談談PVC-U排水管件自動化生產技術
文章來源：本站 時間：2019-08-28 15:30:18
通過對國內外PVC-U排水管件注塑加工技術的發(fā)展情況及趨勢的分析，結合PVC-U排水管件自動化生產和質量控制的要求，提出了管件產品結構外形和對應模具結構的設計要點，特別是潛伏式澆注系統(tǒng)的設計應用和頂出系統(tǒng)的創(chuàng)新設計，使得PVC-U排水管件自動化生產成為可能，同時產品質量比一般管件模具所生產的產品質量又有所提高。
1.國內外PVC-U排水管件注塑加工技術的發(fā)展情況及趨勢
我國PVC-U排水管件的生產最早是從二十世紀八十年代末期開始的。那時的注塑機主要是以配方粉料作為生產用料，模具全部都是采用大澆口直接進膠方式設計和制作，生產車間粉塵大，產品需要大量的人工進行澆口的修剪。原料先按照配方進行稱量，投入到高混機，高混到130后再轉入低混，低混溫度降至60 以下放出。靠人工一袋袋投入到注塑機料斗中，早期生產工藝相對簡陋；其塑化效果差，產品的外觀和內在質量都不太穩(wěn)定。而且隨著生產的不斷進行，螺桿料筒經過磨損后，粉料就不容易下料，影響生產的正常進行。早期的PVC-U排水管件生產：環(huán)境粉塵污染大、人工勞動強度大、工藝粗糙簡陋、生產效率低。隨著二十多年的發(fā)展，現(xiàn)在原料基本上是先進行造粒，既保證了配方中各種原料的充分捏合，又增加了后期生產的塑化效果。而且粒料也便于實現(xiàn)集中供料，在料斗中易于下料，實現(xiàn)生產過程的自動化，產品質量也因材料和注塑工藝的穩(wěn)定而得到較大提高。國內也有部分企業(yè)實現(xiàn)了不同程度的自動化生產，尤其是近幾年，由于國內人工成本的不斷提高，企業(yè)對管件生產自動化的迫切要求日益突出。其實國外早就在二十世紀七、八十年代就開始了管件生產的自動化，尤其是在歐美等發(fā)達國家，在整個管件生產過程中，從原料的投入、生產、檢驗、包裝、入庫到出庫，除了檢驗和包裝外，基本上實現(xiàn)了無人化操作。
國外管件生產自動化主要表現(xiàn)在，配方原料必須經過專業(yè)廠家造粒，通過專門的原料罐車送至管件生產廠家。在高壓泵的作用下將原料壓入一個巨大的儲料罐中，最后通過集中供料系統(tǒng)輸送到每臺注塑機的料斗中。注塑機中生產的管件產品有的從機臺中自動掉入注塑機下的輸送帶傳送出去，有的通過機械手放入注塑機旁的輸送帶傳送，在皮帶出口安裝一個大轉盤，由工人在轉盤處進行集中分類裝箱。由于國外原料在出廠前經過嚴格的檢測，保證了產品性能和質量的穩(wěn)定，故在產品檢測方面只在轉盤處隨機抽樣檢測，工人只進行分類包裝和貼標簽，至于每箱的數(shù)量用電子稱進行稱量，具體做法是將包裝箱直接放在電子稱上，達到裝箱重量就封口，貼標簽。包裝好的產品碼放在專用托盤上，由叉車司機送入立體倉庫入口處，通過立體倉庫自動運輸系統(tǒng)送入規(guī)定的倉位，品名數(shù)量隨即計入倉庫計量系統(tǒng)。
2.管件自動化生產的基本要求
PVC-U管件生產實現(xiàn)自動化必須要從以下幾個方面考慮：
（1）原材料的自動供料系統(tǒng)，該系統(tǒng)要求計量準確，輸送可靠，即當注塑機料斗中的原料達到最高量的時候或者用量達到最低量的時候，遠程控制系統(tǒng)能夠自動控制料斗入口處閘門的關閉或是開啟，實現(xiàn)原材料的自動供給。
（2）注塑機的自動化控制系統(tǒng)，包括溫度控制系統(tǒng)，開模、抽入芯、頂出、鎖模等動作的自動化控制，以及用于機械手的控制系統(tǒng)。在一個成型周期時間內，每個動作元素及相關的動作時間均能按照預先輸入到計算機內的參數(shù)自動運行。
（3）PVC-U管件模具若要滿足自動化生產，要求推板頂出時，產品與流道能夠自動分離，這點顯得特別重要，達到了這一點，就能減少大師的操作工，提高效率，降低成本。另外管件模具要求抽芯、入芯、頂出、復位等動作運行可靠。即便是頂針沒有完全復位時，也能避免型芯撞壞頂針，從而實現(xiàn)安全的自動化生產。
（4）產品與流道料的自動輸送系統(tǒng)，該系統(tǒng)有兩種常用的方式：一種是產品和流道料從注塑機模具中頂出后，直接掉入注塑機下面坑道內的皮帶輸送系統(tǒng)，通過此皮帶將產品和流道料輸送到集中包裝區(qū)；另一種是通過機械手將產品和流道料直接放入注塑機旁的皮帶輸送系統(tǒng)，同樣通過皮帶將產品和流道料輸送到集中包裝區(qū)。這兩種方式一個共同的地方就是在皮帶的出口，也就是集中包裝區(qū)都設有一個大的轉盤，所有的產品和流道料在轉盤處由工人進行分檢和包裝。
實現(xiàn)以上四個方面的自動化時，整個注塑機作業(yè)區(qū)就可以實現(xiàn)無人化和熄燈作業(yè)，只需工作開機前進行換模和調試時在場操作，正常生產時，僅安排少量人員在包裝區(qū)作業(yè)。這樣整個生產環(huán)節(jié)，除檢驗和包裝外，基本上實現(xiàn)了生產的自動化。
3.管件模具標準設計與制造
早在二十世紀九十年代，PVC-U排水管件模具主要是由各模具廠家根據客戶特定的訂單進行組織與生產，模具及零件的制作按單件設計與制造。不但成本高，效率低，質量不穩(wěn)定，甚至交貨期通常也較長。正因為模具制作存在以上的諸多問題，所以各模具廠家在管件模具的標準化設計與制作上逐步走向統(tǒng)一?？偟脑瓌t是：管件模具模架部分交給專業(yè)模坯廠家制作；模具外圍零件實行標準化設計和批量制作；模具廠家根據客戶訂單要求，只加工型腔和型芯部分（主要加工型腔、型芯、水道以及產品成型部位），這樣的好處是：模具車間生產組織計劃性強；外圍標準件平時可以投入批量制作；標準件制作可以提高效率，并保證質量的穩(wěn)定；可以大大縮短模具的交貨期；由于標準件批量的制作，相對單件來說成本低，提高模具廠家的競爭力。
管件模具的結構主要包括：面板、定模板、定模型腔、動模板、動模型腔、型芯、滑塊及滑塊副部件、抽芯部件、頂出推板、動模底板等，其中為了保證模具的強度，通常將面板和定模板做成整板式。
從功能上講，管件模具包括：澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、頂出系統(tǒng)、抽入芯系統(tǒng)。為了保證管件模具的自動化生產，澆注系統(tǒng)中的澆口通常采用潛伏式澆口，以利于產品與流道的自動分離，為了提高生產效率，型腔采用多層水道，型芯采用螺旋水芯，以達到完美的冷卻效果，為了保證頂出工作的穩(wěn)定可靠，頂出系統(tǒng)頂針可設計頂耳形式，產品美觀無頂痕，頂針與型芯無干涉，頂針復位采用彈簧及復位桿，以及用螺栓連接頂出板與注塑機頂針的強制復位結構。
抽入芯系統(tǒng)通常包括油缸抽芯，導滑板抽芯以及斜撬桿抽芯形式，其中導滑板和斜撬桿抽芯，是依靠注塑機開合模動作實現(xiàn)抽入芯，效率高。
模具材料，模架采用50C鋼，型腔型芯通常采用4Cr13電渣鋼，進行調質處理，硬度為：HRC28-32，經粗加工后再進行表面激光淬火到HRC48-52，外圍標準件如壓條、耐磨塊等通常采用P20調質處理，硬度為HRC28-32,精加工后再表面氮化，提高零件耐磨性能。
4.自動化生產管件的模具與一般管件模具生產的產品比較
（1）由于自動化生產的模具澆口采用潛伏式澆口，產品頂出時，流道與產品自動分離，澆口自然平整，而一般管件模具直澆口，需人工進行修剪，既耗人工，澆口也粗糙不平。
（2）自動化生產的管件模具一開始就考慮到了頂針與型芯的可能碰撞，設計成頂耳形式，哪怕是頂針沒有完全復位，型芯也不會碰傷頂針。產品表面沒有頂痕，外表美觀。
通過本文的分析，PVC-U排水管件生產實現(xiàn)自動化是完全可行的。即生產從控制原料輸送、注塑機制品生產、制作適應自動化生產的標準化模具、產品輸送以及入庫和出庫等環(huán)節(jié)，從而實現(xiàn)管件生產的全自動化。
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