用親和圖分析解決ABS擋泥板的質(zhì)量缺陷

1、用親和圖分析解決ABS擋泥板的質(zhì)量缺陷王正進(jìn)（江蘇省鹽城市圣茂機(jī)械廠）摘要：與PP相比，ABS樹脂抗沖性、隔音性、耐劃痕及耐熱性更好，特別是在橫向抗沖性和使用溫度要求較嚴(yán)格的地方，PP應(yīng)用受到限制，而ABS因表面光滑，抗沖擊性好，耐高溫和可加工性好而被廣泛應(yīng)用，但ABS也存在如產(chǎn)品發(fā)脆、尺寸不準(zhǔn)、飛邊等缺點(diǎn)。用巴萊多圖統(tǒng)計(jì)出ABS在生產(chǎn)中的個(gè)性問題，用親和圖分析解決問題，再用直方圖進(jìn)行模具改進(jìn)后的工藝驗(yàn)證，對(duì)注塑工程質(zhì)量改進(jìn)和提升產(chǎn)品合格率有著重要的指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞：模具改進(jìn)巴萊多圖親和圖ABS缺陷The Analysis and Resolution of the Quality Defec

2、t of ABSmadeFenders by Using the Affinity DiagramWang ZhengJin(Jiangsu Yancheng Shengmao Machinery Factory )Abstract:Compared with PP, the impact resistance, sound insulation and nick resistance of ABS resin are much better than those of PP, especially the application of PP is limited in those posit

3、ions where thermal resistance and service temperature are strictly needed. ABS is widely used because of its smoothness of surface and its machinability, but its weakness is fragile, inaccurate in size and finned. The technological verification shows the measure that the exceptional problems of ABS

4、are picked up by means of Pareto chart, analysed and solved using the affinity diagram with the die improved applying histogram are directively significant to the improvement of the quality of injection molding products and the promotion of produce acceptance rate.Key words:Die improvementPareto cha

5、rtAffinity diagramABS defectABS樹脂是摩托車、汽車中使用僅次于聚氨脂和聚丙烯的第三大樹脂，可用于車內(nèi)、外部，如外殼、方向盤、導(dǎo)油管、手把、按扭及燈罩等。此外，由于ABS樹脂的耐熱性較好，近年來又開發(fā)了一些新的用途如噴嘴、儲(chǔ)藏箱、儀表板等。大部分摩托車、汽車部件都是由注塑成型工藝加工的，主要性能為無定形料、流動(dòng)性中等、溢邊值0.04 mm、吸濕性強(qiáng)。與PP材料相比，ABS樹脂抗沖性、隔音性、耐劃痕性、耐熱性及可加工性更好，更美觀，特別是對(duì)橫向抗沖擊性和使用溫度要求較嚴(yán)格的部件，ABS樹脂更具優(yōu)勢(shì)，因此被廣泛應(yīng)用。盡管ABS產(chǎn)品有很多優(yōu)越性，但生產(chǎn)過程中也存在很多缺陷

6、，如產(chǎn)品發(fā)脆、尺寸不準(zhǔn)、飛邊、會(huì)膠線、翹曲、熔接痕、色斑、粘模、注塑不滿及有內(nèi)應(yīng)力等，除了這些共性缺陷外，還存在因結(jié)構(gòu)和工藝不同造成的個(gè)性缺陷，下面以ABS擋泥板生產(chǎn)過程中的缺陷為例，介紹一下運(yùn)用質(zhì)量改進(jìn)工具親和圖、巴萊多圖、直方圖等數(shù)理統(tǒng)計(jì)工具，通過數(shù)據(jù)分析和模具改進(jìn)，有效解決夾料、冷料、水花、雜質(zhì)和油污等前位質(zhì)量問題，提高合格率的情況。1ABS擋泥板注塑過程的缺陷ABS擋泥板制品注塑過程有很多缺陷，用巴萊多圖統(tǒng)計(jì)法統(tǒng)計(jì)了12項(xiàng)缺陷，本文主要對(duì)前5項(xiàng)缺陷進(jìn)行分析，并提出解決方案，如圖1所示。圖1ABS制品注塑過程的缺陷統(tǒng)計(jì)圖1.1夾料形成的原因從圖2看到，有3處中子孔周圍夾料，理論上產(chǎn)品脫模

7、斜度小于1.5°會(huì)造成夾料, 實(shí)測(cè)產(chǎn)品脫模斜度為2.5°，夾料不是由于脫模斜度小造成的；從圖3看到，中子配合間隙為0.2 mm，理論上ABS的溢料間隙為0.060.08 mm時(shí)產(chǎn)生飛邊，取件后飛邊殘留于模具型腔，再次生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生夾料。由此得出：造成夾料的主要原因是中子間隙過大，注塑射出時(shí)產(chǎn)生飛邊。圖2夾料的形成 圖3中子結(jié)構(gòu)圖1.2冷料形成的原因冷料如圖4所示，產(chǎn)生的原因?yàn)椋?）料流快速流過壁厚不均的制品時(shí)產(chǎn)生的渦流造成，經(jīng)實(shí)測(cè)產(chǎn)品壁厚在公差范圍內(nèi)（制品設(shè)計(jì)壁厚2.42.6 mm），因此沒有問題；2） 當(dāng)澆口厚度hnt（n為塑料材料系數(shù)，ABS的材料系數(shù)n0.9，t為塑件壁厚

8、）時(shí)，融體形成噴射，造成料流速過快形成冷料, 理論澆口厚度為2.25 mm，實(shí)測(cè)為1.2 mm，不合格，如圖5所示；3）成型溫度過高，料易出現(xiàn)溢出，造成2種溫差很大的融體不能很好融合而產(chǎn)生冷料，實(shí)際檢查溫控器溫度確實(shí)設(shè)置過高。綜上所述，產(chǎn)生冷料的主要原因是澆口壁過厚和模具溫控器溫度設(shè)置過高而引起的。項(xiàng)目夾料冷料水花雜質(zhì)油污縮坑孔堵其他混料指紋劃傷修壞數(shù)量，件42221115014175423285222不良率，3.741.871.331.250.660.370.280.070.040.020.020.02占不良品比例，38.2219.1113.5912.776.793.802.900.720.

9、450.180.180.18累計(jì)比例，38.2257.3370.9283.6990.4894.2997.1997.9198.3698.5598.7398.91º···º···º···圖4冷料 圖5澆口厚度1.3 水花形成的原因水花如圖6所示，產(chǎn)生的原因見下表1。表1為水花形成的原因FTA分析表原料原料烘干不足按規(guī)定時(shí)間烘料OK混入其它原料機(jī)臺(tái)是專用ABS原料OK設(shè)備塑化能力不足產(chǎn)品重量470克, WG450注塑機(jī)塑化能力是1200克OK設(shè)備烘料溫度低實(shí)際烘料溫度80度,ABS

10、理論烘料溫度70-80度OK兩處出現(xiàn)水花模具模具內(nèi)排氣不良制品沒有燒焦發(fā)白現(xiàn)象OK模具溫度低實(shí)測(cè)模具溫度為45、46度,模具理論溫度50-60度NG工藝料管內(nèi)原料停留長(zhǎng)(殘料位置過大)實(shí)際殘料位置是15mm,標(biāo)準(zhǔn)殘料位置是10-20mmOK加工溫度過高實(shí)際加工溫度是210-220度,ABS理論加工溫度200-230度OK射出速度過快實(shí)際的注射速度是70cm3/s,ABS理論注射速度10-60cm3/sNG綜上分析，造成水花的主要原因是模具局部溫度過低和射出速度過快；冷卻水回路連接不良，需重新連接水路。圖6水花形成 圖7模具流道溫度分析圖表2水路冷卻項(xiàng)目水路1水路2出水口溫度， 35.545.5

11、模具溫度，45.555.41.4雜質(zhì)形成的原因用親和圖分析雜質(zhì)形成的機(jī)理1如圖8所示。色母在料筒內(nèi)分解部分色母在料筒內(nèi)燒焦燒焦物粘在料筒或螺桿表面注射時(shí)沖進(jìn)模具型腔原料的熔融性差部分原料沒完全熔融溶體中存在部分顆粒狀物質(zhì)注射時(shí)沖進(jìn)模具型腔色母的熔融性差色母與原料沒完全熔融溶體中存在部分顆粒狀物質(zhì)注射時(shí)沖進(jìn)模具型腔產(chǎn)品表面或內(nèi)部有雜質(zhì)存在原料在料筒內(nèi)分解部分原料在料筒內(nèi)燒焦燒焦物粘在料筒或螺桿表面注射時(shí)沖進(jìn)模具型腔圖8形成雜質(zhì)分析親和圖現(xiàn)狀分析：原料分解溫度為250，色母分解溫度為275，實(shí)際最高加工溫度為225，車間用相同原料生產(chǎn)其他產(chǎn)品時(shí)沒有雜質(zhì)，所有使用9044色母的產(chǎn)品都有雜質(zhì)出現(xiàn)。加工

12、溫度低于原料分解溫度，排除原料分解；加工溫度低于色母分解溫度色母分解排除；原料熔融性差排除。由此得出，造成雜質(zhì)的原因是色母的熔融性差。1.5油污形成的原因油污形成的主要原因是鑲塊配合間隙大，防銹劑滲入，生產(chǎn)中無法清洗干凈，如圖9所示。主流道設(shè)變定模結(jié)構(gòu)圖定模示意圖產(chǎn)生油污的位置定模產(chǎn)生油污的位置通過調(diào)整發(fā)現(xiàn)，定模該鍵塊處有間隙，油污是從間隙處流到制品上的圖9油污的產(chǎn)生產(chǎn)生間隙的原因是封堵原主流道造成的2解決對(duì)策2.1夾料對(duì)策加工并更新中子抽芯，將中子抽芯配合間隙由0.2 mm減小到0.05 mm，如圖10所示。改善前中子抽芯配合間隙0.2 mm中子抽芯孔徑為18.1mm中子抽芯孔徑為17.9

13、mm18.05 mm.18.1mm改善后中子抽芯配合間隙0.05 mm改進(jìn)后改進(jìn)前圖10夾料改進(jìn)圖2.2冷料對(duì)策調(diào)整溫度控制器溫度，將溫控器第2段溫度由230降至210 ；澆口厚度由原來的1.2 mm加大至2.5 mm，如圖11所示。圖11冷料對(duì)策圖2.3水花對(duì)策改變冷卻水回路的連接方式，如圖12所示；優(yōu)化工藝參數(shù)，更換工藝卡片，將注射速度由原來的70 cm3/s降低至30 cm3/s。通過A、B、C三套優(yōu)化方案的試生產(chǎn)，結(jié)合MoldFlow 軟件的模擬成型分析，最終選定了C套優(yōu)化方案，三套優(yōu)化方案參數(shù)如表3所示，三套化化方案合格率對(duì)比如表4所示，廢品率統(tǒng)計(jì)如表5所示。(a) 改進(jìn)前 (b)

14、改進(jìn)后圖12模具流道溫度改進(jìn)對(duì)比圖表3三套優(yōu)化方案參數(shù)2A方案項(xiàng)目壓力，MPa注射速率，cm3/s位置，mm儲(chǔ)料751207099130155射退30453045140165注射壓力第1段404555606090第2段404545503050第3段404530352040保壓3055102012 sB方案儲(chǔ)料751207099130155射退30453045140165注射壓力第1段8510010356090第2段1001105103050第3段80905102040保壓3055102012 sC方案儲(chǔ)料751207099130155射退30453045140165注射壓力第1段6585153

15、06090第2段558510303050第3段507010302040保壓3055102012 s表4合格率統(tǒng)計(jì)表項(xiàng)目ABC合格品，件550540520廢品，件539531517合格率，98.0498.3699.43表5 水花改善前后廢品率對(duì)比表項(xiàng)目改善前改善后廢品，件2005產(chǎn)品總數(shù)，件11 2956 864廢品率，1.770.072.4雜質(zhì)對(duì)策先后使用了多種（7716、7744、9044、IB11717）色母進(jìn)行試產(chǎn)，最終將色母型號(hào)由7044更換成IB11717，生產(chǎn)日期如表6所示；更換色母后，雜質(zhì)不良率由原來的1.25降為“0”如表7、圖7所示。表6 色母統(tǒng)計(jì)表項(xiàng)目××

16、;年×月×日××年×月×日××年×月×日××年×月×日色母型號(hào)771677449044IB11717生產(chǎn)總數(shù)，件4 0004 0004 0007 000雜質(zhì)個(gè)數(shù)，件5046450表7雜質(zhì)改善前后廢品率對(duì)比項(xiàng)目改善前改善后雜質(zhì)廢品，件1410生產(chǎn)總數(shù)，件12 0007 000雜質(zhì)不良率，1.250（a）改進(jìn)前 （b）改進(jìn)后圖13更換色母2.5油污對(duì)策重新鑲配鑲件，將原慣用的尾部鑲拼（G7/h7）改為斜鍥形式從前面鑲嵌，后面增加M16的螺釘拉緊，配合采用過渡配

17、合增加了定位裝置，防止安裝過程中鑲塊轉(zhuǎn)動(dòng)如圖14所示。通過對(duì)原澆口處重新鑲配，油污不良率由原來的0.66下降到“0”如表8所示。（a）改進(jìn)前 （b）改進(jìn)后圖14澆口改進(jìn)圖表8油污水花改善前后廢品率對(duì)比表項(xiàng)目改善前改善后油污廢品，件1410生產(chǎn)總數(shù)，件12 00012 000雜質(zhì)不良率，1.1750.0173總結(jié)ABS樹脂與其他樹脂相比有其共同的特性和工藝性，但因模具結(jié)構(gòu)不同，工藝性也不同，為確保生產(chǎn)合格率，需在實(shí)踐中不斷改進(jìn)來解決生產(chǎn)中的具體問題。除上述個(gè)性問題外，還需注意以下事項(xiàng)：a）提高ABS的注射壓力：ABS樹脂通稱丙烯腈丁二烯苯乙烯，是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯3種單體共聚而成，由于3種

18、單體比例不同，所具有的性能和熔融溫度也不同。流動(dòng)性能的ABS如與其他塑料或添加劑共混，則可擴(kuò)大至不同用途和性能的ABS，如抗沖級(jí)、耐熱級(jí)、阻燃級(jí)、透明級(jí)、增強(qiáng)級(jí)、電鍍級(jí)等。ABS的流動(dòng)性介于PS與PC之間，其流動(dòng)性與注射溫度和壓力都有關(guān)系，其中注射壓力的影響稍大，因此成型時(shí)常采用較高的注射壓力以降低熔體粘度，提高充模性能。b）塑料的處理：ABS的吸水率大約為0.20.8。對(duì)于一般級(jí)別的ABS，加工前先用烘箱8085烘24 h，或用干燥料斗80烘12 h；對(duì)于含PC組份的耐熱級(jí)ABS，烘干溫度可適當(dāng)調(diào)高至100，具體烘干時(shí)間可用對(duì)空擠出來確定。再生料的使用比例不能超過30，電鍍級(jí)ABS不能使用再生料。 c）選注塑機(jī)：選用華美達(dá)標(biāo)準(zhǔn)注塑機(jī)（螺桿長(zhǎng)徑比201，壓縮比大于2，注射壓力大于150 MPa）。如果采用色母粒、或制品外觀要求料高，可選用小一級(jí)直徑的螺桿；鎖模力按照4762 MPa來確定，具體需根據(jù)塑料等級(jí)和制品要求而定。d）模具及澆口設(shè)計(jì)：模具溫度可設(shè)為6065；流道直徑68 mm；澆口寬約3 mm，厚度與制品一樣，澆口長(zhǎng)度要小于1 mm；排氣孔寬46 mm，厚0.0250.05 mm。e）熔膠溫度：可用對(duì)空注射法準(zhǔn)確判定。等級(jí)不同，熔膠溫度亦不同，建議設(shè)定為：1）抗沖級(jí)220260，以250為佳；2）電鍍級(jí)250275，以270為佳；3）耐熱級(jí)240280，以265270為