引言

注塑成型模具的澆注系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)及分型面、成型零件等若在設計制造上存在不合理因素,將直接影響注射成型生產的質量、產量和經濟效益。因此,只有對存在問題的模具進行維修改造,使其符合注射生產加工工藝條件,才能提高產品質量和生產效率,減少材料損耗,節(jié)約生產成本。

1問題的提出

一種塑料潛水鏡鏡片注塑模如圖1所示。

該模產品采用PC(聚碳酸酯）材料,模具制造完成后,試模和投入生產都很正常。但經過注射生產一段時間后出現了問題,主要表現為鏡片無法充滿模具型腔,無論如何調整注射成型工藝,都無法充滿,潛水鏡鏡片的邊緣始終存在缺口,達不到產品質量要求,成為廢品。

2問題的分析

針對生產中突然出現的注射充不滿型腔的現象,檢查生產記錄的工藝參數,注射機、注塑工藝參數的調整設置均與正常生產時一致;注射機的注射系統(tǒng)、裝置及注射壓力等均正常;噴嘴無阻塞;塑件形狀、結構以及塑件的膠厚對注塑工藝要求都屬較優(yōu)的條件,不會造成注射充不滿型腔現象。

對注射得出的塑膠件進行分析認為,模具排氣系統(tǒng)不能充分排氣或失效是導致填充不足的主要因素。

2.1模具生產中的影響因素及具體問題分析

由于注射成型工藝的需要,必須保證注射機有足夠的注射壓力和速度。如果注射壓力、速度不足,會造成表面起波紋、透明度不達標等缺陷。PC屬于工程塑料,注塑成型壓力一般在70～140MPa,比其他普通塑料的注射壓力要大。注塑生產一般是24h連續(xù)進行的,模腔在較高溫度下連續(xù)不斷承受注射高壓,容易對一些薄弱環(huán)節(jié)造成不良影響。

2.2塑件材料、形狀和結構分析

潛水鏡鏡片用于潛水,因水下可能存在珊瑚、礁石,意外碰撞會刮花,甚至造成爆裂,因此鏡片不僅需要良好的光學性能,還要具有優(yōu)良的力學性能,而PC(聚碳酸酯）的突出特點是沖擊強度高,透光率可達到92%,是優(yōu)良的鏡片材料。PC材料的注射成型溫度是220～260℃,有幾十攝氏度臨界溫度,有利于注塑生產。同時,塑件為厚2mm的片狀,對注射生產很有利。但PC熔融粘度高、吸收水分快,注塑生產前必須將PC材料置于110～120℃的熱風干燥料斗中進行干燥除濕,若生產中未能將水分充分干燥,帶有水分的物料在注射機料筒內受熱熔融過程中就容易產生氣體。

2.3潛水鏡鏡片模具結構分析

注塑生產鎖模壓力不夠會出現脹?，F象,使制件產生飛邊或其他缺陷,所以鎖模壓力要足夠大。出故障前,該模具每天承受接近10000次的注射和鎖模,模具推件塊經受注射壓力的頻繁擠壓,其底部和與其底部接觸的平面被壓得非常貼合,導致模具原本通過推件塊底部實現的排氣變得不可行。另外,模具通過分型面也可以排氣,分型面同樣經受每天接近10000次的鎖模壓力的壓迫,其兩接觸表面也被壓得非常貼合,影響排氣。而推件塊側面,因為是動配合,運動會引起一些磨損,形成間隙,有利于排氣,但由于所處位置不是排氣系統(tǒng)末端,效果不大。

2.4澆注系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)分析

潛水鏡鏡片模是一模多腔,澆注系統(tǒng)是平行式分流道側向進料內澆口,其熱平衡、流動平衡均較好,加上是平面塑件,側向進料內澆口的最后料流基本匯合在有排氣系統(tǒng)設置的位置。通過上面2.3對模具結構的分析可知,潛水鏡鏡片模具投入生產一段時間后,因為高壓擠壓,分型面的兩接觸表面、推件塊底部的排氣功能變差,排氣不良,影響注塑成型的正常生產。

3問題的歸納總結

潛水鏡鏡片模具每天承受接近10000次的注射和鎖模壓力,造成原本可以排氣的平面被壓得過于貼合,氣體不能通過,使排氣系統(tǒng)失效。

4注塑模具改造方案

從上述分析可知在生產中模具排氣系統(tǒng)失效的原因:模具推件塊由于受注射壓力的擠壓,與底部接觸過于貼合:模具分型面受鎖模壓力的壓迫,接觸表面被壓得過于貼合,不能排氣。因此,需要對排氣系統(tǒng)進行改造。

排氣系統(tǒng)的設計應該達到以下要求:(1）排氣要保證迅速、完全,排氣速度要與充模速度相適應:(2）排氣槽盡量開設在膠件較厚的成型部位:(3）排氣槽應盡量開設在分型面上:(4）排氣槽應盡量設在料流的終點和匯合處,如冷料井的末端:(5）為了模具制造和清模方便,排氣槽應盡量設在凹模一側:(6）排氣槽方向不應朝向操作面,防止注塑時漏料傷人:(7）排氣槽不應有"*"角,防止積存冷料。

具體改造方案如下:

第一,針對推件塊底部:在模具推件塊底部開設多條寬4mm、深,.3mm的排氣凹槽,因此處無膠料,無須考慮漏膠,深度可大些。由此可形成以下排氣通路:推件塊四周一推件塊底部一推桿(也包括推件塊平衡推出導桿）與動模板相應安裝孔之間的間隙,保證可靠排氣。

第二,針對分型面:在分型面上料流最后位置磨削多條寬2,mm、深,.,3mm的排氣凹槽(不要一直開至型腔）,凹槽末端用劃針劃出劃痕,即可用于排氣,如圖2所示。劃痕數量可通過試模確定,視情況適當增加。

圖2排氣槽及劃痕

排氣槽也可以開成以下形式[3]:如圖3(a）所示,在距離型腔5～8mm處制成燕尾形。有時為防止排出的氣體傷人,可將排氣槽制成拐彎的形式,如圖3(b）所示。

(a）燕尾式

(b）拐彎式

圖3排氣槽開設

經過改造,在注射生產過程中,模具的排氣系統(tǒng)真正能夠滿足塑料注射成型工藝要求,將剩余在模腔內的氣體充分排走。未經維修、改造前的注塑模具不能正常順利生產,造成材料損耗大、合格率和生產效率低下,通過對注塑模具的技術維修、改造,提高了生產效率和產品合格率,同時降低了材料損耗和工人勞動強度。

5結語

實際生產中,模具交付使用初期、正常量產后都可能會出現各種各樣的問題,有的是設計制造方面的原因:有的是注塑工藝方面的原因,比如注塑壓力、鎖模力等:也有注塑機、模具技術狀況變化等原因,比如新模,由于存在一定的表面粗糙度,分型面還起到排氣的作用,使用一定時間后,動定模板之間互相擠壓,已經相互貼合,因而失去排氣功能。生產實踐中,只有本著具體問題具體分析的態(tài)度,耐心細心分析、檢查,找到根源,才能解決實際問題。