冷凍修邊機

冷凍修邊機，主要用於替代手工對橡膠模壓件、精密注塑及壓鑄件產品進行去毛邊處理，是橡塑、壓鑄行業必備的後道工序設備之一。

其工作原理是利用液氮的低溫冷凍效果使橡塑或鋅鎂鋁合金材料的製品發生脆化，通過高速噴射高分子粒子撞擊製品毛邊，從而高效率、高精度地去除毛邊。

冷凍修邊技術最早出現於20世紀50年代，此後大致經歷了4個發展階段，具有高效率、低成本、高品質、環保性的優勢，適用各類橡膠（含矽膠）、注塑件、鎂合金、鋁合金、鋅合金等材料。套用於汽車、航空航天、電腦、通訊、家電等3C行業。目前市場運用最廣、性價比最優的冷凍修邊機為使用液氮為冷媒的立式自動噴射式冷凍修邊機。冷凍修邊機，全稱為自動噴射式冷凍修邊機。冷凍修邊理論起源於上世紀70年代歐美，後被日本改良，該設備主要用於替代手工對橡膠模壓件、精密注塑及壓鑄件產品進行去毛邊處理。此類設備從70年代末開始已經在已開發國家被廣泛使用，國內也在2000年後開始逐步推廣並成為橡塑行業必備的後道工序設備之一。

基本介紹

• 中文名：冷凍修邊機
• 套用：替代手工對橡膠模壓件等
• 工作原理：利用液氮的低溫冷凍效果
• 最早出現：20世紀50年代

邊機原理

橡塑材料均屬於高分子材料，鋅鎂鋁合金材料屬於軟性金屬，這些材料都有一個共性，就是在不同的溫度下會處於不同的相態。從相態的角度而言，材料也只是力學狀態的變化，當材料處於低溫條件下時狀態發生改變，當回復到常溫條件下時，各項性能將會恢復。

橡塑材料的物性根據溫度的下降發生：硬化→脆化→玻璃化

非品態聚合物的溫度-形變曲線

溫度下降後橡塑材料開始變硬，在脆化溫度以下不會發生變形及損壞。恢復到常溫下後其物理化學特性不會改變。

冷凍修邊機就是利用冷媒（一般是液氮）的低溫冷凍效果使橡塑材料發生脆化。此時，毛邊先於產品而脆化，在毛邊脆化而製品尚未脆化的時間差內，通過高速噴射一種高分子粒子（即彈丸）來撞擊製品毛邊來高質量的去除橡塑產品及鋁、鋅合金產品的毛邊。

優勢

1、高效率：一台冷凍修邊機平均每天可處理相當於80-100名熟練工人的修邊量

2、低成本：使用冷凍修邊機可大幅度降低生產成本，如節約修邊、管理、原料、模具成本及廠房占地面積。

3、高品質：冷凍修邊機可根據生產要求完美去除製品毛刺，且能處理一些人工無法處理的特殊結構並不對製品產生損傷。

4、環保性：冷凍去毛刺屬物理方法處理，無廢物排出，對環境無污染。

技術演變

冷凍修邊最早出現於20世紀50年代，此後大致經歷了4個發展階段。

第一代

以轉鼓為工作容器，最初選擇乾冰作致冷劑。把待修件裝入轉鼓，或者再添加一些能起到摩擦作用的工作介質。桶內溫度控制在溢邊已發脆而製品本體未脆的範圍。為了恰到好處地達到這一目的，溢邊厚度應≤0.15mm。轉鼓是設備的主要部件，呈八角形。其關鍵點是能控制好噴射介質的落點，以使翻滾周而復始地進行。

轉鼓以反時針方向轉動，而物料受重力的作用沿1－2線掉落，然後依序循環，達到翻勻。一段時間後，溢邊脆化，最終均勻完成修邊。第一代技術的不足之處是不徹底，特別在分型面兩側容易出現殘餘溢邊。原因是模具設計欠妥，或分型面處的膠層太厚（大於0.2mm）所致。

第二代

其在第一代的基礎上，做了三方面的改進。

①致冷劑改用液氮。因為於凍的氣化點為-78.5℃，對某些脆性溫度低的膠種(如矽橡膠)就不適用。而液氮的沸點僅-195.8℃，能囊括所有膠種。

②盛放待修製品容器的改進。由轉鼓改為以槽形輸送帶作運載體。這樣，由於待修產品能在帶槽中周而復始地翻滾，大大減少了死角的出現幾 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，而是引入細粒狀的噴射介質助威。使用粒徑0.5～2mm的粒狀金屬或硬質塑膠彈丸，以線速25 ～55m/s射向待修品的表面，造成很大的衝擊力，從而大大縮短了周期。

第三代

其是在第二代基礎上改進而產生的，待修件的容器改為四壁帶孔結構的吊籃。這些孔布滿吊籃四壁，孔徑為5mm左右(大於彈丸直徑，以允許彈丸順利通過孔眼而落下)，經回收到設備頂部後供第二次使用。這樣安排既能擴大容器的有效容量，又可減少衝擊介質(彈丸)的儲存量。第三代冷凍修邊機的內部構造設計重點包括:吊籃並非垂直安置，而是帶一定的傾斜度(40°～60°)。其優點是在沖修過程中。由於兩種力的疊加而翻動劇烈。第一種力是由吊籃底盤提供的旋轉力; 第二種力則是隨彈丸衝擊帶來的離心力。當這兩股力匯合在一起時，就產生了360°的全方位運動，導致均勻、徹底地翻動，從而縮短加工周期

第三代冷凍修邊機雖有翻動均勻、加工快速等優點，但也存在兩個缺點。第一，受吊藍容積的限制，不適用於直徑≥200mm的大型製件；第二，正因為受吊藍容積之限，只能進行分批作業，而每次換批、啟動，又得重 復耗用液氮，使成本增加。

改進型的冷凍修邊機是在第三代冷凍修邊機的基礎上加了自動過濾，自動烘乾噴射介質的輔助設備，使冷凍修邊機使用更加方便。

第四代

前三代冷凍修邊機的有效容量基本在20L~50L之間，按照冷凍修邊加工成本測算，更適用於小件製品加工，如O型圈、油封、手機外殼、電器接外掛程式、硬碟支架等，對於尺寸超過15cm的製品，因為每批次投放量受限制，加工大件製品的效率很低，且成本會比較高。

2013年第四代超大型冷凍修邊機研製完成，改造了設備零件籃容量，使有效容積成本增長，並且通過重新設計零件籃構造、拋射系統構造，使設備可以適用於大型製品的修邊，同時通過提高攪拌效率，改進保溫系統，實時監控系統，大幅度降低了設備的運行成本，使得低成本處理大尺寸製品成為可能。立式自動噴射式冷凍修邊機使用特點

1、操作簡單：普通工人經過半小時培訓即可熟練操作機器，並且有先進的自動控制系統可防止工人誤操作。

2、生產效率高：一台冷凍修邊機平均每天處理的量相當於50-80名熟練工人的修邊工作量

3、修邊精度高：可以去除很微小又隱蔽的飛邊，不受產品形狀限制，合格率高且修邊質量穩定。

4、可去除結構複雜，任何形狀的小型橡塑製品、脆性塑膠製品和鎂合金、鋅合金、鋁合金鑄件的飛邊。

5、不損傷製品表面，提高產品外觀質量，增加產品的使用壽命。

6、占地少，一台冷凍修邊機加上附屬設備只需4~10平方米。

7、降低模具使用成本及膠料成本，設備不需要撕邊刃口，只要求飛邊儘量薄0.2mm以下，溢膠槽儘可能地小，飛邊餘量只需撕邊模的1/5-1/10。

8、節能環保：機器耗能極低，且排出其他未空氣原有組分氮氣。

結構組成

1、主機結構

主要包括：投料系統，循環系統，溫控系統，以及電子控制系統 。

2、高速電機與拋射輪

立式彈丸噴射式冷凍修邊機必須採用高性能的電機部件，以保證可以帶動拋射輪以最高7200轉/分鐘的轉速將彈丸拋射出，以擊打掉製品毛邊。在高速運轉下，拋射輪的動平衡誤差不能高於3mm，否則會造成電機因負荷運轉而導致壽命大幅度減少。

3、必備附屬系

OBD系統：經權威部門檢測，未附加OBD系統的冷凍修邊機不能保證達到國家環保要求，而附加OBD系統除塵後，能保證達到國家環保標準。同時OBD系統通過有效組織空氣中含有的水分逆流入設備內部，可以確保設備長時間穩定運轉，從而延長設備使用壽命。

常見規格

現在市場常見的規格冷凍修邊機為立式彈丸噴射式冷凍修邊機，常見規格有：

NS-C型：基本型，按鈕式操控系統

NS-T型：智慧型型，觸控螢幕式操控系統，可組態聯網遠程操控，並增加藍牙掃描器

可根據實際需要，選擇零件籃容器為60L或120L的不同型號。

US-Hyper2000型：全新超大容量型，零件籃容量為240L，有效容量超過150L，觸控螢幕操控，可適用於處理平板電腦外殼、筆記本外殼等橡塑精密大件製品。

冷凍修邊機專用高分子粒子——彈丸

冷凍修邊機運轉噴射的是一種專用的高分子粒子，稱為彈丸。

彈丸規格

彈丸根據不同的加工需要，常見規格有：2.0MM、1.5MM、1.2MM、1.0MM、0.8mm、0.5MM等，另外還可以定製各種非標尺寸。

彈丸顏色以白色（偏黃）為主，也可以根據需要定製綠色、藍色、紅色、黑色等彩色粒子。

彈丸形狀主要有圓柱體和立方體。

彈丸選擇

選擇不同規格的彈丸，主要考慮以下方面因素：

1、拋射擊打力度：在相同拋射力度（即拋射輪轉速和拋射輪尺寸）下，彈丸體積和質量越大，擊打力度就越大，而特定製品的擊打力度過大會造成製品打壞，過小又會打不乾淨；

2、避免卡彈丸：製品上有縫隙和小孔的時候，彈丸有可能會被卡在裡面而不能順利脫離，為了避免這一問題，必須選擇最長邊比孔徑或縫隙更小的彈丸；

圓柱體和立方體彈丸差別

以1.0mm為例，立方體彈丸的體積是1，最短邊長1，最長邊長約1.7，圓柱體彈丸的體積是0.785，最短邊長1，最長邊長約1.4，兩者的差別是：

1、在相同規格下，立方體彈丸動能和擊打力度更大些，控制不當會發生打壞；

2、立方體彈丸因為長短邊長差距太大，因此卡彈丸的現象會更加嚴重而且不好控制；

3、因為立方體彈丸稜角多，而稜角部位損耗會明顯高於其他部分，因此在彈丸循環使用的時候會產生大小不均勻的問題，從而影響修邊品質的穩定。