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通過(guò)對國內外PVC-U排水管件注塑加工技術(shù)的發(fā)展情況及趨勢的分析，結合PVC-U排水管件自動(dòng)化生產(chǎn)和質(zhì)量控制的要求，提出了管件產(chǎn)品結構外形和對應模具結構的設計要點(diǎn)，特別是潛伏式澆注系統的設計應用和頂出系統的創(chuàng )新設計，使得PVC-U排水管件自動(dòng)化生產(chǎn)成為可能，同時(shí)產(chǎn)品質(zhì)量比一般管件模具所生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量又有所提高。

1.國內外PVC-U排水管件注塑加工技術(shù)的發(fā)展情況及趨勢

我國PVC-U排水管件的生產(chǎn)最早是從二十世紀八十年代末期開(kāi)始的。那時(shí)的注塑機主要是以配方粉料作為生產(chǎn)用料，模具全部都是采用大澆口直接進(jìn)膠方式設計和制作，生產(chǎn)車(chē)間粉塵大，產(chǎn)品需要大量的人工進(jìn)行澆口的修剪。原料先按照配方進(jìn)行稱(chēng)量，投入到高混機，高混到130后再轉入低混，低混溫度降至60 以下放出?？咳斯ひ淮度氲阶⑺軝C料斗中，早期生產(chǎn)工藝相對簡(jiǎn)陋；其塑化效果差，產(chǎn)品的外觀(guān)和內在質(zhì)量都不太穩定。而且隨著(zhù)生產(chǎn)的不斷進(jìn)行，螺桿料筒經(jīng)過(guò)磨損后，粉料就不容易下料，影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行。早期的PVC-U排水管件生產(chǎn)：環(huán)境粉塵污染大、人工勞動(dòng)強度大、工藝粗糙簡(jiǎn)陋、生產(chǎn)效率低。隨著(zhù)二十多年的發(fā)展，現在原料基本上是先進(jìn)行造粒，既保證了配方中各種原料的充分捏合，又增加了后期生產(chǎn)的塑化效果。而且粒料也便于實(shí)現集中供料，在料斗中易于下料，實(shí)現生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化，產(chǎn)品質(zhì)量也因材料和注塑工藝的穩定而得到較大提高。國內也有部分企業(yè)實(shí)現了不同程度的自動(dòng)化生產(chǎn)，尤其是近幾年，由于國內人工成本的不斷提高，企業(yè)對管件生產(chǎn)自動(dòng)化的迫切要求日益突出。其實(shí)國外早就在二十世紀七、八十年代就開(kāi)始了管件生產(chǎn)的自動(dòng)化，尤其是在歐美等發(fā)達國家，在整個(gè)管件生產(chǎn)過(guò)程中，從原料的投入、生產(chǎn)、檢驗、包裝、入庫到出庫，除了檢驗和包裝外，基本上實(shí)現了無(wú)人化操作。

國外管件生產(chǎn)自動(dòng)化主要表現在，配方原料必須經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)家造粒，通過(guò)專(zhuān)門(mén)的原料罐車(chē)送至管件生產(chǎn)廠(chǎng)家。在高壓泵的作用下將原料壓入一個(gè)巨大的儲料罐中，最后通過(guò)集中供料系統輸送到每臺注塑機的料斗中。注塑機中生產(chǎn)的管件產(chǎn)品有的從機臺中自動(dòng)掉入注塑機下的輸送帶傳送出去，有的通過(guò)機械手放入注塑機旁的輸送帶傳送，在皮帶出口安裝一個(gè)大轉盤(pán)，由工人在轉盤(pán)處進(jìn)行集中分類(lèi)裝箱。由于國外原料在出廠(chǎng)前經(jīng)過(guò)嚴格的檢測，保證了產(chǎn)品性能和質(zhì)量的穩定，故在產(chǎn)品檢測方面只在轉盤(pán)處隨機抽樣檢測，工人只進(jìn)行分類(lèi)包裝和貼標簽，至于每箱的數量用電子稱(chēng)進(jìn)行稱(chēng)量，具體做法是將包裝箱直接放在電子稱(chēng)上，達到裝箱重量就封口，貼標簽。包裝好的產(chǎn)品碼放在專(zhuān)用托盤(pán)上，由叉車(chē)司機送入立體倉庫入口處，通過(guò)立體倉庫自動(dòng)運輸系統送入規定的倉位，品名數量隨即計入倉庫計量系統。

2.管件自動(dòng)化生產(chǎn)的基本要求

PVC-U管件生產(chǎn)實(shí)現自動(dòng)化必須要從以下幾個(gè)方面考慮：

（1）原材料的自動(dòng)供料系統，該系統要求計量準確，輸送可靠，即當注塑機料斗中的原料達到最高量的時(shí)候或者用量達到最低量的時(shí)候，遠程控制系統能夠自動(dòng)控制料斗入口處閘門(mén)的關(guān)閉或是開(kāi)啟，實(shí)現原材料的自動(dòng)供給。

（2）注塑機的自動(dòng)化控制系統，包括溫度控制系統，開(kāi)模、抽入芯、頂出、鎖模等動(dòng)作的自動(dòng)化控制，以及用于機械手的控制系統。在一個(gè)成型周期時(shí)間內，每個(gè)動(dòng)作元素及相關(guān)的動(dòng)作時(shí)間均能按照預先輸入到計算機內的參數自動(dòng)運行。

（3）PVC-U管件模具若要滿(mǎn)足自動(dòng)化生產(chǎn)，要求推板頂出時(shí)，產(chǎn)品與流道能夠自動(dòng)分離，這點(diǎn)顯得特別重要，達到了這一點(diǎn)，就能減少大師的操作工，提高效率，降低成本。另外管件模具要求抽芯、入芯、頂出、復位等動(dòng)作運行可靠。即便是頂針沒(méi)有完全復位時(shí)，也能避免型芯撞壞頂針，從而實(shí)現安全的自動(dòng)化生產(chǎn)。

（4）產(chǎn)品與流道料的自動(dòng)輸送系統，該系統有兩種常用的方式：一種是產(chǎn)品和流道料從注塑機模具中頂出后，直接掉入注塑機下面坑道內的皮帶輸送系統，通過(guò)此皮帶將產(chǎn)品和流道料輸送到集中包裝區；另一種是通過(guò)機械手將產(chǎn)品和流道料直接放入注塑機旁的皮帶輸送系統，同樣通過(guò)皮帶將產(chǎn)品和流道料輸送到集中包裝區。這兩種方式一個(gè)共同的地方就是在皮帶的出口，也就是集中包裝區都設有一個(gè)大的轉盤(pán)，所有的產(chǎn)品和流道料在轉盤(pán)處由工人進(jìn)行分檢和包裝。

實(shí)現以上四個(gè)方面的自動(dòng)化時(shí)，整個(gè)注塑機作業(yè)區就可以實(shí)現無(wú)人化和熄燈作業(yè)，只需工作開(kāi)機前進(jìn)行換模和調試時(shí)在場(chǎng)操作，正常生產(chǎn)時(shí)，僅安排少量人員在包裝區作業(yè)。這樣整個(gè)生產(chǎn)環(huán)節，除檢驗和包裝外，基本上實(shí)現了生產(chǎn)的自動(dòng)化。

3.管件模具標準設計與制造

早在二十世紀九十年代，PVC-U排水管件模具主要是由各模具廠(chǎng)家根據客戶(hù)特定的訂單進(jìn)行組織與生產(chǎn)，模具及零件的制作按單件設計與制造。不但成本高，效率低，質(zhì)量不穩定，甚至交貨期通常也較長(cháng)。正因為模具制作存在以上的諸多問(wèn)題，所以各模具廠(chǎng)家在管件模具的標準化設計與制作上逐步走向統一?？偟脑瓌t是：管件模具模架部分交給專(zhuān)業(yè)模坯廠(chǎng)家制作；模具外圍零件實(shí)行標準化設計和批量制作；模具廠(chǎng)家根據客戶(hù)訂單要求，只加工型腔和型芯部分（主要加工型腔、型芯、水道以及產(chǎn)品成型部位），這樣的好處是：模具車(chē)間生產(chǎn)組織計劃性強；外圍標準件平時(shí)可以投入批量制作；標準件制作可以提高效率，并保證質(zhì)量的穩定；可以大大縮短模具的交貨期；由于標準件批量的制作，相對單件來(lái)說(shuō)成本低，提高模具廠(chǎng)家的競爭力。

管件模具的結構主要包括：面板、定模板、定模型腔、動(dòng)模板、動(dòng)模型腔、型芯、滑塊及滑塊副部件、抽芯部件、頂出推板、動(dòng)模底板等，其中為了保證模具的強度，通常將面板和定模板做成整板式。

從功能上講，管件模具包括：澆注系統、冷卻系統、頂出系統、抽入芯系統。為了保證管件模具的自動(dòng)化生產(chǎn)，澆注系統中的澆口通常采用潛伏式澆口，以利于產(chǎn)品與流道的自動(dòng)分離，為了提高生產(chǎn)效率，型腔采用多層水道，型芯采用螺旋水芯，以達到完美的冷卻效果，為了保證頂出工作的穩定可靠，頂出系統頂針可設計頂耳形式，產(chǎn)品美觀(guān)無(wú)頂痕，頂針與型芯無(wú)干涉，頂針復位采用彈簧及復位桿，以及用螺栓連接頂出板與注塑機頂針的強制復位結構。

抽入芯系統通常包括油缸抽芯，導滑板抽芯以及斜撬桿抽芯形式，其中導滑板和斜撬桿抽芯，是依靠注塑機開(kāi)合模動(dòng)作實(shí)現抽入芯，效率高。

模具材料，模架采用50C鋼，型腔型芯通常采用4Cr13電渣鋼，進(jìn)行調質(zhì)處理，硬度為：HRC28-32，經(jīng)粗加工后再進(jìn)行表面激光淬火到HRC48-52，外圍標準件如壓條、耐磨塊等通常采用P20調質(zhì)處理，硬度為HRC28-32,精加工后再表面氮化，提高零件耐磨性能。

4.自動(dòng)化生產(chǎn)管件的模具與一般管件模具生產(chǎn)的產(chǎn)品比較

（1）由于自動(dòng)化生產(chǎn)的模具澆口采用潛伏式澆口，產(chǎn)品頂出時(shí)，流道與產(chǎn)品自動(dòng)分離，澆口自然平整，而一般管件模具直澆口，需人工進(jìn)行修剪，既耗人工，澆口也粗糙不平。

（2）自動(dòng)化生產(chǎn)的管件模具一開(kāi)始就考慮到了頂針與型芯的可能碰撞，設計成頂耳形式，哪怕是頂針沒(méi)有完全復位，型芯也不會(huì )碰傷頂針。產(chǎn)品表面沒(méi)有頂痕，外表美觀(guān)。

通過(guò)本文的分析，PVC-U排水管件生產(chǎn)實(shí)現自動(dòng)化是完全可行的。即生產(chǎn)從控制原料輸送、注塑機制品生產(chǎn)、制作適應自動(dòng)化生產(chǎn)的標準化模具、產(chǎn)品輸送以及入庫和出庫等環(huán)節，從而實(shí)現管件生產(chǎn)的全自動(dòng)化。