8 月中旬连着一周高温,车间里 41℃。3600 吨金属挤压机上排的是 6005A 地铁侧墙板,宽 420mm,主壁厚 2.8mm,四道 12mm 高的筋,截面积算下来 5480mm²,挤压筒 φ400mm,挤压比 22.9。那天白班换模,从挤压杆退到最后一支首件合格,计时表停在 4 小时 12 分。往前翻台账,这台金属挤压机最近 12 次换模平均 3 小时 51 分,4 小时 12 分不是最差的一次,但排在第三。
计时表是班长拿手机一段段掐的,拆开是六段:挤压杆退回、清筒、模架松开 38 分钟;吊旧模、吊新模、打表对中 51 分钟;空程试合模加机上补热 62 分钟;首件挤到定尺锯切 14 分钟;首件检验与调模 71 分钟;剩下 26 分钟没有工序名,是等 5 吨行车、找吊具、等检验员从另一个跨过来。
六段里真正非做不可的只有两段:换模动作本身,和首件挤出。等的时间 26 分钟,对中 51 分钟,机上补热 62 分钟,三块加起来 139 分钟,占了 4 小时 12 分里的 55%。要压换模时间,先得判断这三块分别卡在什么上。
这台机是老式四拉杆模架,模具靠模支承外圆定位。φ400mm 的挤压筒配 φ398mm 的模具,配合间隙 2mm,要求同轴度 0.05mm 以内。模加模垫、模支承一共 180kg,行车吊着打百分表,表架吸在前梁上,模一落、表一动,读数就跟着变。那天打了 7 次,第 7 次落到 0.04mm。
这不是手生。问题在定位方式本身要反复逼近:间隙 2mm,落模的随机偏差在 ±1mm,要把 1mm 收到 0.05mm,靠打表就是一次次挪。判断下来,改定位比改操作有效。
做法是模支承上车一组锥面定心套,锥度 12°,H13 淬火到 48HRC,模具外圆车对应的锥面。落模时锥面自己导正,四根拉杆压紧后同轴度稳定在 0.02 到 0.03mm,不再需要打表。改完第一次用,从吊起到压紧 12 分钟。
6005A 的模具预热要求 460 到 490℃。φ400 的模 180kg,模炉里从冷态升到 480℃ 要 6 小时。那天插单,前一个模还占着炉位,新模只预热了 4 小时 20 分就吊出来,红外枪打模芯 385℃,比下限低 75℃。机上补热等了 62 分钟,模温带到 440℃ 才敢挤。
机上补热是纯等待,机器不产出,铸棒在炉里保温也是电费。根因不在加热快慢,在炉位:这台金属挤压机年产从 900 吨提到 1400 吨之后,换模频次从每周 1.8 次涨到 3.1 次,单炉位一次放三副模,排不开。
两个改法:加第二个炉位,要钱;把预热起点在排产上往前挪一个班,不要钱。我们先试了后者——白班要用的模,前一天夜班 22 点进炉,第二天早上 7 点出模,9 个小时,模芯 470℃。改完之后,机上补热这一段在计时表上直接归零。
首件出来上三坐标,打 12 个点,壁厚极差 0.21mm,超差。形貌很清楚:四道筋顶流速快,两侧壁被拉薄 0.13mm。老办法是卸模、砂轮机修工作带、氮气炉回炉补热 40 分钟、二次上模、再挤一支,一圈 71 分钟。
判断依据是偏差量级。0.15mm 以内的工作带修量,不下模也能补:这台机模架改造时在模支承外圈加了四个 M20 微调顶,行程 1.5mm,顶住模局部改变工作带出口间隙,配合出模口的清风嘴做局部冷却,20 分钟能拉回来。超过 0.15mm 才下模。那天 0.21mm 卡在中间,微调顶和修模各用一半,压到 38 分钟。二次首件三坐标极差 0.08mm,合格。
清筒也顺手换了:原来是人工刮刀清筒,φ398 的清理垫推进去再拉出来,一个人干 18 分钟;换成液压清筒机,缸推着清理垫走一个来回 7 分钟。
改动全部落完之后连续记了 8 次换模:退模清筒 31 分钟,吊模对中 12 分钟,机上补热 0 分钟,首件挤出 14 分钟,检验调模 50 分钟,零散等待 8 分钟,合计 107 分钟。原来是 252 分钟。
这台金属挤压机一年换 130 次模,按 145 分钟的差值算,一年多出 18850 分钟,折 314 个小时,约等于 13 个整天。这 13 天不用加人也不用加班,就是原来等在计时表上、没有产出的那段时间。
定心套、四点微调顶、液压清筒机这三件事,是无锡市大舟机械有限公司的人跟我们蹲了两个白班一起盘出来的。他们进车间第一天没提方案,先要了最近 12 次换模的计时记录和三次修模的图纸,把 252 分钟拆成六段,逐段问哪一段是工艺必需、哪一段是等待,算完才说哪些能动。
有两处他们明确说不做:一是机上加自动换模装置,报价够买半台新机;二是把模架整套换掉,理由是现在的四拉杆压紧力够用,同轴度问题解决在定位面上就行,换模架是花钱买不着的收益。
最后落的三项,程序直接写进这台金属挤压机原来的 PLC,没有另加一套系统,操作工还是在原来那块屏上点,只是多了一组「换模模式」的画面。费用摊下来在新机价格的两成以内。我们算过另一条路:换一台带自动换模装置的机器,报价是这个数的 6 倍多,光投资回收就要 7 年。
180kg 的模从模炉吊到模架,走 22m,路上 6 分钟,模芯掉温 30℃。加了个硅酸铝保温套,掉温降到 18℃,但没到零,首件前 3 支仍然按废品走,一次换模多废 39kg 的 6005A,一年 130 次就是 5 吨多。
想了两条路:模架上方装一组红外加热板跟着模走,或者重排炉位把吊运距离从 22m 缩到 9m。前一种去年试过一版,加热板挂在行车钩头上,电缆走线绕得麻烦,试了两周撤了。后一种要动车间布局,跟另外两台机的物流打架,一直没排上。这 6 分钟和 39kg 还挂在白板上,没划掉。