
图1 通过数学运算对新技术进行比较,像图中所示的燕尾型可拆卸式型芯,采用传统的旋开方法,帮助了模具设计工程师为代替或重新制造陈旧、低效、长期运行的模具提供了充分的理由
技术优势证明:对传统的可拆卸式模具进行重新制造或翻新改造是具有充分的理由的。
技术上的不断进步,往往是对模具的设计和运行进行重新审议的最重要基础。虽然重新制造完美无缺的模具是违背常理的,其所制造的模具不可能达到永久使用的正常目标,但模具工程师和设计师们正在扩大他们的视野,包括对各种可选用方案的研究,总之不制造“老样式的同样模具”。
出于某些原因,可拆卸式型芯已成为他们扩展视野的其中一个部分。虽然这一技术已在市场上出现了约有35年以上的历史,但它仍然属于新的技术。对于其他的技术而言,齿条和齿轮式可拆卸系统因具有较高的复杂性和较大的维修量,但作为螺纹件的模压成型方式已深入人心。尽管如此,今天,可拆卸式型芯技术已重新引起人们的关注和兴趣。
可拆卸式型芯的成功案例
在目前的市场上有两种类型的可拆卸式型芯。一种是原来的弹簧/挠曲式钢制型芯,其最初是在1968年开发的。这种可拆卸式型芯采用两个主件制成,由单件的12段可拆卸式型芯体和中心销钉组成。这些型芯采用脱模板驱动执行,每一个工作周期都具有全面的可拆卸功能。
第二种类型的可拆卸式型芯具有更高的机械特性,被称为燕尾式可拆卸型芯。这种型芯是在2009年开发并推向市场的。在通常情况下,这种风格的型芯可分成六段,采用多变的拆卸方式,分离式模板驱动,从而简化了工作程序。
可拆卸式型芯采用复杂的操作行动,远离模具基座,并将它们包含在每一个核心之中,使模具的制造更为直接。它们还具有更好的平衡性能,其方形的布局使流道系统能够更好的平衡。因此,可拆卸式型芯模具更容易操作,可整体安装于注塑压力机之中,而且在大多数情况下,甚至可以使用更小的注塑压力机。
可拆卸式型芯技术提供有多种程序选项,如果设计正确合理,模具只有在压力机开放和闭合的时候才开始运行。人们也可以使用零件脱模液压缸或型芯拆卸和脱模的机械脱模法安排工作程序。

图2 像燕尾型一类的可拆卸式型芯(上图)和挠曲式钢制结构或弹簧,为模具设计工程师提供了螺纹件节约生产成本的新模压成型方案
从维护的角度来看,当使用可拆卸式型芯时,只有较少的元件需要处理。由于没有齿轮或齿条,从而消除了一切漏油现象,并且与型芯本身接触的磨损较少(因为无旋转、无螺丝、无轴承),对燕尾型结构来说是非常独特的,当其处于压力机中时,通过维护技术可拉出每个独立的型芯,并为其提供维修服务和进行清洗,然后重新安装它,从而减少整体停机时间。
提高了零件质量,缩短了工作周期
与那些采用齿条和齿轮系统的模压成型方法相比,采用可拆卸式型芯往往可以生产出质量较好的零件。报废的零件较少,而且零件的质量稳定,需要处理的污染量很少,因为其所需的润滑油极少,在某些情况下,甚至无需润滑。
采用可拆卸式型芯的明显优势是:可节约大量的工作周期时间。由于不存在齿条和齿轮,因此在脱模前,不需要等待将模压件从型芯上拧下来。这特别有利于高节距、高转速的瓶盖模压成型。只要能够克服将瓶盖从型芯上拧下来所需的扭矩,人们也就可以使较热的零件迅速脱模,因为塑料件是不需要设置的。此外,人们还可以在模具打开时开始进行拆卸处理,以便于提高脱模速度。每个小时生产的零件数量越多,就意味着投资的回收速度越快。
其中列举一个模具改造项目的真实例子,它来自于纽约的Mold-Rite Plastics公司,这是一家生产硬质塑料瓶盖的制造商,其使用的模具由其自己设计和制造,从而使其能够为客户提供成套的设计、工程和印刷服务,以满足客户整体和组件包装的需要。Mold-Rite公司运行制造12个型腔支持的瓶盖模具已有20多年的历史。模具的维护和运行不足已成为其沉重的经济负担。Mold-Rite公司熟悉可拆卸式型芯,在其引进燕尾式型芯时,决定重新改造其模具,并采用了新式型芯。这样一来,Mold-Rite公司不但大大减少了维修时间和降低了生产成本,而且其产量也大大提高,获得了显著的效果。
原先的模具:12个型腔,需要24.5s的生产周期,产量每小时为1763件。
新型燕尾式型芯模具:12个型腔,需要14s的生产周期时间,产量每小时为3085件。
除了每小时的零件产量提高了75%之外,Mold-Rite公司还报告说,其第一年的生产成本节约了40000美元。

图3 可拆卸式型芯技术提供了多种可选用的排序方式
翻新改造方案
很多时候,一套比较陈旧的高生产率模具虽仍然可以用于生产,但早已疲惫不堪,问题百出,需要零件和昂贵的停机时间对其进行维修,尤其是磨损的型芯需要加以特别的关注。如果模具的一半型腔和热流道系统仍保持良好的状态, 可以选用一个全部翻新改造的新半拉型芯代替原来的那一半型腔,给陈旧的模具赋予新的生命。例如,加拿大的一家模具制造商有一套32个型腔用于生产瓶盖的大型陈旧模具。由于该模具的尺寸及其外部的硬件需要作旋开动作,因此该模具必须分成几个部分安装到压力机之中。于是,该公司决定采用可拆卸式型芯的翻新改造方案。通过清除外部可旋开的硬件,而不是采用燕尾式型腔,从而使该公司获得了显著成效。
如果能够将模具以整体的方式安装到注塑压力机之中,那么就可以大大地减少模具的安装时间。从而可使生产周期时间从18.5s降低到11s,使模具的生产效益提高68%。
小结
这里所探讨的技术优势有足够的理由证明:对传统的旋开式模具因重新制造——或者翻新改造,值得进一步探索。不管螺纹件的模压成型最终选用哪一种方案:可拆卸式型芯和旋开方式或跳跃式螺纹应用方式。做好这一道数学题,以确定最佳的整体投资回报率,这可能意味着会对某一家公司在提高竞争能力方面和只是维持生产现状这两者之间造成很大的差异。
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