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冰箱門體發(fā)泡設(shè)備及模具基礎(chǔ)

——————新鄉(xiāng)工程學(xué)院

左飛2024年10月08日一、背景技術(shù)1.冰箱特點ABCD保持恒定低溫容積通常20-500L民用產(chǎn)品制冷設(shè)備一、背景技術(shù)冰箱發(fā)展歷程50年代1910192519271930壓縮式冰箱世界第一臺壓縮式制冷家用冰箱在美國問世吸收式冰箱由瑞典麗都公司開發(fā)出來全封閉式冰箱由美國通用電氣公司研制連續(xù)擴散吸收式冰箱采用不同加熱方式的空氣冷卻連續(xù)擴散吸收式冰箱投放市場1931氟利昂12新型制冷劑研制成功家用電冰箱中國開始生產(chǎn)一、背景技術(shù)80年代批量上市冰箱一、背景技術(shù)新式風(fēng)冷大容積對開門冰箱化學(xué)交聯(lián)發(fā)泡發(fā)泡技術(shù)物理發(fā)泡輕量緩沖吸音吸震保溫過濾包裝箱體門體一、背景技術(shù)發(fā)泡劑特點化學(xué)發(fā)泡劑物理發(fā)泡劑無毒、無臭、無腐蝕作用、不燃燒、熱穩(wěn)定性好、氣態(tài)下不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)、氣態(tài)時在塑料熔體中的擴散速度低于在空氣中的擴散速度一、背景技術(shù)運輸家具冷藏絕熱建筑汽車坐墊船舶坐墊、等冷藏冷凍設(shè)備絕熱板材絕熱保溫絕熱保溫冷庫聚氨酯泡沫塑料聚氨酯軟泡聚氨酯泡沫塑料聚氨酯硬泡管道保溫墻體保溫單組份泡沫填縫儲罐絕熱一、背景技術(shù)冰箱發(fā)泡工藝在冰箱內(nèi)外層之間的填充物所使用的發(fā)泡材料的制作工藝，冰箱發(fā)泡工藝不同于一般的塑料發(fā)泡，其要求更加嚴(yán)格、用途更加專一一、背景技術(shù)冰箱發(fā)泡工藝基本原理符合一定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)泡原材料（MDI、組合聚醚、發(fā)泡劑），按照一定的工藝要求通過聚氨酯發(fā)泡設(shè)備注入門體或箱體，在一定的工藝條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的過程就是冰箱聚氨酯發(fā)泡。發(fā)泡可以為冰箱提供良好的比強度、尺寸穩(wěn)定性、粘接性能以及保溫性能一、背景技術(shù)冰箱門體發(fā)泡工藝流程門體預(yù)裝門體預(yù)熱發(fā)泡前檢查發(fā)泡修泡安裝門封條清潔出線檢查一、背景技術(shù)門體發(fā)泡工序重要性門體發(fā)泡一直是冰箱生產(chǎn)的難點，產(chǎn)能不足、門箱匹配難總在困擾每一家冰箱生產(chǎn)企業(yè)，而每次新增門發(fā)設(shè)備或者新建工廠時門發(fā)購置都會存在巨大的爭議。究其原因是國內(nèi)外門發(fā)設(shè)備的理論模型不明晰，造成對門發(fā)設(shè)備的認(rèn)識不全面，不得不從個別經(jīng)驗而不是系統(tǒng)的理論出發(fā)，得出的選型結(jié)論往往和實際要求有偏差。造成生產(chǎn)以后各種問題難以彌合。一、背景技術(shù)二、常用門發(fā)設(shè)備分類簡介2.1單工位發(fā)泡機2.2直線式門體發(fā)泡線該無氟門體發(fā)泡生產(chǎn)線，共有22套型架，采用電機和汽缸驅(qū)動凸輪或連桿等機械機構(gòu)，側(cè)驅(qū)動、前后升降循環(huán)發(fā)泡，具有安全性可靠、結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、效率高的特點，另外模架在利用軌道開蓋的同時，模架后側(cè)同時抬起（傾斜），以便于上、下料模架數(shù)：22套

模架閉和尺寸：L×B×H=2100×835×280mm

生產(chǎn)門體規(guī)格：22

工位數(shù)：22

工作節(jié)拍：30秒

加熱方式：電加熱或蒸汽加熱

沖注介質(zhì)：POL（環(huán)戍烷或CFC11）+ISO

沖注方式：自動沖注

洪爐溫度：55±10℃

氣源：1/2”（0.5Map）

新飛冷柜門體發(fā)泡線二、常用門發(fā)設(shè)備分類簡介產(chǎn)品描述：該發(fā)泡線是一種旋轉(zhuǎn)式（轉(zhuǎn)轂式）七（八）工位門體發(fā)泡設(shè)備，主要用于冰箱（柜）的門體發(fā)泡。2.3滾筒式門體發(fā)泡機冰箱總廠門發(fā)泡線7工位二、常用門發(fā)設(shè)備分類簡介2.3滾筒式門體發(fā)泡機模具廠設(shè)計7工位由主體機架、旋轉(zhuǎn)架、發(fā)泡模架、液壓驅(qū)動、定位、開合模系統(tǒng)、注料移載系統(tǒng)、模具加熱系統(tǒng)（反求設(shè)計實現(xiàn)）、以及配套液壓系統(tǒng)(液壓系統(tǒng)設(shè)計，比例閥的使用）、電控系統(tǒng)等部分組成。二、常用門發(fā)設(shè)備分類簡介該發(fā)泡線由人工取放工件、自動回程充注、旋轉(zhuǎn)合模、油缸鎖模、完成固化、油缸開鎖、下模架下降到原始位置開模、操作人員可取出門體成品等工序組成.

夾具各模板采用水加熱方式。2.3滾筒式門體發(fā)泡機冰箱總廠門發(fā)泡線7工位二、常用門發(fā)設(shè)備分類簡介2.3滾筒式門體發(fā)泡機模具廠設(shè)計7工位模具裝夾安全可靠，換模方便快捷，適用多品種柔性生產(chǎn)。生產(chǎn)線具有占地面積小、結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡便等特點。二、常用門發(fā)設(shè)備分類簡介2.3滾筒式門體發(fā)泡機冰箱總廠門發(fā)泡線7工位通用技術(shù)性能參數(shù)外形尺寸（長×寬×高）約6000×5500×4600mm：工位數(shù)：6～8夾具模板尺寸（長×寬）：2000mm×900mm模架閉合高度：200mm生產(chǎn)節(jié)拍：60s

注料方式：自動開模沖注發(fā)泡介質(zhì)：環(huán)戊烷加熱方式：模溫機水加熱耗電功率：大約65KW(380V、50Hz)二、常用門發(fā)設(shè)備分類簡介2.3滾筒式門體發(fā)泡機模具廠設(shè)計7工位其工作過程如下：操作人員將門殼體和內(nèi)膽分別放入模具后，接模油缸把下模架升到水平位置，混合頭自動充注系統(tǒng)按程序預(yù)先設(shè)定數(shù)據(jù)自動充注。二、常用門發(fā)設(shè)備分類簡介2.3滾筒式門體發(fā)泡機冰箱總廠門發(fā)泡線7工位旋轉(zhuǎn)7工位反求設(shè)計開發(fā)研究1二、常用門發(fā)設(shè)備分類簡介2.3滾筒式門體發(fā)泡機冰箱總廠門發(fā)泡線7工位

二、常用門發(fā)設(shè)備分類簡介2.3滾筒式門體發(fā)泡機冰箱總廠門發(fā)泡線7工位旋轉(zhuǎn)7工位反求設(shè)計開發(fā)研究2

二、常用門發(fā)設(shè)備分類簡介2.3滾筒式門體發(fā)泡機冰箱總廠門發(fā)泡線7工位電控比例閥的使用

二、常用門發(fā)設(shè)備分類簡介2.3滾筒式門體發(fā)泡機冰箱總廠門發(fā)泡線8工位充注完畢后，小車退到原始位置。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動油缸開始動作，帶動回轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)。在旋轉(zhuǎn)的過程中，下模架沿光滑的軌道滾動后進(jìn)行合模。CANNON高壓發(fā)泡機，由國際聚氨酯第一大廠意大利康隆集團(tuán)(ItalyCannonS.p.A.)制造意大利COMI（科密）公司，先進(jìn)復(fù)合材料成型設(shè)備供應(yīng)商：熱成型機，模壓機，CNC加工中心，水切割和激光切割二、常用門發(fā)設(shè)備分類簡介設(shè)計發(fā)展方向及理論簡析通過對國內(nèi)外門發(fā)設(shè)備的逐一分析了解，設(shè)備性能參數(shù)的指標(biāo)體系是量化的對比指標(biāo)，以前大家常用的概念有效率、能耗、故障率、價格、占地面積等，但是很少有人將他量化為具體性能參數(shù)，如最為常用的效率參數(shù)---節(jié)拍，是不能用來進(jìn)行不同設(shè)備之間對比的。例如一臺26工位節(jié)拍是15秒，而一臺旋轉(zhuǎn)7工位的節(jié)拍是60秒，我們就不能簡單地得出26工位比7工位效率高的結(jié)論二、常用門發(fā)設(shè)備分類簡介設(shè)計發(fā)展方向及理論簡析目前通用一套新的門發(fā)設(shè)備性能指標(biāo)體系用來衡量不同門發(fā)設(shè)備的性能優(yōu)劣。01020304單位夾具時段產(chǎn)能單位夾具能耗單位夾具故障率單位夾具價格05單位夾具占地面積加入單位夾具這個概念以后，再仔細(xì)核算，一些以前認(rèn)為不錯的設(shè)備參數(shù)反而不如那些看不上的門發(fā)設(shè)備二、常用門發(fā)設(shè)備分類簡介設(shè)計發(fā)展方向及理論簡析例如：門發(fā)固化時間按照300秒、操作周期60秒時候：單個工位的單位夾具時段產(chǎn)能=3600/（300+60）=10臺/夾具。旋轉(zhuǎn)7工位的單位夾具時段產(chǎn)能=3600/60/7=8.5臺/夾具原來單工位門發(fā)效率比旋轉(zhuǎn)7工位高15%。實際上除直線門發(fā)，國內(nèi)外現(xiàn)在在用的地環(huán)式、拖鏈?zhǔn)?、托輥式、旋轉(zhuǎn)式單位夾具時段產(chǎn)能都是一個公式=3600/T/N，其中T是節(jié)拍、N是夾具數(shù)二、常用門發(fā)設(shè)備分類簡介設(shè)計發(fā)展方向及理論簡析也就是說，單位夾具時段產(chǎn)能是由節(jié)拍決定的，和其他參數(shù)無關(guān)。那么固化時間去哪里了？進(jìn)過研究，我們發(fā)現(xiàn)固化時間被固化到設(shè)備的節(jié)拍里邊了，最初老外設(shè)計旋轉(zhuǎn)7工位時候，發(fā)泡料固化時間還是360秒左右，所以他們按照這樣的公式，工位數(shù)=360/60+1=7，而7工位使用以后簡單實用，大家就一直這樣形成了一個固定的好像標(biāo)準(zhǔn)化的門發(fā)設(shè)備。二、常用門發(fā)設(shè)備分類簡介設(shè)計發(fā)展方向及理論簡析經(jīng)過20—30年的發(fā)展，門發(fā)發(fā)泡料固化時間已經(jīng)從360秒提高到240以內(nèi)，可是門發(fā)的效率一點也沒有提升二、常用門發(fā)設(shè)備分類簡介設(shè)計發(fā)展方向及理論簡析下邊我把旋轉(zhuǎn)8工位的參數(shù)引用如下：夾具數(shù)8、固化時間300、節(jié)拍80.單位夾具時段產(chǎn)能=3600/80/8=5.6，是不是非常低，這樣的設(shè)備有優(yōu)勢嗎？我們來分析以下為什么？二、常用門發(fā)設(shè)備分類簡介設(shè)計發(fā)展方向及理論簡析300秒的固化時間，在注泡完成后經(jīng)過4個夾具已經(jīng)經(jīng)過的時間=4*80=320秒，大于300秒的固化時間，已經(jīng)完全可以開模了，可是由于設(shè)備自身原因不得不繼續(xù)走3個才能開模。也就是旋轉(zhuǎn)8工位有一半時間是在做無用功。這種無用功不僅造成系列極端低下，而且造成了50%左右的能耗損失，更是給投資方造成多花費一半的錢去采購這種門發(fā)設(shè)備。設(shè)備運行還必須配置多余的50%的模具。二、常用門發(fā)設(shè)備分類簡介設(shè)計發(fā)展方向及理論簡析舉一個最近和設(shè)備廠家溝通的例子：

前些日子，一個設(shè)備廠家和我們交流的時候，非常驕傲地推出他們最新成果：設(shè)計節(jié)拍12秒、固化時間240秒的拖鏈?zhǔn)缴舷聦娱T發(fā)，26工位。實際生產(chǎn)節(jié)拍15秒。該設(shè)備獲得國家發(fā)明專利，是不是非常好。確實不錯，運行也非常穩(wěn)定。值得驕傲！GOOD?二、常用門發(fā)設(shè)備分類簡介設(shè)計發(fā)展方向及理論簡析經(jīng)過進(jìn)一步交流，得知操作工位8個、固化工位18個。我們計算一下:18個固化工位*實際節(jié)拍15秒=270秒，前后矛盾了吧！因為12秒的時間人工操作根本無法達(dá)到。在這種連續(xù)運行的設(shè)備上，人工操作是有極限的，大概在15—18秒之間，要根據(jù)門體的大小形狀而定。如果發(fā)泡料的固化時間提升到180秒，按照這樣的道理，以此類推，我們會發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在常用的門發(fā)設(shè)備基本都是有問題的，因為設(shè)計時候的固化時間較大，而現(xiàn)在的固化時間已經(jīng)縮短。

門發(fā)設(shè)備節(jié)拍被設(shè)計死了，我們不假思索

地使用。二、常用門發(fā)設(shè)備分類簡介設(shè)計發(fā)展方向及理論簡析既然如此，直線式門發(fā)是不是最好的門發(fā)設(shè)備，答案肯定不是。占地面積太大，空間利用率低下，并且實際效率并沒有計算那么高。主要原因是操作人員必須反復(fù)走動，影響一定效率發(fā)揮。二、常用門發(fā)設(shè)備分類簡介設(shè)計發(fā)展方向及理論簡析那么，有沒有一種兼顧直線門發(fā)的優(yōu)點、又有旋轉(zhuǎn)7工位甚至流水操作門發(fā)優(yōu)點并且可以跟隨固化時間進(jìn)行隨時調(diào)整的設(shè)備？有，通過理論推理和三維設(shè)計，目前已經(jīng)有這樣的門發(fā)設(shè)備的研發(fā)---單元式門發(fā)和單元直線門發(fā)線。二、常用門發(fā)設(shè)備分類簡介單元式門發(fā)的優(yōu)點可以最大限度達(dá)到門發(fā)的理論極限產(chǎn)能也就是最高效率1可以隨著固化時間的變化方便快捷經(jīng)濟(jì)地切換到對應(yīng)的方式2相對于現(xiàn)有的門發(fā)設(shè)備，價格低。3換模方便4占地面積小5故障率低6能耗低7二、常用門發(fā)設(shè)備分類簡介2、單元門發(fā)組合線01020304多臺單元式門發(fā)可以組線可以實現(xiàn)完全自動化設(shè)備原型可以演化成多種型式，滿足不同客戶需求促進(jìn)發(fā)泡料廠家研制固化時間更短的新材料只有充分的了解了設(shè)備，才能設(shè)計好門體發(fā)泡模具二、常用門發(fā)設(shè)備分類簡介三、門體發(fā)泡模具介紹3.1冷柜門體發(fā)泡模具分為上下模，合模高度100mm三、門體發(fā)泡模具介紹3.2冰箱門體發(fā)泡模具3.2.1

冰箱門發(fā)模具經(jīng)歷的階

段3.2.1.1分體門階段3.2.1.2一體門階段，活動堵頭階段（一上對多下）三、門體發(fā)泡模具介紹3.2冰箱門體發(fā)泡模具3.2.1

門體發(fā)泡模具，玻璃鋼芯，組合式上模設(shè)計

三、門體發(fā)泡模具介紹3.2冷柜門體發(fā)泡模具取消左右堵頭，互換下模：最輝煌時期使用的結(jié)構(gòu)形式三、門體發(fā)泡模具介紹3.2冰箱門體發(fā)泡模具3.2.1.3獨立單元復(fù)合模三、門體發(fā)泡模具介紹3.3冰箱模具現(xiàn)在設(shè)計結(jié)構(gòu)3.3.1獨立單元符合發(fā)泡模帶定位、增加螺套、手柄附件，固化標(biāo)準(zhǔn)件鉸鏈、彈簧、斜塊、外加工藝塞條等三、門體發(fā)泡模具介紹3.3冰箱模具現(xiàn)在設(shè)計結(jié)構(gòu)3.3.2新上模設(shè)計鏤空翻砂設(shè)計減重三維造型、加工中心一次加工成型，保證精度所有定位及其他安裝孔加工中心點出來三、門體發(fā)