亚洲铝厂挤压生产管理的效率提高实战

　 提高铝合金挤压生产效率和素材质量的关键在于采用优质挤压锭坯，优质的模具及修模技术，先进的挤压机本体及辅助设备，先进的挤 压方法和优化挤压工艺，严格工艺管理等方面，只有在这几个方面多下功夫，多努力，才能赶上先进国家的铝型材挤压生产水平。在竞争日益激烈的市场经济下，高效率、低成本、交货快等成为衡量企业竞争力的主要因素，也是企业赖以生存的手段。铝型材挤压发展到今天，如何提高挤压生产效率，提高挤压成品率，成为降低挤压生产成本、缩短订单交货周期的关键。本文从业界实情出发，结合本企业实际操作经验，从坯锭质量、模具优化设计、设备先进性、挤压工艺优化、生产计划等角度浅述提高挤压生产效率的有效途径。

1、从行业发展趋势及业界实情来分析

1.1采用优质的挤压坯锭

挤压坯锭的质量对铝型材产品的质量有着举足轻重的影响。高质量的坯锭是提高型材质量和挤压速度的基础。

优质坯锭的生产可以从优化合金化学成分，优化硅镁配比及控制微量元素来实现。同时采用优化的熔炼工艺及对坯锭进行均质化处理也是不可缺少的。

1.2优化挤压模具设计

铝型材挤压过程金属流动、温度、压力变化非常复杂，一般情况下，确定优化模具设计的目标参数，选取受工模具的强度、刚度、失稳和产品表面状态计算相关参数，根据实验研究和分析数据结果，择优选择模腔轮廓曲线和半模角，采用CAD系统进行辅助设计，并根据加工工艺参数(铸锭温度和尺寸、挤压速度等)，采用三维有限元加工模型动态模拟挤压过程中材料流动、变形率分配、温度分布和压力分布，通过计算机的分析计算，优化设计挤压模具。通过CAM(计算机辅助制造)系统，用CNC(计算机数控)机床进行模具加工。由此设计制造的模具，挤压时金属流动均匀，产品精度高，并大大减少了试模、修模次数。

1.3先进的挤压装备

先进的设备是提高挤压生产效率的关键因素，对先进挤压工艺的实现及坯料质量的提升起着决定性作用。国外先进的挤压设备发展迅速，如软件方面，挤压机列自动控制系统和数据处理系统、挤压对中检测系统等。硬件方面，新的预应力张力柱结构大大减少了模具变形，提高了型材出材的精度。短行程挤压机、旋转挤压筒式挤压机、快速转换模具结构、液压系统中先进的高压、大流量比例控制阀和液压元器件、带飞锯的双牵引机等先进主辅设备都为提高挤压生产效率提供了先进的设备支持。

2. 从本企业实际经验分享提高挤压生产效率的途径

2.1减少非固定挤压时间的浪费。非固定挤压时间包含了主机空载时间、人为操作延误造成的空载时间、转换模具时间、设备维修时间等。

主机空载时间：此时间主要受设备设计理念及设备运行本身的限制，但是，由于设备长期处于连续运转状态，配件磨损或者程序出现异常时会增加主机空载时间。

实例分析：a、长棒热剪机剪棒时端头不平整，导致上锭机上棒时卡在料胆口，不能自动进入，此时就需要手动操作或者人工敲打，严重浪费时间。b、挤压头沾铝过多，会导致挤压杆推进过程中缓慢，延长空载时间。c、由于主机程序问题导致系统空载时间过长，如系统设计空载时间为14S，但是程序问题可能会延长至18S，那么保守计算，按每日挤压600支棒，一台机大约浪费了40分钟的有效挤压时间。

转换模具时间：通常理解为卸模、再上模时间。当模具在生产过程中产出的产品不符合客户或者图纸要求时，必须要卸模，换另一套模具时所占用的时间。此时间控制与班长生产计划、机手执行计划、设备模座先进性、人员操作熟练度有很大关系。

班长的生产计划为机手按计划生产提供了基本的前提，有了合理周密的生产计划，机手就能提前备模、备垫、加温、上机等一系列动作，不会出现临时卸模导致的混乱状态。同时要求班长的生产计划必须清晰明确，有条理性。

机手执行班长的生产计划必须到位，不能随意上模生产，或者是哪个模具好生产就上哪个模，这样就会造成计划得不到执行、模具加温超时、订单不能及时完成延误交坯等一系列的问题。同时，机手在前一套模最后两支棒时要准备下一套模具的上机准备工作。

设备模座转换的先进性体现在选用设备本身的技术，现代挤压机带有平移式或旋转式快速换模结构，转换模具仅仅几秒钟时间。同时，人员的熟练操作直观重要，主要体现在提前按计划备好上模所有的模垫、模具加温时间及加温具体位置，上模时间准确性的把握等，操作时要求一系列动作一起完成，而不是断断续续，无谓浪费非挤压时间。

设备维修时间：由于挤压设备长期处理连续性的工作状态，随着设备配件磨损老化等原因，难免出现设备故障。在发生设备故障时，机台人员要第一时间找机修处理，并在现场协助机修人员，同时，机修人员首先要诊断设备故障的根源，并对症下药才能快速有效解决问题，同时，对于与操作人员有关的故障时，在设备维修完好后，机修人员会同机台操作人员要互相沟通故障的原因分析，对操作人员进行一个现场培训，杜绝类似问题再次发生。日常设备正常运转过程中，设备工程师负责对设备进行点检，对于发现的问题点，交由责任机修人员处理，防患于未然。机修人员同工程师对设备的管理、技术指导形成一个良性互相补充、互相制约的机制。

2.2优化挤压生产工艺，大力推广低温高速挤压及恒温挤压。

低温高速挤压工艺：顾名思义，所谓的低温高速就是采用较低的棒温，最快的挤压速度的工艺组合进行挤压过程。此工艺温度与速度组合成反比，即铝棒温度高、挤压速度就慢，铝棒温度低、挤压速度就快。通常情况下，上模生产第一支棒棒温控制在420℃-440℃，到第三支棒时就可以降温加速，平模铝棒温度保持在390～420℃为最佳；分流模铝棒温度保持在410～440℃为最佳。

当铝棒达到最佳温度时，挤压速度根据出料口温度来定，出料口温度最佳为520～560℃。也就是说，出料口温度低于最佳温度时要适当加速，大于最佳温度时要适当减速。同时，必须保证出材坯料的质量是合格的。
低温高速挤压工艺在执行过程中会出现两个问题，一是淬火装置是否满足淬火工艺要求，有条件的企业可以配套安装在线淬火装置，分区、分级进行风冷、喷雾、喷水的淬火工艺，以达到型材所需的基本力学性能。二是高速挤压过程中特别是尾段部分，经常会因为棒温随着挤压的过程而快速升高，金属就会产生过热过烧，型材表面出现裂纹甚至拉烂等现象，造成废料较多。目前解决此问题的通用方法基本就是采用液氮冷却模具技术，降低变形区的温度，来解决快速挤压时坯料表面质量恶化的问题，从而提高成品率及保证低温高速挤压工艺的实施。

等温挤压工艺：顾名思义，所谓的等温挤压就是保持出料口温度一致的前提下，温度、挤压速度的组合工艺。

挤压过程中由于铸锭与挤压筒的摩擦和挤压变形产生的热量使挤压材的温度越来越高，挤压材前后温度相差较大，导致型材沿长度方向组织性能不均匀，在挤压中后期如果挤压速度太高时型材表面容易出现裂纹。为防止这种温升，提出了在挤压过程中使挤压材出料口温度始终保持一致的等温挤压方法。等温挤压法尤其适合于临界挤压速度低的2000、7000和部分5000系等硬铝合金的生产及部分表面要求较高的型材（太阳能边框、抛光型材等等）。

首先，要实施等温挤压首先是铝棒的梯度加温控制系统，铸锭梯温加热是根据挤压过程中挤压材前后温差而确定铸锭的加热温度梯度。铸锭感应炉的梯温加热通常是将加热线圈沿长度分成几个区，各个区的加热功率不同，铸锭前端加热功率高，后端加热功率低，从而得到铸锭前端温度高而后端温度低的梯温加热，其温度梯度一般在0-15℃/100mm。长锭燃气加热通常采用加热铸锭出炉后梯度冷却方式，使铸锭同样在纵向形成前高后低的温度梯度。

其次，挤压减速控制即是在挤压中后期逐渐降低挤压速度，以减少挤压材的温升。这种减速控制通常用于软合金材的挤压速度控制，此种控制方法平均挤压速度大于普通的等速挤压的速度。

另外，还可以采取挤压筒分区加热措施。挤压筒还设有冷却通路，在挤压筒外套(或中套)内侧靠近模具部分设置螺旋沟槽，挤压中后期通压缩空气，带走铸锭与挤压筒的摩擦热，从而控制铸锭的温升。

2.3系统的生产计划编制、修改、执行。

　　生产工作一切以计划为执行根本，因此生产的编制合理性、科学性关乎着生产机台的生产效率、成本控制等要素。目前大多数企业都已建立了一整套符合本厂实际需求的ERP系统，为整个生产工作提供了准确、快速、直接、反馈及时的便利和效率，从销售下单、生产部门编制订单、订单生成生产指令、指令进度查询、模具库存查询、动态查询等一整套的系统解决方案。

　　生产部门编制生产计划，生产机台执行生产计划，模具部分提供模具信息，及时反馈相关模具动态到生产部门，生产部门再根据模具动态调整生产计划，这一个循环的信息沟通传递过程达到了信息共享，及时快速的调整计划的目的，大大提高了计划的可执行性，并对生产机台顺利执行生产指令、交单及时性、缩短订单完成周期起到了促进作用。

 

　　ERP系统除了生产系统外，还有辅助部门系统，如：模具管理系统、仓库管理系统、销售管理系统、质检管理系统等一系列的配套ERP子系统，为整个生产工作提供了系统支持，快速有效的解决生产工作中的诸多问题。

3 结论

　　提高挤压生产效率是每个企业追求利润最大化首先要考虑的重点问题，不仅要引进先进设备，提供基本的设备保障，更关键的是要从企业自身特点出发，借鉴先进的生产工艺、改良自身工艺弊端，发挥企业管理优势，不断向设备先进性、管理规范化方向发展，最终达到提高挤压生产效率的目标。

 摘要：本文就铝型材企业影响挤压生产效率的挤压铸锭、模具设计、设备先进性、挤压工艺优化、生产计划系统编排、信息沟通传递等方面展开探讨，论述影响挤压生产效率的关键因素，并针对本企业实际经验浅析控制要素和方法。