塑料異型材擠出模具的快速模具技術(shù)

隨著塑料異型材行業(yè)的迅速發(fā)展與規(guī)范，市場競爭日趨激烈，迫使型材生產(chǎn)廠想盡一切辦法降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量，增強產(chǎn)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(chǎn)量；選用更合理的配方體系，降低原材料成本；采取訂單生產(chǎn)，降低庫存量、減少資金占用等等。在塑料異型材的生產(chǎn)過程中必不可少的一個環(huán)節(jié)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(chǎn)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(chǎn)中模具更換頻繁。模具更換需要占用時間，設備用于生產(chǎn)的時間就會減少，生產(chǎn)效率降低。作為擠出模具制造商，應該針對這一新情況，研發(fā)擠出模具的快速模具技術(shù)。
快速模具技術(shù)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(chǎn)等幾個方面，是否具有快速模具技術(shù)已經(jīng)成為異型材擠出模具制造企業(yè)技術(shù)進步的重要標志之一。

塑料異型材擠出生產(chǎn)中的快速換模

所謂快速換模，就是在最短的時間內(nèi)完成模頭與擠出主機的聯(lián)接或拆卸，以及定型系統(tǒng)與定型臺的聯(lián)接、固定、調(diào)整、水氣管接頭的聯(lián)接或拆卸等工作，盡可能少的占用有效生產(chǎn)時間。實現(xiàn)快速換模，既要在設備結(jié)構(gòu)設計上予以考慮，更要在模具的結(jié)構(gòu)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(lián)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(diào)整。ｃ水管接頭、真空管接頭的聯(lián)接、拆卸。
根據(jù)塑料異型材擠出模具的特點，天瑞快速模具的思路是：ａ聯(lián)接方式不用或少用螺釘聯(lián)接；ｂ減少模具與設備水氣管聯(lián)接的數(shù)量；ｃ采用自動定位方式。在盡可能短的時間內(nèi)完成在生產(chǎn)型材模具的拆卸以及待生產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)模具停止生產(chǎn)到欲生產(chǎn)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(guān)重要的作用，擠出模頭的停機、拆卸、安裝一般要經(jīng)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(tǒng)，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(chǎn)型材模頭；
５．原生產(chǎn)型材模頭清料；
６．裝待生產(chǎn)型材模頭，裝法蘭聯(lián)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(lián)接螺栓；
８．裝加熱板，裝測溫系統(tǒng)，加熱。

以上是擠出模頭拆裝過程，其中模頭與擠出機的聯(lián)接、調(diào)整是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接影響著換模時間。擠出模頭與擠出機的聯(lián)接方式有：法蘭盤聯(lián)接、哈夫式聯(lián)接、鉸鏈式聯(lián)接等（圖１所示），聯(lián)接方式是由型材生產(chǎn)廠家的擠出機結(jié)構(gòu)所決定的，模頭只能去適應。因此，如采取快速的聯(lián)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(lián)接
（b）哈夫聯(lián)接
（c）鉸鏈式聯(lián)接圖1　擠出模頭與擠出機的聯(lián)接,冷卻定型系統(tǒng)的快速更換 .
塑料異型材擠出模具冷卻定型系統(tǒng)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(chǎn)時間沒有貢獻。但天瑞冷卻定型系統(tǒng)的快速換模技術(shù)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(chǎn)率。
一般情況下，擠出模具冷卻定型系統(tǒng)的拆卸及安裝要經(jīng)過以下幾個步驟：
　　Open cooling setting system pipes, tube fittings
   ａ．拆開冷卻定型系統(tǒng)水管、真空管接頭；
ｂ．拆卸定型系統(tǒng)各部分之間以及與定型臺的緊固螺釘；
ｃ．將定型系統(tǒng)吊離定型臺，將待生產(chǎn)用定型系統(tǒng)吊到定型臺上；
ｄ．將干定型模入口面與模頭出口面調(diào)整到平行位置；
ｅ．定型系統(tǒng)與擠出中心調(diào)整定位，緊固定型系統(tǒng)各部分之間以及與定型臺的緊固螺釘；
ｆ．接定型系統(tǒng)的進出水管、抽氣管，完成整個定型系統(tǒng)的安裝。
以上是一個較為完整的定型系統(tǒng)拆裝的程序，其中定型系統(tǒng)的調(diào)整緊固以及水氣管接頭的聯(lián)接是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，決定了定型系統(tǒng)的換模時間。

１．調(diào)整緊固
定型系統(tǒng)在定型臺上的調(diào)整，包括擠出中心的一致性調(diào)整、定型模入口面與口模出口面的平行度的調(diào)整兩個方面。定型系統(tǒng)的底板是整底板的，在模具制造過程已經(jīng)完成了擠出中心的調(diào)整工作，無需此過程。既有干定型又有濕定型的定型系統(tǒng)，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(gòu)實現(xiàn)擠出中心的自動對中，而無需人工調(diào)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(chǎn)是一種連續(xù)性生產(chǎn)，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(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)。這就要求定型系統(tǒng)要緊固于擠出機定型臺上，以防由于牽引作用使定型系統(tǒng)在定型臺上縱向移動。定型系統(tǒng)的緊固有兩個層面的目的：一是定型系統(tǒng)與定型臺的緊固，另一個是定型系統(tǒng)之間的緊固聯(lián)接（這里指具有干濕定型模的結(jié)構(gòu)）。要實現(xiàn)快速換模，必須減少螺釘?shù)木o固聯(lián)接結(jié)構(gòu)，或以卡座或壓板的聯(lián)接形式取而代之（圖３所示）。定型系統(tǒng)之間的緊固聯(lián)接可采用搭扣或插銷結(jié)構(gòu)，不用螺釘聯(lián)接（圖４所示）。

圖3　定型模與定型臺的非螺釘聯(lián)接

圖4　定型模與水箱的緊固聯(lián)接　　２、水氣管接頭聯(lián)接

天瑞定型系統(tǒng)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(shù)量是縮短水氣管聯(lián)接時間的關(guān)鍵。集中供水及集中抽真空是實現(xiàn)水氣管接頭快速拆裝的基礎。所謂集中供水就是每一節(jié)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(jié)干定型模只使用一個抽真空管，通常用內(nèi)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(nèi)生產(chǎn)出合格的制品并達到穩(wěn)定生產(chǎn)，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(tài)下或人為狀態(tài)下，型材的內(nèi)外部空氣是隔絕的。這種狀態(tài)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(nèi)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(wěn)定生產(chǎn)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(chǎn)后在最短的時間內(nèi)完成對模具的清理維護工作，以便下次生產(chǎn)時使用。
口模的清理主要集中在生產(chǎn)后的清料及維護保養(yǎng)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(wěn)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(zhì)，生產(chǎn)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(chǎn)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(fā)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(chǎn)。

塑料異型材的快速擠出

在確保型材質(zhì)量要求的前提下，高速連續(xù)生產(chǎn)是每個廠家都希望的，但快速生產(chǎn)是一個系統(tǒng)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(tǒng)（定型模、真空水箱）高效的定型冷卻能力是關(guān)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(fā)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(xiàn)快速生產(chǎn)也尤為重要，模具制造商應該把水箱技術(shù)作為重點加以研究。快速生產(chǎn)的實現(xiàn)可以極大地發(fā)揮擠出設備的產(chǎn)能，提高單位時間的生產(chǎn)效率。

結(jié)束語

快速模具技術(shù)可以減輕操作工人的勞動強度，提高擠出機的有效生產(chǎn)時間，提高擠出機單位時間產(chǎn)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(tǒng)在定型臺上的緊固以及系統(tǒng)各部分之間采用非螺釘聯(lián)接結(jié)構(gòu)；
３．采用集中供水結(jié)構(gòu)及集中抽真空結(jié)構(gòu)，減少水氣管接頭的數(shù)量，簡化水氣管接頭的連接；
４．結(jié)構(gòu)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。