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模具设计及制作人员应知成型方面的知识.doc

上传人:jinchen 文档编号:4522970 上传时间:2019-01-01 格式:DOC 页数:7 大小:50KB
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资源描述

1、 模具设计及制作人员应知成型方面的知识产品能达到品质要求 产品注塑后即能满足品质要求,这是检测成型条件是否合格的最基本要求。 产品经过再次加工后或者后处理才能满足品质要求。有些产品因结构影响,必须在注塑成型后经过后加工或者处理才能达到品质要求。注塑产品对后续的加工或者处理是否有影响,也是注塑技术人员在调整参数时需加以考虑的问题。最快注塑成型周期模具开合的最短周期及合理化在调整开合模速度时,一般情况都采用慢快慢的运行方式,但是,在三板模和一些特殊模具(如有行位或抽芯)的情况下,要做合理的调整。在保证模具安全运行的情况下,以调整到模具的最快运行速度为原则。 人员操作的安全性和最快方法 在生产有斜顶

2、或行位以及结构比较复杂的模具时,要充分考虑人工取件的最方便性或机械手取件的最佳位置,以能安全和快捷取出为最佳状态。 机械手使用的合理化和最短周期 一般机械手都有多种运行方式供我们选择,并且每个动作都有快慢时间可以调整,因此要选择对模具和产品最有利的运行方式和时间。严格来说以机械手完成一整套动作快于机台完成一个成型周期为原则。 后加工操作的规范化和合理化 在操作员取出产品后,一般都会安排一些后加工。如果安排不当,就会出现机台开模后操作员没能及时取产品,造成人为的延长成型周期。 成型参数的最优化和理想化 各项参数是否最优化。比如:常常会忽略的回料时间大于冷却时间,低压锁模位置调整过大,模具温度过高

3、,料筒温度过高,这些都会造成整个成型周期的加长。 使生产成本降到最低 二次加工工序的最简单化 产品在注塑成型后,有些需要再次加工。比如:披峰之类。如果出来的产品加工位过多,而需要多人员加工就增加了成型成本。 设备的能源消耗最低化 主要考虑以下因素:模温是否设定过高?螺筒尾段的冷却水温调整是否合理?射胶时间是否过长? 产品重量最小化 在能满足品质要求的情况下,尽可能使产品重量最小。这是节约原料的重要方法之一。 不良率的最小化 把参数调整到最稳定,从而降低不良率。 材料再生利用的最大化 在允许添加回收料的情况下,要尽可能地处理好不良品和水口,做到避免污染,以便回收使用。使模具达到最长寿命 行位接触

4、点位置段速度的合理化 在设定开合模的速度和位置时,要尽量考虑到模具活动部分接触点的运行速度,要以能最大限度的减少模具活动部件磨损为原则。 抽芯速度/压力的合理化 在考虑最快运行的同时,不要忽略应减少抽芯部件的磨损。 顶针速度/压力的合理化 精密注塑机的顶出系统都有多段压力和速度设定,要在满足产品成型需要和考虑减少模具顶出系统磨损的条件下,以最快速度完成为原则。 正确设定锁模低压和位置 如果锁模低压位置设置过大,就会影响成型周期。如果位置设置过小则起不到保护模具的作用,因此,要配合低压压力和位置以及时间进行最合理的调整。这是一定不要忽略的一个调整参数。 正确设定回针保护及抽芯接近开关的位置 这是

5、保护模具的必要动作,在生产前务必要检查回针保护及抽芯接近开关设定是否正确和位置是否最佳。 使设备损耗达到最小 一套好的成型条件参数,除了能同时满足以上条件外,还必须做到使各设备的磨损达到最小。在实际中我们发现,有些技术人员为了刻意追求最短成型周期,把开合模的速度调到很快,甚至已引起整台注塑机的大幅度震动;或者,螺杆在全速和高压下旋转。这些对机台的使用寿命都非常不利,应该综合各项参数,在考虑以上各条件的情况下找到最合理最优化的成型条件。 典型工程塑料注塑加工工艺要点尼龙 原料干燥 尼龙吸水性大,为保证制品质量,成型前必须干燥,使其含水量控制在 0.1%以下。 干燥方法有常压鼓风加热干燥和真空加热

6、干燥。鼓风加热干燥温度一般为 1005,时间约6-10h,真空干燥温度为 905 ,时间 4-6h。干燥温度偏高会使尼龙变黄,氧化降解。特别是阻燃尼龙,添加低分子助剂会使尼龙的耐热性下降,最好采用真空干燥。 成型温度 料筒温度:尼龙熔体热稳定性较差,料筒温度不宜太高,一般略高于原料熔点,对于增强尼龙应比纯尼龙稍高,阻燃尼龙则应略低于纯尼龙的温度。 喷嘴温度:喷嘴必须单独加设加热器,以便调整和控制喷嘴温度。喷嘴温度设定应根据物料流出的表面光泽度来决定。 模具温度:模具温度对制品质量有很大影响。尼龙是结晶性高聚物,熔体在模腔中冷却时伴随着结晶,并产生较大的收缩。模温应根据制品形状、壁厚来决定。对于

7、壁厚制品或形状复杂的制品,应选择较高的模温,以防止厚壁制品产生凹陷、气泡等缺陷;对薄壁制品,提高模温,有利于熔体充满模腔,防止熔体过早凝固。 注射压力 对于尼龙制品,选择较低的注射压力和较高的注射速率,有利于减少制品的内应力。 制品后处理 冷却过快和熔体的不良流动会使尼龙制品脱模后存在内应力。消除内应力较简便的方法是将制品浸入适当的液体中进行处理。热处理方法有油浴和水浴。热处理温度应高于制品使用温度10-20,热处理时间随制品厚薄而定:厚度增 3mm 以下为 10-15min;厚度 3-6mm 为 15-30min;对厚的制品,处理时间应在 6-24h。处理好的制品从热处理槽中取出时应避免风吹

8、,让其缓慢冷却,否则制品表面将因冷却不均匀产生新的应力。 在湿度大的环境或水中使用的尼龙制品应进行调湿处理。所谓调湿处理就是将制品在相对湿度为 65%的条件下放置一段时间,使之达到所要求的平衡吸湿量的过程,常用的加热介质为热水和醋酸钾水溶液,温度为 80-100,处理时间一般为 8-16h。 聚碳酸酯 聚碳酸酯注塑主要用于制造较精密的、承受较大冲击负荷的中、小型制品。 原料干燥 聚碳酸酯容易吸水,而且成型加工的高温过程中水分会使其发生水解和降解,严重影响制品的外观质量和物理、力学性能,因此控制水分含量应低于 0.02%以下。常用干燥方法有:常压热风干燥,温度 110-120,时间约 24h,料

9、层厚度为 25mm,干燥过程无需翻料。真空干燥,压力为 0.096Mpa,其他条件与常压热风干燥相似,时间可缩短 1/3-2/3。聚碳酸酯易带静电而吸尘,干燥的装置及空气应洁净。严格干燥后的聚碳酸酯物料置于保温料斗中,维持 90-100,热风循环干燥。 成型温度 通常控制料筒温度为 250-310,使物料实际温度为 280-300。对于原料分子量高,熔体经过的通道小、表面粗糙、流程长、壁薄、形状复杂的制品以及生产周期较短或使用注塞式注塑机时,都需要较高的成型温度。为了减小制品的内应力,可以适当地提高物料温度、降低成型压力,因为成型温度比成型压力对调节熔体流动性更有效。 喷嘴温度可以与料筒前段温

10、度相同或降低 5-10,温度太高将出现“流涎”现象;温度太低则引起喷嘴堵塞或者出现制品带上低温物料造成缺陷。物料温度是否恰当,一般采用对空注射法或制品直观分析法进行判断。 制品在模具内冷却定型温度的上限由聚碳酸酯的玻璃化温度 Tg(130)确定。按制品形状、厚薄不同,模具温度一般控制在 85-120,最好控制在 100-120范围内。 聚碳酸酯导热性不良,模温低可以减少冷却时间,缩短成型周期。模具温度的确定必须同时考虑到树脂熔体在模腔内的流动、使制品厚度均匀和制品应力变形尽量小。 成型压力 聚碳酸酯的成型压力一般为 80-160Mpa。当注射机有足够的锁模力,熔体在完全充满模腔之前,成型压力能

11、快速准确地由注射状态转换到较低数值的保压状态时,宜于使用较高的注射压力和较快的注射速度。这样对聚碳酸酯高粘度熔体的充模和不使制品内应力增大都有益处。要尽量采用较低的保压压力和较短的保压时间。塑化压力(背压)约为注射压力的 10%-15%,不可太大或太小。太大,将加长预塑时间,可能导致聚碳酸酯过热降解;太小,则不利于物料排气、熔体致密及温度和色泽的均匀一致。 制品后处理 聚碳酸酯制品如果壁厚较大,形状复杂、尺寸精度较高、使用温度范围较宽以及内应力较大时,需要进行退火处理。退火温度一般比聚碳酸酯的热变形温度(133-142)低 10-20,温度太高(或放置不当),制品容易翘曲、变形;温度太低,则处

12、理效果较小。退火处理随制品形状及厚度而定,一般为 1-10h,厚度越大,时间就要更长。退火时间到达后,制品要逐渐冷却到室温,冷却太快将重新引起内应力。 聚甲醛 原料干燥 通常情况下,聚甲醛不经干燥就能加工,但是如果采用浸水冷却的粒料,或者树脂包装不好,又储存在阴暗潮湿的仓库里,或者为了成型精密零件或大面积薄壁制件,树脂就要预先干燥,以改善制件表面光泽,还可以减少制件的白芯和气泡,提高其力学性能。使物料堆积厚度小于30mm,在 80的鼓风烘箱中干燥 4h 即可。 成型温度 共聚甲醛熔点在 165左右,均聚甲醛熔点在 175左右,因此注塑机料筒温度必须高于此温度。但温度过高又会导致物料变色分解。所

13、以共聚甲醛一般在 170-190,均聚甲醛在 180-200。先从温度下限开始试验。如制品有缺陷,而改变其他工艺条件都不能解决问题时,才逐渐升温,直到制得良好的制品为止。采用注塞式注射机时温度比采用螺杆式注塑机要稍高些。一般模具温度不低于 75,对于大面积厚壁制品,可高达 120。模具温度应尽量均匀,以免制品翘曲。聚甲醛高温下脱模不困难,不必延长冷却时间。 注塑压力 可在 40-130Mpa 的范围内进行选择。一般来说,采用注塞式注塑机或加工薄壁制品时,注塑压力要高些;采用螺杆式注塑机或加工厚壁制品时,注塑压力要低些。物料的熔体流动速率小,浇口流道尺寸小,模具温度的流程阻力大的情况下,注塑压力

14、应选得大些。 成品退火 一般在 130的烘箱中退火 4-8h,然后缓慢冷却至室温。 操作安全性 物料过热(超过 240)或受热时间过长,容易分解,产生相当量的甲醛。部分甲醛将进而氧化成甲酸,并引起大量甲醛气体的产生,呛人、流泪、咳嗽,甚至可能引起爆炸伤人,应注意 1) 尽量采用低的料筒温度和喷嘴温度; 2) 先将料筒温度升至 150,等 15min 后再升至正常加工温度; 3) 发现分解的预兆后,马上对空注出已分解的物料,分析原因,制定措施; 4) 停车前 15min,停止料筒加热,注出料筒内的物料,料筒内应不留大量剩料; 5) 其他原料更换为聚甲醛时,除了加工温度比聚甲醛较低的物料或者与聚甲

15、醛相近的物料,必须用聚乙烯清洗过渡; 6) 要经常检查温度控制系统及各部的温度。 聚苯醚和改性聚苯醚 原料干燥 由于吸湿性小,23吸水率(24h)聚苯醚仅为 0.03%,改性聚苯醚 Noryl731 为 0.07%,对于外观要求不高的制品,可以不经预干燥即可注射。但树脂经熔融造粒,浸水冷却或是包装不严,都可能使树脂吸附微量水分。特别是粉状 PPO 树脂,质轻,表面积大,更易吸入微量水分,致使加工后的制品产生表面气泡等不光滑现象,最好干燥后再加工,对于精密度高的制品更是如此。 成型温度 注塑聚苯醚制品,机筒温度按制品的不同特点及大小设置在 280-330,当一次注塑量为料筒容量的 20%-50%

16、时,机筒温度可高达 330也不会降解,但不应超过 330,否则性能会降低。机筒温度不应低于 280,否则容易产生较高的模内应力。 使用 110-150的热模能使应力减至最小,有利于提高光洁度和充满薄壁部分。但热模温度不应超过 150,否则容易起泡并延长操作周期。聚苯醚的熔体不可长期保留在高温下,如果在机筒内停留 2h 以上就会变色,此时整个机筒就应该清洗。 热塑性聚酯 原料干燥 PBT 和 PET 同属于热塑性线型聚酯,在吸湿状态下受热时,酯键就会发生水解,从而使树脂降解。尽管这两种树脂的吸水率一般只有 0.2%-0.3%,但高温下的允许含水率约为 0.03%,所以树脂在成型前必须进行干燥。

17、一般要求干燥温度在 110以上。为了防止加料斗中已干燥合格的物料再吸收水分,物料必须保持在 110左右,可靠的办法是采用热空气循环料斗,一般可采取在加料斗周围安装保温圈或料斗上方设置红外灯保温等方法。 成型温度 PBT 的熔融温度为 220-225 ,最适宜的料筒温度为 230-270 ,此温度范围内能有良好的成型加工性能。温度低于 230,物料不能充分熔融,缺乏流动性;高于 270,则容易使物料发生热老化现象,从而使制品的韧性下降,但色泽不会发生明显变化;在注塑阻燃级 PBT制品时,料筒温度应比通常低 10-20左右。 PBT 的结晶化在 30时即能充分进行,因此在注塑时的模具温度一般均可控

18、制得较低 未增强PBT60左右,增强 PBT80左右。在上述模具温度下,能得到表面光泽度很高的制品,而且也有利于脱模。PBT 在注塑过程中,如果成型尺寸精密的制品,模具温度的波动幅度不应大于4,否则,不仅影响充模注射,而且还会影响尺寸稳定性。 PET 加工温度范围窄,温度的高低会给制品的性能以很大的影响。因此料筒温度的选择是控制产品质量的重要因素。所选料筒温度,应有利于物料的充分塑化,最好能在进入喷嘴前,熔料各部分温度尽量趋于一致,而且分解物最少,流动性最好。玻纤增强 PET 的注塑,料筒温度一般控制在 270-290,但不得超过 300。喷嘴温度控制在 240-250 。 PET 根据制品厚

19、度不同分别选用低模温和高模温。成型厚度2mm 时,需要采用 140的高模温,适宜于外观、硬度、耐腐蚀要求高的制品。中模温(70-120)一般避免使用。 增强 PET 注塑时,料筒温度应严格控制在 300以下,当温度高于 304时,将会引起树脂的热分解。此外,为了避免树脂的热分解,停留时间尽可能短一些。 注射压力 注射压力一般为 40-100Mpa。通常随玻纤含量的增加,或随制品厚度的增大而增加,但不应超过 100Mpa,否则将发生脱模困难,易损坏模具。 由于增强 PET 在其熔点以上的温度下具有良好的流动性,因而可在较低的注射压力下成型,一般为其他增强塑料注射压力的 1/2-2/3。 一般情况下背压只需注射压力的 10%-20%,但对玻纤增强 PET,背压不可大于 0.3Mpa,否则玻纤会断裂过多。

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