断桥隔热铝型材AB面同时挤出工艺
技术领域
本发明涉及铝型材加工制造技术领域,尤其涉及断桥隔热铝型材AB面同时挤出工艺。
背景技术
传统的断桥隔热铝型材一般由A面和B面组成,如附图1所示,为现有的分离式断桥隔热铝型材,在制造时也是分A面和B面分开挤压制造,故A面和B面需各自开一套模具分别挤压生产,装框再时效,这样传统的A面和B面分离式生产模式,造成成品分开设置,多占用成品框,时效炉工作时间加倍,而且由于铝型材的产品品种多,有很多产品结构相似相近,普通一线工人在操作过程中不容易区分,增加了出错率,因此,针对上述存在的问题,有必要研发一种方便生产,又能节省模具,减少模具制造,降低出错率,同时又能降低生产成本提高生产效率的新的断桥隔热铝型材AB面同时挤出工艺。
发明内容
针对上述存在的问题,本发明旨在提供断桥隔热铝型材AB面同时挤出工艺,该工艺采用的是新的一体化模具,可以同时将铝型材所匹配的AB面同时一体挤出,然后断料分料,就不会存在产品匹配出错的问题了,而且节约了成本,方便了挤压操作。
为了实现上述目的,本发明所采用的技术方案如下:
断桥隔热铝型材AB面同时挤出工艺,包括以下步骤:
步骤一、制作模具:按照铝型材AB面结构设计模具并制模,该模具内加工有铝型材的A面结构成型腔以及B面结构成型腔,且该A面结构成型腔与B面结构成型腔之间通过连接物腔连通,该模具在上挤压机之前进行表面处理;
步骤二、铝棒加热:将长度为6m的长铝棒放入天然气加热炉内间接加热,加热温度为480℃,加热时间为24h;
步骤三、加热后处理:加热后的长铝棒经退出炉退出,在退出过程中经剪切机剪切为长度为1m的短铝棒,待挤出;
步骤四、挤压成型:将裁剪后的铝棒通过夹具送入挤压机,经液压推力挤压成型,成型后的铝型材半成品的AB面为一体挤压成型,并在挤压机后侧的滑出台位置对铝型材半成品进行校直、定长裁切操作;
步骤五、时效处理:在时效炉内进行时效固化,采用天然气加热,时效温度190℃,时效时间为 3h;
步骤六、分料:经过时效的铝型材半成品经分料装置快速分料,将铝型材合为一体的A铝型材B面分离开,分成铝型材A面和铝型材B面;
步骤七:喷塑前处理:依次包括前清洗除灰、一次脱脂、二次脱脂、二级逆流洗、纯水漂洗、无铬钝化、后清洗以及沥干操作;
步骤八、烘干:经前处理的铝型材半成品进行烘干,烘干温度为120℃,烘干时间为30-35min,烘干温度采用逐渐升温式烘干操作,以5℃/min的温度升高速度烘干,温度达到120℃时保温6-11分钟;
步骤九、喷塑:喷塑设有独立的隔间,喷塑线设在隔间内,喷塑、固化采用一条悬挂链输送铝型材,一次挂一排,采用自动喷塑,设人工补喷口,采用对喷的方式静电喷塑,得到经喷塑后的喷塑件;“一次脱脂”是指采用脱脂剂A,脱脂时间 4~6min,室温,加药量 100g/L;“二次脱脂”是指采用脱脂剂B,脱脂时间 4~6min,室温,加药量 100g/L;“无铬钝化”采用纯水,室温,浸泡钝化 1min,槽液中钝化剂含量 2~5%;
步骤十、固化:把喷塑件加热到 200℃,塑粉成为熔融状态,固化烘道长 50m,固化时间约为 50min ,固化后经冷却隧道内自然冷却即可;
步骤十一、穿条;
步骤十二、成品包装入库。
作为优选,所述连接物腔包括中间的方形腔一、连通在所述方形腔一两边的梯形腔以及分别与两个梯形腔连通的方形腔二,两个所述梯形腔对称设在所述方形腔的两侧,两个所述方形腔二对称设在两个所述梯形腔的两侧。
作为优选,所述方形腔一的高度为所述方形腔二高度的三倍。
作为优选,所述步骤一模具的表面处理中,模具需进行抛光氮化处理,增强模具工作的抗耐磨性和强度。
作为优选,所述氮化处理是将模具先清洗除油,再风干装框,进炉升温至200-250℃,抽真空充氨到520℃后,保温10至12小时,降温180℃,出炉,风冷后再抛光,最后合模打油上架,待产。
作为优选,所述步骤六中的分料装置包括分料台、断料机构以及定位夹紧机构,所述分料台包括竖向操作板以及操作台,所述竖向操作板固定在所述操作台端部台面向上,所述操作台与所述竖向操作板形成L形结构。
作为优选,所述断料机构包括L形背板、水平板、断料气缸以及断料刀头,所述L形背板水平固定在所述竖向操作板侧面,所述水平板固定在所述L形背板上,且所述水平板与所述操作台上下平行设置,所述断料刀头中心位置加工有梯形断料腔,所述梯形断料腔与所述方形腔一、两个梯形腔以及两个方形腔二上边的结构相匹配。
作为优选,所述定位夹紧机构包括高度调节槽、调节立柱以及定位锁紧槽,所述调节立柱适配在所述高度调节槽内,所述定位锁紧槽固定在所述调节立柱顶端,所述定位锁紧槽用于对铝型材AB面同时定位锁紧。
作为优选,所述定位锁紧槽的两个相对的内壁顶端均设置圆弧倒角,两个所述圆弧倒角之间的距离匹配铝型材AB面的隔热穿条槽,在所述定位锁紧槽的底部还加工有向下凸起的圆弧形断料收集槽。
作为优选,在所述操作台上还设置用于所述调节立柱锁紧的辅助定位机构,在所述调节立柱的两相对侧均设置所述辅助定位机构,所述辅助定位机构包括定位座、定位螺栓以及定位件,所述定位件由定位杆和半圆形定位卡环组成,所述定位座固定在所述操作台上,所述定位座上开有滑动槽,所述定位杆滑动连接在所述滑动槽内,通过所述定位螺栓来锁紧定位杆的在滑动槽内的位置。
本发明的有益效果是:与现有技术相比,本发明的改进之处在于,
其一,本发明采用的是将铝型材的A面和B面挤出设计在一个模具中,并同时挤压出材和时效,出炉后的铝型材用分料装置快速分料,回收,再利用,在模具制造方面可以节省一套模具的制作费,增加模具房的储备空间,降低修模工的修模数量,提高劳动生产率;
其二,挤压可以同时挤出两个相互匹配的铝型材品种的产品,提高了挤压的出材率;
其三,两个产品合起来装在一个框内,减少了成品框的使用数量,提高了成品框的周转率;
其四,组合起来后,原本产品繁多,很多相似或相近不易分辨的产品,就相对减少了,即减少一线工人出错率,提高产品合格率。
附图说明
图1为现有技术铝型材A面和B面的示意图。
图2为本发明模具结构示意图。
图3为图2中D部分的放大图。
图4为采用本发明挤压工艺制备的断桥隔热铝型材结构示意图。
图5为本发明分料过程中断桥隔热铝型材与分料装置的夹紧示意图。
图6为本发明分料装置的主视示意图。
图7为本发明断料机构的侧面示意图。
图8为本发明辅助定位机构的俯视示意图。
图9为本发明定位座的主视示意图。
图10为本发明定位座上设置定位螺栓的主视示意图。
图11为本发明断料刀头的示意图。
图12为采用本发明挤压工艺制备的断桥隔热铝型材立体结构示意图。
其中:1-操作台,2-竖向操作板,201-滑动导轨槽,3-L形背板,301-加强板,4-水平板,5-断料气缸,6-断料刀头,601-断料触角,7-梯形断料腔,8-高度调节槽,9-调节立柱,10-定位锁紧槽,101-圆弧倒角,102-圆弧形断料收集槽,11-定位座,12-定位螺栓,13-定位件,131-定位杆,132-半圆形定位卡环,14-滑动槽,15-锁紧槽,16-方形腔一,17-梯形腔,18-方形腔二,19-连接物腔,20-A面结构成型腔,21-B面结构成型腔,22-连接物,23-安装腔一,24-安装腔二,25-断料槽,26-穿条槽,28-铝型材A面,29-铝型材B面。
具体实施方式
为了使本领域的普通技术人员能更好的理解本发明的技术方案,下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的描述。
如附图1所示为现有技术挤压成型的铝型材结构,可以看出现有的铝型材结构为AB面分离结构,两者单独加工成型,这样在成品装框时所需要的框数多,且需要一线工作员去匹配不同,该结构增加了工作人员的工作量。
实施例:断桥隔热铝型材AB面同时挤出工艺,包括以下步骤:
步骤一、制作模具:参照附图2、3所示,按照铝型材AB面结构设计模具并制模,该模具内加工有铝型材的A面结构成型腔20以及B面结构成型腔21,且该A面结构成型腔20与B面结构成型腔21之间通过连接物腔19连通,该模具在上挤压机之前进行表面处理;所述连接物腔19包括中间的方形腔一16、连通在所述方形腔一16两边的梯形腔17以及分别与两个梯形腔17连通的方形腔二18,两个所述梯形腔17对称设在所述方形腔的两侧,两个所述方形腔二18对称设在两个所述梯形腔17的两侧,所述方形腔一16的高度为所述方形腔二18高度的三倍;
所述连接物腔19的宽度为5.1mm,也就是从左边的方形腔二18到右边的方形腔二18之间的距离为5.1mm,中间的方形腔一16的高度为1.2mm,梯形腔17的宽度为0.60mm,也就是两条平行边之间的距离为0.60mm,方形腔二18的宽度为0.35mm,高度为0.4mm,所述方形腔一16的宽度为5.1-0.61*2-0.35*2=3.2mm,所述梯形腔17两条斜边的延长线之间的夹角为60.0°,模具上还加工有用于安装的安装腔一23和安装腔二24;
按设计图纸制模,硬度达到49-51度,模具在上挤压机前要进行抛光氮化处理增强模具工作带的抗耐磨性和强度,氮化流程要求:模具清洗除油,具体用酒精或盐浴清洗,然后再清洗、风干并装框进炉,升温200-250℃,抽真空充氨到520℃后,保温10至12小时,降温180℃后出炉,风冷后抛光,测硬度,合模打油上架,待产;
步骤二、铝棒加热:将长度为6m的长铝棒放入天然气加热炉内间接加热,加热温度为480℃,加热时间为24h;炉内第一次放入多根,随后逐根添加,保证生产的连续性;
步骤三、加热后处理:加热后的长铝棒经退出炉退出,在退出过程中经剪切机剪切为长度为1m的短铝棒,待挤出;
步骤四、挤压成型:将裁剪后的铝棒通过夹具送入挤压机,经液压推力挤压成型,成型后的铝型材半成品的AB面为一体挤压成型,AB面之间为经连接物腔19一体成型的连接物,挤压成型后,梯形腔17与方形腔二18所挤压成型后两者之间形成断料槽25,和并在挤压机后侧的滑出台位置对铝型材半成品进行校直、定长裁切操作,挤压工序成品率约为85%,如图4、12所示为挤压成型的含有AB面一体的铝型材;
挤压机料胆温度380-420℃,经液压推力(200kg/cm2)挤压成型(AB料一体挤压成型),型材出口温度控制在5200C-5600C,模具温度470℃,最高不超过480℃;
步骤五、时效处理:挤出的铝型材较软,易于变形,在时效炉内进行时效固化,使铝型材变硬,不易于变形,采用天然气加热,时效温度190℃,时效时间为 3h,时效结束后AB面一体料进入分料装置中分成铝型材A面28和铝型材B面29;
步骤六、分料:经过时效的铝型材半成品经分料装置快速分料,将铝型材合为一体的A铝型材B面分离开,分成铝型材A面28和铝型材B面29;
参照5-11所示,分料装置包括分料台、断料机构以及定位夹紧机构,所述分料台包括竖向操作板2以及操作台1,所述竖向操作板2固定在所述操作台1端部台面向上,所述操作台1与所述竖向操作板2形成L形结构,操作台1为L形结构的横边,竖向操作板2为L形结构的竖边;
所述断料机构包括L形背板3、水平板4、断料气缸5以及断料刀头6,断料气缸5可以采用液压气缸,所述L形背板3通过加强板301水平固定在所述竖向操作板2侧面,所述水平板4固定在所述L形背板3上,且所述水平板4与所述操作台1上下平行设置,所述断料刀头6中心位置加工有梯形断料腔7,所述梯形断料腔7与所述方形腔一16、两个梯形腔17以及两个方形腔二18上边的结构相匹配;竖向操作板2上设置滑动导轨槽201,L形背板3可以在竖向操作板2的滑动导轨槽201内上下移动位置,并通过调节螺栓来定位,进而调整断料机构的断料刀头6与铝型材的相对位置,以适应不同高度型材的断料,断料刀头6可以采用金刚石材质,也可以采用硬质合金材质,因铝型材材质软,一般采用手撕可以撕下,故通过气缸的动力可以快速将其断料,梯形断料腔7和经本发明模具挤压成型的连接物22吻合,而且梯形断料腔7的两端为断料触角601,在断料的过程中,断料触角601经断料气缸5提供动力,在向下推动的过程中,与模具中梯形腔17和方形腔二18所挤压成型的上方断料槽25配合,迅速断料;
所述定位夹紧机构包括高度调节槽8、调节立柱9以及定位锁紧槽10,所述调节立柱9适配在所述高度调节槽8内,高度调节槽8内设在操作台1内,所述定位锁紧槽10固定在所述调节立柱9顶端,所述定位锁紧槽10用于对铝型材AB面同时定位锁紧,所述定位锁紧槽10的两个相对的内壁顶端均设置圆弧倒角101,两个所述圆弧倒角101之间的距离匹配铝型材AB面的隔热穿条槽26,在所述定位锁紧槽10的底部还加工有向下凸起的圆弧形断料收集槽102;定位夹紧机构的设置是方便调整夹取的铝型材的高度,因为铝型材的种类较多,高度不一致,所以为了扩大该分料装置的使用范围,故对调节立柱9以及定位锁紧槽10的高度要进行方便调节,在实际的铝型材结构中,用于铝型材AB面之间进行隔热连接的结构基本都是一样的,故本发明的分料装置为了配合较多铝型材的夹紧断料目的,取它们的相同点进行设计,夹紧,就如图5所示,铝型材A面28和B面连接处是具有一个C形结构的穿条槽26,两者之间是连接隔热条的,大多数铝型材AB面之间均是通过该结构连接为一体的,故本发明将定位锁紧槽10设计在该位置,并配合该位置的两个C形结构的穿条槽26,在配合夹紧时,本发明的定位锁紧槽10内部的圆弧倒角101所形成的倒角面与C形结构的穿条槽26外壁配合锁紧,定位锁紧槽10的内壁面与C形结构的穿条槽26的竖边对应,在断料过程中定位锁紧槽10对铝型材的AB面实现较好的锁紧支撑定位目的,在断料气缸5带动断料刀头6所断下的料直接落入圆弧形断料收集槽102进行收集,操作便捷,断料准确,断料过程稳定;
在所述操作台1上还设置用于所述调节立柱9锁紧的辅助定位机构,在所述调节立柱9的两相对侧均设置所述辅助定位机构,所述辅助定位机构包括定位座11、定位螺栓12以及定位件13,所述定位件13由定位杆131和半圆形定位卡环132组成,所述定位座11固定在所述操作台1上,所述定位座11上开有滑动槽14,所述定位杆131滑动连接在所述滑动槽14内,通过所述定位螺栓12来锁紧定位杆131的在滑动槽14内的位置;因为了使调剂立柱能够在任意高度进行调节,且能够更好的锁紧限位,本发明还设计了用于调节立柱9定位的辅助定位机构,当调节立柱9调节至目标位置后,将两边的定位杆131在滑动槽14内滑动,带动半圆形定位卡环132移动,直至通过两个半圆形定位卡环132卡紧调节立柱9后,通过定位螺栓12定位,滑动槽14上面开有锁紧槽15,定位螺栓12通过锁紧槽15将定位杆131的位置锁紧在滑动槽14内,进而锁紧调节立柱9;
步骤七:喷塑前处理:依次包括前清洗除灰、一次脱脂、二次脱脂、二级逆流洗、纯水漂洗、无铬钝化、后清洗以及沥干操作;
脱脂槽、无铬钝化槽采用高密度聚乙烯材料防渗,槽尺寸皆为 8m*1.1m*1.5m,采用行车吊篮输送物料,全部采用浸泡处理,全线处理槽液为室温,不需加热;
清洗除灰:挤压的铝型材表面有铝屑等杂物,在清洗除灰槽内浸泡 1 分钟以上,同时上下抖动几下,提高处理效果。废水每天间歇溢流排放,排出表面污水,排放量为 12m 3/d,每年换槽 4 次;
一次脱脂:采用脱脂剂 A,脱脂时间 4~6min,室温,加药量 100g/L,铝型材挤压出来,表面油污量较少,脱脂同时起到去除表面氧化层的作用,该槽每年倒槽、洗槽 4次,倒槽时中间槽液泵入其他腾出的空槽,泵出量约为槽液量的 3/4,洗槽后泵回再利用,上、下层废液排入污水处理站处理,洗槽用水约为槽液量的 3/4,废水排入污水处理站,同时槽液每月过滤一次;
二次脱脂:采用脱脂剂 B,脱脂时间 4~6min,室温,加药量 100g/L,本次脱脂起到活化铝型材表面的作用,该槽每年倒槽、洗槽 4 次,倒槽时中间槽液泵入其他腾出的空槽,泵出量约为槽液量的 3/4,洗槽后泵回再利用,上、下层废液排入污水处理站处理,洗槽用水约为槽液量的 3/4,废水排入污水处理站,同时槽液每月过滤一次;
二级逆流洗:采用自来水,室温,清洗两分钟。该槽废水每天间歇溢流排放,排出表面污水,排放水量为 12m 3 /d,年更换洗槽 4 次;
纯水漂洗:采用纯水,室温,清洗两分钟,该槽废水每天间歇溢流排放,排出表面污水,排放水量为 12m 3 /d,年换槽 4 次;
无铬钝化:采用纯水,室温,浸泡钝化 1min,槽液中钝化剂含量 2~5%。钝化槽经每月过滤一次再利用,不需换槽、洗槽,无废水排放。
清洗:采用纯水,室温,清洗两分钟,废水年更换30次;
沥干,清洗后设有1段沥干区,沥干后进入烘干工序;
步骤八、烘干:经前处理的铝型材半成品进行烘干,烘干温度为120℃,烘干时间为30-35min,烘干温度采用逐渐升温式烘干操作,以5℃/min的温度升高速度烘干,温度达到120℃时保温6-11分钟;
步骤九、喷塑:喷塑设有独立的隔间,喷塑线设在隔间内,喷塑、固化采用 1 条悬挂链输送铝型材,一次挂一排,采用自动喷塑,设人工补喷口,采用对喷的方式进行。项目喷塑全部采用静电喷塑,静电由静电发生器产生,静电喷塑塑粉附着率为 80%,项目喷塑厚度平均为 60um;
喷塑过程中可能有不同颜色,项目尽量考虑回用,喷塑粉尘经旋风除尘器+精密滤筒收集,收集后回用,喷涂不同颜色时更换滤芯,确保不混色,沉降在喷塑室的塑粉,易混色,全部返回厂家加工再利用。经旋风除尘器+精密滤芯处理后的废气,15m 高排放;
静电喷塑原理为:塑粉在喷枪口射出时,经过高压静电发生器电离的空气区域,静电塑粉带上负电荷,悬挂链上工件,经接地带上正电荷,从而达到静电塑粉吸附工件表面,形成粉末涂层;
项目喷粉工序相当于设有两层房间,隧道内呈微负压状态,喷塑粉尘在隧道内收集效率为 98%,其余 2%的塑粉中 90%在隧道内沉降,经收集后返回厂家加工后再利用,其余10%呈无组织排放,得到经喷塑后的喷塑件;
步骤十、固化:工件上塑粉附着不牢,需经固化处理,即需把喷塑件加热到 200℃左右,塑粉成为熔融状态,从而更紧密的与金属件附着在一起。固化烘道长 50m,固化时间约为50min 左右。固化后经冷却隧道内自然冷却即可;
步骤十一、穿条:经表面处理结束后进入穿工序:1、挑选同型号A面和B面料,检测材料是否合格;2、然后AB面材料做开齿处理,并检查开齿深度是否达标;3、AB面合片穿隔热条,并检查隔热条是否穿到位;4、调试复合机后用大于等于240N的剪切力复合材料,并检查成型度;
步骤十二、成品包装入库:为保护型材表面不被磕碰刮花,在贴膜线上贴上一层自粘塑料膜,贴膜后的断桥铝型材进行包装入库。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。