保險槓注塑工藝小結

2022-02-06 10:30:21 字數 5147 閱讀 6856

第一部分:概述

一、 原材料

1. 材料組成以及材料效能

保險槓等外飾零件主要採用的材料是pp+epdm以及滑石粉的改性產品。pp是一種結晶性,具有一定的收縮性,其收縮性受模具溫度影響,提供保險槓產品一定的強度。epdm是一種橡膠,可起到一定的吸收撞擊能量的作用,與pp共混,改善材料的拉伸效能和彎曲效能。

新增滑石粉使材料的強度增加,以達到一定的效能要求。同時在材料中還新增了其它助劑,起到改善材料的反應機理和調整收縮率的作用。在注塑工程中部分助劑還可起到一定的交聯作用,提高epdm與pp之間的相互的結合,進一步提高產品的機械效能。

2. 材料的乾燥和成型條件

pp+epdm的吸水性較弱,乾燥要求為80℃-100℃,乾燥時間2-4小時。成型的工藝範圍較寬,通常的塑化溫度為210℃-260℃之間,注塑壓力在50-100kgf/cm2左右。

3. 材料對油漆和裝配效能的影響

pp+epdm的油漆效能在很大程度上取決與材料本身的性質。由於pp本身的極性很弱,因此主要的油漆結合力取決於epdm的分布情況,要求epdm均勻地分布在產品表面,保證各個表面的油漆結合力一致。工藝中,要求在流體的流動過程中形成適當的剪下力,通過pp和epdm在流動速度上的差異,將epdm留在產品的外表面來達到油漆要求。

但在實際的工藝控制中由於要求兼顧其它方面的產品質量,這方面比較容易被忽略。

pp+epdm對於產品尺寸上的影響主要是由於材料的模具收縮率引起。epdm作為橡膠體,在壓力的作用下存在一定的可收縮性,因此在注塑壓力的作用下,epdm有一定的收縮,而開模後產品又存在一定的彈性釋放。而pp作為結晶材料,在不同的溫度下,結晶的速度不同,會造成收縮率存在變化。

在油漆過程中,二次烘烤會引起pp的再結晶,因此對產品的尺寸而言,存在的變數比較多。

4. 材料主要效能對產品質量的影響

熔融指數:熔融指數考察的是材料的流動性,熔融指數低,材料流動困難不但會造成產品的表面的諸多缺陷,還會形成區域性的尺寸偏小等問題。而熔融指數過高,流動性過好,會使一定的壓力下,型腔內熔體的量對注塑和保壓壓力十分敏感,用於控制尺寸的工藝的穩定性變差。

材料收縮率:材料收縮率的偏差必然導致產品的尺寸不良。對於pp+epdm而言除了材料本身的性質外,收縮率還取決於產品形狀、模具結構、注塑速度、壓力和溫度。

通常材料**商提供的材料收縮率是乙個範圍,如果是某個定值是指對於某個形狀的產品而言,有較大工藝視窗的模具收縮率參考值。

epdm的含量:由於epdm的流動性較差,會引起表面和尺寸上的缺陷。epdm可被壓縮,會造成區域性的應力集中,過多的epdm含量會造成工藝上控制的困難。

滑石粉含量:滑石粉同樣會起到降低流動性的作用,主要會對產品表面造成不利影響,同時如果滑石粉如果共混不均勻,還會對降低產品的油漆效能。

雖然,一般而言材料**商不會提供材料的各種成分含量。但是從材料的部分其它效能上可以進行判斷。斷裂伸長率的大小,相當部分取決於材料中epdm的含量,含量越高,延伸率越大。

同時,滑石粉含量越高,強度也越高。因此,在同等的材料效能下,還需要考慮材料的工藝效能。通常理想的材料選擇,應該考慮工藝視窗盡量變寬。

隨著目前對產品尺寸要求的提高,相對會採用收縮率比較高的材料,因為收縮高,工藝上的變動使產品尺寸的影響也會變小。

二、 裝置

1. 注塑機

a. 注塑機各工藝引數設定介紹

以下就ube注塑機的各項引數設定值進行如下簡述:

注塑速度:注塑速度共分段控制,輸入值為最大注塑速度的百分比值。

注塑切換位置:各段注塑速度的切換位置

注塑壓力:注塑過程中所需注塑壓力的上限值。注塑機根據系統壓力的反饋情況,對最高注塑壓力進行限制。

如果注塑壓力可以滿足產品注塑的速度要求,注塑過程以速度控制為主,如果注塑壓力低於注塑的速度所要求的注塑壓力,餘下的注塑過程以設定的注塑壓力控制,直至補縮切換點。此時,速度控制失效。因此,在某些注塑過程中會出現提高注塑壓力可以降低產品的現象。

補縮和保壓壓力:注塑機可設定一段補縮壓力和段保壓壓力。

補縮和保壓時間:補縮和保壓過程所需的時間。

v-p轉換:即速度控制和壓力控制轉換點,注塑階段以速度控制為主,補縮和保壓階段以壓力控制為主。v-p轉換點是注塑和補縮、保壓的轉換點。

v-p轉換壓力:v-p轉換壓力的定義如下,當實際所需的注塑壓力大於轉換壓力時,注塑過程正常在v-p轉換點切換為補縮和保壓。如果沒有達到轉換壓力,注塑過程繼續進行,直至壓力達到v-p轉換壓力進行切換。

裝置油壓頂出系統:1300t以上的裝置有4組抽芯系統,動定模各2組,設定如下:

core open: 在合模之前的動作為「set」,開模完成後動作為「pull」

core closed: 和模後的動作為「set」,開模之前動作為「pull」。

core move:合模過程中動作為「set「,開模過程動作為「pull」,其中動作的位置可以設定。此外,有2種狀態可供選擇:

「comb」:動作過程時,合模或開模過程不停止

「stop」:動作過程時,合模或開模過程停止,在抽芯動作完成後,開合模繼續。

抽芯動作到位與否,可以用「ls」(限位開關)和「time」(時間)兩種方式控制。

ls-限位開關被觸動後,表示動作到位。

time-抽芯動作持續一段時間(設定值),裝置自動給出到位訊號。

此外,還設計頂出液壓系統,頂出系統必須在抽芯「pull」動作完成後進行(如果有抽芯動作)。同時,頂出系統必須使用「ls」方式,否則將無法進行連續生產。

2. 模溫機

a. 外飾系統廠模溫機現狀

在每台注塑機周邊,均配備臺模溫機,其中臺控制動模, 臺控制定模。可使用迴圈水和冷卻水。目前外飾系統廠的模溫可控制範圍狹窄,夏季實際控制溫度範圍在20-40℃,冬季在10-35℃之間。

在這樣的條件下,相對縮小了工藝視窗。

3. 乾燥及集中供料系統

a. 乾燥和集中供料系統工作情況

外飾系統廠採用熱風乾燥裝置,乾燥容量有單位時間的材料耗用量而定。材料乾燥後,通過真空管通到集中供料系統的控制台上,在控制台上可以將管路連線到注塑機上。注塑機上料斗的感應器,在料斗中的原料不足時向集中供料系統的控制單元發出訊號,控制單元開啟真空幫浦通過控制台,從乾燥機送至注塑機上。

同時為了降低原材料的占地面積,在供料區域還設定了silo。作為未乾燥粒子的緩衝貯存。

乾燥料桶,從silo或直接吸入塑料粒子,進行乾燥。吸入裝置還可以通過吸料時間的差異控制從不同的管路吸入不同材料的比例,以進行原材料或者回用料配比。

b. 乾燥和集中供料系統對產品質量的影響

主要對產品產生的影響包括以下幾個方面:

材料含水率過高:含水率過高,將影響產品的表面質量,出現排氣不良現象。同時會影響塑料熔體的流動性和模具收縮率,產生產品尺寸的偏差。

但是,由於pp+epdm的吸水性不高,對產品的影響較小。

三、 模具

1. 模具結構

a. 模具結構與產品結構

模具結構在很大程度上取決與產品結構和產品質量要求:

模具頂出系統要求:根據對產品分型線位置的要求,在設計模具頂出系統時,必須進行考慮。如果對分型線的位置沒有特殊要求,可以採用模具開模到位後頂出。

通常在這種情況下,產品的分型線在可見表面上,該分型線無法消除,同時要求有一定的修邊和打磨工作量。

另一種要求隱藏分型線,且在可見表面不允許有可見滑塊痕跡,這種產品設計要求在大眾設計的產品中比較多見。這時要求開模同時頂出與開模同步,開模時利用滑塊將產品頂住型腔。同時產品向內收縮,在產品兩側完全與定模分開後,將模具徹底開啟。

為方便取件,有時也採用第二級頂出。為保證模具的安全性和操作性,通常在模具上設計有安全銷,以保證在裝置液壓系統工作不正常時,通過安全銷拉動模具頂板,保證模具定模型腔的安全。合模過程之前,頂板不回退,依靠回頂將頂板回退到位。

為防止誤操作,模具油缸的回退杆不與模具頂板連線,這樣在注塑裝置上始終保證無法使用手動方式退回頂板。在模具由於在開模過程中,產品有一定程度的變形,任何設計或加工不理想,都可能產生產品損傷,產品設計時在兩側邊緣盡量避免強度較低的部分和銳角。

流道系統:

由於pp+epdm對壓力比較敏感,同時存在較大可壓縮性,澆口如果直接進入產品通常會產生應力集中。因此澆口應在冷流道中有足夠的緩衝,或將澆口設定在不可見區域。

如採用多澆口結構,應該考慮產品的熔結痕問題。儘量減少澆口數量。採用valve gate技術,可以消除熔結痕,但是由於v/g澆口不是同時開啟,容易引起冷料的問題。

在模具設定時必須充分考慮,冷料的去向,適當加大冷料井的容量。如果採用valve gate側澆口,前乙個澆口熔體可能進入,後乙個澆口的冷流道中,在這種情況下,冷流道中氣體可能受困,應該考慮排氣問題。

此外澆口的設定,還要求考慮門板和門檻等產品與車身的匹配關係。在敏感區域不能設定澆口。從尺寸穩定性方面考慮,通常增加澆口數量,有利於產品尺寸的穩定,和尺寸調整的方便。

但同時也會帶來表面質量的不穩定因素,和換模效率模具成本增加等問題。

模具拋光要求:

模具的光潔度與產品設計工藝有很大聯絡。通常對於電鍍產品而言,模具光潔度要求最高。而模具光潔度提高,也有利於對熔體的流動進行控制。但是,如果模具光澤度過高可能影響產品

四、 機械手取件

1. 機械手的功能介紹

取件機械手的主要功能是將產品從模具中取出,並轉移到工作台上。延鋒ube 2200t及3150t的注塑機採用的機械手可以進行3軸轉動,但是1300t的機械手的轉動方向至可以進行2軸轉動。每台機械手配有1路真空迴路,用於使用吸盤吸取製件,另配有3路氣路,保證機械手進行動作。

這3路氣路有先後動作次序依次為「undercut 1」、「undercut 2」、「clamp」,可根據需要選擇是否使用。此外還有一路單向氣路提供剪下澆口,在1300t裝置上增加汽缸,也可作為另乙個軸方向的旋轉功能使用。

2. 機械手對質量的影響

機械手對產品質量的影響主要表現在:

1、 吸盤吸力過大,容易導致產品表面凸起。

2、 感應開關可能碰傷產品表面。

3、 取件夾子可能碰傷產品。

4、 吸盤位置發生相對移動,劃傷產品。

5、 取件週期過長,導致生產週期偏長。

6、 產品碰撞裝置,產品損傷。

7、 吸盤或抓手位置在產品某些部位產生痕跡,造成缺陷無法判斷。

第二部分:注塑工藝

一、 乾燥

使用熱風乾燥機對原材料進行乾燥,通常要求注塑用的pp+epdm的粒子含水率低於0.03%。造成含水率無法滿足這個指標的可能性,在於乾燥溫度或乾燥時間無法滿足要求。

除去裝置故障因素外,可能造成的原因在於:乾燥裝置的容量無法滿足生產的要求,隨著生產的延續,乾燥時間越來約少,乾燥溫度越來越低。

這樣容易造成的產品缺陷主要為產品表面容易出現氣泡、銀紋、縮癟等缺陷。乾燥不足還會引起,產品的機械效能下降。

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