一种大型聚氨酯发泡件制作系统及方法与流程

技术领域

本发明涉及一种发泡件制作方法，尤其是涉及一种大型聚氨酯发泡件制作系统及方法。

背景技术：

目前，用于铁路冷藏运输车上的平板聚氨酯发泡件的制作工装主要是平板层压机和专用模具，专用模具分为底架发泡专用模具、侧墙发泡专用模具、端墙发泡专用模具。一种模具只能制作出一种规格的发泡件。在一台层压机上，做完底架发泡件后，再更换侧墙发泡专用模具，继续制作侧墙发泡件，侧墙发泡件完成后，再更换端墙发泡专用模具，继续制作端墙发泡件。这样效率很低，而且制作专用模具需要投入较高的成本。如果一套专用模具配一台层压机，一台层压机只生产一种规格的发泡件，中间省去模具更换时间，这样效率是很高的，这种方式适用于大规模批量化流水线生产模式，但这样会需要三台压机，投入大、占厂房空间大。目前铁路冷藏车需求量并不大，工厂生产模式一般按小批量生产组织，尽量节约工装投入，尽量节省厂房空间。因此找到一种有效解决小批量生产多品种平板聚氨酯发泡件的方法尤为重要。

现有铁路冷藏车的聚氨酯发泡工装主要是平板层压机或异形发泡模具，平板层压机可发泡平板机构，异形发泡模具需要用专用模具。

现有这些处理方式主要存在以下几方面的缺点：

1. 车顶分段发泡时由于天车起吊、转运、落模的时间较长，各段发泡质量的一致性难以保证，影响车顶发泡质量。2. 发泡时需要一台天车全程参与，不利于其他工序的生产组织及成本节约。3. 发泡辅助时间过长，生产效率较低。4. 为纵向移动，需要很大生产场地。5.采用各种专用模具共用一台层压机时，需浪费大量时间在模具更换上，严重影响生产效率。6.如果采用专用模具分别配置层压机，需大量场地布置层压机，同时还需大量金钱购置多台层压机。

技术实现要素：

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种大型聚氨酯发泡件制作系统，其特征在于，包括上料台、下料台、设置在上料台和下料台之间的层压机钢结构、设置在层压机钢结构上的载模板加温系统以及与层压机钢结构连接的发泡机。

在上述的一种大型聚氨酯发泡件制作系统，所述层压机钢结构为龙门框架结构，顶部固定有上模升降装置，上模块通过载模板与上模升降装置连接固定，下模块固定在龙门框架结构底部的液压顶升装置上并能够通过液压顶升装置使整个层压机钢结构发生设定角度的倾斜；载模板加温系统设置在载模板能够给载模板加热，发泡机设置在层压机钢结构旁能够给发泡件发泡。

作为另一种方案，在上述的一种大型聚氨酯发泡件制作系统，所述层压机钢结构为龙门框架结构，顶部固定有上模升降装置，上模块通过载模板与上模升降装置连接固定，下模块固定在龙门框架结构底部的下模板移动支架上，下模板移动支架能够在下模板移动导轨上往复运动；载模板加温系统设置在载模板能够给载模板加热，发泡机设置在层压机钢结构旁能够给发泡件发泡。

在上述的一种大型聚氨酯发泡件制作系统，上料台、下料台均为滚轴，载模板加温系统采用水循环加热系统。

在上述的一种大型聚氨酯发泡件制作系统，所述上模升降装置和液压顶升装置均采用液压系统，包括液压站、16只上模升降油缸、升降泵组一套、保压泵组一套及相应的高压油管、阀件构成。

在上述的一种大型聚氨酯发泡件制作系统，载模板通过载模板支架与上模块固定，载模板支架包括支架以及与支架连接的轨道；载模板加温系统由介质加温装置、泵组、管道及温控装置构成；载模板由载模板和模框位置调节装置构成，载模板为一块整体钢板，模框位置调节装置焊接在载模板上平面，上平面有多个螺纹孔，用于固定上模升降装置，上模升降装置通过不同螺纹孔进行固定可对载模板的位置进行微调。发泡机移动系统包括车架、设置在车架上并能够沿Z方向移动的移动滑车及固定在移动滑车上的弹簧平衡器，车架承载发泡机，并用螺栓固定在移动滑车上，使移动滑车载着发泡机在Z方向（层压机的长度方向）自由移动，弹簧平衡器挂着两个发泡枪头随着移动滑车在Z方向移动，且枪头能够在X、Y方向自由移动，同时满足发泡件在Z方向的分段灌注发泡工艺要求防滑踏板安装于载模板支架的两侧，电控系统由电控柜集中控制整个系统。

在上述的一种大型聚氨酯发泡件制作系统，所述上模板为弧形，下模板为月牙形，上模板移动至下模板后构成一个矩形体，用于发泡的车顶钢结构设置在上模板和下模板之间。

在上述的一种大型聚氨酯发泡件制作系统，所述上模板和下模板均为平板形，上模板移动至下模板后构成一个矩形体，用于发泡的发泡件设置在上模板和下模板之间。

在上述的一种大型聚氨酯发泡件制作系统，还包括一个锁模机构，所述锁模机构为一个L形挂钩，层压机钢结构侧面设有一个与L形挂钩配合的挂耳，能够通过L形挂钩将层压机钢结构锁定不会移动。

一种采用大型聚氨酯发泡件制作系统进行制作大型聚氨酯发泡件的方法，其特征在于，包括：

步骤1，在上料台放置侧墙外板，外侧朝下，在侧墙板上搭建发泡型腔，将侧墙内板放置在型腔上，送入层压机。

步骤2，发泡时，利用件下模顶升装置将上下模倾斜10°。

步骤3，根据发泡位置纵向移动发泡机，逐腔对发泡件进行灌注发泡，并冷却至聚氨酯成型。

步骤4，利用上模升降装置将载模板支架、上模向上方移动（起模），将发泡层移出层压机至下料台。

一种采用大型聚氨酯发泡件制作系统进行制作大型聚氨酯发泡件的方法，，其特征在于，包括：

步骤1，锁模机构固定下模，避免其随意移动。

步骤2，发泡时，松开锁模机构，利用下模板移动支架、下模板移动导轨将下模移动至工件吊装位置P1固定（如附图2所示）。

步骤3，利用天车吊具将车顶钢结构起吊并放置在下模的上圆弧面密贴，横向移动下模板移动支架至工装发泡位置P0，利用锁紧机构锁紧下模板（如附图1所示）。利用上模升降装置将载模板支架、上模向下方移动，使上模的下圆弧面与车顶钢结构的上圆弧面密贴，并锁紧上模和下模。

步骤4，根据发泡位置纵向移动件发泡机，逐腔对车顶钢结构进行灌注发泡，并冷却至聚氨酯成型。

步骤5，利用上模升降装置将载模板支架、上模向上方移动（起模），利用下模板移动支架、下模板移动导轨将下模重新移动至工件吊装位置P1并固定（如附图2所示）。

步骤6，利用天车吊具将发泡完成的圆弧异形车顶起吊并放置于发泡件存放区。

因此，本发明具有如下优点：1. 利用自动化技术提高了生产效率；2. 工装下模为横向移动，优化了生产场地, 无需更换模具，节约时间，提高生产效率；3. 具有一定柔性，也可用于平板发泡；4. 发泡辅助时间短，生产效率高；5. 车顶各段发泡质量一致性高，提高了产品质量。

附图说明

附图1是本发明的系统结构原理示意图。

附图2是本发明的另一种系统结构原理示意图。

附图3是本发明的层压机倾斜状态原理示意图。

附图4是本发明的层压机水平状态原理示意图。

附图5是本发明的一种实施例的结构原理示意图。

附图6是本发明的另一种实施例的结构原理示意图。

附图7是本发明的另一种实施例的吊装时的结构原理示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。图中，发泡机1、上模升降装置2、载模板3、载模板支架4、上模快5、发泡件6、下模快7、下模板顶升装置8、下模板移动导轨9、锁模机

构10、弹簧平衡器11、上料台12、下料台13、工装地基14、加热装置15、灌注管16、层压机17。

实施例1：

一、首先介绍一下平板聚氨酯发泡工装的结构。

1. 平板聚氨酯发泡工装由上料台、下料台、层压机钢结构、上模块、上模升降装置、下模块、载模板加温系统、发泡机等组成（见图1）。

2. 上、下料台均为滚轴，便于大型平板输送。层压机钢结构主要采用龙门框架结构，底部装有液压顶升装置，可让整体钢结构倾斜一定角度。上模块通过上模升降装置安装在钢结构上。下模块通过升降装置安装在钢结构上，可从下往上顶，从而缩小上下模块的间距。上、下模块面均为平面，长13米、宽3米。模块板加温系统采用水循环。

3. 大型平板发泡工艺为：在上料台放置外墙板－在外墙板上放置发泡型腔隔块（聚氨脂预制）－铺设内墙板－发泡层进入层压机－锁紧上下模-层压机倾斜(见图3)－逐腔灌注发泡－聚氨脂成型-层压机恢复水平状态(见图4)－起模－发泡层出层压机进入下料台。

4. 利用本发泡工装采用分段高压灌注整体发泡，所分段灌注型腔长度为1500mm倍数，灌注型腔数根据墙板长度而定。每辆冷藏车有2块侧墙，每块侧墙从中门位置分为两段，两段分别发泡；两块端墙板分别发泡；底架地板单独发泡。生产节拍为每一班7小时一辆车。

5. 施压采用液压油缸进行施压驱动，上下模压合后液压系统可自动保压和补压。

6. 台板加热使用水循环加热工作台板，热源采用模温机，台板工作温度60℃－70℃。

7. 上下模结构体具有足够的强度和钢度，能够承受发泡时产生的压力和锁模力而不发生变形。灌注型腔周边锁模采用人工锁紧，锁模机构能够保证发泡时型腔尺寸不发生变化。

8. 此工装能够在环境温度0℃～40℃、相对湿度≤90％、额定负荷下连续工作22小时的条件下运行平稳。

二、下面介绍一下平板聚氨酯发泡工艺，包括以下步骤：

1. 冷藏运输车侧墙为大型平板结构，长19874mm、宽3000mm。侧墙外板为2.5mm厚钢板，内板为1mm厚铝合金板，分两段发泡。

2. 在上料台放置侧墙外板，外侧朝下，在侧墙板上搭建发泡型腔，将侧墙内板放置在型腔上，送入层压机。

3. 发泡时，利用件8下模顶升装置将上下模倾斜10°。

4. 根据发泡位置纵向移动件1发泡机，逐腔对件6发泡件进行灌注发泡，并冷却至聚氨酯成型。

5. 利用件2上模升降装置将件4载模板支架、件5上模向上方移动（起模），将发泡层移出层压机至下料台。

6. 利用天车吊具将发泡完成的侧墙起吊并放置于发泡件存放区。

7. 同样的方法对底架地板、端墙进行发泡。

实施例2

一、首先介绍一下异形圆弧聚氨酯发泡工装的结构。

1. 异形圆弧聚氨酯发泡工装由发泡机、主机、液压驱动系统、上模、下模、上模升降装置、载模板、载模板支架、下模板移动支架、下模板移动导轨、载模板加温系统、锁模机构、发泡机移动系统、电控系统等组成（见附图6）。

2. 主机由机架、上模升降装置、底座、轨道装置构成。液压驱动系统由液压站、16只上模升降油缸、升降泵组一套、保压泵组一套及相应的高压油管、阀件构成。载模板长21m、宽3m，由载模板和模框位置调节装置构成。载模板支架由支架、轨道构成，安装于主机上、下两侧。载模板加温系统由介质加温装置、泵组、管道及相应温控装置构成，上下各一套。发泡机移动系统、车架、X、Y、方向移动滑车及Z方向弹簧平衡器构成。防滑踏板安装于载模板支架的两侧。电控系统由电控柜集中控制，配置相应的按钮、继电器、温控器等。

3. 大型圆弧发泡工艺为：横下拉出下模－车顶外板钢结构入下模－放置发泡型腔隔块（聚氨脂预制）－铺设内顶板－下模横向推入－锁紧上下模－逐腔灌注发泡－聚氨脂成型－起模－横向拉出下模－起吊发泡完成的圆弧异形板。发泡时车顶外板钢结构反向置与压机下模上，即顶板外侧面与压机下模支撑面完全接触。

4. 利用本发泡工装采用分段高压灌注整体发泡，所分段灌注型腔长度为1500mm倍数，灌注型腔数约为7腔。每辆冷藏车有1块车顶。生产节拍为每一班7小时一辆车。

5. 施压采用液压油缸进行施压驱动，上下模压合后液压系统可自动保压和补压。工装下模的横向移动驱动采用了电机减速变频驱动，保证运动平稳无冲击。

6. 台板加热使用水循环加热工作台板，热源采用模温机，台板工作温度600 C－700C。

7. 上下模结构体具有足够的强度和钢度，能够承受发泡时产生的压力和锁模力而不发生变形。灌注型腔周边锁模采用人工锁紧，锁模机构能够保证发泡时型腔尺寸不发生变化。

8. 此工装具有一定的柔性，模具与整机采用了模块化设计：能根据产品结构尺寸变化更换模具体，或在整机取消弧形模具后，通过局部完善具备可分段发泡的平板层压机基本功能。

9. 电气元件均采用了国际著名品牌，例如西门子、欧姆龙、三菱、施耐德等系列产品。并设置了中央控制系统，用于控制整个工装的自动化动作，所有电气控制单元和元器件都安装在控制箱内，并满足环戊烷原料体系安全配置相关要求。

10. 此工装能够在环境温度0℃～40℃、相对湿度≤90％、额定负荷下连续工作22小时的条件下运行平稳。

二、下面介绍一下异形圆弧聚氨酯发泡工艺，包括以下步骤：

1. 冷藏运输车车顶为大型圆弧异形结构，长19874mm、宽3034mm、高773mm（如附图6、附图7）。车顶外板为2.5mm厚钢板与车顶弯梁、车顶边梁组焊而成的钢结构体，内板为1mm厚铝合金板铆接而成。外板、内板在上工序预制成整体。

2. 如附图1所示2为工装初始位置，由件10锁模机构固定件7下模，避免其随意移动。

3. 发泡时，松开件10锁模机构，利用件8下模板移动支架、件9下模板移动导轨将件7下模移动至工件吊装位置P1固定（如附图6所示）。

4. 利用天车吊具将件6车顶钢结构起吊并放置在件7下模的上圆弧面密贴，横向移动件8下模板移动支架至工装发泡位置P0，利用件10锁紧机构锁紧下模板（如附图6所示）。利用件2上模升降装置将件4载模板支架、件5上模向下方移动，使件5上模的下圆弧面与件6车顶钢结构的上圆弧面密贴，并锁紧件5上模和件6下模。

5. 根据发泡位置纵向移动件1发泡机，逐腔对件6车顶钢结构进行灌注发泡，并冷却至聚氨酯成型。

6. 利用件2上模升降装置将件4载模板支架、件5上模向上方移动（起模），利用件8下模板移动支架、件9下模板移动导轨将件7下模重新移动至工件吊装位置P1并固定（如附图6所示）。

7. 利用天车吊具将发泡完成的圆弧异形车顶起吊并放置于发泡件存放区。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了发泡机1、上模升降装置2、载模板3、载模板支架4、上模快5、发泡件6、下模快7、下模板顶升装置8、下模板移动导轨9、锁模机构10、弹簧平衡器11、上料台12、下料台13、工装地基14、加热装置15、灌注管16、层压机17。等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。