一、概況
未硫化膠料在高溫、壓力下為粘稠流體，而到了模壓硫化階段，膠料迅速充滿模腔，其多余的部分（為了防止缺膠，填充在模腔中的膠料，肯定保持一定的過量)溢出硫化，便形成了溢膠---即飛邊。飛邊一旦形成，為使外觀整齊、美觀，必須除去，這一工序習(xí)稱修邊。對(duì)修邊的要求是尺寸精確、外觀整齊。在實(shí)際生產(chǎn)中。產(chǎn)品的修邊往往費(fèi)時(shí)、耗工，對(duì)于要求嚴(yán)的產(chǎn)品，在修邊時(shí)稍有不慎即可能出廢次品，必須謹(jǐn)慎對(duì)待。一般來說，產(chǎn)品的尺寸規(guī)格越小、構(gòu)形越復(fù)雜，修邊的難度越高，廢品也越多。
二、修邊方法分類
橡膠制品的修邊分為手工、機(jī)械和冷凍等三類:
1. 手工修邊。操作者手持刀具，沿著產(chǎn)品的外緣，將飛邊逐步修去。這是最原始的方法。效率低、質(zhì)量難保證，特別對(duì)構(gòu)型復(fù)雜、精度要求高的產(chǎn)品難以做到徹底、于凈，而且很容易損及產(chǎn)品本體與飛邊的連接部。往往留下齒痕、缺口，從而留下漏油、漏氣等影響密封的后遺問題。另外。手工修邊對(duì)操作熟練程度的依賴也很突出。
2. 機(jī)械修邊。為了提高效率和質(zhì)量，出現(xiàn)了機(jī)械修邊。常見的是帶旋轉(zhuǎn)刀刃的專用電動(dòng)修邊機(jī)。所用的刀刃需與制品尺寸高度匹配。如果產(chǎn)品的內(nèi)外緣都有飛邊。則可設(shè)計(jì)成雙刃、多刃口。以實(shí)現(xiàn)一次完成。機(jī)械修邊的加工精度超過手工修邊，效率也有成倍提高，特別對(duì)一模多腔的產(chǎn)品而言，可以按照產(chǎn)品的排列與分布，設(shè)計(jì)出與之匹配的刀具。待產(chǎn)品出模后。可整版套上，一次完成沖切。在加熱的配合下，一次能修幾十個(gè)。典型例子是醫(yī)用藥塞整版沖切修邊。關(guān)鍵是沖切溫度必須掌握好，防止過高后粘連。
3. 冷凍修邊。將硫化好的成品連同飛邊，在冷凍條件下進(jìn)行除邊。幾十年來，隨著冷凍介質(zhì)的選擇、換代以及機(jī)械動(dòng)作的改進(jìn)，冷凍修邊也經(jīng)歷了幾代改進(jìn)，日臻成熟和完善，工作效率和加工質(zhì)量都有了明顯的提高。其過程是讓已硫化產(chǎn)品在冷凍和動(dòng)態(tài)條件下降溫，使飛邊進(jìn)入脆化狀態(tài)。然后經(jīng)過它們自身之間的相互摩擦，或在旋轉(zhuǎn)、振動(dòng)、擺動(dòng)等動(dòng)態(tài)條件下，借助于摩擦而去除飛邊。或者，令剛性的丸狀介質(zhì)以一定速度對(duì)待修產(chǎn)品進(jìn)行沖擊，從而除去飛邊。
三、冷凍修邊介紹
1. 基本原理。橡膠在低溫下變硬、脆，且因厚度不同而變脆程度不同。就是說，在同樣的低溫條件下，薄的部分的變脆先于厚的部分。所以，利用飛邊與本體的厚度差異所導(dǎo)致的脆性梯度來完成修邊，也就是抓住飛邊已脆而本體未脆的時(shí)間差，對(duì)待修產(chǎn)品施加摩擦、沖擊、振動(dòng)等外力將飛邊去除。而此時(shí)制品本體尚處于彈性狀態(tài)而不受損傷。后來。通過噴射介質(zhì)的應(yīng)用進(jìn)一步提高了修邊效果。
2. 冷凍修邊技術(shù)的演變。冷凍修邊最早出現(xiàn)于20世紀(jì)50年代，此后大致經(jīng)歷了4個(gè)發(fā)展階段。
（1)第一代冷凍修邊 冷凍轉(zhuǎn)鼓修邊
以轉(zhuǎn)鼓為工作容器，轉(zhuǎn)鼓橫截面示意見圖1，最初選擇干冰作致冷劑。把待修件裝入轉(zhuǎn)鼓，或者再添加一些能起到摩擦作用的工作介質(zhì)。桶內(nèi)溫度控制在飛邊已發(fā)脆而制品本體未脆的范圍。為了恰到好處地達(dá)到這一目的，飛邊厚度應(yīng)≤0.15mm。轉(zhuǎn)鼓是設(shè)備的主要部件，呈八角形。其關(guān)鍵點(diǎn)是能控制好噴射介質(zhì)的落點(diǎn)，以使翻滾周而復(fù)始地進(jìn)行。
由圖1可見，轉(zhuǎn)鼓以反時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，而物料受重力的作用沿1－2線掉落，然后依序循環(huán)，達(dá)到翻勻。一段時(shí)間后，飛邊脆化，最終均勻完成修邊。第一代技術(shù)的不足之處是不徹底，特別在分型面兩側(cè)容易出現(xiàn)殘余飛邊。原因是模具設(shè)計(jì)欠妥，或分型面處的膠層太厚（大于0.2mm)所致。
(2)第二代冷凍修邊機(jī)
其在第一代的基礎(chǔ)上，做了三方面的改進(jìn)。
①致冷劑改用液氮。因?yàn)楦杀臍饣c(diǎn)為-78.5℃，對(duì)某些脆性溫度低的膠種(如硅橡膠)就不適用。而液氮的沸點(diǎn)為-195.8℃，適用于所有橡膠種類。
②盛放待修制品容器的改進(jìn)。由轉(zhuǎn)鼓改為以槽形輸送帶作運(yùn)載體。這樣，由于待修產(chǎn)品能在帶槽中周而復(fù)始地翻滾，大大減少了死角的出現(xiàn)幾率。不僅提高了工效，也改善了修邊的精密度。
③不再單純地依靠待修件相互之間的摩擦來除邊，而是引入細(xì)粒狀的噴射介質(zhì)沖擊。使用粒徑0.5～2mm的粒狀金屬或硬質(zhì)塑料彈丸，以線速25～55m/s射向待修品的表面，造成很大的沖擊力，從而大大縮短了周期。第二代冷凍修邊機(jī)的構(gòu)造見圖2。
(3)第三代冷凍修邊機(jī)
其是在第二代基礎(chǔ)上改進(jìn)而產(chǎn)生的，待修件的容器改為四壁帶孔結(jié)構(gòu)的籃筐。這些孔布滿籃筐四壁，孔徑為5mm左右(大于彈丸直徑，以允許彈丸順利通過孔眼而落下)，經(jīng)回收到設(shè)備頂部后供第二次使用。這樣安排既能擴(kuò)大容器的有效容量，又可減少?zèng)_擊介質(zhì)(彈丸)的儲(chǔ)存量。第三代冷凍修邊機(jī)的內(nèi)部構(gòu)造見圖3左。設(shè)計(jì)重點(diǎn)包括:籃筐并非垂直安置，而是帶一定的傾斜度(40º～60º)。其優(yōu)點(diǎn)是在修邊過程中。由于兩種力的疊加而劇烈翻動(dòng)：第一種力是由籃筐本身轉(zhuǎn)動(dòng)提供的旋轉(zhuǎn)力;第二種力則是隨彈丸沖擊帶來的離心力。當(dāng)這兩股力匯合在一起時(shí)，就產(chǎn)生了360º的全方位運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生均勻、徹底地翻動(dòng)，從而縮短加工周期。圖4說明上述兩種力作用的示意。第三代冷凍修邊機(jī)的技術(shù)參數(shù)見表1。
(4)第四代冷凍修邊機(jī)
第三代冷凍修邊機(jī)雖有翻動(dòng)均勻、加工快速等優(yōu)點(diǎn)，但也存在兩個(gè)缺點(diǎn)。第一，受籃筐容積的限制，不適用于直徑≥200mm的大型制品;第二，正因?yàn)槭芑@筐容積之限，只能進(jìn)行分批作業(yè)，而每次換批、啟動(dòng)，又得重復(fù)耗用液氮，使成本增加。為此出現(xiàn)了可進(jìn)行流水作業(yè)的連續(xù)生產(chǎn)線。待修件進(jìn)入工作區(qū)后，借助于環(huán)形輸送帶向前運(yùn)行，先后經(jīng)過液氮冷凍區(qū)降溫、沖擊區(qū)接受彈丸噴射，完成沖擊去邊，然后已修邊成品可以下線。如果大、小規(guī)格混雜的話，可以分揀。沖擊介質(zhì)回收后，經(jīng)外循環(huán)重新回歸到儲(chǔ)庫。第四代冷凍修邊流水線見圖5。
四、相關(guān)問題的談?wù)?/STRONG>
1. 制冷方法。降溫是實(shí)現(xiàn)冷凍修邊的必備條件，可供選擇的致冷途徑有:
(a)制冷機(jī)致冷。使用氟里昂為冷凍劑，提供適用的低溫條件。缺點(diǎn)是能耗大，又不利于環(huán)保，所以不在考慮的范圍。
(2)致冷劑致冷。可供使用的致冷劑有干冰(固態(tài)二氧化碳)和液氮。干冰因沸點(diǎn)高，致冷效果差，已淘汰。液氮是目前普遍使用的品種，因?yàn)樗姆悬c(diǎn)低(-196℃)，制冷冷效果突出。又因化學(xué)上呈惰性。使用安全，也不會(huì)影響橡膠的性能。蒸發(fā)1公斤液氮需從外界吸收201千焦?fàn)柕臒崃浚灾评湫Ч己谩Ｆ鋯魏牡汀Ａ硗庖粋�(gè)優(yōu)點(diǎn)是氣化膨脹率大，1立方液氮可氣化成700立方的氮?dú)猓墚a(chǎn)生很高的氣流速度，實(shí)現(xiàn)良好的熱平衡。
由于液氮在長(zhǎng)途運(yùn)輸中不可避免地產(chǎn)生損耗，為了降低運(yùn)輸成本，用戶與供應(yīng)點(diǎn)的距離要求不超過300km。
2. 噴射介質(zhì)早期都采用高碳鋼珠。苴徑在0.5～2mm之間。無論資料介紹或?qū)嵺`都證明使用單一粒徑的效果往往不如使用幾種粒徑按一定比例搭配混合使用。粒徑大于1.5mm的適宜于沖修大而厚的飛邊，而小粒徑的則可起補(bǔ)充加工之用。完成殘余死角的修凈。
近年來也開始使用硬質(zhì)塑料(如聚甲醛)彈丸，其優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)在制品表面留下斑疤，也不會(huì)生銹。
缺點(diǎn)是耐用性較差，使用壽命短。另外，因強(qiáng)度較差，每次修邊時(shí)。所需時(shí)間較長(zhǎng)。
3. 工藝參數(shù)的選定
(1)冷凍溫度。應(yīng)該根據(jù)膠種、飛邊厚度及噴射介質(zhì)來確定。就膠種而言，脆性溫度越低，則選用的溫度應(yīng)該越低，各類橡膠的脆性溫度見表2。
另外，飛邊越厚、一次批量越大意味著表面接觸致冷劑的幾率越小，冷凍溫度應(yīng)越低。
（2）裝載量。取決于容器容量，同樣也取決于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。若產(chǎn)品為純膠的，則按重量計(jì)，裝載量(按公斤計(jì))以等于容器體積的1/3~1/2為宜。例如60升的容器，其合適的裝載量應(yīng)該是2～3公斤。
但如果是橡膠/金屬結(jié)合制品，則裝載量可按1：1計(jì)算，即6公斤。
（3）噴射角度。實(shí)踐證明，彈丸的噴射(或拋射)角度(即噴射介質(zhì)流與容器所夾之角)以70º～80º為最理想，使噴射介質(zhì)與籃筐中的待修件處于最佳的對(duì)沖狀態(tài)，從而確保均勻翻動(dòng)，冷凍修邊機(jī)各主要構(gòu)
件的組裝位置見圖6。
(4)卸料和清料。使用后的噴射介質(zhì)，將沿著下傾的振動(dòng)篩，連同修下來的飛邊、膠屑一起經(jīng)受振動(dòng)、分離，匯集到底部收集，實(shí)現(xiàn)飛邊與成品分離。
五、質(zhì)量問題和控制
在冷凍修邊中，會(huì)遇到一些質(zhì)量問題，它們有的起因于前工序，有的則由于條件控制不當(dāng)所致。常見的問題主要有:
1.接頭處斷裂。這一般是前工序(模壓或注壓) 接頭不良造成，原因多種多樣，有膠料流動(dòng)性差、膠料局部焦燒、硫化壓力不足等。不牢固的接頭在冷凍下受到?jīng)_擊后便斷開。
2、表面坑洼和麻點(diǎn)。一般因溫度太低、冷凍時(shí)間過長(zhǎng)或噴射速度過快所致。其中大的坑洼由大彈丸造成，而麻點(diǎn)則由小顆粒彈丸造成。
3、除邊不徹底。有時(shí)在分型面處有殘余的飛邊，可見，形成這類缺陷的原因較多，其中最主要的是大小彈丸搭配比例不當(dāng)，一般小粒子太少容易造成此類問題。還有一種情況是飛邊太厚，如厚度超過0.2mm時(shí)飛邊就難以除盡。
目前采用這種設(shè)備去除加纖材質(zhì)外殼的廠家有:綠點(diǎn)（天津、蘇州、無錫）、赫比（上海、天津）、NOLATO（北京）等；富士康（北京、杭州）、貝爾羅斯（北京、廣州）、富裕（東莞）都已通過試驗(yàn)了解了設(shè)備的高效率、高品質(zhì)
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