軟硬共擠技術(shù)在冰箱風(fēng)道護(hù)板加工中的應(yīng)用

陳興江　鄭傳金

摘要：本文簡要闡述了運(yùn)用軟硬共擠技術(shù)開發(fā)冰箱風(fēng)道護(hù)板中部分工序的設(shè)計(jì)思路，通過設(shè)計(jì)專用擠出模具、專用冷卻定型模具以及定長打孔方法及裝置，生產(chǎn)出具有隔熱、密封、降噪等優(yōu)異性能的冰箱風(fēng)道護(hù)板。

關(guān)鍵詞：軟硬共擠;冰箱;風(fēng)道護(hù)板

0前言

近期，貴州普利英吉科技有限公司承接了貴州海爾電器有限公司冰箱風(fēng)道護(hù)板的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化任務(wù)，該產(chǎn)品由硬質(zhì)材料結(jié)構(gòu)件和軟質(zhì)材料功能件一體組成，其中硬質(zhì)材料結(jié)構(gòu)件提供與金屬構(gòu)件可靠的聯(lián)結(jié)力和穩(wěn)定的裝備尺寸，并對軟質(zhì)材料功能件的風(fēng)道主體起到支撐和牽引的作用；軟質(zhì)材料功能件根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)原理設(shè)計(jì)成圓弧面，以增強(qiáng)制冷系統(tǒng)中冷風(fēng)傳遞時(shí)的隔熱的功能，同時(shí)軟硬共擠出的結(jié)構(gòu)確保了軟質(zhì)部件和硬質(zhì)部件之間沒有間隙，既可保證冷風(fēng)傳遞的密封性又可降低傳遞時(shí)的噪音（見圖1）。

通過論證，最終確定采用硬質(zhì)結(jié)構(gòu)件與軟質(zhì)功能件以復(fù)合共擠方式一次成型。軟硬共擠技術(shù)是近幾年發(fā)展起來的新興復(fù)合成型技術(shù)，它是通過兩臺(tái)以上的擠出機(jī)向同一成型模具擠出具有不同流變行為的熔融物料，這些熔體在模具中各自的流道內(nèi)流動(dòng)，然后在出口模之前匯合，而后進(jìn)行冷卻定型，最終形成具有軟硬兩種材質(zhì)和功能的制品，軟硬共擠技術(shù)充分發(fā)揮了不同材料的特性，使產(chǎn)品得到特殊要求的性能，如防氧化和防濕能力、熱成型和熱粘合能力、良好的力學(xué)性能等[1]。本文簡要闡述運(yùn)用軟硬共擠技術(shù)開發(fā)該產(chǎn)品中部分工序的設(shè)計(jì)思路，不足支持還請讀者批評(píng)指正。

1開發(fā)過程

1.1制定工藝流程

軟硬共擠過程根據(jù)成型方式的不同，分為一次成型或兩次成型。考慮到本產(chǎn)品結(jié)構(gòu)即應(yīng)用特點(diǎn)，確定采用一次成型方式，即共擠模具直接共擠出軟硬料，然后經(jīng)定型模進(jìn)行冷卻定型。具體工藝流程為軟質(zhì)材料和硬質(zhì)材料分別通過直徑R1的主擠出機(jī)和直徑R2的共擠出機(jī)機(jī)頭擠出，在牽引作用下經(jīng)共擠出模擠出，然后經(jīng)定型模具及冷卻水槽的定型冷卻，之后在牽引作用下引送至切割機(jī)進(jìn)行打孔及定長沖擊截?cái)?，最后?jīng)檢測合格后將成品入庫（見圖2）。

1.2設(shè)計(jì)擠出模具

軟硬擠出成型過程中軟料和硬料連接處的粘合程度嚴(yán)重影響產(chǎn)品的使用壽命，一般 的擠出成型，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中軟硬結(jié)合處產(chǎn)生的撕裂強(qiáng)度很大。為此，本工序開發(fā)了風(fēng)道護(hù)板專用擠出模具，它由模頭、口模板、結(jié)構(gòu)件流道、融合流道等組成（見圖3）， 實(shí)際生產(chǎn)中，將軟質(zhì)材料在主擠出機(jī)料斗中預(yù)熱干燥，擠出機(jī)螺桿的壓力將粒料擠入料筒進(jìn)行加熱塑化，最終變成熔融狀態(tài)的塑料熔體；軟質(zhì)材料熔體在螺桿壓力推動(dòng)下流入復(fù)合成型模具，與此同時(shí)，共擠出機(jī)將加熱塑化好的硬質(zhì)材料粒料擠入復(fù)合成型模具，硬質(zhì)材料熔體在擠出模具內(nèi)部匯合，需要指出的是，在擠出過程中，兩個(gè)流道斜度為2°，這樣軟料熔體和硬料熔體在口模進(jìn)料端有各自的流道，處于分離狀態(tài)，最后在離開口模前的11mm 處匯合成型，并一起被擠出模外并形成型坯。

與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)相比，本設(shè)計(jì)采用將軟料熔體與硬料熔體在口模進(jìn)料端內(nèi)各自的流道內(nèi)流動(dòng)，使它們處于分離狀態(tài)，最后在離開口模前一定距離處匯合成型，并一起被擠出模外，實(shí)現(xiàn)了軟料熔體和硬料熔體在未成型的過程中復(fù)合并最終同步成型，這種設(shè)計(jì)改善熔體材料之間的復(fù)合附著力，粘著性得到加強(qiáng)，同時(shí)容易調(diào)整產(chǎn)品在加工過程中整個(gè)厚度的分布，生產(chǎn)效率也得到了提高。

1.3設(shè)計(jì)定型模具

定型工序是風(fēng)道護(hù)板成型關(guān)鍵之一，如果風(fēng)道護(hù)板在通過定型模型腔過程中，因其未完全定型，在受到型腔表面摩擦力的作用下將會(huì)導(dǎo)致變形，甚至不能順利通過型腔而堵塞通道。可見，定型模的相關(guān)結(jié)構(gòu)、尺寸對風(fēng)道護(hù)板成型后的尺寸、表面質(zhì)量等都將起著決定性的作用。為此，本工序設(shè)計(jì)了風(fēng)道護(hù)板專用定型模具，它是由定型模具、冷卻水道以及潤滑水槽組成。實(shí)際生產(chǎn)中，從擠出模具擠出的風(fēng)道護(hù)板在牽引作用下，通過定型模，再通過冷卻水槽，最后通過定型模的風(fēng)道護(hù)板再在牽引作用下進(jìn)入下一工序。在通過定型模過程中，該定型模對風(fēng)道護(hù)板起到了三個(gè)作用：一是通過拉伸實(shí)現(xiàn)尺寸變化；二是潤滑水槽形成的潤滑水膜確保表面潤滑，提高風(fēng)道護(hù)板通過定型模型腔的順暢性，同時(shí)對風(fēng)道護(hù)板表面起著打磨的作用，降低風(fēng)道護(hù)板表面粗糙度；三是通過三組冷卻水道對定型模進(jìn)行降溫，保證了定型模在橫截面方向及長度方向上冷卻溫度均勻，從而確保通過其中的風(fēng)道護(hù)板冷卻均勻。

與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)相比，本設(shè)計(jì)采用在定型模前端增加過渡段的結(jié)構(gòu)，為定型模的進(jìn)口增加一個(gè)導(dǎo)向尺寸，并添設(shè)潤滑水槽來對風(fēng)道護(hù)板型坯進(jìn)行冷卻定型，這樣的定型模能使產(chǎn)品具有較好表面質(zhì)量、尺寸穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，非常適用于共擠加工生產(chǎn)。

1.4 設(shè)計(jì)定長打孔方法及裝置

根據(jù)貴州海爾電器有限公司技術(shù)指標(biāo)，風(fēng)道護(hù)板在成套裝備上有著長短不一致的要求，而且硬料部分還需在指定的位置打孔，因此，風(fēng)道護(hù)板經(jīng)定型冷卻后，還需在牽引作用下進(jìn)行定長沖擊截?cái)?，同時(shí)定點(diǎn)打孔。如果按常規(guī)的切斷方式切斷，需要人工定長切斷后再定點(diǎn)打孔兩道工序才能完成，不能一步到位。為此，本工序設(shè)計(jì)了一種定長打孔方法及裝置，它沖擊氣缸、沖擊板、平衡調(diào)節(jié)板等組成（見圖5）， 其中支撐軟條的長度與牽引速度之比為1:6-8，沖擊刀的刀口與垂直方向之間夾角45-55°。實(shí)際生產(chǎn)中，沖擊氣缸配備有時(shí)間控制換氣閥，風(fēng)道護(hù)板在沖擊氣缸帶動(dòng)沖擊板作用下沖擊切斷，然后機(jī)構(gòu)上部隨沖擊板向下運(yùn)動(dòng)，壓彎彈簧、壓緊彈簧在沖擊型材前壓住風(fēng)道護(hù)板，進(jìn)行切斷打孔動(dòng)作，完成定長、打孔一體裝置沖擊成型后的風(fēng)道護(hù)板，由后續(xù)的連續(xù)風(fēng)道護(hù)板通過導(dǎo)軌繼續(xù)往前輸送，直至下一沖擊動(dòng)作時(shí)，在沖擊同時(shí)上一周期風(fēng)道護(hù)板自動(dòng)掉落收集。

與傳統(tǒng)加工相比，本設(shè)計(jì)采用恒定牽引速度及恒定間隔時(shí)間在定點(diǎn)位置上對連續(xù)風(fēng)道護(hù)板同時(shí)進(jìn)行切斷及打孔，這樣的截?cái)喾绞娇墒癸L(fēng)道護(hù)板定長和打孔兩個(gè)步驟同時(shí)完成，并利用連續(xù)送料機(jī)構(gòu)，使生產(chǎn)可靠、穩(wěn)定地進(jìn)行，這樣就代替了人工加工的高成本、低效率的生產(chǎn)方式，提高了產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率。

2結(jié)語

通過采用并優(yōu)化軟硬共擠技術(shù)，貴州普利英吉科技有限公司完成了冰箱風(fēng)道護(hù)板開發(fā)工作（見圖6），解決了貴州海爾電器有限公司對該產(chǎn)品需長期從青島總部供應(yīng)的問題，實(shí)現(xiàn)了具有隔熱、密封、降噪等優(yōu)異性能的冰箱風(fēng)道護(hù)板本地產(chǎn)業(yè)化。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉斌,劉慶輝,馬駿.塑料異型材軟硬共擠模具設(shè)計(jì)[J].模具工業(yè),2008,34(03)：61.endprint