提高鋁合金擠壓生產(chǎn)效率和素材質(zhì)量的關(guān)鍵在于采用優(yōu)質(zhì)擠壓錠坯，優(yōu)質(zhì)的模具及修模技術(shù)，先進(jìn)的擠壓機本體及輔助設(shè)備，先進(jìn)的擠 壓方法和優(yōu)化擠壓工藝，嚴(yán)格工藝管理等方面，只有在這幾個方面多下功夫，多努力，才能趕上先進(jìn)國家的鋁型材擠壓生產(chǎn)水平。在競爭日益激烈的市場經(jīng)濟(jì)下，高效率、低成本、交貨快等成為衡量企業(yè)競爭力的主要因素，也是企業(yè)賴以生存的手段。鋁型材擠壓發(fā)展到今天，如何提高擠壓生產(chǎn)效率，提高擠壓成品率，成為降低擠壓生產(chǎn)成本、縮短訂單交貨周期的關(guān)鍵。本文從業(yè)界實情出發(fā)，結(jié)合本企業(yè)實際操作經(jīng)驗，從坯錠質(zhì)量、模具優(yōu)化設(shè)計、設(shè)備先進(jìn)性、擠壓工藝優(yōu)化、生產(chǎn)計劃等角度淺述提高擠壓生產(chǎn)效率的有效途徑。

1、從行業(yè)發(fā)展趨勢及業(yè)界實情來分析

1.1采用優(yōu)質(zhì)的擠壓坯錠

擠壓坯錠的質(zhì)量對鋁型材產(chǎn)品的質(zhì)量有著舉足輕重的影響。高質(zhì)量的坯錠是提高型材質(zhì)量和擠壓速度的基礎(chǔ)。

優(yōu)質(zhì)坯錠的生產(chǎn)可以從優(yōu)化合金化學(xué)成分，優(yōu)化硅鎂配比及控制微量元素來實現(xiàn)。同時采用優(yōu)化的熔煉工藝及對坯錠進(jìn)行均質(zhì)化處理也是不可缺少的。

1.2優(yōu)化擠壓模具設(shè)計

鋁型材擠壓過程金屬流動、溫度、壓力變化非常復(fù)雜，一般情況下，確定優(yōu)化模具設(shè)計的目標(biāo)參數(shù)，選取受工模具的強度、剛度、失穩(wěn)和產(chǎn)品表面狀態(tài)計算相關(guān)參數(shù)，根據(jù)實驗研究和分析數(shù)據(jù)結(jié)果，擇優(yōu)選擇模腔輪廓曲線和半模角，采用CAD系統(tǒng)進(jìn)行輔助設(shè)計，并根據(jù)加工工藝參數(shù)(鑄錠溫度和尺寸、擠壓速度等)，采用三維有限元加工模型動態(tài)模擬擠壓過程中材料流動、變形率分配、溫度分布和壓力分布，通過計算機的分析計算，優(yōu)化設(shè)計擠壓模具。通過CAM(計算機輔助制造)系統(tǒng)，用CNC(計算機數(shù)控)機床進(jìn)行模具加工。由此設(shè)計制造的模具，擠壓時金屬流動均勻，產(chǎn)品精度高，并大大減少了試模、修模次數(shù)。

1.3先進(jìn)的擠壓裝備

先進(jìn)的設(shè)備是提高擠壓生產(chǎn)效率的關(guān)鍵因素，對先進(jìn)擠壓工藝的實現(xiàn)及坯料質(zhì)量的提升起著決定性作用。國外先進(jìn)的擠壓設(shè)備發(fā)展迅速，如軟件方面，擠壓機列自動控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、擠壓對中檢測系統(tǒng)等。硬件方面，新的預(yù)應(yīng)力張力柱結(jié)構(gòu)大大減少了模具變形，提高了型材出材的精度。短行程擠壓機、旋轉(zhuǎn)擠壓筒式擠壓機、快速轉(zhuǎn)換模具結(jié)構(gòu)、液壓系統(tǒng)中先進(jìn)的高壓、大流量比例控制閥和液壓元器件、帶飛鋸的雙牽引機等先進(jìn)主輔設(shè)備都為提高擠壓生產(chǎn)效率提供了先進(jìn)的設(shè)備支持。

2. 從本企業(yè)實際經(jīng)驗分享提高擠壓生產(chǎn)效率的途徑

2.1減少非固定擠壓時間的浪費。非固定擠壓時間包含了主機空載時間、人為操作延誤造成的空載時間、轉(zhuǎn)換模具時間、設(shè)備維修時間等。

主機空載時間：此時間主要受設(shè)備設(shè)計理念及設(shè)備運行本身的限制，但是，由于設(shè)備長期處于連續(xù)運轉(zhuǎn)狀態(tài)，配件磨損或者程序出現(xiàn)異常時會增加主機空載時間。

實例分析：a、長棒熱剪機剪棒時端頭不平整，導(dǎo)致上錠機上棒時卡在料膽口，不能自動進(jìn)入，此時就需要手動操作或者人工敲打，嚴(yán)重浪費時間。b、擠壓頭沾鋁過多，會導(dǎo)致擠壓桿推進(jìn)過程中緩慢，延長空載時間。c、由于主機程序問題導(dǎo)致系統(tǒng)空載時間過長，如系統(tǒng)設(shè)計空載時間為14S，但是程序問題可能會延長至18S，那么保守計算，按每日擠壓600支棒，一臺機大約浪費了40分鐘的有效擠壓時間。

轉(zhuǎn)換模具時間：通常理解為卸模、再上模時間。當(dāng)模具在生產(chǎn)過程中產(chǎn)出的產(chǎn)品不符合客戶或者圖紙要求時，必須要卸模，換另一套模具時所占用的時間。此時間控制與班長生產(chǎn)計劃、機手執(zhí)行計劃、設(shè)備模座先進(jìn)性、人員操作熟練度有很大關(guān)系。

班長的生產(chǎn)計劃為機手按計劃生產(chǎn)提供了基本的前提，有了合理周密的生產(chǎn)計劃，機手就能提前備模、備墊、加溫、上機等一系列動作，不會出現(xiàn)臨時卸模導(dǎo)致的混亂狀態(tài)。同時要求班長的生產(chǎn)計劃必須清晰明確，有條理性。

機手執(zhí)行班長的生產(chǎn)計劃必須到位，不能隨意上模生產(chǎn)，或者是哪個模具好生產(chǎn)就上哪個模，這樣就會造成計劃得不到執(zhí)行、模具加溫超時、訂單不能及時完成延誤交坯等一系列的問題。同時，機手在前一套模最后兩支棒時要準(zhǔn)備下一套模具的上機準(zhǔn)備工作。

設(shè)備模座轉(zhuǎn)換的先進(jìn)性體現(xiàn)在選用設(shè)備本身的技術(shù)，現(xiàn)代擠壓機帶有平移式或旋轉(zhuǎn)式快速換模結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)換模具僅僅幾秒鐘時間。同時，人員的熟練操作直觀重要，主要體現(xiàn)在提前按計劃備好上模所有的模墊、模具加溫時間及加溫具體位置，上模時間準(zhǔn)確性的把握等，操作時要求一系列動作一起完成，而不是斷斷續(xù)續(xù)，無謂浪費非擠壓時間。

設(shè)備維修時間：由于擠壓設(shè)備長期處理連續(xù)性的工作狀態(tài)，隨著設(shè)備配件磨損老化等原因，難免出現(xiàn)設(shè)備故障。在發(fā)生設(shè)備故障時，機臺人員要第一時間找機修處理，并在現(xiàn)場協(xié)助機修人員，同時，機修人員首先要診斷設(shè)備故障的根源，并對癥下藥才能快速有效解決問題，同時，對于與操作人員有關(guān)的故障時，在設(shè)備維修完好后，機修人員會同機臺操作人員要互相溝通故障的原因分析，對操作人員進(jìn)行一個現(xiàn)場培訓(xùn)，杜絕類似問題再次發(fā)生。日常設(shè)備正常運轉(zhuǎn)過程中，設(shè)備工程師負(fù)責(zé)對設(shè)備進(jìn)行點檢，對于發(fā)現(xiàn)的問題點，交由責(zé)任機修人員處理，防患于未然。機修人員同工程師對設(shè)備的管理、技術(shù)指導(dǎo)形成一個良性互相補充、互相制約的機制。

2.2優(yōu)化擠壓生產(chǎn)工藝，大力推廣低溫高速擠壓及恒溫擠壓。

低溫高速擠壓工藝：顧名思義，所謂的低溫高速就是采用較低的棒溫，最快的擠壓速度的工藝組合進(jìn)行擠壓過程。此工藝溫度與速度組合成反比，即鋁棒溫度高、擠壓速度就慢，鋁棒溫度低、擠壓速度就快。通常情況下，上模生產(chǎn)第一支棒棒溫控制在420℃-440℃，到第三支棒時就可以降溫加速，平模鋁棒溫度保持在390～420℃為最佳；分流模鋁棒溫度保持在410～440℃為最佳。

當(dāng)鋁棒達(dá)到最佳溫度時，擠壓速度根據(jù)出料口溫度來定，出料口溫度最佳為520～560℃。也就是說，出料口溫度低于最佳溫度時要適當(dāng)加速，大于最佳溫度時要適當(dāng)減速。同時，必須保證出材坯料的質(zhì)量是合格的。
低溫高速擠壓工藝在執(zhí)行過程中會出現(xiàn)兩個問題，一是淬火裝置是否滿足淬火工藝要求，有條件的企業(yè)可以配套安裝在線淬火裝置，分區(qū)、分級進(jìn)行風(fēng)冷、噴霧、噴水的淬火工藝，以達(dá)到型材所需的基本力學(xué)性能。二是高速擠壓過程中特別是尾段部分，經(jīng)常會因為棒溫隨著擠壓的過程而快速升高，金屬就會產(chǎn)生過熱過燒，型材表面出現(xiàn)裂紋甚至拉爛等現(xiàn)象，造成廢料較多。目前解決此問題的通用方法基本就是采用液氮冷卻模具技術(shù)，降低變形區(qū)的溫度，來解決快速擠壓時坯料表面質(zhì)量惡化的問題，從而提高成品率及保證低溫高速擠壓工藝的實施。

等溫擠壓工藝：顧名思義，所謂的等溫擠壓就是保持出料口溫度一致的前提下，溫度、擠壓速度的組合工藝。

擠壓過程中由于鑄錠與擠壓筒的摩擦和擠壓變形產(chǎn)生的熱量使擠壓材的溫度越來越高，擠壓材前后溫度相差較大，導(dǎo)致型材沿長度方向組織性能不均勻，在擠壓中后期如果擠壓速度太高時型材表面容易出現(xiàn)裂紋。為防止這種溫升，提出了在擠壓過程中使擠壓材出料口溫度始終保持一致的等溫擠壓方法。等溫擠壓法尤其適合于臨界擠壓速度低的2000、7000和部分5000系等硬鋁合金的生產(chǎn)及部分表面要求較高的型材（太陽能邊框、拋光型材等等）。

首先，要實施等溫擠壓首先是鋁棒的梯度加溫控制系統(tǒng)，鑄錠梯溫加熱是根據(jù)擠壓過程中擠壓材前后溫差而確定鑄錠的加熱溫度梯度。鑄錠感應(yīng)爐的梯溫加熱通常是將加熱線圈沿長度分成幾個區(qū)，各個區(qū)的加熱功率不同，鑄錠前端加熱功率高，后端加熱功率低，從而得到鑄錠前端溫度高而后端溫度低的梯溫加熱，其溫度梯度一般在0-15℃/100mm。長錠燃?xì)饧訜嵬ǔ２捎眉訜徼T錠出爐后梯度冷卻方式，使鑄錠同樣在縱向形成前高后低的溫度梯度。

其次，擠壓減速控制即是在擠壓中后期逐漸降低擠壓速度，以減少擠壓材的溫升。這種減速控制通常用于軟合金材的擠壓速度控制，此種控制方法平均擠壓速度大于普通的等速擠壓的速度。

另外，還可以采取擠壓筒分區(qū)加熱措施。擠壓筒還設(shè)有冷卻通路，在擠壓筒外套(或中套)內(nèi)側(cè)靠近模具部分設(shè)置螺旋溝槽，擠壓中后期通壓縮空氣，帶走鑄錠與擠壓筒的摩擦熱，從而控制鑄錠的溫升。

2.3系統(tǒng)的生產(chǎn)計劃編制、修改、執(zhí)行。

　　生產(chǎn)工作一切以計劃為執(zhí)行根本，因此生產(chǎn)的編制合理性、科學(xué)性關(guān)乎著生產(chǎn)機臺的生產(chǎn)效率、成本控制等要素。目前大多數(shù)企業(yè)都已建立了一整套符合本廠實際需求的ERP系統(tǒng)，為整個生產(chǎn)工作提供了準(zhǔn)確、快速、直接、反饋及時的便利和效率，從銷售下單、生產(chǎn)部門編制訂單、訂單生成生產(chǎn)指令、指令進(jìn)度查詢、模具庫存查詢、動態(tài)查詢等一整套的系統(tǒng)解決方案。

　　生產(chǎn)部門編制生產(chǎn)計劃，生產(chǎn)機臺執(zhí)行生產(chǎn)計劃，模具部分提供模具信息，及時反饋相關(guān)模具動態(tài)到生產(chǎn)部門，生產(chǎn)部門再根據(jù)模具動態(tài)調(diào)整生產(chǎn)計劃，這一個循環(huán)的信息溝通傳遞過程達(dá)到了信息共享，及時快速的調(diào)整計劃的目的，大大提高了計劃的可執(zhí)行性，并對生產(chǎn)機臺順利執(zhí)行生產(chǎn)指令、交單及時性、縮短訂單完成周期起到了促進(jìn)作用。

 

　　ERP系統(tǒng)除了生產(chǎn)系統(tǒng)外，還有輔助部門系統(tǒng)，如：模具管理系統(tǒng)、倉庫管理系統(tǒng)、銷售管理系統(tǒng)、質(zhì)檢管理系統(tǒng)等一系列的配套ERP子系統(tǒng)，為整個生產(chǎn)工作提供了系統(tǒng)支持，快速有效的解決生產(chǎn)工作中的諸多問題。

3 結(jié)論

　　提高擠壓生產(chǎn)效率是每個企業(yè)追求利潤最大化首先要考慮的重點問題，不僅要引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備，提供基本的設(shè)備保障，更關(guān)鍵的是要從企業(yè)自身特點出發(fā)，借鑒先進(jìn)的生產(chǎn)工藝、改良自身工藝弊端，發(fā)揮企業(yè)管理優(yōu)勢，不斷向設(shè)備先進(jìn)性、管理規(guī)范化方向發(fā)展，最終達(dá)到提高擠壓生產(chǎn)效率的目標(biāo)。

 摘要：本文就鋁型材企業(yè)影響擠壓生產(chǎn)效率的擠壓鑄錠、模具設(shè)計、設(shè)備先進(jìn)性、擠壓工藝優(yōu)化、生產(chǎn)計劃系統(tǒng)編排、信息溝通傳遞等方面展開探討，論述影響擠壓生產(chǎn)效率的關(guān)鍵因素，并針對本企業(yè)實際經(jīng)驗淺析控制要素和方法。