由西德试制成功，是较先进的转台式制瓶机。

它完全是机械传动，适合用吹——吹法生产小口瓶。

我国首先从比利时引进了这种类型的制瓶机，然后仿制出DG111型、BLZ10型等几种机型。

现在国内有十几台这种类型的制瓶机在运转。

行列式制瓶机（以下简称行列机）于1925年问世，国外称为I.S 制瓶机。

它具有以下特点：
（1）行列机是由完全相同的机组组成。

每一个机组都有自己的定时控制机构，可以单独启动和停车，不会影响其他机组。

这不仅便于更换模具和维修机器，而且当玻璃熔窑出料量减少时，可以减少运转的组数进行生产。

（2）模具不转动，为了连续装料，每个机组都有自己的接料系统或者共用一个分料器。

（3）生产范围广，可以用吹—吹法生产小口瓶，也可以用压’吹法生产大口瓶。

各机组还可以分别成形不同形状和尺寸的产品（制品的质量和机速应完全一致，料形相近）。

（3）使成形的瓶罐获得良好的玻璃分布，尤其是用压—吹法生产的各种瓶罐，壁厚均匀,可以实现玻璃瓶罐的轻量化。

（4）行列机的主要操作机构不转动，机器动作平稳，操作条件良好。

由于行列机具有以上特点，所以得到了世界各国的广泛应用，成为制瓶机的主流。

美国埃姆哈特公司生产的行列机有E型、F 型、EF 型以及AIS 型。

E型是最初的机型，以后逐步改进发展了F型、EF 型以及更先进的AIS型。

组数从最初的2组、3组、4组，发展到6组、8组、10组、12组。

滴料从单滴发展到双滴以至三滴。

先进的AIS型行列机是八组三滴料制瓶机。

此机的各机构与EF型八组机相似，但也作些改革，其中最主要的改革是平行开关模机构和强制对流冷却。

现时广泛使用的模子开关机构都是铰链式的，随着制瓶机向多滴方向发展，模腔增至三个（三滴料），模子夹钳需相应延长，夹钳动作便不稳定，模子有时关不严。

再者模子夹钳加长后，在保证模子具有必须的开度下，就需要有更大的扇形面积，这就必须增加机组的宽度。

此外，由于最外一对半模开和闭的位置距离很远，但冷却风嘴则是固定不动的，这便难于使各模冷却均匀。

AIS型行列机取消了传统的固定风嘴，模子夹钳本身就是气室，冷却空气从夹钳内壁上的风孔喷出，环绕模子外廓流动，对模子实行强制冷却。

这一重大改革不仅加速了模子的冷却速度，而且节约了冷却风的用量。

所以虽然AIS型行列机的生产速度比EF型六组机差不多快一倍，但冷却凤用量却基本相同。

此外，AIS型行列机使用了电子计算机定时控制、自动相位调整的电气同步传动系统,以及带冷却的真空模底。

在口钳翻转机构、钳移器、扑气头、吹气头等机构中均使用了稳定的液压缓冲装置。

在1976年左右，西德海叶玻璃厂试制成功了一种新型的海叶式制瓶机。

到目前为止已有H6—12型、H1—2 型、H4—9型等几种机型。

它生产的瓶罐壁厚可减小到1mm，是生产轻量瓶的理想机器。

海叶式制瓶机的技术特征如下：
（1）采用转台式，使料滴直接落入初型模中。

（2）小口瓶和大口瓶都采用压—吹法成形。

（3）适应性强，可以生产重量级的、轻量级的和超轻量级的瓶罐。

（4）使用一个初型模和两个成型模，单腔产量高，这一点是其他任何制瓶机都无法比拟的。

（5）初形在转移过程中重热时间充足，并能进行调节。

（6）初形从初型模向成型模转移不需要翻转。

（7）玻璃与成型模接触时间和与初型模接触时间有合适的比例。

（8）瓶罐在整个成形过程中一直由口模夹持。

（9）均匀地冷却所有模具。

（10）采用了小型电子计算机控制，可以先把经验丰富的工程技术人员在一台制瓶机上试验出的最佳作业程序数据记录在磁带上，然后在其他台制瓶机上准确的重现。

这就大大精简了调节工作，并保证产品质量稳定。