如何确定模具的最大循环次数

作者:Moldtax公司 Steven Jackson 文章来源:PT塑料网 发布时间:2021-05-19
基于模具及其配件的不菲价格,那种只顾长时间生产而忽视模具定期保养的做法,将会大大降低注塑加工商的利润水平。由于模具的定期保养有赖于模具最大循环次数的确定,因此加工商在使用一副模具前,必须首先确定它的最大循环次数。

在第一次参加新雇主的生产会议上,我被问道:“我们如何根据每一副模具的最大循环次数来指定维护保养计划?正待我回答时,又被问道:“在清洁模具之前,你认为我们的模具能够安全运行多少次?”

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我不能占卜未来,也不是火眼金睛,因此无法准确地回答这个问题。但参会的人员认为,回答这个问题对于我这个“模具行家”来说应该是轻而易举的事情。由于在会议上不能形成一个可以立即实施的生产计划,大家显得非常失望。他们希望借此计划使其模具运行得更好,同时能够避免过去模具因超负荷运行而造成。

没有常规的循环次数

不能第一天就使大家失望,我向他们提出了关于模具最大循环次数的一个标准规则:注射模具的平均最大循环次数是250000次,但是有很多变数使之更大或更小,这与以下的生产工艺和模具设计有关:

1.树脂类型、添加剂、温度、腐蚀性、磨损和飞边的倾向;

2.残留物(废气)类型——粉末、薄片、黏糊状或者油脂状;

3.排气口位置、深度和抛光等级;

4. 排气孔大小、位置和结构(环状、通道、暗口等);

5.静态或动态(发生移动的配件)排气;

6.模具配件的电镀类型和使用情况;

7.模具配件的公差和配合;

8.任何难以接近的内部衬套或者其他促动部件;

9.内部压缩水平和模板材料的钢号;

10.O型圈及其他内部水密封泄漏史;

11.使用的是热流道还是冷流道。

另一个确定最大循环次数的关键,是了解受上述因素影响造成制品产生缺陷的几率和位置。同时,由于不平衡充模或者钢的变化而引起的制品缺陷必须被确认和考虑。一般而言,当你超负荷运行一副模具时,你就加大了生产废品的风险。造成废品的缺陷包括焦烧、细纹、缺料、熔接痕、污染或者飞边。此外,模具中的废气或残留物如果不能及时排出,就会堆积在模具某处,使制品难以完整成型。

真实的情况

首先我要说,将生产停下来卸下模具进行定期的预防性保养是一种好的办法,但是不幸的是,你的客户希望你能为其不间断地生产。

显然,模具保养人员非常希望模具在每次达到最大循环次数的时候都能被卸下来以进行很好的清洁。按照时间表保养模具,可以更容易、更精确地测算拆卸、清洁和重新装配模具所需的工时,同时可以保证模具不会过早的损坏。在模具修理中“不让你大吃一惊”,对于计划制订者和模具以及劳动力预算来说总是一件好事情。但是在实际生产中,由于“生产规律”的制约,这种情况几乎不可能发生。

加工商需要根据客户要求运行模具以按时完成订单。如果遇到客户的加急订单时,就需要模具加班加点地运行,这样也就不允许模具停下来进行保养。

虽然我们不可能在模具每一次需要清洁的时候都对其进行清洁,但适时的清洁对模具的使用还是非常重要的,因为当最大循环次数被忽视时,模具(钢)的损坏就会接踵而至。因此,模具店所需面对的挑战就是要知道模具的最大循环次数。而且,在达到最大循环次数后,如有可能就将模具拆下来进行清洁。这样就使模具始终处于“安全范围”内。当然,有时为了确保生产计划的按时完成,在没有发生不适当损坏的情况下,也可以使模具运行的时间稍微长一点。

对于承担多个订单任务的模具来说,如果不跟踪记录包括一系列小订单在内的总的模具循环次数,那么短期的生产也会面临磨损的危险。没有一套完整的跟踪记录体系,意味着模具很容易发生损坏。由于车间每天都会进行很多模具的拆装,因而难免会遗漏一些循环次数。

昂贵的教训

清洁超负荷运转的模具时会更多地使用喷砂清洁方法,该方法所用的工具通常很硬,因而会显著缩短模具的使用寿命。例如,一副拥有套筒/模芯并配有辐射状排气槽(1.5mm 宽x 0.03  mm深)的16腔医用产品模具,排气槽位于环绕模芯的型腔底部,3个薄片(6.35mm x1.52 mm)沿着模芯方向辐射形成3.2mm宽x3.2mm 深的排气道。这种排气布置可以保证150000次循环的良好排气(20天或者480h)。这一时间也是正常加工条件下排气孔被残留物充满的时间。

一旦排气口被充满,残留物就会被迫穿过模芯和套筒之间的薄片,从而导致模芯和套筒之间的的滑移,使红色粉末状残留物变成黑色糊状污物,最终磨坏昂贵的模芯,致使制品底部出现飞边。模具制造商不会允许我们增加排气口尺寸,因为这会在制品的充模和顶出时引起套筒/模芯的位置偏移。

揭示重要性

我们富有进取心的产品经理做了一个有争议的决定,将模具多运行一周,即多运行至少50400次。当模具被取下时,16个型腔中的9个有飞边,最大的飞边超过0.08mm。这使得我们必须将模芯运回模具制造厂进行烧焊或电镀。套筒也被粘住以至于顶出板几乎不能用手抽出,必须用2.3kg的锤子来将模芯从套筒中敲出。

维修时通过多次的检查我们发现,甚至只是超出最大循环次数几个小时,模具也会出现可以测量到的磨损。我们还发现,如果模具超出最大循环次数,模芯就需要采用喷砂清洁法来去除残留物。如果清洁过程不正确,沿着分型线封口直径的边缘会造成磨损。这会导致制品产生飞边,并引起模具配件仓库与加工者之间就飞边形成根本原因的争论。但是,如果模具处于最大循环次数内,采用超声波法就可以快速而简便地清除残留物,并且不会对模具产生额外的磨损。因此,自此以后这副模具就被强制执行最大150000的循环次数。

这的确是一个昂贵的教训。不过,它也揭示了对于特定模具准确设置最大循环次数的重要性。

增加运行时间

另一方面,经验证明很多模具在两次清洁之间完全可以运行超过250000次。我们有一副48腔模具,开始是以最大循环次数250000次运行,并以此建立了运行基准。后来我们将最大循环次数稳步增加了100000次。这样这副模具在需要清洁前实际上已经运行了1500000次。由于残留物只存在于模具的非重要静态排气孔中,因而不会影响模具配件的运动和开闭。

对于未经培训的模具管理员,要想使他们理解加工同样的树脂而模具的循环次数差别很大是很困难的一件事,这就是工艺变化的影响需要得到监控,以及没有额外磨损我们就可将模具循环次数最大化的原因。过度保养模具也会浪费钱财,而且增加了模具损坏的机会。

必要的基础数据

要确定模具最大循环次数,你需要目测模板和模具配件运行后的状况。同时也要正确回答以下几个与生产相关的问题(这些问题将决定模具是否需要保养):

1.模具启用的时间。

2.在何种注射机上运行?

3.谁启动的?

4.模具的结构。

5.模具停止的时间。

6.谁停止的?

7.为什么停止(是计划内还是计划外)?

8.模具运行了多少次?

在评估模具残留物和磨损水平时,下面几个问题也将会对你有很大帮助:

1.生产过程中有过产品转换、计划外停工或者周末停工吗?

2.制品脱模时需要顶出器的循环动作吗?

3.模具在运行过程中能够得到适当及定期的服务吗?

4.成型周期和加工参数与过去保持一致吗?

5. 制品的飞边缺陷是否和排气区域相关?

基于模具及其配件的高价格,那种只顾长时间生产而忽视模具保养的做法,将会大大降低加工商的利润水平。“按时高效地生产高质量的产品”是每一个加工商所追求的目标。若每一次都以生产需要来确定最大循环次数,那么你就不可能达到这一目标。

 作者介绍

Steven Jackson作为一个模具制造从业者已达30年,他曾在Calmar公司翻修和修理多腔模具,然后成为Hospira公司(一家医疗设备制造商)的模具保养工程师。现在,他是Progressive Components公司的模具保养部门经理,并且拥有自己的公司MoldTrax,该公司专为模具保养的管理设计和销售软件。

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