第二章工艺调整方法

成形条件设定方法第一节成型机的基本参数一、 注射量表示方法一般有两种：1、射出的重量单位用克表示2、 射出的体积用厘米3（CM3）表示3、 根据此公式可以算出V（成型品体积）=n/4XD2XSG（成型品重量）=VX比重V 成型品体积G 成型品重量D 螺杆直径S 螺杆最大计量长度选择时，根据不同材料，选择范围有差异，一般来讲，制品+浇口重量应该在设备最大射出量的30％~70％之间。二、 注射压力注射压力是指螺杆端面作用于熔融树脂单位面积上的力。单位为兆帕，对于注射压力的使用，有以下几类选择：W注射压力制品形态及塑料性能V70兆帕用于流动性好的塑料，制品形态简单，壁厚较大70〜100兆帕用于塑料黏度大，形状、精度要求一般的制品100〜140兆帕用于加工中、咼黏度的塑料，且制品形状、精度要求一般140~180兆帕用于加工较高黏度的塑料，且制品壁薄、流程长、壁厚不均匀>180兆帕用于加工高精度的小型制品三、 注射速度、注射速率、注射时间1、 注射速度：指螺杆注射时的速度2、 注射速率：指单位时间内，熔融树脂从喷嘴射出的理论容量3、 注射时间：指螺杆作一次注射所需要的时间它们可以用下式表示：U=S/TV=Q/TU 注射速度， 厘米/秒S 注射行程， 厘米T 一次最大注射量，厘米3V 注射速率， 厘米3/秒从式中可知，这三者均是描述熔融树脂流动的参数，注射过程中，速度是变化的，它应根据树脂的性能、制品形状、壁厚、浇口及模具而定，目前常用的注射时间和注射速率见下表：注射量（厘米3）125250500100020004000600010000注射速率（厘米3/S）125200333570890133016002000注射时间（S）11.251.51.752.2533.255四、 合模力对于某一制品的成型，如何选择合模力是十分重要的，影响合模力的因素很多，只能用下式粗略估算：FNRPAa式中：F 实际合模力（千克）Pa---型腔平均压力（兆帕）A 制品在分型面的投影面积（厘米2）R 安全系数，一般取1.1~1.2从目前加工的树脂来看，模腔平均压力一般为20~45兆帕，下面列出了加工不同制品，不同树脂时选用的型腔压力：制品要求、物料特征平均模腔压力举例易成型制品25PE、PP、PS等壁厚均匀制品一般制品30薄壁容器类咼黏度、精度制品35ABS、PMMA、PC等工业机械零件特高黏度、高精度难填充制品40~45齿轮等一般情况下计算时，取型腔压力与安全系数的乘积+50兆帕即可五、 其它参数除了以上参数外，选择成型机时，还需要考虑以下参数：1、螺杆能达到的最高温度高于成型要求2、 导柱间距大于模具的安装尺寸，如果是螺栓穿孔安装，确认螺栓位置3、 模具实际型厚在设备许可范围内4、 模具实际开模距离小于设备的最大开模距离5、 顶杆的位置与模具配合良好6、 定位环孔的尺寸与模具相同7、 喷嘴直径应小于模具主浇道口尺寸，球面半径略小于模具主浇道口8、 其他一些设施：输入输出信号，取出机接口、计算机接口等9、需要特殊装备的部件：根据实际情况考虑，热流道控制接口、封闭喷嘴，排气料筒等第二节模板条件设定方法一、顶出条件的设定1、取略小于（或等于）最大开模位置点为顶出开始位置2、顶出的距离不能超过模具允许的最大距离3、顶出后退位置为零，如果顶出开始后有空程（如图），选择为顶杆开始动作位置（成型机顶杆接触模具顶出板是的位置）减5~10mm的位置板顶板顶成型机动模+板成型机动模板成型机顶杆成型机顶杆无空行程图置（成型机顶杆接触模具顶出板是的位置）减5~10mm的位置板顶板顶成型机动模+板成型机动模板成型机顶杆成型机顶杆无空行程图空程距离模具固定板空程距离 模具固定板4、 为节省时间，一般应采用2段顶出，切换点一般选择在可确保制品完全脱模的位置，前段慢速，后段适当加快。5、 后退速度可适当快些，但对于顶出回退慢的模具，如果设备顶杆回退太快，回退时完全靠顶出系统自身导向来控制方向，容易产生倾斜，导致顶出板卡死，所以后退速度可先设定为最大后退速度的50％左右，以后在进行调整。6、 各处等待时间设定为零，待制品成型后在根据实际情况进行调整。7、 顶出次数先设定3回左右，待制品成型后在根据实际情况进行调整8、 手动顶出，观察运转情况是否平稳，无异常。二、模板条件设定模板设定原则：1、 0W模具接触位置W保护开始位置W合模变速位置W开模完了位置0W顶出开始位置W开模完了位置2、 开模完了位置：首次开机生产时，（伺服电机机床）应先用慢速开模（华大液压机床应手动点动开模），确认开模完了位置，防止快速开模，拉断拉杆。3、 合模速度和位置：先快后慢，保护速度应设定相对慢些，以减少模具分型面相互冲击。4、 离型速度设定合适可解决一些制品的外观不良：如拉断、白化、翘曲等5、 开模的位置和速度的设定得当可解决浇口脱模不良的问题6、 模具保护力通常设定在5％~8％之间，在可能的情况下，尽可能设定的小些模板条件设定1、做型厚调整，确定最大开模位置2、 两板型模具，按照慢-快-慢的原则设定，开始速度不要设定太快3、 三板型模具，确保在中间板与动模板分开及相碰时速度减慢，以免撞击4、 快速合模，观察运转情况，速度应均匀，且模具接触及分开时应无异常音5、 注意：无论两板型、三板型模具都要注意滑块及导柱的接触位置如下图：第三节 注射条件设定方法概述松下有着很高的成形实力，尤其以早川幸雄先生为代表的成形理论，直接影响全松下的成形水平。早川先生1975年进入松下成形工厂，一开始就从事成形技术的学习，1984年起分别获得松下技能竞技大会2枚金牌，3枚银牌和2枚铜牌。在第24届竞技大会被评为成形特级技能士，现为竞技大会的成形部分评委，而且是日本国家成形技能鉴定委员。早川先生成形技能的学习过程1，从成形理论开始。早川先生首先从书本中学习成形原理，成形机的工作原理，材料特性等，形成一种自身理解的理论体系。2，理论和实践相结合。通过实际的操作，成形机的实际动作，材料的实际状况，积累了丰富的感性认识，再与自身的理解的理论比较，加固了对成形理论的认识。3，理论和实践的检讨。实际工作中的很多情况与理论存在很多差异，谁是谁非，怎样处理各种成形不良，成形品的品质安定化，都做为解决理论与实际不符合的焦点问题。成形机的特性。成形机的特性包括射出速度-射出压力的关系；油温变化；树脂温度变化；成形机的机差等。射出速度-射出压力的关系，书本上介绍的关系图往往很难理解，实际状况怎样？假设射出压力为0，逐渐增加射出速度，树脂流动的变化情况；反之，射出速度为0，逐渐增加射出压力，树脂流动的变化情况。通过一

系列的实验，对射出速度和射出压力对树脂的流动特性的依存关系，射出速度和射出压力单方面的最大能力，只有通过对树脂流动的制御，才能准确把握制品的各种不良现象的真实原因，进行合理的对策。除此之外，还有成形机油温，树脂温度，成形机机差对树脂流动性的影响。如图1所示。油压原理，略。模具构造，略。油压原理，略。模具构造，略。材料的特性。对成形影响较大的材料特性有材料的粘度,结晶性,吸水率,成形收缩率等，材料的流动特性直接影响到成形性。各种各样的成形条件，哪些对材料流动影响最大，在成形条件调整时，首要地考虑影响大的重视条件。如图2所示，流动曲线的斜度越大，与其依存性越强。速度-温度一定 1 压力速度-温度一定 1 压力-温度一定 i 速度-压力一定压力 速度 温度图2压力重视条件速度重视条件温度重视条件⑤最适条件作成。早川先生通过多年的经验总结出独特的成形法---高速低压成形法，从流动分析理论考虑，树脂在料筒内加热过程中，料筒内壁形成固化层，固化层影响热量的传导，射出的时间越短，对流动的抵抗越小。而且，树脂的实际温度与设定温度存在一定的差异。同时树脂的实际温度与设定温度，背压，螺杆回转数，计量值，循环时间等都有关系。实际操作中改变任意一个条件，往往影响到其他条件的变动，此时最重要的是对实物的判断，而且注意成形条件的互换性。新模具的试模手顺。1，模具，成形机，材料准备完了。2，确定射出速度，射出切换位置，最大射出压力，计量位置。以驱动齿轮（图3）为例说明。图3驱动齿轮完整的浇注状态初期设定。低的模具温度，低的成形温度，射出速度为中速，保压压力为0kg/cm2,最大射出压为低压，最大保压速度为lmm/s,计量背压和回转数为中速，为安全考虑，射出切换位置，最大射出时间和冷却时间以大为好，根据制品的大小，估计计量值。在此状态下进行半自动成形。根据制品的形状，逐渐减小射出切换位置，能够按照下图的方式推进为宜。如图450mm 0mmA状态 B状态图4射出一段的充填状态在此状态下，确认浇口平衡。然后提高射出速度，确认浇口形状有无变化，直至连续2模浇口形状无变化为止；再提高射出压力，同样直至连续2模浇口形状无变化为止。直此，射出速度和射出压力可以决定出来。最大射出压应大于或等于射出压力。减小射出切换位置，浇口即将打满为止，此时，主浇口部分和支浇口部分的射出一段速度和射出一段切换位置就决定出来。再减小射出切换位置，并且二段射出速度适当降低，使树脂刚好通过浇口为止。至此，通过浇口的射出二段速度和射出二段切换位置就决定出来。如图5所示。

C状态D状态图5射出二段的充填状态减小射出切换位置，进行制品部的充填。制品部分的充填应适当降低射出速度，当充填至90~95%时，完成了射出部分的设定。如图6所示。保压压力和保压时间的设定。设定保压压力时，注意制品的外观状态，缓冲量3保压压力和保压时间的设定。设定保压压力时，注意制品的外观状态，缓冲量3，有无凹陷，浇不足，毛刺，变形的问题。在外观正常的状态下，对主要的外形尺寸进行测定。在此状态下，选择高，中，低压几种状态成形，备以后参考用。保压时间根据浇口密封时间设定，详见保压压力与保压时间的设定原则一章。4，冷却时间的确定。试模阶段的冷却时间设定主要保证制品开模，顶出无变形。但，最合理的设定需要几种不同的冷却时间下，连续生产的几模（至少5模），其主要尺寸的波动情况，选择尺寸波动最小且时间最短的进行设定。5，记录实际射出时间，缓冲量和模具实际温度，便于下回试模确认其再现性和安定性。主要成形条件的设定原则。1，树脂成形温度的设定原则。树脂的成形温度有内部加热和外部加热两部分，内部加热包括螺杆回转的剪切热，由背压产生的压缩热；外部加热包括外部加热器加热和成形循环时间。而实际温度等于外部加热+内部加热。加热器图7螺杆的内部加热和外部加热滞留时间螺杆回转

加热器图7螺杆的内部加热和外部加热滞留时间螺杆回转流对树脂温度的制御，也要考虑冷却时间和动计量时间的长短。如图8所示树脂的熔融好坏用以下三方面评价：成形温度的均一化程度。玻璃纤维，油脂等充填物的混炼程度。树脂密度的均一化程度。2，模具温度的设定原则。通常情况下，模具温度从较低的起点设定，但必须小于树脂的热变形温度。其目的主要考虑缩短成形循环时间，但有些外观要求高，薄肉制品要相应地设定较高的模温。使用温调机的情况下，温调机达到设定温度时即可开始工作，随着注射数的增加模具的实际温度逐步升高。模具温度达到一定值之后，趋于恒定。只有保证模具温度在正常的范围内波动，制品的品质才具有安定性。一般在100模以后才进入品质安定状态。实际生产中，在良品区域内都可保留。如图9。图9模具温度与时间图9模具温度与时间图10制品尺寸与时间高温与低温成形主要影响树脂的流动性，收缩率和结晶速度。高模温的状态下，树脂的结晶速度较慢，但结晶度高。因此，成形收缩率大，制品整体尺寸变小。高温成形做为试模的后继手段。图10~12为树脂特性与模温的关系。

模具温度高的场合：树脂流动抵抗小；浇口密封时间长，尺寸变动，凹陷变好，但保压时间长；成形收缩率变大，而且后收缩大。模具实际温度与温调机温度，树脂温度和成形循环时间有关。3，射出速度和射出一次压的设定原则。射出速度和射出一次压是一对互相制约的参数，如图1所示。射出过程中，型腔内产生瞬间高压，射出终了后，型腔内内压达到最大。此后，型腔内压力逐渐降低，而射出一次压是射出动作完成的必要的压力。射出分段的设定也是对浇口，点浇口，制品部分充填状态的监视。同时，射出分段也是减少高速射出产生的惯性。实际的射出压往往通过螺杆的背压进行监视（图13），但，型腔内的实际压力要比螺杆的背压小得多。射出过程用来成形制品的外观，由于模具内腔的温度较低，树脂流动过程中表层首先固化，长时间充填受各方面的影响可能性大，如模具温度的差异，树脂粘度的差异等。为了减小由于固化带来的流动抵抗和各方面差异，一般采用高射速成形法。充填工程的安定性一般用射出时间的波动进行监视。4，保压压力和保压时间的设定原则。成形的两大工程：充填工程和保压工程充填工程主要控制制品的外观；保压工程主要控制制品的尺寸。充填工程的再现性确认方法，保压不使用，进行95%的充填，确认完了后，才进行保压的设定。一次压进行充填，二次压决定制品的尺寸，三次压制品尺寸和浇口部分，四次压浇口部分。图14为不同一次压的压力曲线。m螺杆背压/射出过程用来成形制品的外观，由于模具内腔的温度较低，树脂流动过程中表层首先固化，长时间充填受各方面的影响可能性大，如模具温度的差异，树脂粘度的差异等。为了减小由于固化带来的流动抵抗和各方面差异，一般采用高射速成形法。充填工程的安定性一般用射出时间的波动进行监视。4，保压压力和保压时间的设定原则。成形的两大工程：充填工程和保压工程充填工程主要控制制品的外观；保压工程主要控制制品的尺寸。充填工程的再现性确认方法，保压不使用，进行95%的充填，确认完了后，才进行保压的设定。一次压进行充填，二次压决定制品的尺寸，三次压制品尺寸和浇口部分，四次压浇口部分。图14为不同一次压的压力曲线。m螺杆背压/P//图14一次压对应的,压力曲线1.7S2.5S时间保压压力和树脂温度的最佳值通过成形条件幅表来确定。成形条件幅表是用来寻求一个安定的品质状况进行设定的。如图15，制品在OK状态的区域内，寻找某一树脂温度下幅度最宽的领域，此领域中心所对应的保压压力值就是最佳的保压压力。如果成形条件幅表的最适点的制品尺寸OK的话，即得到理想的成形条件表。但，实际中往往有不合格的场合，此时通过模具温度和冷却时间的变更进行尺寸的控制为佳。从成形条件幅表也能判断模具的状况，如果OK领域较窄时，作为量产的成形条件是极不合理的。量产可能有各种因素的变化，如，环境温度的波动，机床的参数的波动以及各种可能的外界因素导致成形条件的波动，极易产生不良品，此时，最好的决定就是修理模具。如图16所示。不合理的成形条件幅表不合理的成形条件幅表保压确定之后，才能确定保压时间。因为保压压力不同，浇口密封的时间也不同。浇口密封时间的确定一般用不同保压时间所对应制品的重量变化情况来确认。保压时间=浇口密封时间+1秒。5，冷却时间的确定原则。射出工程和保压工程确定之后，最后对冷却时间的确定。确定冷却时间的目的是一方面成形循环时间最短化；另一方面，成形品质的安定化。在明确了保压时间之后，利用尺寸的稳定性的方法来确定最佳冷却时间。通过设定不同的冷却时间，确认同一制品的外形尺寸的波动情况，选择波动最小且冷却时间最短的进行设定。

图17浇口密封曲线6，射出到保压切换方式的确定原则。通常情况下，成形射出到保压是通过射出到保压切换位置进行制御。实际生产中，有很多制约因素，如，机械制御状态的差异；材料的批量的差异；流动性的差异。早川先生的95%成形法是对上述差异的最好的判别。比如，上回试模95%的充填，今回可能完全充填或半分充填，可以判断某个条件发生了变化，在没有搞清楚引起变化的原因之前，就急忙修改成形条件，这种做法本身就是不安定的做法。生产的不安定性也就很难把握。但，分析出这个引起变化的因素很难，却很有收获。95%的充填方法也是对树脂流动性的制御，也便于判断流动性的好坏，分析射速对树脂流动性的依存关系。实际上，95%的充填方法不仅是成形参数的设定基本原则，也是制御充填工程安定性和再现性的判定基准。另外，从安全方面考虑，95%的充填方法也是保证模具不受可能过大的压力而导