保险杠注塑工艺小结

保险杠注塑工艺小结（提纲）第一部分：概述一、原材料1．材料组成以及材料性能保险杠等外饰零件主要采用的材料是PP＋EPDM以及滑石粉的改性产品。PP是一种结晶性，具有一定的收缩性，其收缩性受模具温度影响，提供保险杠产品一定的强度。EPDM是一种橡胶，可起到一定的吸收撞击能量的作用，与PP共混，改善材料的拉伸性能和弯曲性能。添加滑石粉使材料的强度增加，以达到一定的性能要求。同时在材料中还添加了其它助剂，起到改善材料的反应机理和调整收缩率的作用。在注塑工程中部分助剂还可起到一定的交联作用，提高EPDM与PP之间的相互的结合，进一步提高产品的机械性能。2．材料的干燥和成型条件PP＋EPDM的吸水性较弱，干燥要求为80℃－100℃，干燥时间2－4小时。成型的工艺范围较宽，通常的塑化温度为210℃－260℃之间，注塑压力在50－100Kgf/cm2左右。3．材料对油漆和装配性能的影响PP＋EPDM的油漆性能在很大程度上取决与材料本身的性质。由于PP本身的极性很弱，因此主要的油漆结合力取决于EPDM的分布情况，要求EPDM均匀地分布在产品表面，保证各个表面的油漆结合力一致。工艺中，要求在流体的流动过程中形成适当的剪切力，通过PP和EPDM在流动速度上的差异，将EPDM留在产品的外表面来达到油漆要求。但在实际的工艺控制中由于要求兼顾其它方面的产品质量，这方面比较容易被忽略。PP＋EPDM对于产品尺寸上的影响主要是由于材料的模具收缩率引起。EPDM作为橡胶体，在压力的作用下存在一定的可收缩性，因此在注塑压力的作用下，EPDM有一定的收缩，而开模后产品又存在一定的弹性释放。而PP作为结晶材料，在不同的温度下，结晶的速度不同，会造成收缩率存在变化。在油漆过程中，二次烘烤会引起PP的再结晶，因此对产品的尺寸而言，存在的变数比较多。4．材料主要性能对产品质量的影响熔融指数：熔融指数考察的是材料的流动性，熔融指数低，材料流动困难不但会造成产品的表面的诸多缺陷，还会形成局部的尺寸偏小等问题。而熔融指数过高，流动性过好，会使一定的压力下，型腔内熔体的量对注塑和保压压力十分敏感，用于控制尺寸的工艺的稳定性变差。材料收缩率：材料收缩率的偏差必然导致产品的尺寸不良。对于PP＋EPDM而言除了材料本身的性质外，收缩率还取决于产品形状、模具结构、注塑速度、压力和温度。通常材料供应商提供的材料收缩率是一个范围，如果是某个定值是指对于某个形状的产品而言，有较大工艺窗口的模具收缩率参考值。EPDM的含量：由于EPDM的流动性较差，会引起表面和尺寸上的缺陷。EPDM可被压缩，会造成局部的应力集中，过多的EPDM含量会造成工艺上控制的困难。滑石粉含量：滑石粉同样会起到降低流动性的作用，主要会对产品表面造成不利影响，同时如果滑石粉如果共混不均匀，还会对降低产品的油漆性能。虽然，一般而言材料供应商不会提供材料的各种成分含量。但是从材料的部分其它性能上可以进行判断。断裂伸长率的大小，相当部分取决于材料中EPDM的含量，含量越高，延伸率越大。同时，滑石粉含量越高，强度也越高。因此，在同等的材料性能下，还需要考虑材料的工艺性能。通常理想的材料选择，应该考虑工艺窗口尽量变宽。随着目前对产品尺寸要求的提高，相对会采用收缩率比较高的材料，因为收缩高，工艺上的变动使产品尺寸的影响也会变小。二、设备1．注塑机a.注塑机各工艺参数设定介绍以下就UBE注塑机的各项参数设定值进行如下简述：注塑速度：注塑速度共分段控制，输入值为最大注塑速度的百分比值。注塑切换位置：各段注塑速度的切换位置注塑压力：注塑过程中所需注塑压力的上限值。注塑机根据系统压力的反馈情况，对最高注塑压力进行限制。如果注塑压力可以满足产品注塑的速度要求，注塑过程以速度控制为主，如果注塑压力低于注塑的速度所要求的注塑压力，余下的注塑过程以设定的注塑压力控制，直至补缩切换点。此时，速度控制失效。因此，在某些注塑过程中会出现提高注塑压力可以降低产品的现象。补缩和保压压力：注塑机可设定一段补缩压力和段保压压力。补缩和保压时间：补缩和保压过程所需的时间。V－P转换：即速度控制和压力控制转换点，注塑阶段以速度控制为主，补缩和保压阶段以压力控制为主。V－P转换点是注塑和补缩、保压的转换点。V－P转换压力：V-P转换压力的定义如下，当实际所需的注塑压力大于转换压力时，注塑过程正常在V-P转换点切换为补缩和保压。如果没有达到转换压力，注塑过程继续进行，直至压力达到V-P转换压力进行切换。设备油压顶出系统：1300T以上的设备有4组抽芯系统，动定模各2组，设定如下：Coreopen:在合模之前的动作为“Set”,开模完成后动作为“Pull”CoreClosed:和模后的动作为“Set”，开模之前动作为“Pull”。Coremove:合模过程中动作为“Set“，开模过程动作为“Pull”,其中动作的位置可以设定。此外，有2种状态可供选择：“Comb”:动作过程时，合模或开模过程不停止“Stop”:动作过程时，合模或开模过程停止，在抽芯动作完成后，开合模继续。抽芯动作到位与否，可以用“LS”(限位开关)和“Time”（时间）两种方式控制。LS－限位开关被触动后，表示动作到位。Time－抽芯动作持续一段时间（设定值）,设备自动给出到位信号。此外，还设计顶出液压系统，顶出系统必须在抽芯“Pull”动作完成后进行（如果有抽芯动作）。同时，顶出系统必须使用“LS”方式，否则将无法进行连续生产。2．模温机a.外饰系统厂模温机现状在每台注塑机周边，均配备台模温机，其中台控制动模，台控制定模。可使用循环水和冷却水。目前外饰系统厂的模温可控制范围狭窄，夏季实际控制温度范围在20－40℃，冬季在10－35℃之间。在这样的条件下，相对缩小了工艺窗口。3．干燥及集中供料系统a.干燥和集中供料系统工作情况外饰系统厂采用热风干燥设备，干燥容量有单位时间的材料耗用量而定。材料干燥后，通过真空管通到集中供料系统的控制台上，在控制台上可以将管路连接到注塑机上。注塑机上料斗的感应器，在料斗中的原料不足时向集中供料系统的控制单元发出信号，控制单元打开真空泵通过控制台，从干燥机送至注塑机上。同时为了降低原材料的占地面积，在供料区域还设置了Silo。作为未干燥粒子的缓冲贮存。干燥料桶，从Silo或直接吸入塑料粒子，进行干燥。吸入设备还可以通过吸料时间的差异控制从不同的管路吸入不同材料的比例，以进行原材料或者回用料配比。b.干燥和集中供料系统对产品质量的影响主要对产品产生的影响包括以下几个方面：材料含水率过高：含水率过高，将影响产品的表面质量，出现排气不良现象。同时会影响塑料熔体的流动性和模具收缩率，产生产品尺寸的偏差。但是，由于PP＋EPDM的吸水性不高，对产品的影响较小。三、模具1．模具结构a.模具结构与产品结构模具结构在很大程度上取决与产品结构和产品质量要求：模具顶出系统要求：根据对产品分型线位置的要求，在设计模具顶出系统时，必须进行考虑。如果对分型线的位置没有特殊要求，可以采用模具开模到位后顶出。通常在这种情况下，产品的分型线在可见表面上，该分型线无法消除，同时要求有一定的修边和打磨工作量。另一种要求隐藏分型线，且在可见表面不允许有可见滑块痕迹，这种产品设计要求在大众设计的产品中比较多见。这时要求开模同时顶出与开模同步，开模时利用滑块将产品顶住型腔。同时产品向内收缩，在产品两侧完全与定模分开后，将模具彻底打开。为方便取件，有时也采用第二级顶出。为保证模具的安全性和操作性，通常在模具上设计有安全销，以保证在设备液压系统工作不正常时，通过安全销拉动模具顶板，保证模具定模型腔的安全。合模过程之前，顶板不回退，依靠回顶将顶板回退到位。为防止误操作，模具油缸的回退杆不与模具顶板连接，这样在注塑设备上始终保证无法使用手动方式退回顶板。在模具由于在开模过程中，产品有一定程度的变形，任何设计或加工不理想，都可能产生产品损伤，产品设计时在两侧边缘尽量避免强度较低的部分和锐角。流道系统：由于PP＋EPDM对压力比较敏感，同时存在较大可压缩性，浇口如果直接进入产品通常会产生应力集中。因此浇口应在冷流道中有足够的缓冲，或将浇口设置在不可见区域。如采用多浇口结构，应该考虑产品的熔结痕问题。尽量减少浇口数量。采用ValveGate技术，可以消除熔结痕，但是由于V/G浇口不是同时打开，容易引起冷料的问题。在模具设置时必须充分考虑，冷料的去向，适当加大冷料井的容量。如果采用ValveGate侧浇口，前一个浇口熔体可能进入，后一个浇口的冷流道中，在这种情况下，冷流道中气体可能受困，应该考虑排气问题。此外浇口的设置，还要求考虑门板和门槛等产品与车身的匹配关系。在敏感区域不能设置浇口。从尺寸稳定性方面考虑，通常增加浇口数量，有利于产品尺寸的稳定，和尺寸调整的方便。但同时也会带来表面质量的不稳定因素，和换模效率模具成本增加等问题。模具抛光要求：模具的光洁度与产品设计工艺有很大联系。通常对于电镀产品而言，模具光洁度要求最高。而模具光洁度提高，也有利于对熔体的流动进行控制。但是，如果模具光泽度过高可能影响产品四、机械手取件1．机械手的功能介绍取件机械手的主要功能是将产品从模具中取出，并转移到工作台上。延锋UBE2200T及3150T的注塑机采用的机械手可以进行3轴转动，但是1300T的机械手的转动方向至可以进行2轴转动。每台机械手配有1路真空回路，用于使用吸盘吸取制件，另配有3路气路，保证机械手进行动作。这3路气路有先后动作次序依次为“UnderCut1”、“Undercut2”、“Clamp”，可根据需要选择是否使用。此外还有一路单向气路提供剪切浇口，在1300T设备上增加汽缸，也可作为另一个轴方向的旋转功能使用。2．机械手对质量的影响机械手对产品质量的影响主要表现在：1、吸盘吸力过大，容易导致产品表面凸起。2、感应开关可能碰伤产品表面。3、取件夹子可能碰伤产品。4、吸盘位置发生相对移动，划伤产品。5、取件周期过长，导致生产周期偏长。6、产品碰撞设备，产品损伤。7、吸盘或抓手位置在产品某些部位产生痕迹，造成缺陷无法判断。第二部分：注塑工艺一、干燥使用热风干燥机对原材料进行干燥，通常要求注塑用的PP＋EPDM的粒子含水率低于0.03%。造成含水率无法满足这个指标的可能性，在于干燥温度或干燥时间无法满足要求。除去设备故障因素外，可能造成的原因在于：干燥设备的容量无法满足生产的要求，随着生产的延续，干燥时间越来约少，干燥温度越来越低。这样容易造成的产品缺陷主要为产品表面容易出现气泡、银纹、缩瘪等缺陷。干燥不足还会引起，产品的机械性能下降。二、塑化和计量塑化是在一定的温度下，通过注塑机的螺杆转动，在一定的背压作用下，塑料粒子熔融受剪切，形成熔体的过程。在该过程中螺杆向后旋转，将熔体“推”向螺杆前端，此时注塑机对熔体的数量进行计量。由此可见，这个过程可以决定材料的塑化程度和注塑量。熔体必须达到一定的塑化程度，才能保证制品的质量，以下参数对熔体的塑化程度起到较大的作用：1、料桶温度：熔体在一定的温度下，才能塑化完全。如果温度过低，才能的流动性能会下降，造成产品的缩瘪或缺料，同时材料成分不均匀，影响零件的机械和油漆性能。通常的料桶有效位置温度设定在200℃至250℃之间。而温度过高或材料在料桶内的停留时间过长，会造成高温使材料分解，分解的材料引起材料中夹杂大量的气体和机械性能的下降。对于料桶大小的选用决定了材料在料桶内的停留时间，零件的重量应在料桶容量30％－70％之间。但是由于外饰零件的注塑的通常为薄壁产品，相对的重量较轻，而目前外饰厂的注塑机之间规格差异较大，如果零件重量低于料桶容量的30％，应该在保证塑化完全的情况下，降低料桶后段的温度。2、螺杆转速：螺杆转速过快，可能降低粒子受剪切作用的时间，原料的塑化程度下降，同时夹带气体，从而降低材料的流动性增加气体的含量。而螺杆转速过慢，将影响注塑周期。通常螺杆的转速应该与冷却时间相配合。3、背压使用背压，可以提高对塑料粒子的剪切力，提高塑料的塑化程度。同时，背压可以防止在浇口封闭之前