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铝型材局部风冷局部变形分析
来源:厦门比艾尔自动化设备有限公司 | 作者:比艾尔 | 发布时间: 2020-05-05 | 481 次浏览 | 分享到:
01案例来源
微信的出现，改变了中国人的沟通方式，而微信群的诞生，借助于即时通讯技术，打破空间距离限制，让特定群体的及时沟通、交流成为可能。
不同微信群有不同的特点，有的为亲情、朋友、同事而存在，有的为工作、项目、活动而存在，各有各的精彩，各有各的存在，信息量区别很大。
《铝行业技术讲堂》微信群是个很特别的存在，群公告为：“本群实行实名制，勿发与铝行业无关表情图片，勿发无关链接，勿讨论国家大是，企业是非！勿讨论疫情特别是国外！提倡资源共享，携手并进，共谋发展。。。。”
其次，定规矩容易，要约束来自天南海北、习惯了天马行空的大咖守规矩很难，但群主做到了。从这个角度看，林总是个很有水平的高手，值得敬佩。
最重要的，是群里讨论技术和管理问题挺多，问的人多，参与讨论的人多，角度不同，都是纯粹的技术讨论，解决问题的氛围很好。
其中一个挤压问题恰恰是我关注的，想再分析一下，给铝加工从业者拓展一下技术管控思路。
泉州工业铝型材
02局部变形特点
挤压现场描述的信息为：挤压出料口检测合格，中断之后在冷床上停留，出现局部变形，造成型材不合格。变形量有点大，目测调直加大拉伸量可以减轻变形量，无法完全恢复表面平整，还会出现收口问题，挤压班组卸模。
局部变形有如下特点：
（1）为铝型材接触挤压冷床的一面，大多数变形位与冷床支撑皮带间距高度吻合；
（2）向上未接触冷床的一面也有局部变形，数量较少；
（3）型材出料有一个大弧度的弯曲；
（4）冷床挑料皮带部分磨损严重，转动过程会造成型材表面受力不均匀；
型材中后端部分产生连续变形，目测有2~3米的范围；

03原因分析
高温挤压成型，涉及的知识点比较多，挤压技术人员首先要在脑海中建立虚拟立体空间模型，想象中模拟挤压全过程，结合产品的不同点，解读出关联高的因素，排除干扰项，推理出问题的根源。深入现场跟踪产品缺陷和瑕疵存在的规律，验证理论推理，最后才是针对不同的问题要因，采取对应的预防、控制，效果确认有效之后，固化形成标准化规范。
现针对上述局部变形产品特点，逐一进行推理分析可能存在的原因。
特征一，与冷床支撑皮带同步的局部变形，可能与两个因素关联性大。
其一，为高温挤压成型后，出料口冷却速度不够，造成型材偏软，在挑料皮带转动时受力变形；
其二，是型材与过桥皮带、冷床皮带之间接触面温度偏高，而其他悬空部分降温快，温度差过大形成局部变形。这种型材即使调直后拉平变形量，时效之后测量硬度，与皮带接触处手钳硬度值偏低1~3度。
特征二，型材上方未接触冷床，也出现几处局部变形，产生原因分析有点难度，推测可能与以下因素有关：
其一，挤压行程过程中受力不平稳；
其二，模具泄压如果没有设计好，挤压过程中会出现模具弹变带来的阶段性应力释放；
其三，出料口风机设计布局不理想，在非挤压时间，风口对准型材的局部相对风力集中，带来局部降温不平衡；
其四，无法预见的其他因素影响了型材的受力。
特征三，出料大弯，与以下因素有关：
其一，模具维修，左右出料速度存在少量偏差；
其二，模座未归位，未运行到位或者模具未装好，挤压三心未对中，靠操作工这个方向受力偏大；
其三，冷床挑料皮带不在一个水平线上，或者皮带打滑，将高温型材移过冷床的过程中未能做到受力均匀，中间偏高或者两边皮带打滑，造成移动过程中中间快两头慢，型材被拉弯。
特征四，皮带磨损。因为型材刚刚挤出时温度高，偏软，平移过程中受力要均匀，磨损严重的皮带上有不规则的凸起，造成型材受力不均匀而出现局部变形。
特征五，挤压出料的中后端出现连续密集局部变形，可能与两个因素有关：
其一，滚筒边缘有凹凸不平；
其二，型材出料过程中大弯，中后段挤压温度偏高，弯曲弧度大，接触滚筒边缘的高点，与其他部分形成高低差，受力偏大而局部变形，如果是这个原因，缺陷分布区间与滚筒间距有一定的相似度。
补充一点，这个模具悬臂比不到2倍，有一些难度但不能成为很大障碍，1.5㎜的壁厚也应该支撑其整个型材的重量，做好这个产品在技术上是可行的。

04纠正措施
分析问题要全面，在三维模拟空间中，将所有相关信息全部过滤一遍，在实际生产中进行跟踪，根据“三现”原则即“现场、现物、现实”，要解决生产过程中的问题，深入现场观察、收集、比对信息，是重中之重。
曾经因为氧化阴阳色问题，专程请教过中国顶级表面处理专家朱祖芳教授，他指导我们：“最终解决问题的，通常都是跟踪现场实际情况的技术人员”，因为生产现场的情况千变万化，理论联系实际才能针对性解决问题。
针对上述型材局部变形问题，可以通过以下措施进行排查验证：
（1）排查确认挤压“三心对中”问题；
（2）通过模具料头、料尾排查模具左右出料速度是否平衡；
（3）排查出料口风机的布局，用风带替代风柱，特别是每一个上棒周期停止挤压时风口位置上型材的变化；
（4）通过测量每一支型材200℃降温点，可以评估现有冷却系统是否满足生产技术控制需要，提高型材降温速度，可以有效提高型材到达冷床时的强度，而防止局部受力变形；
（5）检查挑料架和冷床耐高温皮带的磨损程度，检查以下皮带的水平和运转状态，排除设备隐患；
（6）详细跟踪一定周期内的挤压过程，分析、排查是否存在遗漏隐患。

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