“垫片”和“外手把”上成型加工缺陷预测与整治

发表时间:2022-04-13 14:46作者:中航工业航宇救生装备有限公司          文根保 文莉

             

[摘要]采用矩形侧浇口设置,造成“垫片”流痕和缩痕,修成扇形浇口缺陷就得到大幅度改善。外手把 在模具中正立位置放置,产生缩痕、银纹、融接痕、过热痕和流痕五种缺陷,改成倒立放置,缺陷消失。对于注塑件的缺陷整治,只要找出产生缺陷的原因,采取的措施正确,缺陷就能得到有效的根治。

关键词:“垫片”; “外手把”; 缺陷;整治

0引言

    “垫片”与“外手把均是注塑件,在注塑模设计和制造后进行成型加工时都出现了缺陷(弊病)。存在缺陷的注塑模在一般情况是不合格的,即使勉强可以使用也是带病使用。注塑件不合格或带病使用,其模具同样视为不合格。注塑件有缺陷就必须整治,注塑成型工艺其实就是与缺陷斗争的过程。

1 “垫片” 流痕分析与整治

注塑件资料:名称:“垫片”,如图1a所示,材料:聚乙稀。

1)原因:正反面都产生了明显流痕,如图1b所示,还存在着不同程度的缩痕。

2)问题件痕迹的识别:从浇口痕迹的辩别,可以得出浇口为側浇口,浇口为长方形,

浇口位于动模型腔的下侧。

3)产生缺陷原因分析:模具为一模四腔,脱件板脱模(无推杆痕迹)结构,浇口是在靠近脱件板方向。由于模腔内存在着五个型芯,浇口又处在外圆周两型芯之间。料流从浇口流出就会遇到中间和两旁的三个型芯的阻挡,呈射线状并自下向上逆向填充型腔。高温的料在与低温的型芯接触后,流迅速地降温而形成冷凝分子团,冷凝分子团随着流撒落在熔体的流程中,并逐渐地增大,待熔体冷硬后便形成了具有对称性的流痕,如图1b所示

4)措施:整治方案。

1)整治方案-:如图1c所示。可将矩形的侧浇口改成为扇浇口,改变料流填充的流动方向。从而可以避免高温的料流在碰到低温的型芯后,迅速地降温再填充模具型腔的流动状态所形成的低温分子团,因而可以清除流痕和缩痕。

2)整治方案二:将浇口设置在靠近定模的方向,使熔体流自上而下顺流呈稳流状态填充型腔,流痕和缩痕将会全部消失,但模具的结构将要重新改制,而存在着经济损失。

5)成效:按方-的整治,基本上能达到产品的质量要求。其方法是用锉刀将长方形浇口修成扇形浇口即可,从而可以避免采用二的措施。

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a“垫片”   图b缺陷浇口   图c 改进后浇口

2外手把上浇注系统设计缺陷分析与整治

    外手把的材料是PC/ABC合金,PC的流动性差,虽填加了ABC改善了流动性,但流动性仍然是较差。

1)原因:外手把注塑模设计时,因为没有进行外手把缺陷的预测。试模时出现了缩痕、银纹、融接痕(图中未给出)、过热痕和流痕五种缺陷,如图2所示。通过高校的模具专业采用CAE法进行分析,不断地变换浇口的位置,甚至复制了多副注塑模,问题仍然是得不到有效的解决。

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2)外手把在注塑模中正立放置熔充模分析根据外手把在注塑模中摆放位置与熔体充模分析图解法,外手把熔体充模分析,如图3a所示。外手把在注塑模中为正立位置放置,如图3a所示。

塑料熔体在自下而上逐层逆流失稳填充1]的过程中,熔体温度是逐层下降,于是一些熔体形成了冷凝分子团,并在后续熔体料流的携带下散布在流程中分子团增大,形成了流痕。型腔中的气体因熔体自下而上逐层填充,先被挤压到型腔的上面,在后续料流的挤压之下再从分型面II排出。被压缩的气体温度升高,并从上模腔薄弱部位排出时致使塑料过热降解,炽热的气体遇到低温的模壁后形成了银纹。而外手把净重143g,注胶量较大,况且外手把为实心,收缩量也较大。由于点浇口先凝骨封口,无法保压补塑而产生了缩痕。由于外手把的两端存在着较大的型芯,外手把的长度较长,降温后熔体汇合处形成明显的熔接痕。可见,是外手把在注塑模中的摆放位置不当,是造成塑料熔体自下而上逐层逆流失稳填充的真正因素,也是导致外手把产生上述五种缺陷痕迹的根本原因。采用气辅式注射成型也可消除五种缺陷,如图3b所示,因成本过高,不适用。

3)外手把在注塑模中倒立放置熔充模分析.如图3c所示。为了减少熔接不良,可采用外手把两端点浇口与辅助浇道的浇注系统形式,最好在外手把右端设置一个¢6㎜直接浇道。塑料熔体是自上而下逐层顺流平稳填充2],故不会产生上述五种缺陷痕迹。因为人手经常要握拿外手把,外手把的外表除了分型面之外不允许存在顶杆脱模的痕迹,外手把只能是定模脱模的结构形式。这种注塑模的结构较为复杂,只能是在没有气辅式注塑机和注塑模复制的情况下才能采用。可见在注塑模设计之前,如果能够进行注塑模结构方案分析和缺陷痕迹的预期分析是多么的重要。

1)流痕形成的分析:由于塑料熔体是自上而下逐层顺流平稳填充,塑料熔体是自上而下逐层降温均匀充模,故不会出现冷凝分子团随高温料流填充再在降温过程中增大的现象。因此,不会出现流痕缺陷;

2)过热痕形成的分析:由于塑料熔体是自上而下逐层降温均匀充模,模腔中的气体随之熔体是自上而下流动,并很顺利地从分型面排出。故不会发生模腔中的气体受熔体挤压达到一定的压强后高温喷出,导致高温气体使塑料熔体出现过热碳化现象;

3)银纹形成的分析:由于模腔中的气体能很顺利地从分型面排出,故不会出现残余气体无法排出形成雾化现象,再遇到低温的模壁而产生银纹;

4)缩痕形成的分析:由于直接浇道的设立,浇道面积大,能够保压补塑,故缩痕也不会产生;

5)熔接痕形成的分析:由于直接浇道的设立,再在金属镶嵌件料流交汇处设置冷料穴。降温熔体进入冷料穴,温度高的熔体汇合就不容易产生熔接痕。

4)成效   由于是采用了图解法分析,才发现原来是外手把在注塑模中的位置不对,造成了熔体紊流失稳状态填充而产生了这五种缺陷。后来将外手把在注塑模中的位置翻了个面,熔体呈顺势稳流填充。重新制造注塑模之后再成型加工外手把,这五种缺陷都没有了。


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a外手把正立摆放熔料充模分析图 图b气辅式熔料充模分析图 图c外手把倒立摆放熔料充模分析图

3结束语

    对于垫片只需要用锉刀将长方形浇口修成扇形浇口,即可达到整治缺陷的作用。对外手把多种缺陷整治,可以采用气辅式充模形式,也可以采用外手把在模具中倒置放置的方式。

参考文献:

1]文根保、陈小兵、文莉、史文。现代注塑模结构设计实用技术[M].北京:机械出版社,2014。

2]文根保、文莉、史文。注塑模优化设计及成型缺陷解析[M].北京:化工出版社,2017。

作者简介:文根保(1946-),男(汉族),江西南昌人,高级工程师,主要从事模具设计与制造工作。


文章分类: 技术信息
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