注塑成型是一个循环过程,完成注塑成型需要经过预塑、注塑、冷却定型3个阶段。
(1)预塑阶段。螺杆开始旋转,然后将从料斗输送过来的塑料向螺杆前端输送,塑料在高温和剪切力的作用下塑化均匀并逐步聚集在料筒的前端,随着熔融塑料的聚集,压力越来越大,最后克服螺杆背压将螺杆逐步往后推,当料筒前部的塑料达到所需的注塑量时,螺杆停止后退和转动,预塑阶段结束。
(2)注塑阶段。螺杆在注塑油缸的作用下向前移动,将储存在料筒前部的塑料以多级速度和压力向前推压,经过流道和浇口注入已闭合的模具型腔中。
(3)冷却定型阶段。塑料在模具型腔中经过保压,防止塑料倒流直到塑料固化,型腔中压力消失。一个生产周期中冷却定型时间占的比例最大。 注塑过程是一个周期性循环过程,每个循环内要完成模具关闭、填充、保压、冷却、开模、顶出制品等操作。其中,注塑(熔体填充)、保压和冷却是关系到能否顺利成型的3个关键环节。然而熔体的流动行为和填充特性又和填充的压力、速度以及熔体的温度密切相关,了解熔体的流动行为等相关特性,对于设计整个注塑工艺意义重大。
一 模具及其功能与作用
1、模具
模具是工业产品生产用的工艺设备,主要适用于制造业和加工业。它是和冲压、锻造、铸造成形机械,同时和塑料、橡胶、陶瓷等非金属材料制品成型加工用的成形机械相配套,作为成形工具来使用的。
模具属于精密机械产品,因为它主要由机械零件和机构组成,如成形工作零件(凸模、凹模),导向零件(导柱、导套等),支撑零件(模座等),定位零件等;送料机构,抽芯机构,推(顶)料(件)机构,检测与安全机构等。
为提高模具的质量、性能、精度和生产效率,缩短制造周期,其零、部件(又称模具组合),多由标准零、部件组成。所以,模具应属于标准化程度较高的产品。一副中小型冲模或塑料注射模,其构成的标准零、部件可达90%,其工时节约率可达25%~45%。
2、模具的功能和作用
现代产品生产中,模具由于其加工效率高,互换性好,节约原材料,所以得到和广泛的应用。而现代工业产品的零件,广泛采用冲压、成形锻造、压铸成形、挤压成形、塑料注射或其他成形加工方法,和成形模具相配套,经单工序或多道成形工序,使材料或坯料成形加工成符合产品要求的零件,或成为精加工前的半成品件。如汽车覆盖件,须采用多副模具,进行冲孔、拉深、翻边、弯曲、切边、修边整形等多道工序,成形加工为合格零件;电视机外壳、洗衣机内桶是采用塑料注射方法,经一次注射成型为合格零件的。
高精度、高效率长寿命的冲模塑料注射成型模具,可成形加工几十万件,甚至几千万件产品零件,如一副硬质合金模具,可冲压硅钢片零件(E型片、电机定转子片)上亿件,称这类模具为大批量生产用模具。而适用于多品种、少批量,或产品试制的模具有:组合冲模,快换冲模,叠层冲模或成型模具,低熔点合金成型模具等,在现代加工业中,具有重要的经济价值,称这类模具为通用、经济模具。
电子、计算机、现代化通讯器材与设备、电器、仪器与仪表等工业产品的元器件或零、部件越来越趋于微型化、精密化,其零件结构设计中的槽逢孔尺寸要求在0.3mm以下,批量生产用模具要求很高。如高压开关中的多触点零件,宽度仅为10mm,却需冲孔、冲槽、弯曲、三层叠压等工序,模具需设计为70工位的精密级进冲模。又如BP机中零件尺寸极其微小,对模具的要求更高。这类微型冲件和塑件用的模具,已成为高技术模具或专利型模具。大型模具,重量在10t以上的已很常见,有些模具重量已达30t。如大型汽车覆盖件冲模,大型曲轴锻模,大尺寸电视机外壳用塑料注射模等重量都在10t以上。
随着现代化工业和科学技术的发展,模具的应用越来越广泛,其适应性也越来越强。已成为工业国家制造工艺水平的标志和独立的基础工业体系
另外,采用模具进行成形加工,是少、无切屑的主要工装,在大批、大量加工中,可使材料利用率达90%或以上。
3、各种模具的分类和占有量
模具主要类型有:冲模,锻摸,塑料模,压铸模,粉末冶金模,玻璃模,橡胶模,陶瓷模等。除部分冲模以外的的上述各种模具都属于腔型模,因为他们一般都是依靠三维的模具形腔是材料成型。
(1)塑料模:塑料模是塑料成型的工艺装备。塑料模约占模具总数的35%,而且有继续上升的趋势。塑料模主要包括压塑模,挤塑模,注射模,此外还有挤出成型模,泡沫塑料的发泡成型模,低发泡注射成型模,吹塑模等。
(2)锻模:锻模是金属在热态或冷态下进行体积成型是所用模具的总称。按锻压设备不同,锻模分为锤用锻模,螺旋压力机锻模,热模锻压力锻模,平锻机用锻模,水压机用锻模,高速锤用锻模,摆动碾压机用锻模,辊锻机用锻模,楔横轧机用锻模等。按工艺用途不同,锻模可分为预锻模具,挤压模具,精锻模具,等温模具,超塑性模具等。
(3)冲模:冲模是对金属板材进行冲压加工获得合格产品的工具。冲模占模具总数的50%以上。按工艺性质的不同,冲模可分为落料模,冲孔模,切口模,切边模,弯曲模,卷边模,拉深模,校平模,翻孔模,翻边模,缩口模,压印模,胀形模。按组合工序不同,冲模分为单工序模,复合模,连续模。
(4)压铸模:压铸模是压力铸造工艺装备,压力铸造是使液态金属在高温和高速下充填铸型,在高压下成型和结晶的一种特殊制造方法。压铸模约占模具总数的6%。
(5)粉末冶金模:粉末冶金模用于粉末成型,按成型工艺分类粉末冶金模有:压模,精整模,复压模,热压模,粉浆浇注模,松装烧结模等。
模具装配后通过试冲对模具和制件进行综合考查与检测,根据出现问题及产生的缺陷认真进行质量分析,找出产生的原因,并对冲模进行适当的调整和修理的方法叫试模。新模具注塑成型之前或机台更换其他模具生产时,试模是必不可少的部分。试模结果结果的好坏将直接影响工厂的后续生产是否顺畅。因此在试模过程中必须遵循合理的操作步骤和记录试模过程中有用的技术参数,以利于产品的批量生产。
试模前的注意事项
1、了解模具的有关资料:最好能取得模具的设计图面,详予分析,并约得模具技师参加试模工作。
2、先在工作台上检查其机械配合动作:要注意有否刮伤,缺件及松动等现象,模向滑板动作是否确实,水道及气管接头有无泄漏,模具之开程若有限制的话也应在模上标明。以上动作若能在挂模前做到的话,就可避免在挂模时发现问题,再去拆卸模具所发生的工时浪费。 3、当确定模具各部动作得宜后,就要选择适合的试模射出机,在选择时应注意:(a)注塑机台的最大射出量是多少(b)拉杆内距是否放的下模具(c)活动模板最大的移动行程是否符合要求 (d)其他相关试模用工具及配件是否准备齐全一切都确认没有问题后则下一步骤就是吊挂模具,吊挂时应注意在锁上所有夹模板及开模之前吊钓不要取下,以免夹模板松动或断裂以致模具掉落。模具装妥后应再仔细检查模具各部份的机械动作,如滑板、顶针、退牙结构及限制开关等之动作是否确实。并注意射料嘴与进料口是否对准。下一步则是注意合模动作,此时应将关模压力调低,在手动及低速的合模动作中注意看及听是否有任可不顺畅动作及异声等现象。吊装模具过程其实比较简单,需要仔细的地方主要是模具浇口与射嘴的校中心比较困难,通常可以采用试纸的方式调校中心。
4、提高模具温度:依据成品所用原料之性能及模具之大小选用适当的模温控制机将模具之温度提高至生产时所须的温度。等模温提高之后须再次检视各部份的动作,因为钢材因热膨胀之后可能会引起卡模现象,因此须注意各部的滑动,以免有拉伤及颤动的产生。
5、若工厂内没有推行实验计划法则,我们建议在调整试模条件时一次只能调整一个条件,以便区分单一条件变动对成品之影响。
6、依原料不同,对所采用的原枓做适度的烘烤。
7、试模与将来量产尽可能采用同样的原料。
8、勿完全以次料试模,如有颜色需求,可一并安排试色。
9、内应力等问题经常影响二次加工,应于试模后待成品稳定后即加以二次加工模具在慢速合上之后,要调好关模压力,并动作几次,查看有无合模压力不均等现象,以免成品产生毛边及模具变形。
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