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模具調(diào)試又叫做試模,它是模具制造過程三大程序(即設(shè)計(jì)、加工、試模)中,后的也是關(guān)鍵的工序。它是模具設(shè)計(jì),模具制造的總驗(yàn)核。
試模的準(zhǔn)備
模具的準(zhǔn)備
經(jīng)過研配安裝后的模具,必須進(jìn)行通水(應(yīng)用專門的帶增壓裝置的試驗(yàn)設(shè)備)、通電(主要是帶有熱流道和電熱棒的模具,此時(shí)要進(jìn)行耐高電壓安全試驗(yàn))等安全性試驗(yàn)以及模具活動(dòng)部分的動(dòng)作試驗(yàn),例如,頂出機(jī)構(gòu),液壓及機(jī)械抽芯機(jī)構(gòu)等,并進(jìn)行制品的厚度測(cè)量(可用粗細(xì)不同的軟鉛絲置于型腔、型芯之間碰模后測(cè)量、或注入特制的蠟進(jìn)行測(cè)量)。另外,還要檢查吊鉤、鎖緊機(jī)構(gòu)等裝置的安全性。
試模材料的準(zhǔn)備
試模材料應(yīng)選用與成品相同的塑料進(jìn)行試模。
試模機(jī)床(注塑機(jī))的選定
對(duì)注塑模具,首先根據(jù)注塑件的大小、形狀確定注塑機(jī)的規(guī)格,即按注塑件在注射方向的投影面積S和選定的模腔內(nèi)平均注射壓力P,計(jì)算制品的工藝鎖模力P2。
P2=S‧P‧η/1000
P2―制品的工藝鎖模力(KN)
S―制品在開模方向的投影面積與流道投影面積(mm2)之總和
P―模內(nèi)注射平均壓力(MPa),依據(jù)塑料粘度和流長比而定。塑料粘度的影響因素包括樹脂的特性、溫度、流動(dòng)剪切速率等,例如PE、PS、PP等材料粘度系數(shù)較低,PC材料的粘度系數(shù)是以上三種材料的一倍。流長比是塑料熔體自澆口至塑制件遠(yuǎn)端的長度與塑制件平均厚度之比。流長比越大則要求模內(nèi)壓力P越高,一般可取20-40。
η―特性系數(shù),一般取1.2。
注塑機(jī)的恒定鎖模力應(yīng)等于或者大于塑料制品的工藝鎖模力。其次應(yīng)復(fù)核注射量,制件的質(zhì)量(包括制品及水口)應(yīng)選用在注射機(jī)大注射量的30-75%之間為宜。
注射機(jī)的恒定鎖模力和注射量要同時(shí)滿足上述兩個(gè)條件,才能用作制品試模或加工。注射機(jī)的噴嘴孔直徑應(yīng)比模具澆注系統(tǒng)主流道口直徑小(0.5-1mm)。還應(yīng)考慮模具的安裝尺寸、模具的閉合高度、開模距離、定位圈尺寸、頂出方式等。
試模工藝條件的選定
注射壓力
試模開始不宜選用太高,應(yīng)在試模中逐步提高,尤其是筋較多的模具,或者型腔較深的模具,更要注意,以免產(chǎn)生大量的飛邊和脹模,造成脫模困難或模具受到破壞。壓力的設(shè)定可參考表1。
表1 注射壓力與塑料特性關(guān)系
注射量
注射量一般以注射熔料的容積(cm3)表示,因?yàn)橘|(zhì)量會(huì)由于塑料密度的不同而變化,而密度要受注射時(shí)間、壓力、溫度等影響。試模前應(yīng)通過標(biāo)準(zhǔn)件測(cè)試或計(jì)算求得大值,試模時(shí)從小到大逐漸提高,直到得到完整制品。
計(jì)算公式:
制品質(zhì)量=注射量*ρ
注射量=m/ρ=l*螺桿截面積
注射行程=注射量/螺桿截面積
=注射量/0.785D2
=(m/0.785D2ρ)*1000
D―螺桿直徑(mm)ρ―密度(一般取其值為1) m―制品質(zhì)量(克)l―注射行程(mm)
注射速度和注射速率
注射速度是指螺桿或柱塞在注射時(shí)單位時(shí)間前進(jìn)的速度(cm/s),注射速率是熔料在單位時(shí)間內(nèi)從噴嘴射出的熔體容量(cm3/s)。一般為了使熔料在模具內(nèi)不被迅速冷卻,在制品上不出現(xiàn)熔接痕,要求提高注射速率。但注射速率的提高,會(huì)由于熔料流在高速產(chǎn)生的剪切熱而使熔體破裂,或因空氣動(dòng)能被高速流動(dòng)的熔體急劇壓縮產(chǎn)生的熱量超過材料分解熱,而出現(xiàn)所謂困氣燒焦。試模時(shí)一般先取較高速注射,發(fā)現(xiàn)有燒焦時(shí)再降低,直至消除為止。
注射料溫
注射溫度主要是由塑料樹脂的性能參數(shù)確定的,為了易于注射成型,一般取上限,待注塑定型后再降到合適的值。因?yàn)榱蠝剡^高會(huì)出現(xiàn)氣痕、燒焦等缺陷。結(jié)論:試模開始應(yīng)選擇高料溫、低壓力、高射速和合適儲(chǔ)料量(注射量)的工藝條件。依據(jù)模具實(shí)際情況,通過試模逐步調(diào)整,直至合適,并將整個(gè)試模過程作好記錄。
試模制品缺陷分析
飛邊
常見的飛邊在分型面、抽芯滑塊成型面、頂出機(jī)構(gòu)表面等處。******要調(diào)整試模工藝條件,例如,注射料量是否過大、注射壓力是否過大或鎖模力不足(用百分表測(cè)量是否脹模)。試模工藝因素外,主要是非標(biāo)模具零件加工精度或研配精度差、分型面與型腔交界處有小圓弧等原因造成,可采取相應(yīng)措施解決。例如,分型面飛邊,則應(yīng)研配各碰硬面,減小分型面間隙;又如分型面與型腔交界處有小圓弧,如僅在0.03-0.06mm以內(nèi),且在壁厚允差范圍內(nèi),可將分型面小圓弧磨去一些(這樣會(huì)減薄制品厚度)。
頂出白印,甚至穿透制件。
頂白的原因是頂出力超出了塑料的彈性極限。首先檢查脫模斜度是否過小,甚至是負(fù)角(倒扣)。其次檢查型芯相關(guān)部位的研拋是否達(dá)到要求的表面粗糙度。還應(yīng)檢查零件配合是否過松,或該處制件壁厚過薄,或模具設(shè)計(jì)時(shí)考慮強(qiáng)度不足。主要是不可忽視模溫,一般模溫超過40℃往往是塑件頂白的主要因素。在注塑中模具變形也是可能的原因。在檢查模具變形之前,也先要調(diào)整試模工藝條件,可減小注射壓力至足夠小,過大的注射壓力也是產(chǎn)生白印的原因之一。
熔接痕
熔接痕是熔融的塑料樹脂在充模中穿過障礙物、或者兩個(gè)澆口的料流冷料前鋒相遇時(shí),熔接不良而形成的。熔接痕通常可以通過提高料溫、提高模溫等提高熔料流動(dòng)性或提高注射速率的方法解決。當(dāng)制品要求某些部位無熔接時(shí),應(yīng)改變澆口位置,或改變某些澆口及型腔尺寸的大小,即改變料流的相遇部位,把熔接痕轉(zhuǎn)移到低感光區(qū)、應(yīng)力不敏感區(qū)。在熔接痕的部位,增加排氣孔或者開“垃圾銷”,也可以減小熔接痕。
縮痕
在制品某些部位可見塑料的冷卻收縮痕,尤其在制件與筋相交的表面處更明顯。這是因?yàn)榇颂幍牧虾瘢車^該處先冷凝,該處冷凝時(shí)已無法從周圍取得熔料補(bǔ)充而造成。改進(jìn)的方法,一是在制品設(shè)計(jì)時(shí)將筋減薄,一般筋的厚度應(yīng)在相交處壁厚尺寸以下,深度不超過交界壁厚的3倍。或用氣體輔助注射的方法,增加氣體流道。二是注塑時(shí),提高注射壓力,適當(dāng)降低料溫,提高保壓壓力等。其中佳的方法是采用氣體輔助。
銀絲瘢
在制件表面的銀絲狀瘢痕通常稱為銀絲瘢。產(chǎn)生的原因,主要是在熔料中或模具中混有水分,可先行將物料和模具烘干解決。有的瘢痕也可能是料溫過高或熔料在料筒中停留的時(shí)間過長,注射時(shí)熔體的分解氣體造成,則可用降低料溫、盡量縮短熔料在料筒中的時(shí)間解決,也可適當(dāng)?shù)目刂谱⑸渌俣冉鉀Q。
燒焦
表現(xiàn)為在制品某些部位有燒焦,主要是模具排氣不暢、料流速度過快等原因造成,采取相應(yīng)對(duì)策解決。
制件表面不光亮(未作表面腐融前)
試模時(shí)可相應(yīng)的調(diào)整注射速率、料溫、模溫等工藝參數(shù)解決。對(duì)于模具可進(jìn)一步拋光,增加排氣等修整。
制件翹曲
這是由于制件冷卻不均和成型應(yīng)變?cè)斐傻摹?稍嚹r(shí)提高注射壓力、降低模溫及提高熔料溫解決。如仍無法解決,則應(yīng)修模。可從改變澆口位置、澆口形式(扇形較直澆口好)、冷卻流道部位、冷卻溫度均勻性等著手解決。也有用夾具將剛從模具中脫出的制品進(jìn)行固定整形,解決翹曲。
注射不足
試件的某些部位有缺損。主要由注射量不足、排氣不暢、注射壓力低、料溫低、注射速率低等原因產(chǎn)生,可先在試模中逐項(xiàng)調(diào)整工藝參數(shù)解決。
如仍難以解決則應(yīng)修模。修模時(shí)應(yīng)考慮模具流道是否暢通、排氣是否通暢、制品該處壁厚是否過薄、冷料穴是否太小等,然后采取相應(yīng)對(duì)策解決。(end)