模具調試又叫做試模,它是模具製造過程三大程序(即設計、加工、試模)中,最後的也是關鍵的工序。它是模具設計,模具製造的總驗核。 Mold testing is three of the main procedures (design, process, testing) of mold making, which is also the most important and critical one. It is the final examination of a mold’s design and processing technology. |
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試模的準備
模具的準備
經過研配安裝後的模具,必須進行通水(應用專門的帶增壓裝置的試驗設備)、通電(主要是帶有熱流道和電熱棒的模具,此時要進行耐高電壓安全試驗)等安全性試驗以及模具活動部分的動作試驗,例如,頂出機構,液壓及機械抽芯機構等,並進行製品的厚度測量(可用粗細不同的軟鉛絲置於型腔、型芯之間碰模後測量、或注入特製的蠟進行測量)。另外,還要檢查吊鉤、鎖緊機構等裝置的安全性。
試模材料的準備
試模材料應選用與成品相同的塑料進行試模。
試模機床(注塑機)的選定
對注塑模具,首先根據注塑件的大小、形狀確定注塑機的規格,即按注塑件在注射方向的投影面積S和選定的模腔內平均注射壓力P,計算製品的工藝鎖模力P2。
P2=S‧P‧η/1000 P2—製品的工藝鎖模力(KN) S—製品在開模方向的投影面積與流道投影面積(mm2)之總和 P—模內注射平均壓力(MPa),依據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、流動剪切速率等,例如PE、PS、PP等材料粘度系數較低,PC材料的粘度系數是以上三種材料的一倍。流長比是塑料熔體自澆口至塑製件最遠端的長度與塑製件平均厚度之比。流長比越大則要求模內壓力P越高,一般可取20-40。 η—特性系數,一般取1.2。
注塑機的恆定鎖模力應等於或者大於塑料製品的工藝鎖模力。其次應覆核注射量,製件的質量(包括製品及水口)應選用在注射機最大注射量的30-75%之間為宜。
注射機的恆定鎖模力和注射量要同時滿足上述兩個條件,才能用作製品試模或加工。注射機的噴嘴孔直徑應比模具澆注系統主流道口直徑小(0.5-1mm)。還應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
 表1 注射壓力與塑料特性關係。 | 注射壓力
試模開始不宜選用太高,應在試模中逐步提高,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。壓力的設定可參考表1。
注射量
注射量一般以注射熔料的容積(cm3)表示,因為質量會由於塑料密度的不同而變化,而密度要受注射時間、壓力、溫度等影響。試模前應通過標準件測試或計算求得最大值,試模時從小到大逐漸提高,直到得到完整製品。
計算公式:製品質量=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—製品質量(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單位時間前進的速度(cm/s),注射速率是熔料在單位時間內從噴嘴射出的熔體容量(cm3/s)。一般為了使熔料在模具內不被迅速冷卻,在製品上不出現熔接痕,要求提高注射速率。但注射速率的提高,會由於熔料流在高速產生的剪切熱而使熔體破裂,或因空氣動能被高速流動的熔體急劇壓縮產生的熱量超過材料分解熱,而出現所謂困氣燒焦。試模時一般先取較高速注射,發現有燒焦時再降低,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確定的,為了易於注射成型,一般取上限,待注塑定型後再降到合適的值。因為料溫過高會出現氣痕、燒焦等缺陷。結論:試模開始應選擇高料溫、低壓力、高射速和合適儲料量(注射量)的工藝條件。依據模具實際情況,通過試模逐步調整,直至合適,並將整個試模過程作好記錄。
試模製品缺陷分析
飛邊
常見的飛邊在分型面、抽芯滑塊成型面、頂出機構表面等處。首選要調整試模工藝條件,例如,注射料量是否過大、注射壓力是否過大或鎖模力不足(用百分表測量是否脹模)。試模工藝因素外,主要是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,可採取相應措施解決。例如,分型面飛邊,則應研配各碰硬面,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,且在壁厚允差範圍內,可將分型面小圓弧磨去一些(這樣會減薄製品厚度)。
頂出白印,甚至穿透製件。
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,甚至是負角(倒扣)。其次檢查型芯相關部位的研拋是否達到要求的表面粗糙度。還應檢查零件配合是否過松,或該處製件壁厚過薄,或模具設計時考慮強度不足。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、或者兩個澆口的料流冷料前鋒相遇時,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性或提高注射速率的方法解決。當製品要求某些部位無熔接時,應改變澆口位置,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,把熔接痕轉移到低感光區、應力不敏感區。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
在製品某些部位可見塑料的冷卻收縮痕,尤其在製件與筋相交的表面處更明顯。這是因為此處的料厚,周圍較該處先冷凝,該處冷凝時已無法從周圍取得熔料補充而造成。改進的方法,一是在製品設計時將筋減薄,一般筋的厚度應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,提高注射壓力,適當降低料溫,提高保壓壓力等。其中最佳的方法是採用氣體輔助。
銀絲瘢
在製件表面的銀絲狀瘢痕通常稱為銀絲瘢。產生的原因,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乾解決。有的瘢痕也可能是料溫過高或熔料在料筒中停留的時間過長,注射時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間解決,也可適當的控制注射速度解決。
燒焦
表現為在製品某些部位有燒焦,主要是模具排氣不暢、料流速度過快等原因造成,採取相應對策解決。
製件表面不光亮(未作表面腐融前)
試模時可相應的調整注射速率、料溫、模溫等工藝參數解決。對於模具可進一步拋光,增加排氣等修整。
製件翹曲
這是由於製件冷卻不均和成型應變造成的。可試模時提高注射壓力、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製品進行固定整形,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生,可先在試模中逐項調整工藝參數解決。
如仍難以解決則應修模。修模時應考慮模具流道是否暢通、排氣是否通暢、製品該處壁厚是否過薄、冷料穴是否太小等,然後採取相應對策解決。
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