注塑工艺与模具设计.ppt

1、a,1,注塑工艺设置与模具匹配使用合理性,原名：注塑零缺陷高级技术研修,a,2,目 录,1.注塑成型工艺基础 2.模塑现场问题分析与解决对策 3.模具优化设计与使用,a,3,注塑成型工艺基础设备介绍,合模注塑启动按钮,合模注塑启动按钮,关模合模汽缸,紧急回升启动按钮,注塑机配电箱,a,4,注塑成型工艺基础设备介绍,加热元器件,胶料斗,合模导柱,螺杆,射料汽缸,二次压力感应阀,加料操作阀,液压油管,料嘴,a,5,注塑成型工艺基础设备介绍,注塑马达,冷却水循环器,工作台,开模高度 设定钮,慢速关模 设定阀,高压关模 设定阀,模具固 定板,上段温度 调整,射胶时间 调整,冷却时间 调整,松退时间 调

2、整,中段温度 度调整,下段温度 度调整,a,6,注塑成型工艺基础设备介绍,射出速 度调整,背压调 整阀,总压调 整阀,关模速度 调整阀,a,7,注塑成型工艺基础设备介绍,压力表,一压调 试阀,二压调 试阀,低压调 试阀,a,8,注塑成型工艺基础,什么叫注塑成型？ 它能符合产品的物理、化学及电气性能的要求的制造工序. 主要是用成型机、模具及符合产品设计要求的物料,在一定 的溫度、时间、压力条件下而满足产品设计要求的过程。,a,9,注塑工艺基础,三种关键成型工艺参数 温度 速度 压力 产品成型基本就由它们决定,a,10,注塑工艺基础,温度来源 预热：料筒加热元器件，大概产生热量20%-30% 机台

3、正常运转后：绝大部分热量由螺杆旋转产生的剪切热与摩擦热，大概产生热量70%-80% 温度设置是指注塑机螺杆内壁的温度，温度不是对胶料测试,a,11,注塑工艺基础,温度如何影响产品结构 加热：塑料膨胀，粘度下降 冷却：使分子相互靠近，凝固使应力集中，收缩； 降解/分解:不同的塑料有不同的抵抗热降解的能力，但如果加热过量，所有塑料最终都会降解。降解将打断塑料本身的高分子链，粘度下降，流动性好，强度降低。,a,12,注塑工艺基础,速度如何影响产品结构 速度：剪切热-螺杆旋转所产生热量为剪切热 分子排向：在流动方向和垂直方向有不同的强度性能，这两个方向的缩水量也不同。 当塑料进入行腔后会形成流动波前，

4、在中心地方的流动快，在靠近模壁的地方流动慢。由于流动速度不同产生剪切，从而导致分子排向。,a,13,注塑工艺基础,模具冷料井,进料点,先冷却，流动性慢,流动性快,a,14,注塑工艺基础,压力如何影响产品结构及外观 压力会使分子紧靠在一起，收缩性变小，密度变小； 压力不足会导致产品不饱模/缩水，会限制注射速度控制系统提供快速射出的能力； 压力过大会导致产品毛边/批峰/冲胶。,a,15,注塑工艺基础,结晶结构 模具温度越高，结晶时间越长，结晶体越大，收缩越大，不均匀结晶将使内应力大； 内应力是指分子的压应力与拉应力，单分子的排向应力。 来源于温度不均匀，收缩不均匀，结晶差异，分子排向。,a,16,

5、螺杆控制优化设定 后退位置 Back position 垫料 Cushion size 背压 Back pressure 转速 Rpm 松退/压力释放 Melt decompression 溶体温度测量,注塑工艺基础,a,17,不良样品,气泡,缺料,开口,流纹,压伤零件,批锋,现场问题,a,18,不良样品,杂色,缩水,压线,外露,冲胶,变形,现场问题,a,19,缩水、缩痕 是指产品表面产生凹陷的现象，由塑胶体积收缩产生，常见于局部肉厚区域； 解决缩水缩痕问题首先要降低模具温度，使模具温度保持恒温状态，调整射出与冷却时间，加大保压压力。,现 场 问 题,a,20,现 场 问 题,缩孔、气泡 产品

6、局部肉厚处在冷却过程中由于体积收缩所产生的真孔泡，叫缩孔； 塑胶溶体含有空气，水份及挥发性气体时，在注塑成型过程空气、水份及挥发性气体进入产品内部而残留的空洞叫气泡。 解决缩孔及缩水问题需对胶料加以烘烤，根据实际情况设定温度至少烘烤2个小时以上，料斗最好保持饱满；适量加大背压，让螺杆释放出多余的空气；,a,21,现 场 问 题,缺胶、不饱模 塑胶溶体未完全充满型腔。 导致缺料、不饱模的原因有温度低于胶料融化范围，设置螺杆后退位置（产品胶料用量）压力过小，机器喷嘴与模具未对准。可根据实际情况调试相关参数进行改善。,a,22,现 场 问 题,毛边、批峰 塑胶熔体流入分模面或镶件合面将产生毛边批峰。

7、 熔体的粘度、压力和间隙的宽度决定是否出现毛边。绝大多数胶料来说，在0.025-0.05mm的间隙一般都不会产生毛边。熔体尽量进入，但立刻凝固，堵住流动。,a,23,现 场 问 题,烧焦、熔接痕、夹水纹 一般所谓烧焦包括产品表面因塑胶降解导致的变色，滞留在螺杆里的塑料熔体射出时未能迅速排出（困气），被压缩而显著升温，将材料烧焦。 模具采用多浇口方案时，胶料流动前锋相互汇合；孔位和障碍物区域，胶料流动前锋也会被一分为二，两股或以上胶料汇合时会产生熔接痕；壁厚不均匀的情况也会产生熔接痕。,a,24,现 场 问 题,银丝、银条 产品表面附近，沿塑料流动方向呈现的银白色条纹。银丝的产生一般是塑胶中的水

8、份或挥发物或附着模具表面的水份等气化所致，注塑机螺杆卷入空气有时也会产生银条。需要缩短松退时间，适当加大背压排出螺杆内多余空气。,a,25,现 场 问 题,破裂，龟裂，翘曲变形，尺寸偏差 产品表面裂痕严重而明显者为破裂；产品表面呈毛发状裂纹，产品尖锐角处常呈现此现象谓之龟裂。决绝办法有减缓流动速度，加大浇口，避免外应力。 变形可分成翘曲与扭曲两种现象，平行边变形称为翘曲，对角线方向的变形称为扭曲。 产品尺寸取决于塑料型号，包括添加成份，模具收缩指数，成型条件。,a,26,现 场 问 题,表面光泽不良、喷嘴流料、喷嘴堵塞 产品表面失去材料本来的光泽，形成乳白色层膜，模糊状态等皆可称表面光泽不良。

9、 导致喷嘴流料的如R角不匹配；装模不正，喷嘴未对准；喷嘴损伤；螺杆松退不够；烘干不足；温度过高。 铁屑、小螺丝等杂物混入料筒，温度过低会导致喷嘴堵塞。需要清理喷嘴内杂物。,a,27,现 场 问 题,强度减小、发脆 降解，分子链断裂变小； 溶解痕； 结晶不良； 材料不相容； 回收料太多； 过度干燥； 残余内应力太大。,a,28,现 场 问 题一般注塑工艺参数,a,29,模 具 设 计,注塑模具设计思路 功能设计：保证成型产品尺寸；探讨流道与浇口结构；探讨顶出方法等。 形状外观设计：三维形状设计；外观质量探讨（光亮表面、梨皮花纹、凹凸花纹、晒文等）；形状复制等。 模具分为定模与动模两块，模具需要循

10、环水冷装置，特殊模具需要独立水冷装置；,a,30,模 具 设 计,注塑模具设计思路 成本设计：模具材料成本，成型产品成本，标准件使用成本等。 模具维护设计：维修配件结构、备用配件、可拆装性配件、复原性能；,a,31,模 具 设 计,注塑模具经济学,30%加工,20%设计费,35%销售管 理试模杂费,15%材料费,切割加工、热处理、放电、慢走丝、氧化性、组装等,破损与修理费用,操作与保养 费用40%,初期费用20%,模具制作费用,模具使用费用,a,32,模 具 设 计,定模、动模尺寸 模具尺寸根据机台大小与产品大小来决定的。且要避免因高压力而导致损坏，避免将模具做的过大带来不必要的浪费； 利用材

11、料力学的计算公式，进行理论计算后求的该厚度的推荐值。 定模尺寸： h:定模侧厚壁（mm） p：定模内压强（kgf/cm2）I:定模内侧长度（mm) a:定模内压强p承受部位侧壁的高度（mm） b：定模高度（mm） E：纵向弹性模量（杨氏模量）（ kgf/cm2） max：最大容许绕度（mm）,a,33,模 具 设 计,缩水率与型腔排布 按ASTM D955标准，注塑成型收缩率的模塑试样有两种：条形与蝶形； 材料特性、产品肉厚、长宽方向都会产生不痛程度缩水； 型腔数量取决于机台注射量、产品精度要求。 型腔排布取决于平衡式、非平衡式； 家族模具取决于配套件。,a,34,模 具 设 计,浇注系统-流

12、道 水力直径是一个衡量通流能力的量，水力直径大，说明该流道流动性好。 D:水力直径 A：流道截面积 P：周长,a,35,模 具 设 计,浇注系统-冷料井 注塑机喷嘴与模具接触部分，热流道热嘴与模具芯接触部分，因热传递的关系，其温度总是低于设定的加工温度，这部分区域中的塑料温度总是低于塑料的熔融温度，我们称之为“冷胶”。冷胶是一种非均相的、温度非均一的物质，它是玻璃态（固态）、与粘流态（流动态）的混合体。,a,36,模 具 设 计,浇注系统-冷料井 冷料井的长度为流道直径的1.5-2倍,流道,1.5-2D,分流道,a,37,模 具 设 计,浇注系统-浇口数量 增加一个浇口，至少要增加一条溶接痕，同时还要增加一个浇口痕迹，较多的气穴一流到的体积； 在型腔能够如期充填的前提下，浇口数目越少越好； 一般在注射偏位时需要多浇口进行减小冲力。,a,38,模 具 保 养,模具是注塑的重要工具，模具状况的好坏直接关系到注塑产品质量和生产效率。而模具的状况不是一成不变的，在生产过程中由于摩擦、胶丝胶粉及灰尘的侵入、受压变形、模具材质老化、润滑油的流失与失效等，状况逐渐变坏。为了