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仪表外壳注塑成型工艺设计_仪表外壳注塑成型工艺设计图

发布时间:2023-03-20 19:58:07 作者:定制工业设计网 1

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仪表外壳注塑成型工艺设计_仪表外壳注塑成型工艺设计图

一、PVC塑料注塑成型的工艺条件有哪些

1、模具流道比普通流道要宽、厚点,浇口要大些;主要是PVC流动性较差;2、材料在加工前最好先干燥下,干燥温度不宜过高50度-70度左右,当然材料保存比较好的话不干燥也可以;3、控制好加工温度,包括射嘴温度,控制温度是加工PVC的一个关键环节,如果控制不好,就很难生产出好的产品来,尤其是生产白色的产品;4、PVC冷却相对比较慢,所以冷却时间会比较长些,尤其是厚壁件,为此应控制好料筒内融胶的停留时间,因此应选用延迟熔胶,即在开模前10多秒或20秒钟内进行熔胶;5、注射时应采用高压低速进行注射,避免融胶在高速、高压下在模腔内烧焦或烧黑;6、模具尽可能做到排气良好。

仪表外壳注塑成型工艺设计_仪表外壳注塑成型工艺设计图

二、塑料注塑工艺要考虑那些因素?

塑料注塑工艺要考虑以下七个因素:
一、收缩率
热塑性塑料成型收缩的形式及计算如前所述,影响热塑性塑料成型收缩的因素如下:
1.1塑料品种热塑性塑料成型过程中由于还存在结晶化形起的体积变化,内应广东会,冻结在塑件内的残余应力大,分子取向性强等因素,因此与热固性塑料相比则收缩率较大,收缩率范围宽、方向性明显,另外成型后的收缩、退火或调湿处理后的收缩率一般也都比热固性塑料大。
1.2塑件特性成型时熔融料与型腔表面接触外层立即冷却形成低密度的固态外壳。由于塑料的导热性差,使塑件内层缓慢冷却而形成收缩大的高密度固态层。所以壁厚、冷却慢、高密度层厚的则收缩大。另外,有无嵌件及嵌件布局、数量都直接影响料流方向,密度分布及收缩阻力大小等,所以塑件的特性对收缩大小、方向性影响较大。
1.3进料口形式、尺寸、分布这些因素直接影响料流方向、密度分布、保压补缩作用及成型时间。直接进料口、进料口截面大(尤其截面较厚的)则收缩小但方向性大,进料口宽及长度短的则方向性小。距进料口近的或与料流方向平行的则收缩大。
1.4成型条件模具温度高,熔融料冷却慢、密度高、收缩大,尤其对结晶料则因结晶度高,体积变化大,故收缩更大。模温分布与塑件内外冷却及密度均匀性也有关,直接影响到各部分收缩量大小及方向性。另外,保持压力及时间对收缩也影响较大,压力大、时间长的则收缩小但方向性大。注塑压力高,熔融料粘度差小,层间剪切应力小,脱模后弹性回跳大,故收缩也可适量的减小,料温高、收缩大,但方向性小。因此在成型时调整模温、压力、注塑速度及冷却时间等诸因素也可适当改变塑件收缩情况。
模具设计时根据各种塑料的收缩范围,塑件壁厚、形状,进料口形式尺寸及分布情况,按经验确定塑件各部位的收缩率,再来计算型腔尺寸。对高精度塑件及难以掌握收缩率时,一般宜用如下方法设计模具:
①对塑件外径取较小收缩率,内径取较大收缩率,以留有试模后修正的余地。
②试模确定浇注系统形式、尺寸及成型条件。
③要后处理的塑件经后处理确定尺寸变化情况(测量时必须在脱模后24小时以后)。
④按实际收缩情况修正模具。
⑤再试模并可适当地改变工艺条件略微修正收缩值以满足塑件要求。
二、流动性
2.1热塑性塑料流动性大小,一般可从分子量大小、熔融指数、阿基米德螺旋线流动长度、表现粘度及流动比(流程长度/塑件壁厚)等一系列指数进行分析。分子量小,分子量分布宽,分子结构规整性差,熔融指数高、螺流动长度长、表现粘度小,流动比大的则流动性就好,对同一品名的塑料必须检查其说明书判断其流动性是否适用于注塑成型。按模具设计要求大致可将常用塑料的流动性分为三类:
①流动性好 PA、PE、PS、PP、CA、聚(4)甲基戍烯;
②流动性中等 聚苯乙烯系列树脂(如ABS、AS)、PMMA、POM、聚苯醚;
③流动性差 PC、硬PVC、聚苯醚、聚砜、聚芳砜、氟塑料。
2.2各种塑料的流动性也因各成型因素而变,主要影响的因素有如下几点:
①温度料温高则流动性增大,但不同塑料也各有差异,PS(尤其耐冲击型及MFR值较高的)、PP、PA、PMMA、改性聚苯乙烯(如ABS、AS)、 PC、CA等塑料的流动性随温度变化较大。对PE、POM、则温度增减对其流动性影响较小。所以前者在成型时宜调节温度来控制流动性。
②压力注塑压力增大则熔融料受剪切作用大,流动性也增大,特别是PE、POM较为敏感,所以成型时宜调节注塑压力来控制流动性。
③模具结构浇注系统的形式,尺寸,布置,冷却系统设计,熔融料流动阻力(如型面光洁度,料道截面厚度,型腔形状,排气系统)等因素都直接影响到熔融料在型腔内的实际流动性,凡促使熔融料降低温度,增加流动性阻力的则流动性就降低。模具设计时应根据所用塑料的流动性,选用合理的结构。成型时则也可控制料温,模温及注塑压力、注塑速度等因素来适当地调节填充情况以满足成型需要。
三、结晶性
热塑性塑料按其冷凝时无出现结晶现象可划分为结晶型塑料与非结晶型(又称无定形)塑料两大类。
所谓结晶现象即为塑料由熔融状态到冷凝时,分子由独立移动,完全处于无次序状态,变成分子停止自由运动,按略微固定的位置,并有一个使分子排列成为正规模型的倾向的一种现象。
作为判别这两类塑料的外观标准可视塑料的厚壁塑件的透明性而定,一般结晶性料为不透明或半透明(如POM等),无定形料为透明(如PMMA等)。但也有例外情况,如聚(4)甲基戍烯为结晶型塑料却有高透明性,ABS为无定形料但却并不透明。
在模具设计及选择注塑机时应注意对结晶型塑料有下列要求及注意事项:
①料温上升到成型温度所需的热量多,要用塑化能力大的设备。
②冷却回化时放出热量大,要充分冷却。
③熔融态与固态的比重差大,成型收缩大,易发生缩孔、气孔。
④冷却快,结晶度低,收缩小,透明度高。结晶度与塑件壁厚有关,壁厚则冷却慢,结晶度高,收缩大,物性好。所以结晶性料应按要求必须控制模温。
⑤各向异性显著,内应力大。脱模后未结晶化的分子有继续结晶化倾向,处于能量不平衡状态,易发生变形、翘曲。
⑥结晶化温度范围窄,易发生未熔料末注入模具或堵塞进料口。
四、热敏性塑料及易水解塑料
4.1热敏性系指某些塑料对热较为敏感,在高温下受热时间较长或进料口截面过小,剪切作用大时,料温增高易发生变色、降解,分解的倾向,具有这种特性的塑料称为热敏性塑料。如硬PVC、聚偏氯乙烯、醋酸乙烯共聚物,POM,聚三氟氯乙烯等。热敏性塑料在分解时产生单体、气体、固体等副产物,特别是有的分解气体对人体、设备、模具都有刺激、腐蚀作用或毒性。因此,模具设计、选择注塑机及成型时都应注意,应选用螺杆式注塑机,浇注系统截面宜大,模具和料筒应镀铬,不得有*角滞料,必须严格控制成型温度、塑料中加入稳定剂,减弱其热敏性能。
4.2有的塑料(如PC)即使含有少量水分,但在高温、高压下也会发生分解,这种性能称为易水解性,对此必须预先加热干燥。
五、应力开裂及熔体破裂
5.1有的塑料对应力敏感,成型时易产生内应力并质脆易裂,塑件在外力作用下或在溶剂作用下即发生开裂现象。为此,除了在原料内加入添加剂提高开抗裂性外,对原料应注意干燥,合理的选择成型条件,以减少内应力和增加抗裂性。并应选择合理的塑件形状,不宜设置嵌件等措施来尽量减少应力集中。模具设计时应增大脱模斜度,选用合理的进料口及顶出机构,成型时应适当的调节料温、模温、注塑压力及冷却时间,尽量避免塑件过于冷脆时脱模,成型后塑件还宜进行后处理提高抗开裂性,消除内应力并禁止与溶剂接触。
5.2当一定融熔体流动速率的聚合物熔体,在恒温下通过喷嘴孔时其流速超过某值后,熔体表面发生明显横向裂纹称为熔体破裂,有损塑件外观及物性。故在选用熔体流动速率高的聚合物等,应增大喷嘴、浇道、进料口截面,减少注塑速度,提高料温。
六、热性能及冷却速度
6.1各种塑料有不同比热、热传导率、热变形温度等热性能。比热高的塑化时需要热量大,应选用塑化能力大的注塑机。热变形温度高塑料的冷却时间可短,脱模早,但脱模后要防止冷却变形。热传导率低的塑料冷却速度慢(如离子聚合物等冷却速度极慢),故必须充分冷却,要加强模具冷却效果。热浇道模具适用于比热低,热传导率高的塑料。比热大、热传 导率低,热变形温度低、冷却速度慢的塑料则不利于高速成型,必须选用适当的注塑机及加强模具冷却。
6.2各种塑料按其种类特性及塑件形状,要求必须保持适当的冷却速度。所以模具必须按成型要求设置加热和冷却系统,以保持一定模温。当料温使模温升高时应予冷却,以防止塑件脱模后变形,缩短成型周期,降低结晶度。当塑料余热不足以使模具保持一定温度时,则模具应设有加热系统,使模具保持在一定温度,以控制冷却速度,保证流动性,改善填充条件或用以控制塑件使其缓慢冷却,防止厚壁塑件内外冷却不匀及提高结晶度等。对流动性好,成型面积大、料温不匀的则按塑件成型情况有时需加热或冷却交替使用或局 部加热与冷却并用。为此模具应设有相应的冷却或加热系统。
七、吸湿性
塑料中因有各种添加剂,使其对水分有不同的亲疏程度,所以塑料大致可分为吸湿、粘附水分及不吸水也不易粘附水分的两种,料中含水量必须控制在允许范围内,不然在高温、高压下水分变成气体或发生水解作用,使树脂起泡、流动性下降、外观及力学性能不良。所以吸湿性塑料必须按要求采用适当的加热方法及规范进行预热,在使用时防止再吸湿。

仪表外壳注塑成型工艺设计_仪表外壳注塑成型工艺设计图

三、低温低压注塑技术工艺 「专业版」

低压注塑成型工艺是一种以很低的注塑压力(1.5~40bar)将封装材料注入模具并快速固化成型(5~50秒)的封装工艺方法,以达到绝缘、耐温、抗冲击、减振、防潮、防水、防尘、耐化学腐蚀等功效。

低压注塑工艺,最初在20世纪80年代引入欧洲汽车制造业。它改进了电子封装的过程。到目前为止在欧美、日韩等的汽车工业领域和电子电气领域已经成功应用了十几年,在我国目前已在快速发展阶段。其应用领域非常广泛,包括:印刷线路板(PCB/FPC)、汽车电子产品、手机电池、线束、防水连接器、传感器、微动开关、电感器、天线、照明LED、光纤线缆、环索等。

优点是材料用量减少,加工速度更快。该方法是无毒的,与使用环氧树脂或聚氨酯的灌封相比是一个很大的优势。

用于电子成型的封装材料是基于自然脂肪酸、二聚酸的热塑性热熔胶粘剂。天然无毒无公害,可生物分解,可回收利用。它对ABS、PBT、PVC之类的塑料具有良好的粘接性,并具有低温韧性,宽范围的工作温度以及超强的成型特性。

一、低压注塑工艺  

这种低压注塑工艺与热塑性塑料的注塑成型技术非常相似。颗粒状的热熔胶被加热至熔化,以便在液体状态下进行下一步加工。

与传统的注塑成型技术不同的是,这种单组份热熔胶在特殊设计的模具中只需要2到40巴的低压就可以完成封装电子元器件的工艺。这种低压范围之所以成为可能,是因为这种热熔胶在熔融状态下的粘稠度很低,仅在1000到8000 mPa.s之间。

另外,注塑的温度范围在180到240摄氏度之间,通过这种方法,可以温和地将线束、连接器、微动开关、传感器和电路板等精密、敏感的电子元器件封装起来,而不会对其产生伤害。

在热熔胶被注入模具之后,随即开始冷却及固化,固化时间因胶量的不同而不同,大约在5到50秒之间。除了保护元器件免受周围环境的影响,该低压注塑材料还可以起到抗冲击,缓冲应力的作用。此外,该材料还可以作为电绝缘材料。
低压注塑成型工艺与传统工程塑料注塑的温度/压力比较

1.提升终端产品的性能:

1)注塑压力极低,无损元器件,次品率极低

针对传统注塑工艺压力过高的缺陷,Technomelt 系列特殊胶料在熔融后只需要很小的压力就可以使其流淌到很小的模具空间中,因而不会损坏需要封装的脆弱元器件,极大程度地降低了废品率。
2)优异的保护效果

密封性好:低压注塑胶料熔化后具有良好的的粘接性能,可有效地对所封装元器件起到密封、防潮、防水、防尘、耐化学腐蚀的作用。

耐高低温:耐环境温度范围为-40℃到150℃,可以适用于各种恶劣的生产环境和使用环境。

抗冲击性:成型后可达硬度Shore

A 60~90 或Shore D 40,具有良好的韧性,可减缓来自外界的冲击力。

电绝缘性:体积电阻在1011~1014之间,可做绝缘材料。

阻燃性:具有优良的阻燃性能,符合UL94 V0标准。

3)环保型产品

低压注塑热熔胶符合欧盟RoHS指令,不含任何溶剂,是无毒无害单组份环保材料。

2.缩短产品开发周期,大幅度提升生产效率

成型模具可采用铸铝模,而不是钢材,所以非常易于模具的设计、开发和加工制造,可缩短开发周期。

另外,相比费时的双组份灌封工艺,低压热熔胶注塑成型的工艺周期可以缩减到几秒至几十秒,极大的促进了生产效率。

低压热熔胶注塑成型 灌封

耐温性 -40~150℃~180℃

元器件尺寸 一般在名片大小之内无限制

工艺周期 无化学反应20~50秒化学反应需要24小时左右

3.节约总生产成本

首先,低压注塑成型工艺的设备成本低。传统注塑工艺设备系统,一般来说成本较高,其中包括购买高压的注塑机,另外还必须有水冷系统以及昂贵的钢模。而低压注塑成型工艺设备系统一般比较简单,仅由热熔胶机、工作控制台以及模具三部份组成。

其次,由于注塑压力极低,模具可采用铸铝模,易于模具的设计、开发和加工制造,可节约材料成本和开发周期。

如用低压注塑成型工艺来替代传统灌封工艺,则还可节省灌封用的外壳以及后加热固化等费用。

最后,由于低压低温,可极大地降低产成品的废件次品率,避免了不必要的浪费。

因此,选择低压注塑成型工艺不但可以大幅度提高生产效率,降低产成品的次品率,还可以从总体上帮助生产企业建立成广东会势。

二、低压注塑材料

用于这种技术的化学材料是以二聚脂肪酸为基础的聚酰胺热熔胶。该脂肪酸来自于可再生资源,比如大豆、油菜籽和葵花籽,然后缩聚成二聚物。在缩聚过程中,该二聚脂肪酸与二胺发生反应,释放出水,生成聚酰胺热熔胶。这类产品的显著特点是耐温范围较广,也就是说,产品具有低温柔韧性,与此同时,还具有抗高温蠕变性。

因为比其他热熔材料更加坚固结实,这些产品具有类似于塑料的特性。在注塑过程中,这些粘合剂确实需要发挥塑料的功能。换句话说,粘合剂不仅仅是两个基材表面之间的一层薄膜,而是外部3维构造不可或缺的一部分。热塑性塑料外壳可以完全被这些粘合剂所取代。

除了机械上的优越性,这类产品的另一个重要特点是它的粘性。它可以将被封装的各层之间(比如电线绝缘材料,外壳材料以及电路板)牢固地粘合起来,从而形成一个完美的防水系统。

一种材料的多样化特性只有通过融合不同的原材料来实现。由于这样的融合,这种聚酰胺材料没有一个明确的熔点,而是具有一个较为宽泛的软化范围。同样的道理,这种情况也适用于玻璃化温度,更准确地说,也是一个玻璃化温度范围。

这些变化过程可以通过DSC热差扫描(DSC)图来说明,如表1。这是-120℃到250℃之间记录下来的第二轮数据。

右边的熔融峰值描绘的是固体转变为液体的熔化点。

左边是玻璃化范围,从左向右描绘的从玻璃质状态到弹性体状态的软化过程。玻璃化温度被定义为玻璃化范围[1],[2]的中间点。

表2中ASTM E 28的软化点描绘的是固体向液态的转化温度。这个数值对于工艺过程非常重要,因为注塑温度必须超过这一数值。这一软化点在DSC熔融峰值的末端,与这种聚酰胺材料的工作温度范围关系不大,因为聚酰胺在达到这一软化点之前已经够软了。

这些变化过程可以通过DSC热差扫描(DSC)图来说明,如:表1。

这是-120℃到250℃之间记录下来的第二轮数据。右边的熔融峰值描绘的是固体转变为液体的熔化点。左边是玻璃化范围,从左向右描绘的从玻璃质状态到弹性体状态的软化过程。

与PA 6等聚酰胺材料不同,基于二聚脂肪酸的聚酰胺主要为非结晶质结构,因为它的晶体成分极少。图3和图4显示了不同的分子结构。

由于分子量大,熔融普通聚酰胺材料的粘稠度比聚酰胺热熔胶要高得多,因此只能用传统的注塑机来加工。而低粘度的聚酰胺热熔胶胶则可以用低压热熔胶注塑机来施工。

由于其脂肪酸的序列性,基于二聚脂肪酸的聚酰胺具有非极性的部分,但整体仍主要是极性结构,可以吸附水分。由于含有脂肪酸成分,它对于的水分吸附性通常低于普通聚酰胺材料。在加工之前,聚酰胺热熔材料必须在防湿的条件下保存,以防止在熔化过程中产生气泡。

三、与应用相关的特性

除了机械性能和玻璃化温度等特点外,与应用相关的特性也是重要的因素,如:耐火性能、电绝缘性。热膨胀性对于温度循环来说也是尤其重要的。而且除了这些,还必须具备在汽车制造业必须考虑的耐化学腐蚀性。

表2列举了一些聚酰胺热熔胶产品的工作温度范围。但是,产品的选择还得取决于具体应用,材料本生的特性,与基材的兼容性以及的膨胀系数都是决定性的因素。基于这些原因,建议根据相应的温度要求,对已封装和密封好的部件进行测试。

这种聚酰胺热熔材料的膨胀系数是通过TMA测量标准来确定的,在-45℃到95℃之间为300ppm/K。由于良好的冷挠曲性以及高延展率,这种聚酰胺热熔材料在苛刻的温度冲击测试下也表现得非常优异。

在应用中,这种材料通常不会承受巨大的机械负荷,由于温度变化造成的除外。但是,如果对于某些特殊的应用,在不同的温度下会出现高的机械负荷,则必须考虑材料具体的热性能。因为这种材料随着温度升高将逐渐变软。

聚酰胺热熔胶最为显著的特点是在温度升高之后VOC值非常低。在100℃下测试30分钟,VOC值小于30ppm。根据DIN

75201标准,在100℃下测试16个小时,雾化值低于0.1mg。

有多种测试方法来测量可燃性或防火性。对于汽车制造业,Underwriters Laboratories的官方目录通常是决定性的。依据FMVVSS

302的测试是专门针对汽车制造业的,尤其是汽车内部的部件。聚酰胺热熔胶的产品符合UL 94 V-0认证,而且通过了FMVSS 302测试。在根据ASTM D3874标准进行的热线引燃试验中,产品分别达到了级别3到4。除此之外,产品还符合DIN

EN60695-2-12灼热丝试验的要求,灼热丝的易燃指数(GWFI)为960/3.0。

表2列举了这种聚酰胺热熔材料的部分电性能的数据,比如体积电阻率、介电强度、其他绝缘属性以及对比跟踪指数。既然我们在这里讨论的是聚酰胺,还必须考虑湿气对它的影响。

汽车制造业所应用的注塑材料必须对许多化学物质均具有耐腐蚀性。但是,在大多数情况下,接触是短暂的、偶发的。通过在表面敷上少量的液体或者将测试体快速浸入该液体来确定耐腐蚀性。然后,通常会把测试体保存在相应的工作温度下。

聚酰胺材料对汽车制造业中通常会接触到的化学物质具有耐受性。只有在接触电池酸性物质的情况下,才会发生表面分解。

当然,这种聚酰胺热熔材料在应用上也存在限制。非极性底层,比如与特氟龙或硅树脂并不能达到很好的粘合效果。该产品在短期接触的情况下,对燃料类化学物质具有耐受性。在中期接触的情况下,对柴油的耐受性也令人满意。但对于长期会接触酒精、石油的应用条件,该产品则不适用。

由于其良好的导热性能,金属材料很难用这种聚酰胺热熔胶粘接,顾名思义,热熔胶是在高温的状态下应用的。例如,将金属预热到80到100℃将会粘接效果有所帮助。

目前已经有研发项目正在研究针对这些应用的解决方案。除了聚酰胺热熔物,聚烯烃和聚亚安酯热熔物也可以用于此类应用。

四、模具

模具通常由铝材制成,因为它比钢模具便宜。而且,在注塑过程之后,从铝模具上脱模要比钢模具容易,因为这种聚酰胺材料对钢模具的粘接力更强。

合理的模具设计对于轻松脱模以及所封装部件的日后性能都非常重要。在这方面,我们已经积累了大量的经验。脱模对于工艺周期有巨大的影响,从而会影响生产效率。对于部件的性能,比如防水性,重要的一点是注塑材料在电子元器件关键部位上的封装效果,关键的部位即使发生剧烈的温度变化,系统依然保持良好的防水性。

这样, 在冷却阶段,这种聚酰胺注塑材料将会收缩,收缩率约为8% 到10%。为了弥补这一点,在注射阶段之后,立刻加上了一个保压阶段。经过这一保压阶段,收缩率可以下降到约1%,这可以通过外部轮廓上体现出来。
六、主流注塑材料参数表:

四、注塑机成型工艺技术

我看您不太懂我给您点资料你看对您有帮助吧吗?
注塑机维护保养注塑机具有能一次成型外型复杂、尺寸精确或带有金属嵌件的质地密致的塑料制品,被广泛应用于国防、机电、汽车、交通运输、建材、包装、农业、文教卫生及人们日常生活各个领域。注射成型工艺对各种塑料的加工具有良好的适应性,生产能力较高,并易于实现自动化。在塑料工业广东会发展的今天,注塑机不论在数量上或品种上都占有重要地位,从而成为目前塑料机械中增长最快,生产数量最多的机种之一。
我国塑料加工企业星罗其布,遍布全国各地,设备的技术水平参差不齐,大多数加工企业的设备都需要技术改造。这几年来,我国塑机行业的技术进步十分显著,尤其是注塑机的技术水平与国外名牌产品的差距大大缩小,在控制水平、产品内部质量和外观造型等方面均取得显著改观。选择国产设备,以较小的投入,同样也能生产出与进口设备质量相当的产品。这些为企业的技术改造创造了条件。
要有好的制品,必须要有好的设备。设备的磨损和腐蚀是一种自然规律,人们掌握了这种规律,就可以预防或减少设备的磨损和腐蚀,延长设备的使用周期,保证设备的完好率。
为加强塑料机械的使用、维护和管广东会作,我国有关部门已制订了有关标准广东会施细则,要求各设备管理部门和生产企业对设备的管理和使用做到"科学管理、正确使用、合理润滑、精心维护、定期保养、计划检修,提高设备完好率,使设备经常处于良好状态。
本文撰写了注塑机维护、保养的有关知识和技术资料可供设备管理部门和生产企业的管理人员和技术人员参考。
塑料注射成型技术是根据压铸原理从十九世纪末二十世纪初发展起来的,是目前塑料加工中最普遍采用的方法之一。该法适用于全部热塑性塑料和部分热固性塑料(约占塑料总量的1/3)。
1.1 注塑成型机的工作原理
注塑机的工作原理与打针用的注射器相似,它是借助螺杆(或柱塞)的推力,将已塑化好的熔融状态(即粘流态)的塑料注射入闭合好的模腔内,经固化定型后取得制品的工艺过程。
注射成型是一个循环的过程,每一周期主要包括:定量加料-熔融塑化-施压注射-充模冷却-启模取件。取出塑件后又再闭模,进行下一个循环。
1.2 注塑机的结构
注塑机根据 塑化方式分为柱塞式注塑机和螺杆式注塑机;按机器的传动方式又可分为液压式、机械式和液压-机械(连杆)式;按操作方式分为自动、半自动、手动注塑机。
(1)卧式注塑机:这是最常见的类型。其合模部分和注射部分处于同一水平中心线上,且模具是沿水平方向打开的。其特点是:机身矮,易于操作和维修;机器重心低,安装较平稳;制品顶出后可利用重力作用自动落下,易于实现全自动操作。目前,市场上的注塑机多采用此种型式。
(2)立式注塑机:其合模部分和注射部分处于同一垂直中心线上,且模具是沿垂直方向打开的。因此,其占地面积较小,容易安放嵌件,装卸模具较方便,自料斗落入的物料能较均匀地进行塑化。但制品顶出后不易自动落下,必须用手取下,不易实现自动操作。立式注塑机宜用于小型注塑机,一般是在60克以下的注塑机采用较多,大、中型机不宜采用。
(3)角式注塑机:其注射方向和模具分界面在同一个面上,它特别适合于加工中心部分不允许留有浇口痕迹的平面制品。它占地面积比卧式注塑机小,但放入模具内的嵌件容易倾斜落下。这种型式的注塑机宜用于小机。
(4)多模转盘式注塑机:它是一种多工位操作的特殊注塑机,其特点是合模装置采用了转盘式结构,模具围绕转轴转动。这种型式的注塑机充分发挥了注射装置的塑化能力,可以缩短生产周期,提高机器的生产能力,因而特别适合于冷却定型时间长或因安放嵌件而需要较多辅助时间的大批量塑制品的生产,但因合模系统庞大、复杂,合模装置的合模力往往较小,故这种注塑机在塑胶鞋底等制品生产中应用较多。
一般注塑机包括注射装置、合模装置、液压系统和电气控制系统等部分。
注射成型的基本要求是塑化、注射和成型。塑化是实现和保证成型制品质量的前提,而为满足成型的要求,注射必须保证有足够的压力和速度。同时,由于注射压力很高,相应地在模腔中产生很高的压力(模腔内的平均压力一般在20~45MPa之间,因此必须有足够大的合模力。由此可见,注射装置和合模装置是注塑机的关键部件。
1.4 注塑机的操作
1.4.1注塑机的动作程序
喷嘴前进→注射→保压→预塑→倒缩→喷嘴后退→冷却→开模→顶出→退针→开门→关门→合模→喷嘴前进。
1.4.2注塑机操作项目:注塑机操作项目包括控制键盘操作、电器控制柜操作和液压系统操作三个方面。分别进行注射过程动作、加料动作、注射压力、注射速度、顶出型式的选择,料筒各段温度及电流、电压的监控,注射压力和背压压力的调节等。
1.4.2.1注射过程动作选择:
一般注塑机既可手动操作,也可以半自动和全自动操作。
手动操作是在一个生产周期中,每一个动作都是由操作者拨动操作开关而实现的。一般在试机调模时才选用。
半自动操作时机器可以自动完成一个工作周期的动作,但每一个生产周期完毕后操作者必须拉开安全门,取下工件,再关上安全门,机器方可以继续下一个周期的生产。
全自动操作时注塑机在完成一个工作周期的动作后,可自动进入下一个工作周期。在正常的连续工作过程中无须停机进行控制和调整。但须注意,如需要全自动工作,则(1)中途不要打开安全门,否则全自动操作中断;(2)要及时加料;(3)若选用电眼感应,应注意不要遮闭了电眼。
实际上,在全自动操作中通常也是需要中途临时停机的,如给机器模具喷射脱模剂等。
正常生产时,一般选用半自动或全自动操作。操作开始时,应根据生产需要选择操作方式(手动、半自动或全自动),并相应拨动手动、半自动或全自动开关。
半自动及全自动的工作程序已由线路本身确定好,操作人员只需在电柜面上更改速度和压力的大小、时间的长短、顶针的次数等等,不会因操作者调错键钮而使工作程序出现混乱。
当一个周期中各个动作未调整妥当之前,应先选择手动操作,确认每个动作正常之后,再选择半自动或全自动操作。
1.4.2.2预塑动作选择
根据预塑加料前后注座是否后退,即喷嘴是否离开模具,注塑机一般设有三种选择。(1)固定加料:预塑前和预塑后喷嘴都始终贴进模具,注座也不移动。(2)前加料:喷嘴顶着模具进行预塑加料,预塑完毕,注座后退,喷嘴离开模具。选择这种方式的目的是:预塑时利用模具注射孔抵助喷嘴,避免熔料在背压较高时从喷嘴流出,预塑后可以避免喷嘴和模具长时间接触而产生热量传递,影响它们各自温度的相对稳定。(3)后加料:注射完成后,注座后退,喷嘴离开模具然后预塑,预塑完再注座前进。该动作适用于加工成型温度特别窄的塑料,由于喷嘴与模具接触时间短,避免了热量的流失,也避免了熔料在喷嘴孔内的凝固。
注射结束、冷却计时器计时完毕后,预塑动作开始。螺杆旋转将塑料熔融并挤送到螺杆头前面。由于螺杆前端的止退环所起的单向阀的作用,熔融塑料积存在机筒的前端,将螺杆向后迫退。当螺杆退到预定的位置时(此位置由行程开关确定,控制螺杆后退的距离,实现定量加料),预塑停止,螺杆停止转动。紧接着是倒缩动作,倒缩即螺杆作微量的轴向后退,此动作可使聚集在喷嘴处的熔料的压力得以解除,克服由于机筒内外压力的不平衡而引起的"留涎"现象。若不需要倒缩,则应把倒缩停止开关调到适当位置,让预塑停止开关被压上的同一时刻,倒缩停止开关也被压上。当螺杆作倒缩动作后退到压上停止开关时,倒缩停止。接着注座开始后退。当注座后退至压上停止开关时,注座停止后退。若采用固定加料方式,则应注意调整好行程开关的位置。
一般生产多采用固定加料方式以节省注座进退操作时间,加快生产周期。
1.4.2.3注射压力选择
注塑机的注射压力由广东会阀进行调节,在调定压力的情况下,通过高压和低压油路的通断,控制前后期注射压力的高低。
普通中型以上的注塑机设置有三种压力选择,即高压、低压和先高压后低压。高压注射是由注射油缸通入高压压力油来实现。由于压力高,塑料从一开始就在高压、高速状态下进入模腔。高压注射时塑料入模广东会,注射油缸压力表读数上升很快。低压注射是由注射油缸通入低压压力油来实现的,注射过程压力表读数上升缓慢,塑料在低压、低速下进入模腔。先高压后低压是根据塑料种类和模具的实际要求从时间上来控制通入油缸的 压力油的压力高低来实现的。
为了满足不同塑料要求有不同的注射压力,也可以采用更换不同直径的螺杆或柱塞的方法,这样既满足了注射压力,又充分发挥了机器的生产能力。在大型注塑机中往往具有多段注射压力和多级注射速度控制功能,这样更能保证制品的质量和精度。
1.4.2.4 注射速度的选择
一般注塑机控制板上都有快速-慢速旋钮用来满足注射速度的要求。在液压系统广东会有一个大流量油泵和一个小流量泵同时运行供油。当油路接通大流量时,注塑机实现快速开合模、快速注射等,当液压油路只提供小流量时,注塑机各种动作就缓慢进行。
1.4.2.5 顶出形式的选择
注塑机顶出形式有机械顶出和液压顶出二种,有的还配有气动顶出系统,顶出次数设有单次和多次二种。顶出动作可以是手动,也可以是自动。
顶出动作是由开模停止限位开关来启动的。操作者可根据需要,通过调节控制柜上的顶出时间按钮来达到。顶出的速度和压力亦可通过控制柜面上的开关来控制,顶针运动的前后距离由行程开关确定。
1.4.2.6 温度控制
以测温热电偶为测温元件,配以测温毫伏计成为控温装置,指挥料筒和模具电热圈电流的通断,有选择地固定料筒各段温度和模具温度。表5列出了一些塑料的成型加工温度范围,可供参考。
料筒电热圈一般分为二段、三段或四段控制。电器柜上的电流表分别显示各段电热圈电流的大小。电流表的读数是比较固定的,如果在运行中发现电流表读数比较长时间的偏低,则可能电热圈发生了故障,或导线接触不良,或电热丝氧化变细,或某个电热圈烧毁,这些都将使电路并联的电阻阻值增大而使电流下降。
在电流表有一定读数时也可以简单地用塑料条逐个在电热圈外壁上抹划,看料条熔融与否来判断某个电热圈是否通电或烧毁。
1.4.2.7 合模控制
合模是以巨大的机械推力将模具合紧,以抵挡注塑过程熔融塑料的高压注射及填充模具而令模具发生的巨大张开力。
关妥安全门,各行程开关均给出信号,合模动作立即开始。首先是动模板以慢速启动,前进一小短距离以后,原来压住慢速开关的控制杆压块脱离,活动板转以快速向前推进。在前进至靠近合模终点时,控制杆的另一端压杆又压上慢速开关,此时活动板又转以慢速且以低压前进。在低压合模过程中,如果模具之间没有任何障碍,则可以顺利合拢至压上高压开关,转高压是为了伸直机铰从而完成合模动作。这段距离极短,一般只有0.3~1.0mm,刚转高压旋即就触及合模终止限位开关,这时动作停止,合模过程结束。
注塑机的合模结构有全液压式和机械连杆式。不管是那一种结构形式,最后都是由连杆完全伸直来实施合模力的。连杆的伸直过程是活动板和尾板撑开的过程,也是四根拉杆受力被拉伸的过程。
合模力的大小,可以从合紧模的瞬间油压表升起之最高值得知,合模力大则油压表的最高值便高,反之则低。较小型的注塑机是不带合模油压表的,这时要根据连杆的伸直情况来判断模具是否真的合紧。如果某台注塑机合模时连杆很轻松地伸直,或"差一点点"未能伸直,或几副连杆中有一副未完全伸直,注塑时就会出现胀模,制件就会出现飞边或其它毛病。
1.4.2.8 开模控制
当熔融塑料注射入模腔内及至冷却完成后,随着便是开模动作,取出制品。开模过程也分三个阶段。第一阶段慢速开模,防止制件在模腔内撕裂。第二阶段快速开模,以缩短开模时间。第三阶段慢速开模,以减低开模惯性造成的冲击及振动。
1.4.3 注塑工艺条件的控制
目前,各注塑机厂家开发出了各式各样的程序控制方式,大致有:注射速度控制、注射压力控制、注入模腔内塑料充填量的控制、螺杆的背压和转速等塑炼状态的控制。实现工艺过程控制的目的是提高制品质量,使机器的效能得到最大限度的发挥。
1.4.3.1 注射速度的程序控制
注射速度的程序控制是将螺杆的注射行程分为3~4个阶段,在每个阶段中分别使用各自适当的注射速度。例如:在熔融塑料刚开始通过浇口时减慢注射速度,在充模过程中采用高速注射,在充模结束时减慢速度。采用这样的方法,可以防止溢料,消除流痕和减少制品的残余应力等。
低速充模时流速平稳,制品尺寸比较稳定,波动较小,制品内应力低,制品内外各向应力趋于一致(例如将某广东会酸脂制件浸入四氯化碳中,用高速注射成型的制件有开裂倾向,低速的不开裂)。在较为缓慢的充模条件下,料流的温差,特别是浇口前后料的温差大,有助于避免缩孔和凹陷的发生。但由于充模时间延续较长容易使制件出现分层和结合不良的熔接痕,不但影响外观,而且使机械强度大大降低。
高速注射时,料流速度快,当高速充模顺利时,熔料很快充满型腔,料温下降得少,黏度下降得也少,可以采用较低的注射压力,是一种热料充模态势。高速充模能改进制件的光泽度和平滑度,消除了接缝线现象及分层现象,收缩凹陷小,颜色均匀一致,对制件较大部分能保证丰满。但容易产生制品发胖起泡或制件发黄,甚至烧伤变焦,或造成脱模困难,或出现充模不均的现象。对于高黏度塑料有可能导致熔体破裂,使制件表面产生云雾斑。
下列情况可以考虑采用高速高压注射:(1)塑料黏度高,冷却速度快,长流程制件采用 低压慢速不能完全充满型腔各个角落的;(2)壁厚太薄的制件,熔料到达薄壁处易冷凝而滞留,必须采用一次高速注射,使熔料能量大量消耗以前立即进入型腔的;(3)用玻璃纤维增强的塑料,或含有较大量填充材料的塑料,因流动性差,为了得到表面光滑而均匀的制件,必须采用高速高压注射的。
对高级精密制品、厚壁制件、壁厚变化大的和具有较厚突缘和筋的制件,最好采用多级注射,如二级、三级、四级甚至五级。
1.4.3.2 注射压力的程序控制
通常将注射压力的控制分成为一次注射压力、二次注射压力(保压)或三次以上的注射压力的控制。压力切换时机是否适当,对于防止模内压力过高、防止溢料或缺料等都是非常重要的。模制品的比容取决于保压阶段浇口封闭时的熔料压力和温度。如果每次从保压切换到制品冷却阶段的压力和温度一致,那麽制品的比容就不会发生改变。在恒定的模塑温度下,决定制品尺寸的最重要参数是保压压力,影响制品尺寸公差的最重要的变量是保压压力和温度。例如:在充模结束后,保压压力立即降低,当表层形成一定厚度时,保压压力再上升,这样可以采用低合模力成型厚壁的大制品,消除塌坑和飞边。
保压压力及速度通常是塑料充填模腔时最高压力及速度的50%~65%,即保压压力比注射压力大约低0.6~0.8MPa。由于保压压力比注射压力低,在可观的保压时间内,油泵的负荷低,固油泵的使用寿命得以延长,同时油泵电机的耗电量也降低了。
三级压力注射既能使制件顺利充模,又不会出现熔接线、凹陷、飞边和翘曲变形。对于薄壁制件、多头小件、长流程大型制件的模塑,甚至型腔配置不太均衡及合模不太紧密的制件的模塑都有好处。
1.4.3.3 注入模腔内塑料填充量的程序控制
采用预先调节好一定的计量,使得在注射行程的终点附近,螺杆端部仍残留有少量的熔体(缓冲量),根据模内的填充情况进一步施加注射压力(二次或三次注射压力),补充少许熔体。这样,可以防止制品凹陷或调节制品的收缩率。
1.4.3.4 螺杆背压和转速的程序控制
高背压可以使熔料获得强剪切,低转速也会使塑料在机筒内得到较长的塑化时间。因而目前较多地使用了对背压和转速同时进行程序设计的控制。例如:在螺杆计量全行程先高转速、低背压,再切换到较低转速、较高背压,然后切换成高背压、低转速,最后在低背压、低转速下进行塑化,这样,螺杆前部熔料的压力得到大部分的释放,减少螺杆的转动惯量,从而提高了螺杆计量的精确程度。过高的背压往往造成着色剂变色程度增大;预塑机构合机筒螺杆机械磨损增大;预塑周期延长,生产效率下降;喷嘴容易发生流涎,再生料量增加;即使采用自锁式喷嘴,如果背压高于设计的弹簧闭锁压力,亦会造成疲劳破坏。所以,背压压力一定要调得恰当。
随着技术的进步,将小型计算机纳入注塑机的控制系统,采用计算机来控制注塑过程已成为可能。日本制钢所N-PACS(微型电子计算机控制系统)可以做到四个反馈控制(保压调整、模压调整、自动计量调整、树脂温度调整)和四个过程控制(注射速度程序控制、保压检验、螺杆转速程序控制、背压程序控制)。
1.4.4 注塑成型前的准备工作
成型前的准备工作可能包括的内容很多。如:物料加工性能的检验(测定塑料的流动性、水分含量等);原料加工前的染色和选粒;粒料的预热和干燥;嵌件的清洗和预热;试模和料筒清洗等。
1.4.4.1 原料的预处理
根据塑料的特性和供料情况,一般在成型前应对原料的外观和工艺性能进行检测。如果所用的塑料为粉状,如:聚氯乙烯,还应进行配料和干混;如果制品有着色要求,则可加入适量的着色剂或色母料;供应的粒料往往含有不同程度的水分、熔剂及其它易挥发的低分子物,特别是一些具有吸湿倾向的塑料含水量总是超过加工所允许的限度。因此,在加工前必须进行干燥处理,并测定含水量。在高温下对水敏感的广东会酸酯的水分含量要求在0.2%以下,甚至0.03%~0.05%,因此常用真空干燥箱干燥。已经干燥的塑料必须妥善密封保存,以防塑料从空气中再吸湿而丧失干燥效果,为此采用干燥室料斗可连续地为注塑机提供干燥的热料,对简化作业、保持清洁、提高质量、增加注射速率均为有利。干燥料斗 的装料量一般取注塑机每小时用料量的2.5倍。
1.4.4.2 嵌件的预热
注射成型制品为了装配及强度方面的要求,需要在制品中嵌入金属嵌件。注射成型时,安放在模腔中的冷金属嵌件和热塑料熔体一起冷却时,由于金属和塑料收缩率的显著不同,常常使嵌件周围产生很大的内应力(尤其是象聚苯乙烯等刚性链的高聚物更多 显著)。这种内应力的存在使嵌件周围出现裂纹,导致制品的使用性能大大降低。这可以通过选用热膨胀系数大的金属(铝、钢等)作嵌件,以及将嵌件(尤其是大的金属嵌件)预热。同时,设计制品时在嵌件周围安排较大的厚壁等措施。
1.4.4.3 机筒的清洗
新购进的注塑机初用之前,或者在生产中需要改变产品、更换原料、调换颜色或发现塑料中有分解现象时,都需要对注塑机机筒进行清洗或拆洗。
清洗机筒一般采用加热机筒清洗法。清洗料一般用塑料原料(或塑料回收料)。对于热敏性塑料,如聚氯乙稀的存料,可用低密度聚乙烯、聚苯乙烯等进行过渡换料清洗,再用所加工的新料置换出过渡清洗料。
1.4.4.4 脱模剂的选用
脱模剂是能使塑料制品易于脱模的物质。硬脂酸锌适用于除聚酰胺外的一般塑料;液体石蜡用于聚酰胺类的塑料效果较好;硅油价格昂贵,使用麻烦,较少用。
使用脱模剂应控制适量,尽量少用或不用。喷涂过量会影响制品外观,对制品的彩饰也会产生不良影响。
1.5 注塑机操作过程注意事项
养成良好的注塑机操作习惯对提高机器寿命和生产安全都大有好处。
1.5.1 开机之前:
(1)检查电器控制箱内是否有水、油进入,若电器受潮,切勿开机。应由维修人员将电器零件吹干后再开机。(2)检查供电电压是否符合,一般不应超过±15%。(3)检查急停开关,前后安全门开关是否正常。验证电动机与油泵的转动方向是否一致。(4)检查各冷却管道是否畅通,并对油冷却器和机筒端部的冷却水套通入冷却水。(5)检查各活动部位是否有润滑油(脂),并加足润滑油。(6)打开电热,对机筒各段进行加温。当各段温度达到要求时,再保温一段时间,以使机器温度趋于稳定。保温时间根据不同设备和塑料原料的要求而有所不同。 (7)在料斗内加足足够的塑料。根据注塑不同塑料的要求,有些原料最好先经过干燥。(8)要盖好机筒上的隔热罩,这样可以节省电能,又可以延长电热圈和电流接触器的寿命。
1.5.2 操作过程中:
(1)不要为贪图方便,随意取消安全门的作用。(2)注意观察压力油的温度,油温不要超出规定的范围。液压油的理想工作温度应保持在45~50℃之间,一般在35~60℃范围内比较合适。(3)注意调整各行程限位开关,避免机器在动作时产生撞击。
1.5.3 工作结束时:
(1)停机前,应将机筒内的塑料清理干净,预防剩料氧化或长期受热分解。(2)应将模具打开,使肘杆机构长时间处于闭锁状态。(3)车间必须备有起吊设备。装拆模具等笨重部件时应十分小心,以确保生产安全。
1.6 注塑制品产生缺陷的原因及其处理方法
在注塑成型加工过程中可能由于原料处理不好、制品或模具设计不合理、操作工没有掌握合适的工艺操作条件,或者因机械方面的原因,常常使制品产生注不满、凹陷、飞边、气泡、裂纹、翘曲变形、尺寸变化等缺陷。
对塑料制品的评价主要有三个方面,第一是外观质量,包括完整性、颜色、光泽等;第二是尺寸和相对位置间的准确性;第三是与用途相应的机械性能、化学性能、电性能等。这些质量要求又根据制品使用场合的不同,要求的尺度也不同。
生产实践证明,制品的缺陷主要在于模具的设计、制造精度和磨损程度等方面。但事实上,塑料加工厂的技术人员往往苦于面对用工艺手段来弥补模具缺陷带来的问题而成效不大的困难局面。
生产过程广东会艺的调节是提高制品质量和产量的必要途径。由于注塑周期本身很短,如果工艺条件掌握不好,废品就会源源不绝。在调整工艺时最好一次只改变一个条件,多观察几回,如果压力、温度、时间统统一起调的话,很易造成混乱和误解,出了问题也不知道是何道理。调整工艺的措施、手段是多方面的。例如:解决制品注不满的问题就有十多个可能的解决途径,要选择出解决问题症结的一、二个主要方案,才能真正解决问题。此外,还应注意解决方案中的辨证关系。比如:制品出现了凹陷,有时要提高料温,有时要降低料温;有时要增加料量,有时要减少料量。要承认逆向措施的解决问题的可行性。

   以上就是小编对于仪表外壳注塑成型工艺设计_仪表外壳注塑成型工艺设计图问题和相关问题的解答了,仪表外壳注塑成型工艺设计_仪表外壳注塑成型工艺设计图的问题希望对你有用!

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