PVC异型材挤出模具的保养与维修

挤出模具的保养与维修第一节 挤出模具的保养1.1 概述挤出模具是生产挤出型材重要的成型装备，是在稳定的原料配方、稳定的挤出机运转、稳定的定型台真空及水压、稳定的水温与循环水流量、稳定的牵引机运转等稳定的外部工艺及设备环境下保证型材各项尺寸及形状质量的成型和定型装备。模具维护与保养工作是保证模具正常生产的最基础的保证，是进一步完善模具使用性能，进一步提高模具设计、制造、调试水平的基础。要在模具维护与保养方面做到细心、正确无误、尽可能的减少基本的模具维护保养操作方面的失误对模具设计制造的进一步正确分析造成的影响。模具的维护和保养工作虽然既不是高科技含量的技术，也不是高难度的作业，但不能说它简单就不重要。海尔集团总裁张瑞敏有一句名言：什么是不简单？能够把简单的事千百遍都作对，就是不简单；什么是不容易？把大家公认的非常容易的事情认真地做好，就是不容易。所以，模具的维护和保养工作是既不简单也不容易的重要工作。1.2 构成挤出模具的基本要素构成挤出模具的基本要素有三个：一、模具型腔 （包括机头流道和定型型腔） 的形状、尺寸及型腔尺寸的渐变规律；二、定型模的冷却水路设计；三、定型模真空吸附的气路设计在保证这三个要素正确有效的基础上，考虑到加工的可行性和制造成本、与设备接口的合理性、频繁拆卸安装的便捷性和牢固性、调试维修清理的方便和准确对模具的不同部位要求有合理的分型方式，合理的水气路密封和阻隔方式，合理的各组成部分之间连接方式，准确、耐磨、易于拆装的定位方式，以及牢固的把紧方式。所以，除了三个基本要素之外，挤出模具的结构形式、分型方式、组装方式、不同配件的使用、各部位的连接方式、与挤出和定型设备的接口形式、等几个方面同样需要我们在维护与保养过程中通过不断的认识和接触新模具加以了解从而保证我们对每一家的模具维护都能做到准确无误。1.3 塑料异型材的成型过程认真了解塑化的无规则形状的物料通过适配器变径，进入模具分流、压缩直至出模，再进入定型模冷却定型最终成为质量合格型材过程中的一系列能量和物理性状变化的情况和规律，就能使我们在模具的维护与保养过程中抓住应该遵循的原则和规范，从而能够举一反三的应对可能出现的从未遇到过的问题1.3.1 过程一、变径在模具设计过程中，通常模具入口的直径是按照能够达到模具设计挤出量1.25-1.5 倍挤出量的挤出机出口直径设计的，所以通常不存在变径的问题。但是当实际使用的机型过大或过小，亦或当型材的断面尺寸过大或过小导致模具流道设计要求要有过大或过小的入口时，变径的问题就产生了。知道了变径情况的存在，我们在安装模具时就能够考虑并注意到模具和设备接口之间的匹配性，避免安装过程中造成错误。1.3.2 过程二、分流、压缩、出模挤出模具机头的主要作用就是把从挤出机挤出的柱状熔体逐渐变成以薄片流体形式互相连接成的型坯流体。分流和压缩两个过程保证了机头这一主要作用的实现。熔体在流道由后向前流动的过程中，对流道断面形状的改变具有记忆的特性，这一特性使料坯离模之后与口模的形状存在一定程度上的差异。差异的大小决定于口模平直段的长度。平直段越长，差异越小1.3.3 过程三、定型软化的熔体型坯离开模具挤出以后，其尺寸和形状的最终确定是经过定性模和冷却水箱的逐步冷却作用下最终达到的。要保证型材具备正确形状和合格尺寸，对于定型模来说要具备以下几个条件：一、正确的入口形状和尺寸；二、正确的型腔尺寸和尺寸变化规律；三、正确的型腔形状；四、充分的冷却速度；五、充分的吸附能力。1.4 模具的维护和保养的原则维护是指检查有无损坏，是否需要维修或更换；保养是指清理、除锈、抛光。最基本的操作是拆卸和安装。在日常模具维护与保养工作中，如下原则要贯彻始终。原则一、保证装配以后型腔形状的正确性；原则二、保证装配以后型腔尺寸的正确性原则三、保证装配以后挤出方向上型腔的直线度原则四、保证装配以后挤出方向上各型腔尺寸的正确变化规律原则五、保证装配以后型腔表面平滑、光亮、不溢料原则六、保证各装配分形面的水密性、气密性原则七、保证所有冷却水路畅通原则八、保证所有气路畅通原则九、保证机头加热均匀原则十、保证热电偶测量真实1.5 模具维护与保养的工作范畴挤出模具维护与保养的范畴包括：1.5.1 模具型腔表面的维护和保养。分为机头型腔表面和定型模型腔表面。主要保证型腔表面无粘附物、平滑、光亮、无尖角、无毛刺、挤出方向上型腔型腔型腔形状的直线度。主要操作为抛光。以能达到清理目的最小材料去除的方式为原则。具体使用的抛光介质按照去除材料由少到多的顺序包括：布、600#的纱布、纤维片/棒。抛光工具以带黄铜棒的平动气动抛光枪为主。注意事项：要绝对避免型腔表面边缘造成倒角、或塌陷等损坏。1.5.2 模具各组成部分装配分型面的保养 分为机头各板装配表面、定型套各板装配表面、定型套与底座 之间的装配表面以及水箱块下表面与水箱底面。主要保证装配 表面无粘附物、平整无突起、边缘无毛刺以及装配表面的平面 度要求。 主要操作：用油石背平，清理。在清理过程中，要经常用长刀 口尺检测各板装配分型面各个方向上的平面度情况，是否发生 弯曲或扭曲等变形。 注意事项：要绝对避免型腔表面边缘造成倒角、或塌陷等损 坏。1.5.3 模具各组成部件之间定位部件的维护与保养 定位部件主要包括定位销和定位孔。根据不同的模具组成部分、不同模具制造厂的设计方式，具体形式上又分为柱销、锥销和方 键，与之相对应的则是销孔和键槽。在挤出模具中，定位部件是精 度较高且非常重要的组成部分。具体的形式如下所示：1 、最普通的柱销和销孔（机头模具、国产模具大量应用）格瑞那还对他的定位部件做了偏心的设计，共有2 、改进后的柱销、锥销、销孔（格瑞那模5 个偏心级别，每个偏心级差为0.1mm。所以在更换和安装过程中要注意保证其型号 和方向与原来一致。3、定位方键、键槽定位方式4 、 改进后的柱销、柱销套定位方式（TOPR TP、国居新暹大量应用）国产药模同大量应用）、6 、柱销+柱销的组合定位方式（国产旧模具及封盖类模累木量应川）旬公+句小麻曲小匕广广、7 、外形面定位方式（ TOPF 定型套底座和封盖类模具） （ TP 模具定型套与底座）（ GREINER 定型套底座标准组合定位锁紧方式）主要操作：检查定位部件的定位表面是否清洁，有无损坏或磨 损过大，并及时更换型定位部件。注意事项：绝对避免在拆装定位部件过程中损坏定位孔、梢的 关键定位表面，一旦损坏很难修复，同时注意在更换前后，定 位部件的型号和安装方向都要一致。1.5.4 模具各组成部分之间装配螺栓的维护和保养装配螺栓包括机头螺栓和定性模螺栓。国内外新旧模具均采用 内六角普通粗牙型螺栓，区别在于不同的设计方式、不同的部 件使用的螺栓长度、公称直径有所不同。主要操作：检查螺栓的规格和型号是否合适，螺纹的工作段是 否损坏，内六角沉孔是否损坏，并及时更换新螺栓。注意事项：机头螺栓处于持续高热工作状态下，安装前要在螺 纹上涂抹高温润滑油，以保护频繁拆卸的螺纹工作段；安装前 要清理螺栓孔无粘附物或杂物；紧固螺栓要入困难时要及时使用丝锥修正（要用三锥）。1.5.5 密封元件的维护和保养主要指水路、气路的密封。包括密封圈、密封胶条、密封丝堵和密封闷力度适当，螺栓孔发生拧头。密封圈主要用于定型套分型面水孔衔接 处的水密封。密封圈的外径和断面圆直径根据所密封的水孔处 沉孔的直径和深度相关。按断面形状分为圆形O分型面条 L1封水密7（大部分的定型套使用）和三角形（TP模具定型套使用）注意事项：密封圈是否合适不只与外径大小有关，与密封圈断面圆的直径也有关系。如果断面圆直径过大，密封圈与沉孔深度之差S就会过大，会导致分型面装配不严。如果断面圆直径过小，与沉孔深度之差5就会过小甚至出现负值。保证密封效果但不影响装配的合端部的密 的孔径相 孔，有些带理S值应该在0.10.2mm之间。 密封丝堵主要用于定型套水路和气路 封，型号和规格同密封的气孔和水孔 关，通常为细牙涂胶螺纹，内六角沉 有锥形沉头和密封圈，特殊部位采用 分段型丝堵。主要操作：定期拆卸、清理水路，检查螺纹及内六角沉孔是否损坏并及时 更换。1.5.6 冷却水路的维护和保养不同的模具制造厂设计的冷却水路的供水、排水、和水路的排布方式不同。但不外乎如下几种形式，供水方式上：定型套底座集中供水；个别模板直接供水；小水孔与大水孔同时供水。排水方式上：大水孔集中出水；小水孔单独出水。水路排布方式上：大的定型表面上的蛇形水路排布方式；直行水路的排布方式。主要操作：清理水路中的杂物，保证水路走水的畅通。完整的水路包括供水段、冷却工作段和排水段。注意事项：判断水路是否畅通的标准是：供水段畅通+冷却工作段畅通+排水段畅=通水路畅通格瑞那的蛇形水路依靠可方便拆卸的水堵串进行分隔，从而实现水路的蛇形排布。一般各节定型套水堵块的间距有差异，从标识上可分为 B1、 B2， C1、 C2， D1、 D2 （四节定型套时使用）。在拆卸、清理、安装时注意水堵串的表示要对应以及安装方向要正确。国产模具定型套蛇形水路采用垂直打孔 +堵块封死的方式实现，清理时要把侧面的丝堵拆下，用高压气体将水孔中的水垢、锈蚀、及杂物清理干净。1.5.7 真空气路的维护和保养虽然各家模具厂的气路设计各有不同，但总体来说气路都由以下几个部分组成： 气室、气孔、气槽。虽然气路的主要作用在于使型坯外表面与定型套型腔表面之间 形成真空气室已达到型坯外表面与型腔表面密切贴附的作用， 但同时也起到了带走高热型坯表面的硬化析出并容纳析出物的 作用，所以经过长期生产的模具的气路会被析出物所填满。主要操作：清理干净气路各个部分，包括气室、气孔、气槽内的析出物和杂物。注意事项：经过长期磨损后，原来倒圆的气槽棱边会再次出现 尖锐的棱角，为防止刮伤型材表面，需要再一次对它使用纤维 片倒角和抛光，但倒角不宜过大，一般以不刮手为宜。1.5.8 冷却水箱的维护与保养主要操作： 保证水箱底面清洁， 检查密封胶条的密封效果并及时更换老化失效的胶条， 用胶水稳固脱落的胶条， 修复变形的水箱盖板铰链， 修复并密封断裂或破碎的有机玻璃板主体， 检查水箱配件是否完整并及时更换补充。1.5.9 模具配件的维护与保养模具配件主要包括机头加热板、热电偶座、水汽接头、排水接头及导、排水管等。机头加热板的安装要做到加热层与模头外形面密切贴实，螺栓要齐全，加热板规格和孔位要与机头一致。要保证热电偶孔底部清洁无杂物。水汽接头的规格要合适，安装时要确保不干涉、密封性好。MA共挤模具共挤流道的维护和保养共挤模具的维护同样也要遵循维护原则。只不过由于所成型的PMMA共挤流道及接口件示意图材料特性同PVC差异很大（主要表现为黏度更低，流 动性更好），所以对流道的 表面光洁度要求更高，同时 由于供给流道的间隙很小（一般小于0.25mm）,所以 对杂质以及粘附物的反应也 更敏感。在实际生产过程中，共挤层厚度不均和共挤层露白是 PMMA共挤型材经常出现的质量问题。一般来讲出现了这类问题都要 以清理抛光为主，对流道的尺寸维修为辅，多数情况下经过仔 细的检查和清理、抛光都能达到改善问题的效果。维修的次数越多，流道的实际尺寸越不规则，对不同材料流动 性的差异反应越敏感，进而导致维修的频率加大，最后的结果 就是无法恢复。PMMA 共挤型材生产的质量问题可以分为两个方面：一、青白主体部分：青白主体部分的问题主要包括壁薄、配合尺寸不好、波浪、内腔小、功能槽尺寸不好、焊接尺寸不好、喘气等问题。这些问题是随着模具使用延长米的增加导致模腔磨损程度不断加大而产生的，与普通全色型材的磨损规律相近。当模具的磨损程度没有达到一定量的时候，这些问题对生产的连续稳定性的影响不是致命的；但当模具的磨损程度超过一定量的时候，维修难度会急剧增大。所以对待这类问题需要通过定期适度维修来解决。二、PMMA 共挤表面部分：概括来说 （个别模具会有具体的情况） 共挤表面的问题主要有：表面划线、表面凹陷、表面亮暗线、色料析出痕、局部露白、覆盖不均匀、共挤层厚度不均匀等等。这些问题对生产的连续和稳定都是致命的，往往必须要停机进行多次处理才会得到改善。引起这些问题的因素主要有以下几点：共挤层原料颜色的改变大量的实际经验表明，不同颜色的 PMMA 共挤原料的流动性是不一样的。比如从苔绿换为深褐的时候，共挤层的不均匀性加大，局部出料特别快；而换为烟灰色的时候局部出料特别慢。这种巨大的差异也可以从平衡工艺参数的差别来发现，比如共挤料颜色为烟灰时与共挤料颜色为深褐时辅机的螺杆转数可相差一倍，螺筒区的温度会相差 5 度，模具区的温度会相差十度。不同颜色的 PMMA 共挤原料流动性的差异对于共挤面断面尺寸 小的模具的影响相对较小，往往可以通过平衡工艺参数来进行改善；而对共挤面断面尺寸大的型模具影响更大，比如PP150、SF104A、 FR104A 等，往往很难通过平衡工艺参数来完全改善，必须依靠频繁的修模来解决。由于大部分PMMA 共挤模具经历去年一年的生产后，共挤流道尺寸的损耗已经有了一定程度的累积，流道尺寸和形状一定程度上变得不规则，这就更加加剧了各种颜色PMMA 共挤料之间出料速度的差异，使得自 2009 年度生产以来通过调整工艺参数来平衡各色料之间差异性的难度加大，通过维修手段来调整出料速度变得更加频繁，使得共挤流道尺寸和形状变得更加不规则。这是一个恶性循环的过程，随着维修频率的增加，共挤流道尺寸和形状的不规则性就会越剧烈，进一步累积的结果就是：维修难度更大，普通的维修手段最终不能解决共挤出料不均的问题而导致模具报废。比如 SF104A模具的共挤流道经过多次维修之后，流道间隙最大处和最小处的值已经相差150%以上。主体青白料流动性的改变引起主体青白料流动性变化的因素有很多，主要有PVC 原料的改变、配方组分的改变、干混料中各组分分散的不均匀性、挤出机控制系统的波动等等。主体青白料流动性的改变会直接导致共挤断面青白料出料速度不均匀，也就是局部出料会很快或很慢，那么在这一点 PMMA 共挤料出料速度也会随之变快或变慢，这样在表面覆盖的均匀性上就会出现差异。PMMA 物料析出在生产中，由于 PMMA 析出引起的表面状态问题凸显出来。PMMA 析出含于共挤层内，通过光线反射和折射的差异能清晰的表现出来。这种析出具有不规则性，在表面上的位置不确定，而且时断时续，非常难解。冷却水中的杂质目前冷却水中存在大量的粒径在0.2mm以下，类似SiO2硬质的杂质，普通的过滤装置不能去除。这类杂质对于全色PVC 型材表面状态的影响很小，但对于表面更光亮的 PMMA 共挤表面来说就极其明显。第二节 挤出模具维修技术2.1 认识模具挤出模具的维修不同于挤出模具的调试。模具的维修是一个大的范畴。它主要针对产品生产过程中出现的质量问题，在准确详细分析一系列影响因素的基础上，以维护为主，强调保障模具的正常使用寿命的解决问题的方法。它是建立在确定的模具调试结果基础之上的后续维护手段。作为挤出模具的使用单位，模具供应的来源是多方面的，各个模具供应商的技术发展情况又是日新月异的。因此，我们要清楚的了解所使用的模具，知道其设计、制造中有哪些优缺点，搞清楚哪些部位我们可以加以利用、加以修改和调整及其范围，进而达到控制产品质量的目的。这是得出有效维修方法的重 要前提。接下来，从以下几个方面来说明通过哪些关键要素去清楚 地了解模具的特点。2.1.1 机头结构形式1 .流道结构形式流道结构形式包括以下几个方面隙间道流挤出出口隙间道流分流段过渡段用缩 - -（图2.1.1）挤出模具机头流道结构示意图连接挤出机1）主腔壁流道各段长度、间隙、分流锥角、压缩角、压缩比。如图 2.1.1。挤出模具设计技术发展到现在，各制造厂的设计参数已基本 趋于一致。虽然如此还是存在一些细微差别，比如在各段的长度分 配上，有的公司偏向于长的成型段流道，而有的公司倾向于短的成 型段流道；有的公司倾向于短的压缩流道和相对较小的压缩比，而 有的公司则倾向于长的压缩流道和较小的压缩角。这些差异对于模 具的使用性能有多大的影响很难用直接的统计数据进行分析和证 明，但流道的设计者们始终都在致力于设计出更能保证出料稳定的 流道结构形式。2）爪钩体流道的结构形式抓钩体是指在型材断面上伸出于型材腔壁主体以外的，在型材使用过程中具有一定功能作用的型材断面结构。抓钩体流道同样具备分流、过渡、压缩、成型各典型段，只是它的各段长度是在主腔壁流例例例例例例例一二三四五六七（图2.1.2部分爪钩体断面结构形式图）道确定后的基础上设计出来的，某种程度上受到了主体流道的参数 的制约。由于一般爪钩体都具有特定的功能形状，所以讨论爪钩体 流道的特点更加侧重于其流道各段的断面形状特点。例如图2.1.2图一的形式，而有的厂家则设计成图二或图三的形式。还有2.1.2中例二过渡段流道截面形状也有可能设计成2.1.2中例四过渡段流道截面形状可能设计成（二）（图2.1.3部分爪钩体流道截面形状图）以上所列举的情况只是实际工作中所遇到的部分情况，但仍然具有一定的代表性。由 于熔体具有一定的机械物理特性，所以不同的流道形状对产品成型 过程的质量影响是显着的，具体如何影响需要我们在实际工作中不 断积累和体会。3）支撑筋分布支撑筋是连接型芯和支架板的必要结构。支撑筋的设计参数包括支 撑筋的厚度、长度、分布情况、设置的位置等等。由于熔体在机头 内从后向前流动过程中要被支撑筋分割后再融合，所以，恰当的选 择支撑筋的设计参数对于减少产品成型时出现质量问题有关键作 用。下面列举了一些典型的支撑筋排布和设置方式。4）导流翅设置、长度及厚度。导流翅是在流道结构中出现的厚度较 薄，深入到流体内部，用于分割、导向料流的结构。具体形式如图 2.1.3图一、图四、图六中所示。在近几年挤出模具设计发展过程 中，设计者渐渐认识到恰当的安置导流翅对于提高出料的稳定性、 避免出现相关的质量问题有很大作用。5）融合段长度、宽度、圆角。融合段流道是指在口模流道中，主腔 壁流道之间、内筋流道与主腔壁流道之间、爪钩体流道与主腔壁流 道之间的融合连接处的流道。为了保证两股流道之间有足够的融合 强度，融合段的长度、宽度、圆角以及在特殊要求下采用的特殊流 道截面形状都是应该合理设定的参数。2 .机头各板之间的定位方式。机头各板之间主要以成对的柱销或锥销来定位。如图所示的双头定 位柱销、锥形定位销以及与锥形定位销配合使用的锥弹簧垫等。还 有1.5.3节第四种定位形式所示的销套等。舞舞策唐梅销锥形定位销般来讲从简单的柱销定位到锥弹簧垫一锥销以及柱销柱销套定位 方式的过渡，实际上是考虑到了人们在对模具反复拆装使用过程中 定位结构的磨损和高定位精度给拆装带来的种种麻烦后采取的一系 列改进措施。这些改进对于提高模具的使用寿命、保证模具使用过 程中的性能都是有着重要作用和价值的。定位结构是保证模具装配后流道各项参数正确的重要部分。在实际 工作中经常遇到由于定位的准确或正确或精度问题而影响机头出料 稳定性的情况。机头各板之间的连接紧固方式。虽然机头各板的连接紧固方式总体上来说都是采用内六角螺栓紧固 连接，但在连接紧固模板的数量分配上的区别还是能体现出设计者 对模具使用性能的理解水平的差距。同时，主紧固螺栓的长度、紧 固点设置的不合适还会造成板间溢料等设计事故。2.1.2定型模的结构形式定型模的结构形式主要 包括：真空吸附结构、 冷却定型结构、连接与 把紧结构、定位结构、 定型模长度和节数。1 .完整的真空吸附结 构包括吸附气路的位置、吸附气路形式、气路与设备的接口等 涉及到的设计参数有：气梢的深度和宽度、气孔的孔径、气室的深 度和宽度、气孔与气梢连接处的伞端口径以及在挤出方向上一组完 整吸附结构排布的数量和间距等等。这些参数对于产品成型的过程和产晶腹址附械黜麻都有重要的影 响。同时也影响或决定着连续稳定产生质量合格产品的的生产周期 的长短。在维修过程中，有些时候我们面对的可能是解决连续生产的稳定性 或周期短的问题，了解了真空吸附结构的特点结合经验上对不同结 构形式的优缺点的认识就可能给我们解决这类问题提供依据。冷却水路结构完整的冷却水路结构包括供水口 （与设备的接口）、供水水路、冷却 水路、出水水路、出水口以及密封部件等。涉及到的设计参数主要包括，各水路段的孔径、第一组冷却水路距离定型模入口端的距离、各组冷却水路间的排布间距、冷却水的流动方式、供水方式、出水方式等方面。冷却水路X I供水端冷却水路结构如图2.1.5所示。随着挤出模具设计技术的发展，越来越多的厂型腔冷却 水路路水水供供水水路家采用了统一入水口冷却水路图2.1.5供水端水路结构示意图供水的设计形式。实践表明统一入水口的做法有利于集中优化处理 各水孔的位置、排布，让每个冷却水路的入水点均靠前，使冷却效 果更好。出水端冷却水路结构形式如图2.1.6所示由于在出水端采用了统 一进水口的形式，为了 保证不同孔径的冷却水 路中水流速度都能满足 产品定型所需要的冷却 效率，避免不同水孔之 间出水量相互影响，在出水水路出水口出水水路路水却冷路水却冷路水却冷出水端采用各自独立出水的形 图2.1.6出水端水路结构示意图式。有的公司还会在大水孔出水处设计缩小孔径的节流件，从而保证大水孔中的水压足以满足冷却 水在水孔中流动时充满孔的截面，保证大水孔冷却效果的同时，也 能尽可能提高小水孔的水流压力，提高小水孔的冷却效率。由于型腔周围的空间有限，冷却水路的设计一经确定，在后续维修 过程中便很难改变，任何试图提高冷却效率的改进措施都使人感觉 到力不从心。然而，通过提高定型台冷却水泵的功率，提高供水的 压力，从设计基础上可以提高定型模的冷却效率。2 .定型模的连接与把紧形式定型模的连接与把紧形式包括各模板之间、定型模与底座之间、定型模与定型模之间的连接与把紧形式。在实际维修工作中注意这些方面的特点能够帮助我们避免在工作中的装配上的失误。3 . 定位方式定型模的定位方式和机头模板之间的定位一样，决定着装配以后的型腔形状、尺寸以及各项设计参数的正确性。主要包括各模板之间、定型模与底座之间、定型模与定型模之间的定位。具体形式如1.5.3节介绍的内容。4 . 定型模长度、节数在挤出模具的设计参数中定型模的长度、节数是至关重要的，直接关系到挤出模具的设计产能、冷却效率和使用稳定性。不同厂家在这一方面的处理上都旨在体现自家的设计特点。5 .1.3水箱的结构形式冷却水箱的结构形式主要体现在水箱的结构形式对冷却水的流动方式的控制能力上。主要参数包括入口处的结构形式、水箱板的厚度、水箱板的间距、遮流板间距、抽吸口的数量、抽吸口的位置、进气口的位置、水箱壁上的导流槽等等。众多参数的设定的目的都是为了保证产品在水箱中得到均匀、充分、高效的冷却。6 .1.4与设备的安装接口结构形式1. 机头与挤出机接口结构形式机头与挤出机接口的结构形式接近于标准化。都是靠连接体的内圆 面和过渡套的外圆面来保证定位关系的。值得注意的是，为了改善熔体的塑化情况，个别厂家改变了过渡环或多孔板的结构和构造。有些形式的多孔板对熔体的流动情况改善作用非常大。2. 定型模与定型台接口结构形式一般不要求精确定位，采用螺栓进行连接、紧固。有些厂家将定型模设计成浮动的，即只限制其在挤出单方向上的自由度。与真空泵和水泵的接口普遍采用快速接头的方式。值得一提的是，解决实际生产问题时会遇到很多意想不到的情况。比如定型台的供水管或真空管有些时候数量不能满足定型模接口的需要，有时会遇到一些假水汽管干扰我们等等。2.2 型材的结构及尺寸分析2.2.1 结构分析型材的结构分析主要是从型材的外形特点、结构元素、主腔壁厚度几个方面进行。从影响成型的角度来考虑外形特点可分为：对称型、 旋转对称型、单侧对称型、无腔室型、直角三角形、四边形、 L 型等等。对称型的型材把持点分布也对称，在维修的过程中要把握住均衡的要点。比如SE76等中挺型材；旋转对称型的型材把持点的分布也是旋转对 称的，容易导致型材的扭曲变形，所以在维修时要注意在把持力矩 的相反方向维持反方向的力矩加以平衡防止产品变形；直角三角形 的型材容易发生斜边下滑的现象，在维修时要注意持斜边成型的把 持点位置以及斜边补偿曲率；L型的型材在成型的过程中一出现直 角变锐角的情况，维修时要注意保持相反趋势成对把持点的力矩平 衡，防止变形等等。型材的结构元素包括主腔壁、内筋分布、爪钩结构等。其中主腔壁 决定了型材的总体形状、而爪钩结构决定了保持点的对称性、内筋 分布则决定了型腔补偿曲率的设置关键。通过维修工作经验的总结 和积累，这些结构元素对于保证成型质量既给我们带来了麻烦同时 也给我们带了控制质量的手段，让我们可以在成型过程中始终能够 把握着成型的关键点。2.2.2 尺寸分析型材断面的尺寸分析实际上是寻找影响目标质量控制尺寸的联系质量控制尺寸以及分析二者之间相互影响、相互制约关系。这一过程能够帮助我们在维修过_-程中找到用以解决目标控制尺寸质量不合格的间接控制手段。图2.1.7尺寸分析如图2.1.7中所示的尺寸B就是目标质量控制尺寸，而尺寸 A 和 C 都是与 B 相关的，它们的变化能够直接影响到 B的尺寸情况，这就是联系质量控制尺寸。所以，大多数时候我们都是通过调节 A 或 C 的实际尺寸成型情况进而达到控制 B 的目的。2.3 型材实际成型情况分析分析型材的实际成型情况实际上是分析型材的实际成型与断面设计的差异点。由于实际的成型情况与设计断面的差异存在于形状和尺寸两个方面，所以，不同的人从不同的角度分析得出的结果是不同的，而且这些结果是有正确和错误之分的。如果以这些分析为维修依据的话，那么导致的维修结果也是有正确和错误之分的。1. 形状分析本节中的形状分析要以 2.2.1 节中的外型分析为基础，同时兼顾全局与局部，才能保证分析的结果不发生错误。才能作为维修的依据。依靠相应的测量手段，我们能够测出型材实际的外型形状来，主要考虑主腔壁之间的角度成型情况、局部爪钩体的成型情况、内筋的成型情况等与断面的设计形状有何区别，然后分开考虑可能导致的原因，决定维修方法。2. 尺寸分析本节中的尺寸分析要以 2.2.2 节中的阐述为基础，在断面尺寸分析的基础上，依靠相应的测量手段，我们能够测出型材实际的目标质量控制尺寸和联系质量控制尺寸的实际值，在按照他们之间的相互影响关系，找出需要调节的尺寸，决定维修方法。2.3 维修前提2.3.1 逻辑前提由于实际的生产环境中影响产品成型的因素很多，无论是原材料或配方的变化、混料送料系统的波动、挤出机性能的波动、下游设备性能的波动、冷却水质的变化都是随时发生的。而模具经过调试完成后，在正确安装操作的情况下，其变化的时间是渐进而又漫长的。即便是杂质或赃物堵塞流道或水气路也只需要清理模具就可以解决的。所以，排除这一因素以外的任何突发性的生产问题都是不符合逻辑的。这时就要求我们努力寻找分析逻辑之外的可能性因素，从原因处着手解决生产问题避免损坏模具的正确设计形式，降低模具的使用寿命。具体的逻辑分析包括如下三种情况：1 .最初合格验收一长时间生产磨损一前一次维修残留问题2 .最初验收残余问题-长期带问题生产一磨损-前一次维修残留问题3 .模具结构存在设计缺陷一长期带问题生产一磨损-前一次维修残留问题这三种情况中指出了逻辑范围内的正常出现的问题的产生原因，而对于维修者而言任何一套经手过的模具存在哪些问题都是了如指掌的，任何异常问题对于维修者而言都象在日光下走路崴脚一样令人不可思议，而且也肯定能够找到导致崴脚的那块人为设置的石头或 陷坑。2.3.2 工艺状态前提（检查 ）生产工艺的变化能够直接影响产品的成型情况。在实际的生产中追求固定的生产工艺是非常不现实的，而渴望模具在任何工艺条件下都能正常生产也是不现实的。由于大部分的型材生产厂家都是以高分子材料专业技术为核心的，模具维修技术长期处于从属地位，同时太多的生产要素是所谓的核心技术所不能控制的，所以都要求以模具的变化来适应生产中那些不能控制的要素的波动来达到连续生产的目的。下面列举出了三种常见的工艺条件，实际的模具维修工作常常是在这三种工艺环境下进行的。1 .标准工艺状态一设备输出功率在7080%的工艺状态（挤出机、定型台、牵引机）2 .非标准工艺状态一设备输出功率超出或低于70 80%的工艺状态3 .不正常工艺状态-设备存在机械的、电器的、控制的方面问题2.3.3 模具状态前提在进行模具维修之前，我们要查清楚出现产品质量问题时的模具状态。检查的项目以第一节模具保养的内容为依据。大致可包括，模具的清理、抛光、组装情况是否达到正确的要求 （设计的或特定 的） ，模具与设备之间的接口连接情况是否达到正确的要求 （设计的或特定的） 。找出不符合正常模具使用要求的方面，分析这些方面与质量问题之间的可能联系，作出正确的维修方法判断。2.4 模具的实际磨损情况及型腔尺寸测量2.4.1 机头流道的实际磨损情况一般机头流道的实际磨损情况可以通过目测、卡尺、塞尺、塞规来进行逐级精确测量。有时可能会存在个别部位的变形，变形量可以通过使用刀口尺、百分表来进行逐级精确测量。不管是磨损还是变形亦或是定位件精度丧失都会导致机头出料失衡。2.4.2 定型模型腔实际的磨损部位及磨损情况定型模包括定型套和水箱板。定型模型腔的磨损部位及磨损情况可以通过目测、卡尺、塞尺、塞规来进行逐级精确测量。一般在经过一段时期生产过的定型模型腔表面会看到光亮度不一样的部位，这些不同程度的光亮带反映出产品在定型的过程中与模腔表面的接触程度，同时长期连续的接触必然会导致模腔表面的磨蚀。对于磨损部位磨损量的多少可以使用刀口尺、百分表来进行逐级精确测量。理论上来说，模具的维修工作要以恢复磨损部位、修复损坏部件为主。工作的内容是以磨损和损坏为前提的。然而实际工作中更多是为了适应生产工艺环境而对模具原有设计的改造工作。经过长期生产的模具的磨损部位、磨损量有规律可循的。如图 2.1.8所示不同部位的磨损形式。图中实现部分为原设计模腔边界，虚线部分为磨损后模腔边界。图一、毛条槽类膜腔磨损形式图二、胶条槽类模腔磨损形道类模腔磨损形式图四、压条槽类模腔磨损形式图五、垫板类模腔磨损形式I 图2.1.8模腔不同部位的磨损形式2.4.3 一般来讲，磨损速度与使用时间成正相关关系，与牵引速度呈0.450.40.350.30.250.2一一系列0.1510.1一0.050 1111111111030507090110 130150 170 序 # 230 方0 270图2.1.9模具模腔磨损规律正相关关系，与模具材质成负相关关系，与原材料填料的多少成正 相关关系。在只考虑使用时间的情况下，模具的磨损量曲线如图 2.1.9所示。图中横轴表示模具使用的延长米长度，单位为万米。纵轴表示模具 模腔的累积磨损量，单位为 mm。从图线的走势情况来看，基本符 合磨损规律。使用延长米在 70万米之前，曲线的斜率较大，属于跑 合磨损阶段；从70万到250万延长米阶段，曲线的斜率趋于平缓， 属于正常磨损阶段；但过了 250万米以后，曲线的斜率再次增大， 磨损速度加剧，属于报废磨损阶段。一般来讲，150万延长米以前，因为膜腔单边磨损量不超过 0.2mm, 产品的实际尺寸人然在控制标准的公差范围之内，所以模具不需要 进行实质性的维修。当延长米趋近于250万米的时候，越来越多的成型尺寸会趋近或超过公差范围，这时需要进行适量的维修。当超过 250 万延长米以后，模具膜腔的磨损程度加剧，很多不能恢复部位的磨损程度严重影响了产品的成型质量，模具处于濒临报废阶段，完全属于维持使用。2.5 模具维修方案的制定2.5.1 流程图 （见附录一）2.5.2 样本模具维修方案样本附：调试工艺记录附：型材断面尺寸图附：型材质量检测报告附：机头结构示意图附：定型模结构示意图附：水箱结构示意图附：与设备安装接口结构示意图附：相关的模具的实际磨损情况及型腔尺寸测量（模具的磨损 ）示意图 附：分析结果列表附：本次方案要解决的影响因素、排除疑似影响因素列表附：模具维修方案记录附：模具维修手段、方案执行情况记录2.6 U-PVC异型材常见问题分析及解决办法2.6.1 机头流量的调整机头出料速度的调整主要包括主腔壁流量的调整，爪钩体出料速度的调整，内筋出料速度的调整三个方面。对于任何一个方面的调整方法都可以从过渡段、成型段和出口流道间隙三个方面进行调整。其中，过渡段主要采用阻流块法；成型段和出口间隙主要采用缩小或增大流道间隙法。1. 主腔壁出料速度的调整。如图所示。图一、过渡段加阻流块降低出料速度图二、过渡段加焊片降低出料速度图三、过渡段铳削提高出料速度图四、流道出口焊片降低出料速度2. 内筋厚度调整图主腔壁出料速度的调整图一、过渡段加阻流块降低出料速度图二、压缩段焊片降低出料速度图四、流道出口图内筋厚度和出料速度的调整图三、流道出口减小降低出料速度3. 爪钩体出料速度的调整图一、过渡段加阻流块降彳料速微段加阻流块降低出料速度图四、流道出口减小降低出料速度图三、过渡段加阻流块降低出料速度图五、流道出口减小降低出料速度图爪钩体出料速度的调M六、流道出口减小降低出料速度2.6.2 定型模型腔尺寸调整定型模膜腔尺寸的调整以修模分析结果为基础，针对对应的模腔表面进行锂削或铳削在抛光处理即可。在对定型模模腔进行调整的时候，需要注意的是要保证定型模的长度上增加或去除的量是均与一 致的，要与原腔面的方向平行，不然会造成严重的错误。2.6.3 机头模板裂纹问题的解决办法机头模具裂纹问题产生原因的分析和研究。在发现机头模具裂纹问题后，模具工作的相关领导及技术人员在第一时间分别从模具的材质、模具型腔流道的设计方式、挤出工艺的设定、原材料的腐蚀等几个方面分析了可能的原因，并且制定了不同级别的处理措施。同时密切关注裂纹问题的发生情况，并向对应的模具制造厂家通报了相关情况，敦促他们在保证模具材料的防腐性能方面加强力度。在没有真正查明原因之前，机头模具的裂纹问题仍然会不断出现。为了尽可能的保证型材生产不受影响，我们根据实际裂纹情况的严重程度制定如下对策：一级裂纹处于机头流道的平滑表面上，裂纹可见深度在0.5mm 以内，通过对材料表面进行打磨，抛光恢复处理。对这一级每块模板的处理过程需要4 个钳工工时。二级裂纹处于机头流道的较平滑的沟槽流道表面上，普通的维修钳工工具能够锉削、抛光得到，或可通过焊片覆盖的部位，通过对材料表面进行打磨、抛光或覆盖进行回复。对这一级每块模板的处理需要 8 个钳工工时。三级裂纹处于机头流道的奇、窄沟槽流道表面上，普通的维修钳工工具不能够锉削、抛光得到，或可通过焊片不能覆盖的部位，可考虑采用线切割的手段对流道表面裂纹进行切割去除，再抛光恢复。对这一级每块模板的处理需要一周的加工工时。四级裂纹处于机头流道的奇、窄沟槽流道表面上，并且向前延伸至压缩板和预成型板，远超出三级的严重程度，可考虑通过镶块或换板的方式进行更换。对这一级每块模板的处理需要两周的加工工时。然而，这些机械的处理手段只能治标不能治本。在没有找到真正的原因之前，我们还应该从改变流道设计、更换耐腐蚀性能更高的模具材料方面进行试验，以期能够改善裂纹问题对生产连续性的巨大影响。2.6.4 影响双腔主型材生产挤出速度的主要因素影响双腔主型材生产挤出速度的主要因素有如下几点：1、 模具的性能（供应商及模具结构形式）2、 累计生产延长米3、 使用机型4、 型材的断面形式除以上几点之外，影响双腔主型材生产挤出速度的因素还有如下几点：1、 设备老化导致的性能不稳定2、 原材料及配方的频繁更换3、 因模具运行环境波动导致频繁模具维修致使模具性能下降4、 生产部门追求考核指标的管理取向 针对以上分析的影响因素，我部门进行了针对模具的以在线调试为主，以相应的维修手段为辅助的提速试验。从试验的结果可知，通过在线调试和一般的维修方法难以实现较大幅度的速度提升，同时不能保证稳定的连续生产。提速可行性措施建议通过对提速试验过程中遇到的问题的认真分析和总结，在不考虑模具运行环境波动的影响而只考虑模具本身因素的前提下，我们得出如下结论：1、由于如原料更换和设备老化等原因引起的波动导致所有模具都经历过了频繁的反复的维修过程，致使模具机头流道的尺寸与形式上的平衡受到了严重的破坏，从而大大降低了模具出料对于包容工艺环境波动的稳定性。因此，在目前的工艺环境下，如何提高模具出料稳定性，尤其是高速挤出时的出料稳定性，是提高牵引速度的重要前提。经过试验，通过更换部分口模板及优化其流道结构与尺寸设计可以改善相对于工艺环境波动的模头出料的稳定性。2、同样由于上述原因导致的频繁维修，致使定型模入口段的恰当贴模、正确定型及充分冷却作用都大大降低。即便是在目前的挤出速度下都无法保证绝对稳定，更不用说提高挤出速度了。通过对大量的实际问题的分析，在原有定型模结构的基础上，增加一个能够保证恰当贴模、充分冷却与准确定型的部分可以大大的提高型材成型质量的稳定性。3、由于频繁的维修对定型套实体造成的损失及长期生产导致的磨损，定型套型腔的尺寸已经大大偏离恰当冷却定型的正确尺寸。改善这一点的难度为最大。初步设想可以增加一个能够实现在线实时调节型材产品尺寸精度的柔性定型结构，来弥补可能出现的尺寸方面的波动。2.6.5型材低温落锤合格率的的解决办法影响型材低温落锤性能的因素有很多，甚至我们可以怀疑系统的各个环节均会影响其合格率。我们通常认为原料、配方、设备、工艺、型材的断面结构、模具等方面是影响低温落锤合格率的主要因素，至于这些因素中哪些起主要作用，我们暂且不去深究，我们只需要明确一点：只有全面降低系统各个环节对低温落锤合格率的负面影响，同时尽可能的改善某些环节去弥补其他环节的不足，我们才能达到想要的落锤合格率。抛开全面质量管理的思路不管，只从型材本身来分析影响低温落锤合格率的原因的话，我认为只有三点：一、配方原材料的低温耐冲击性能；二、型材冷却成型后的应力分布；三、型材成型断面的合理性。这三点是整个系统工作的最终结果。下面就从与模具有关系的后两点来展开分析一下模具因素对低温落锤合格率有哪方面的影响。一、型材成型断面中影响低温落锤合格率的因素1、 型材可视面的壁厚大量的经验数据表明 BR60 可视面的厚度对低温落锤合格率有重要的影响。当BR60可视面的厚度在2.4mm至2.5mm之间时其低温落锤合格率会显着提高，而当可视面的厚度在2.25mm 以 下时其低温落锤合格率很低且不稳定。在当前生产环境下，控制型材的米重本来就已经非常困难，如果要提高可视面的厚度势必要大幅降低非可视面的厚度，这就加剧了型材断面的壁厚差异（大约在0.5mm 左右），对模具保证出料的均匀性、稳定性、冷却的充分性和平衡性以及保证型材尺寸、形状和功能尺寸的正确性都提出了更高的要求。通过普通的维修手段虽然能够做到这样大的壁厚差异，但难度大的同时稳定性不好保证，想要提高冷却的充分性和平衡性也极为困难。上述方法在目前的实际维修中普遍应用，我们的维修空间也因为这些原因而变得极为狭窄，维修难度相对于以前增加了很多。2、 可视面壁厚的均匀程度、内筋厚度、内筋和壁的融合情况以及内筋的成型角度可视面壁厚均匀尤其要求无一点薄的情况；内筋的厚度普遍要求控制在1.0mm 以上；内筋和壁的融合情况包括熔接的强度以及熔接处的圆角要恰当；内筋的成型角度要求内筋要与壁垂直连接，夹角不能小于 90；内筋成型不能出现掐腰情况。这些是多年以来我们已经总结下来的有可能影响或较能影响低温落锤合格率的各种缺陷。我们一直都在密切注意以上问题的出现并及时采取清模或维修的手段进行解决。其实这些缺陷在稳定的挤出环境下是只需要清模而不必要通过维修手段来改善的。然而实际上我们频繁的受 到不稳定因素的影响而一再地通过加长口模融合段的长度、增大口模融合段的圆角、改变内筋流道的压力角增加融合压力的修模方法来弥补其他因素带来的成型缺陷。这种手段或方法是违反常理的，所谓常理是指模具一经调试完成后，其流道的结构和尺寸就固定了下来，我们在维护的过程中只需要保证流道的光洁度和清洁，就可以恢复其调试完成后的状态而不需要在对其流道和尺寸进行修改，除非流体的流动性发生改变。到目前为止这种违反常理又不得不用的做法已经导致多套模具芯模断裂和所有的旧模具芯模处在断裂的边缘。二、型材冷却后的应力分布情况型材成型的过程要经历熔体分流、压缩、离模膨胀、收缩拉伸、冷却拉伸的过程。整个过程包含着复杂的力与能量的转换，成型后的型材壁内不可避免的存在能量和应力的残留。如何消除那些残留的有害的能量和应力是我们要探讨的新的课题。从大量的经验可以总结出，残留的有害的能量和应力的多少与一下几个方面有关：1、 机头压缩段的长度与压缩比当压缩比一定时，压缩段的长度越短，熔体截面变形速率越大，在平直段中存在的不稳定的能量越多；反之压缩段的长度越长，熔体截面变形速率越小，在平直段中存在的不稳定的能量越少，这些没有足够时间平衡掉或消除掉的不稳定能量在定型模的冷却定型过程中就会以有害的应力残留形式固化在型材壁内，但遇到外力的冲击时就会得以释放，并表现出破坏性。比如我们新引进的GES的BR60模具机头压缩比与以往引进的去奥地利格瑞纳的 BR60 模具机头压缩比一致，但其压缩段的长度仅为奥地利格瑞纳机头压缩段的三分之一，在调试过程中低温落锤的合格率明显要比奥地利格瑞纳的 BR60 低得多。2、 机头平直段流道间隙的均匀性和前后一致性机头平直段的间隙不均匀会直接导致熔体内部压力的不均匀，尽管我们总能得到均匀的型材壁厚，但型材壁的致密程度是不一样的。同样如果机头口模出口的流道间隙不能和前面保持一致 （往往要比前面大）的话，流体的致密程度同样会降低。由于长期的使用和维修，旧模具的机头平直段流道间隙的均匀性和前后一致性已经完全丧失，型材断面的致密程度已经大大降低，势必会影响其抗冲击的性能。3、 机头口模的间隙值要正确由于长期的使用和维修，旧模具的口模间隙不断增大，机头的压缩比也会因此降低，同时型材断面的致密程度也大大降低，势必会影响其抗冲击的性能。以上三点因素对低温落锤合格率的影响到底有多大我们还缺乏经验数据的积累和分析，可是一旦我们能够通过实验发现它们与低温落锤合格率之间的关系，这将是保证低温落锤合格率的重要手段，同时也可能会成为弥补其他因素带来的不足的重要方法。2.6.6 型材表面黄线的解决办法从挤出模具技术角度来分析产生黄线的原因只有一个，那就是流道表面滞留了一定量的分解物料，也就是常说的糊料。从这个角度出发，解决产品黄线的问题就非常的简单了，只要对模头进行抛光清理即可。虽然解决的办法简单，但要分析其原因的话还是有点复杂的。原因之一，在本轮生产之前，模具流道表面没有清理保养干净，导致熔体在流动过程中粘附在流道表面，这样在200 度高温下用不了几分钟熔体便会分解成糊料，进而产生黄线。如果是这个愿因造成的话，抛光能直接解决问题。原因之二，模具工艺温度过高。导致模具工艺温度过高的原因可能是设定的原因，也可能是温控设备失真，还可能是其他人为原因等等。如果是这个原因的话就要在抛光的基础上进一步降低模具的实际温度，才能够解决黄线的问题。原因之三，原材料配方不适应当前的生产环境，熔体的流变性能过低，容易降解产生糊料。如果是这一原因的话，要在抛光机头的基础上全面调整挤出工艺，如果不能解决黄线问题，就必须从调整原料配方开始根本解决。原因之四，挤出机螺桶或螺杆有一定量的糊料。如果是这一原因就必须清理挤出机。2.6.7 国产双腔主型材挤出模具使用性能分析1、 三家国产双腔SF54模具调试验收过程情况对比：三家模具分别于 7月末、 8月末、 9月初和 11月上旬抵达客户基地，并相继进行了模具的调试工作。通过对一段时期各家公司模具 调试过程中产生数据的统计分析，如下的日产能曲线图直观反映出 了各家公司调试过程情况:广MW 侦 3广MW278I254230206.)jlmw82i1 .)jlmw58i1收箱统系 0134 广MW1108662生计累13814闸跳泵心盟 料堵广72 ,)JLMM24 线换条试调坑凹面表ho .)？试Elw .)？试Elw .)JKWR2 )？JL 生计累4824 试 300厂家一双腔54扇（6031）模具于2009年7月24日开始调试，并于2009年8月25日全部结束调试工作。整个