橡膠制品的冷凍修邊

橡膠制品的冷凍修邊

一、概況

 

    未硫化膠料在高溫、壓力下為粘稠流體，而到了模壓硫化階段，膠料迅速充滿模腔，其多余的部分（為了防止缺膠，填充在模腔中的膠料，肯定保持一定的過量)溢出硫化，便形成了溢膠---即飛邊。飛邊一旦形成，為使外觀整齊、美觀，必須除去，這一工序習(xí)稱修邊。對修邊的要求是尺寸精確、外觀整齊。在實際生產(chǎn)中。產(chǎn)品的修邊往往費時、耗工，對于要求嚴(yán)的產(chǎn)品，在修邊時稍有不慎即可能出廢次品，必須謹(jǐn)慎對待。一般來說，產(chǎn)品的尺寸規(guī)格越小、構(gòu)形越復(fù)雜，修邊的難度越高，廢品也越多。

 

二、修邊方法分類

 

    橡膠制品的修邊分為手工、機(jī)械和冷凍等三類:

    1. 手工修邊。操作者手持刀具，沿著產(chǎn)品的外緣，將飛邊逐步修去。這是最原始的方法。效率低、質(zhì)量難保證，特別對構(gòu)型復(fù)雜、精度要求高的產(chǎn)品難以做到徹底、于凈，而且很容易損及產(chǎn)品本體與飛邊的連接部。往往留下齒痕、缺口，從而留下漏油、漏氣等影響密封的后遺問題。另外。手工修邊對操作熟練程度的依賴也很突出。

    2. 機(jī)械修邊。為了提高效率和質(zhì)量，出現(xiàn)了機(jī)械修邊。常見的是帶旋轉(zhuǎn)刀刃的專用電動修邊機(jī)。所用的刀刃需與制品尺寸高度匹配。如果產(chǎn)品的內(nèi)外緣都有飛邊。則可設(shè)計成雙刃、多刃口。以實現(xiàn)一次完成。機(jī)械修邊的加工精度超過手工修邊，效率也有成倍提高，特別對一模多腔的產(chǎn)品而言，可以按照產(chǎn)品的排列與分布，設(shè)計出與之匹配的刀具。待產(chǎn)品出模后。可整版套上，一次完成沖切。在加熱的配合下，一次能修幾十個。典型例子是醫(yī)用藥塞整版沖切修邊。關(guān)鍵是沖切溫度必須掌握好，防止過高后粘連。

    3. 冷凍修邊。將硫化好的成品連同飛邊，在冷凍條件下進(jìn)行除邊。幾十年來，隨著冷凍介質(zhì)的選擇、換代以及機(jī)械動作的改進(jìn)，冷凍修邊也經(jīng)歷了幾代改進(jìn)，日臻成熟和完善，工作效率和加工質(zhì)量都有了明顯的提高。其過程是讓已硫化產(chǎn)品在冷凍和動態(tài)條件下降溫，使飛邊進(jìn)入脆化狀態(tài)。然后經(jīng)過它們自身之間的相互摩擦，或在旋轉(zhuǎn)、振動、擺動等動態(tài)條件下，借助于摩擦而去除飛邊。或者，令剛性的丸狀介質(zhì)以一定速度對待修產(chǎn)品進(jìn)行沖擊，從而除去飛邊。 

                                                              

三、冷凍修邊介紹

 

    1. 基本原理。橡膠在低溫下變硬、脆，且因厚度不同而變脆程度不同。就是說，在同樣的低溫條件下，薄的部分的變脆先于厚的部分。所以，利用飛邊與本體的厚度差異所導(dǎo)致的脆性梯度來完成修邊，也就是抓住飛邊已脆而本體未脆的時間差，對待修產(chǎn)品施加摩擦、沖擊、振動等外力將飛邊去除。而此時制品本體尚處于彈性狀態(tài)而不受損傷。后來。通過噴射介質(zhì)的應(yīng)用進(jìn)一步提高了修邊效果。

    2. 冷凍修邊技術(shù)的演變。冷凍修邊最早出現(xiàn)于20世紀(jì)50年代，此后大致經(jīng)歷了4個發(fā)展階段。

   （1)第一代冷凍修邊    冷凍轉(zhuǎn)鼓修邊

    以轉(zhuǎn)鼓為工作容器，轉(zhuǎn)鼓橫截面示意見圖1，最初選擇干冰作致冷劑。把待修件裝入轉(zhuǎn)鼓，或者再添加一些能起到摩擦作用的工作介質(zhì)。桶內(nèi)溫度控制在飛邊已發(fā)脆而制品本體未脆的范圍。為了恰到好處地達(dá)到這一目的，飛邊厚度應(yīng)≤0.15mm。轉(zhuǎn)鼓是設(shè)備的主要部件，呈八角形。其關(guān)鍵點是能控制好噴射介質(zhì)的落點，以使翻滾周而復(fù)始地進(jìn)行。

    由圖1可見，轉(zhuǎn)鼓以反時針方向轉(zhuǎn)動，而物料受重力的作用沿1－2線掉落，然后依序循環(huán)，達(dá)到翻勻。一段時間后，飛邊脆化，最終均勻完成修邊。第一代技術(shù)的不足之處是不徹底，特別在分型面兩側(cè)容易出現(xiàn)殘余飛邊。原因是模具設(shè)計欠妥，或分型面處的膠層太厚（大于0.2mm)所致。

    (2)第二代冷凍修邊機(jī)

    其在第一代的基礎(chǔ)上，做了三方面的改進(jìn)。

    ①致冷劑改用液氮。因為干冰的氣化點為-78.5℃，對某些脆性溫度低的膠種(如硅橡膠)就不適用。而液氮的沸點為-195.8℃，適用于所有橡膠種類。

    ②盛放待修制品容器的改進(jìn)。由轉(zhuǎn)鼓改為以槽形輸送帶作運載體。這樣，由于待修產(chǎn)品能在帶槽中周而復(fù)始地翻滾，大大減少了死角的出現(xiàn)幾率。不僅提高了工效，也改善了修邊的精密度。

    ③不再單純地依靠待修件相互之間的摩擦來除邊，而是引入細(xì)粒狀的噴射介質(zhì)沖擊。使用粒徑0.5～2mm的粒狀金屬或硬質(zhì)塑料彈丸，以線速25～55m/s射向待修品的表面，造成很大的沖擊力，從而大大縮短了周期。第二代冷凍修邊機(jī)的構(gòu)造見圖2。

    (3)第三代冷凍修邊機(jī)

    其是在第二代基礎(chǔ)上改進(jìn)而產(chǎn)生的，待修件的容器改為四壁帶孔結(jié)構(gòu)的籃筐。這些孔布滿籃筐四壁，孔徑為5mm左右(大于彈丸直徑，以允許彈丸順利通過孔眼而落下)，經(jīng)回收到設(shè)備頂部后供第二次使用。這樣安排既能擴(kuò)大容器的有效容量，又可減少沖擊介質(zhì)(彈丸)的儲存量。第三代冷凍修邊機(jī)的內(nèi)部構(gòu)造見圖3左。設(shè)計重點包括:籃筐并非垂直安置，而是帶一定的傾斜度(40º～60º)。其優(yōu)點是在修邊過程中。由于兩種力的疊加而劇烈翻動：第一種力是由籃筐本身轉(zhuǎn)動提供的旋轉(zhuǎn)力;第二種力則是隨彈丸沖擊帶來的離心力。當(dāng)這兩股力匯合在一起時，就產(chǎn)生了360º的全方位運動，產(chǎn)生均勻、徹底地翻動，從而縮短加工周期。圖4說明上述兩種力作用的示意。第三代冷凍修邊機(jī)的技術(shù)參數(shù)見表1。

 

    (4)第四代冷凍修邊機(jī)

    第三代冷凍修邊機(jī)雖有翻動均勻、加工快速等優(yōu)點，但也存在兩個缺點。第一，受籃筐容積的限制，不適用于直徑≥200mm的大型制品;第二，正因為受籃筐容積之限，只能進(jìn)行分批作業(yè)，而每次換批、啟動，又得重復(fù)耗用液氮，使成本增加。為此出現(xiàn)了可進(jìn)行流水作業(yè)的連續(xù)生產(chǎn)線。待修件進(jìn)入工作區(qū)后，借助于環(huán)形輸送帶向前運行，先后經(jīng)過液氮冷凍區(qū)降溫、沖擊區(qū)接受彈丸噴射，完成沖擊去邊，然后已修邊成品可以下線。如果大、小規(guī)格混雜的話，可以分揀。沖擊介質(zhì)回收后，經(jīng)外循環(huán)重新回歸到儲庫。第四代冷凍修邊流水線見圖5。

 

四、相關(guān)問題的談?wù)?/div>

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