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    塑料異型材擠出模具的快速模具技術

    2014-12-08

    隨著塑料異型材行業的迅速發展與規范,市場競爭日趨激烈,迫使型材生產廠想盡一切辦法降低生產成本、提高產品質量,增強產品的市場競爭力:如選擇購買高速擠出模具,提高單位時間的產量;選用更合理的配方體系,降低原材料成本;采取訂單生產,降低庫存量、減少資金占用等等。在塑料異型材的生產過程中必不可少的一個環節就是模具的拆裝更換,特別是在型材截面品種繁多的情況下,一般的型材生產廠都會有幾十套、上百套甚至上千套模具,而擠出設備不可能一一對應,致使生產中模具更換頻繁。模具更換需要占用時間,設備用于生產的時間就會減少,生產效率降低。作為擠出模具制造商,應該針對這一新情況,研發擠出模具的快速模具技術。
    快速模具技術的概念包括:快速換模、快速牽引、快速清理、快速維護、快速生產等幾個方面,是否具有快速模具技術已經成為異型材擠出模具制造企業技術進步的重要標志之一。

    塑料異型材擠出生產中的快速換模

    所謂快速換模,就是在最短的時間內完成模頭與擠出主機的聯接或拆卸,以及定型系統與定型臺的聯接、固定、調整、水氣管接頭的聯接或拆卸等工作,盡可能少的占用有效生產時間。實現快速換模,既要在設備結構設計上予以考慮,更要在模具的結構設計、標準化方面予以改進。
    塑料異型材擠出模具換模的工作包括:a模頭的安裝。這個安裝工作包括模頭與主機的聯接、加熱板的安裝、加熱部件(加熱插頭、熱電耦)的安裝。b定型模和水箱在定型臺上的安裝、固定以及調整。c水管接頭、真空管接頭的聯接、拆卸。
    根據塑料異型材擠出模具的特點,天瑞快速模具的思路是:a聯接方式不用或少用螺釘聯接;b減少模具與設備水氣管聯接的數量;c采用自動定位方式。在盡可能短的時間內完成在生產型材模具的拆卸以及待生產型材模具的安裝加熱,減少擠出機的等待時間,提高擠出機的在生產利用率,同時降低操作人員的勞動強度。


    模頭的快速更換


    擠出模頭換模時間是指從在生產模具停止生產到欲生產模具安裝完成開始加熱的時間,此過程對是否能夠快速換模起著至關重要的作用,擠出模頭的停機、拆卸、安裝一般要經過以下幾個步驟:

    1.停止加熱,加入清洗料準備停機,停水及真空;
    2.測溫系統,拆加熱板;  
    3.放松口模板緊固螺釘;
    4 拆卸法蘭緊固螺栓,卸下原生產型材模頭;
    5.原生產型材模頭清料;
    6.裝待生產型材模頭,裝法蘭聯接螺栓,將模頭安裝到擠出機上;
    7.用水平尺找水平,并緊固法蘭聯接螺栓;
    8.裝加熱板,裝測溫系統,加熱。

    以上是擠出模頭拆裝過程,其中模頭與擠出機的聯接、調整是關鍵環節,直接影響著換模時間。擠出模頭與擠出機的聯接方式有:法蘭盤聯接、哈夫式聯接、鉸鏈式聯接等(圖1所示),聯接方式是由型材生產廠家的擠出機結構所決定的,模頭只能去適應。因此,如采取快速的聯接方式需要擠出機制造商與模具制造商的溝通配合。
    (a)法蘭盤聯接
    (b)哈夫聯接
    (c)鉸鏈式聯接圖1 擠出模頭與擠出機的聯接,冷卻定型系統的快速更換 .
    塑料異型材擠出模具冷卻定型系統的換模,可以利用擠出模頭加熱的時間進行。因此,理論上講對提高擠出機的有效生產時間沒有貢獻。但天瑞冷卻定型系統的快速換模技術可以減少模具的拆裝時間,簡化操作,降低操作人員的勞動強度,提高勞動生產率。
    一般情況下,擠出模具冷卻定型系統的拆卸及安裝要經過以下幾個步驟:
      Open cooling setting system pipes, tube fittings
       a.拆開冷卻定型系統水管、真空管接頭;
    b.拆卸定型系統各部分之間以及與定型臺的緊固螺釘;
    c.將定型系統吊離定型臺,將待生產用定型系統吊到定型臺上;
    d.將干定型模入口面與模頭出口面調整到平行位置;
    e.定型系統與擠出中心調整定位,緊固定型系統各部分之間以及與定型臺的緊固螺釘;
    f.接定型系統的進出水管、抽氣管,完成整個定型系統的安裝。
    以上是一個較為完整的定型系統拆裝的程序,其中定型系統的調整緊固以及水氣管接頭的聯接是關鍵環節,決定了定型系統的換模時間。

    1.調整緊固
    定型系統在定型臺上的調整,包括擠出中心的一致性調整、定型模入口面與口模出口面的平行度的調整兩個方面。定型系統的底板是整底板的,在模具制造過程已經完成了擠出中心的調整工作,無需此過程。既有干定型又有濕定型的定型系統,存在干濕定型擠出中心的對中問題,可通過安裝在定型底板上的自動定位機構實現擠出中心的自動對中,而無需人工調整(圖2所示)。

    圖2 定型模與水箱的自動對中  塑料異型材生產是一種連續性生產,且是真空吸附摩擦定型。型坯在模具型腔中在真空吸附作用下與模具型腔緊密貼合,通過牽引機的牽引作用克服真空吸附所造成的摩擦力來實現連續生產。這就要求定型系統要緊固于擠出機定型臺上,以防由于牽引作用使定型系統在定型臺上縱向移動。定型系統的緊固有兩個層面的目的:一是定型系統與定型臺的緊固,另一個是定型系統之間的緊固聯接(這里指具有干濕定型模的結構)。要實現快速換模,必須減少螺釘的緊固聯接結構,或以卡座或壓板的聯接形式取而代之(圖3所示)。定型系統之間的緊固聯接可采用搭扣或插銷結構,不用螺釘聯接(圖4所示)。

    圖3 定型模與定型臺的非螺釘聯接

    圖4 定型模與水箱的緊固聯接 ?。?、水氣管接頭聯接

    天瑞定型系統上的水氣管接頭通常采用快換接頭的形式,因此,減少管接頭的數量是縮短水氣管聯接時間的關鍵。集中供水及集中抽真空是實現水氣管接頭快速拆裝的基礎。所謂集中供水就是每一節干定型模由一個水管供水或者整個干定型模由一個水管供水。由于干定型模的冷卻水孔較多,要使每一個水孔中冷卻水均勻流動,集中供水管的供水壓力必須足夠大,使每一個冷卻水孔水流量一樣、均勻冷卻。而集中抽真空就是每一節干定型模只使用一個抽真空管,通常用內徑為Ф30~Ф50mm的塑膠管與真空泵直接連接,一方面減少抽真空管接頭的連接,另一方面還可減少真空度損失,保證干定型模所需的真空度。
    應該指出的是,異型材擠出模具上的集中供水及集中抽真空,是建立在擠出設備配合的基礎上的,需要擠出機制造商與模具制造商的相互配合,缺一不可。

    塑料異型材擠出型材的快速牽引
    確切地講,應該是在最短的時間內生產出合格的制品并達到穩定生產,這對于提高型材的成品率起著重要的作用。
    一般情況下,當型材開始牽引時(指空腔體型材),在自由狀態下或人為狀態下,型材的內外部空氣是隔絕的。這種狀態無法抽真空成型。天瑞通常的做法是在型材剛出口模時扎孔貫通,以保證型材在定型模真空吸附的作用下與定型模型腔面緊密貼合,達到冷卻定型的目的。如果在牽引的初期向型材內部通入壓縮空氣,就可以迫使型材較快地與型腔面貼合,從而提高型材成型的速度,提高成品率。這就需要在模具的型芯零件上設計通氣孔(圖5所示),方便通入壓縮空氣。
    此外,天瑞定型模與口模的快速對中以及牽引時方便靈活的操作(人性化的設計)等均有利于減少型材達到穩定生產的時間,提高型材牽引的效率。
    圖5 型芯上的通氣孔設計

    塑料異型材擠出模具的快速維護
    (包括快速清理)
    所謂擠出模具的快速維護或快速清理,是指生產后在最短的時間內完成對模具的清理維護工作,以便下次生產時使用。
    口模的清理主要集中在生產后的清料及維護保養方面,要求模頭的每一塊模板可以很容易地分離,同時保證重復定位的精度。天瑞在型腔流道設計時,天瑞考慮料流的穩定性和出料的均勻性,也要考慮清料的方便性,同時還應注意操作過程中磕碰劃傷的可能性等(如模板周邊加工2×45°的倒角)。
    定型模的清理主要包括型腔表面、冷卻水道、真空氣道三個方面。型腔表面通常用1000目左右的金相砂紙對表面拋光處理,清除型腔表面的水漬及可能存在的細小劃傷等。由于冷卻水中存在雜質,生產過程中會在冷卻水孔中沉積附著,使水流漸漸不暢,影響冷卻效率,因此有必要對水孔進行定期清理。天瑞在設計時要避免清理的死角。由于在型材配方中有石臘等添加劑,成型時在真空吸附的作用下會有少量析出,時間一長這些析出物會堵塞真空孔。因此,在生產一段時間后也要對真空槽、孔進行清理,同樣也應避免真空槽孔死角的存在,提高清理的效率。
    另外一個值得注意的問題是,當型材牽引過程中發生卡模時,應能快速地將被卡住的型材取出,快速對定型模及水箱進行清理,以最短的時間重新進入正常生產。

    塑料異型材的快速擠出

    在確保型材質量要求的前提下,高速連續生產是每個廠家都希望的,但快速生產是一個系統的問題,涉及到原材料配方、擠出機的有效擠出量、模頭型腔流道的設計、定型模及水箱的設計、定型設備的冷卻及抽真空能力等各個方面。其中定型系統(定型模、真空水箱)高效的定型冷卻能力是關鍵因素之一。首先要保證良好的真空吸附能力,只有保證型坯與定型模良好接觸,才能極大地發揮定型模的冷卻效率。另外水箱的真空定型作用及冷卻對實現快速生產也尤為重要,模具制造商應該把水箱技術作為重點加以研究??焖偕a的實現可以極大地發揮擠出設備的產能,提高單位時間的生產效率。

    結束語

    快速模具技術可以減輕操作工人的勞動強度,提高擠出機的有效生產時間,提高擠出機單位時間產量。天瑞主要包括以下幾個方面:
    1.換模工作盡可能放在機下進行,減少機上操作的時間;
    2.定型系統在定型臺上的緊固以及系統各部分之間采用非螺釘聯接結構;
    3.采用集中供水結構及集中抽真空結構,減少水氣管接頭的數量,簡化水氣管接頭的連接;
    4.結構設計盡量合理,以利于模具的快速清理;
    5.改進模具的方案設計,適合客戶的配方及設備。

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