第二章工藝調(diào)整方法

成形條件設(shè)定方法第一節(jié)成型機(jī)的基本參數(shù)一、 注射量表示方法一般有兩種：1、射出的重量單位用克表示2、 射出的體積用厘米3（CM3）表示3、 根據(jù)此公式可以算出V（成型品體積）=n/4XD2XSG（成型品重量）=VX比重V 成型品體積G 成型品重量D 螺桿直徑S 螺桿最大計(jì)量長度選擇時(shí)，根據(jù)不同材料，選擇范圍有差異，一般來講，制品+澆口重量應(yīng)該在設(shè)備最大射出量的30％~70％之間。二、 注射壓力注射壓力是指螺桿端面作用于熔融樹脂單位面積上的力。單位為兆帕，對于注射壓力的使用，有以下幾類選擇：W注射壓力制品形態(tài)及塑料性能V70兆帕用于流動(dòng)性好的塑料，制品形態(tài)簡單，壁厚較大70?100兆帕用于塑料黏度大，形狀、精度要求一般的制品100?140兆帕用于加工中、咼黏度的塑料，且制品形狀、精度要求一般140~180兆帕用于加工較高黏度的塑料，且制品壁薄、流程長、壁厚不均勻>180兆帕用于加工高精度的小型制品三、 注射速度、注射速率、注射時(shí)間1、 注射速度：指螺桿注射時(shí)的速度2、 注射速率：指單位時(shí)間內(nèi)，熔融樹脂從噴嘴射出的理論容量3、 注射時(shí)間：指螺桿作一次注射所需要的時(shí)間它們可以用下式表示：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/秒從式中可知，這三者均是描述熔融樹脂流動(dòng)的參數(shù)，注射過程中，速度是變化的，它應(yīng)根據(jù)樹脂的性能、制品形狀、壁厚、澆口及模具而定，目前常用的注射時(shí)間和注射速率見下表：注射量（厘米3）125250500100020004000600010000注射速率（厘米3/S）125200333570890133016002000注射時(shí)間（S）11.251.51.752.2533.255四、 合模力對于某一制品的成型，如何選擇合模力是十分重要的，影響合模力的因素很多，只能用下式粗略估算：FNRPAa式中：F 實(shí)際合模力（千克）Pa---型腔平均壓力（兆帕）A 制品在分型面的投影面積（厘米2）R 安全系數(shù)，一般取1.1~1.2從目前加工的樹脂來看，模腔平均壓力一般為20~45兆帕，下面列出了加工不同制品，不同樹脂時(shí)選用的型腔壓力：制品要求、物料特征平均模腔壓力舉例易成型制品25PE、PP、PS等壁厚均勻制品一般制品30薄壁容器類咼黏度、精度制品35ABS、PMMA、PC等工業(yè)機(jī)械零件特高黏度、高精度難填充制品40~45齒輪等一般情況下計(jì)算時(shí)，取型腔壓力與安全系數(shù)的乘積+50兆帕即可五、 其它參數(shù)除了以上參數(shù)外，選擇成型機(jī)時(shí)，還需要考慮以下參數(shù)：1、螺桿能達(dá)到的最高溫度高于成型要求2、 導(dǎo)柱間距大于模具的安裝尺寸，如果是螺栓穿孔安裝，確認(rèn)螺栓位置3、 模具實(shí)際型厚在設(shè)備許可范圍內(nèi)4、 模具實(shí)際開模距離小于設(shè)備的最大開模距離5、 頂桿的位置與模具配合良好6、 定位環(huán)孔的尺寸與模具相同7、 噴嘴直徑應(yīng)小于模具主澆道口尺寸，球面半徑略小于模具主澆道口8、 其他一些設(shè)施：輸入輸出信號，取出機(jī)接口、計(jì)算機(jī)接口等9、需要特殊裝備的部件：根據(jù)實(shí)際情況考慮，熱流道控制接口、封閉噴嘴，排氣料筒等第二節(jié)模板條件設(shè)定方法一、頂出條件的設(shè)定1、取略小于（或等于）最大開模位置點(diǎn)為頂出開始位置2、頂出的距離不能超過模具允許的最大距離3、頂出后退位置為零，如果頂出開始后有空程（如圖），選擇為頂桿開始動(dòng)作位置（成型機(jī)頂桿接觸模具頂出板是的位置）減5~10mm的位置板頂板頂成型機(jī)動(dòng)模+板成型機(jī)動(dòng)模板成型機(jī)頂桿成型機(jī)頂桿無空行程圖置（成型機(jī)頂桿接觸模具頂出板是的位置）減5~10mm的位置板頂板頂成型機(jī)動(dòng)模+板成型機(jī)動(dòng)模板成型機(jī)頂桿成型機(jī)頂桿無空行程圖空程距離模具固定板空程距離 模具固定板4、 為節(jié)省時(shí)間，一般應(yīng)采用2段頂出，切換點(diǎn)一般選擇在可確保制品完全脫模的位置，前段慢速，后段適當(dāng)加快。5、 后退速度可適當(dāng)快些，但對于頂出回退慢的模具，如果設(shè)備頂桿回退太快，回退時(shí)完全靠頂出系統(tǒng)自身導(dǎo)向來控制方向，容易產(chǎn)生傾斜，導(dǎo)致頂出板卡死，所以后退速度可先設(shè)定為最大后退速度的50％左右，以后在進(jìn)行調(diào)整。6、 各處等待時(shí)間設(shè)定為零，待制品成型后在根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。7、 頂出次數(shù)先設(shè)定3回左右，待制品成型后在根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整8、 手動(dòng)頂出，觀察運(yùn)轉(zhuǎn)情況是否平穩(wěn)，無異常。二、模板條件設(shè)定模板設(shè)定原則：1、 0W模具接觸位置W保護(hù)開始位置W合模變速位置W開模完了位置0W頂出開始位置W開模完了位置2、 開模完了位置：首次開機(jī)生產(chǎn)時(shí)，（伺服電機(jī)機(jī)床）應(yīng)先用慢速開模（華大液壓機(jī)床應(yīng)手動(dòng)點(diǎn)動(dòng)開模），確認(rèn)開模完了位置，防止快速開模，拉斷拉桿。3、 合模速度和位置：先快后慢，保護(hù)速度應(yīng)設(shè)定相對慢些，以減少模具分型面相互沖擊。4、 離型速度設(shè)定合適可解決一些制品的外觀不良：如拉斷、白化、翹曲等5、 開模的位置和速度的設(shè)定得當(dāng)可解決澆口脫模不良的問題6、 模具保護(hù)力通常設(shè)定在5％~8％之間，在可能的情況下，盡可能設(shè)定的小些模板條件設(shè)定1、做型厚調(diào)整，確定最大開模位置2、 兩板型模具，按照慢-快-慢的原則設(shè)定，開始速度不要設(shè)定太快3、 三板型模具，確保在中間板與動(dòng)模板分開及相碰時(shí)速度減慢，以免撞擊4、 快速合模，觀察運(yùn)轉(zhuǎn)情況，速度應(yīng)均勻，且模具接觸及分開時(shí)應(yīng)無異常音5、 注意：無論兩板型、三板型模具都要注意滑塊及導(dǎo)柱的接觸位置如下圖：第三節(jié) 注射條件設(shè)定方法概述松下有著很高的成形實(shí)力，尤其以早川幸雄先生為代表的成形理論，直接影響全松下的成形水平。早川先生1975年進(jìn)入松下成形工廠，一開始就從事成形技術(shù)的學(xué)習(xí)，1984年起分別獲得松下技能競技大會(huì)2枚金牌，3枚銀牌和2枚銅牌。在第24屆競技大會(huì)被評為成形特級技能士，現(xiàn)為競技大會(huì)的成形部分評委，而且是日本國家成形技能鑒定委員。早川先生成形技能的學(xué)習(xí)過程1，從成形理論開始。早川先生首先從書本中學(xué)習(xí)成形原理，成形機(jī)的工作原理，材料特性等，形成一種自身理解的理論體系。2，理論和實(shí)踐相結(jié)合。通過實(shí)際的操作，成形機(jī)的實(shí)際動(dòng)作，材料的實(shí)際狀況，積累了豐富的感性認(rèn)識，再與自身的理解的理論比較，加固了對成形理論的認(rèn)識。3，理論和實(shí)踐的檢討。實(shí)際工作中的很多情況與理論存在很多差異，誰是誰非，怎樣處理各種成形不良，成形品的品質(zhì)安定化，都做為解決理論與實(shí)際不符合的焦點(diǎn)問題。成形機(jī)的特性。成形機(jī)的特性包括射出速度-射出壓力的關(guān)系；油溫變化；樹脂溫度變化；成形機(jī)的機(jī)差等。射出速度-射出壓力的關(guān)系，書本上介紹的關(guān)系圖往往很難理解，實(shí)際狀況怎樣？假設(shè)射出壓力為0，逐漸增加射出速度，樹脂流動(dòng)的變化情況；反之，射出速度為0，逐漸增加射出壓力，樹脂流動(dòng)的變化情況。通過一

系列的實(shí)驗(yàn)，對射出速度和射出壓力對樹脂的流動(dòng)特性的依存關(guān)系，射出速度和射出壓力單方面的最大能力，只有通過對樹脂流動(dòng)的制御，才能準(zhǔn)確把握制品的各種不良現(xiàn)象的真實(shí)原因，進(jìn)行合理的對策。除此之外，還有成形機(jī)油溫，樹脂溫度，成形機(jī)機(jī)差對樹脂流動(dòng)性的影響。如圖1所示。油壓原理，略。模具構(gòu)造，略。油壓原理，略。模具構(gòu)造，略。材料的特性。對成形影響較大的材料特性有材料的粘度,結(jié)晶性,吸水率,成形收縮率等，材料的流動(dòng)特性直接影響到成形性。各種各樣的成形條件，哪些對材料流動(dòng)影響最大，在成形條件調(diào)整時(shí)，首要地考慮影響大的重視條件。如圖2所示，流動(dòng)曲線的斜度越大，與其依存性越強(qiáng)。速度-溫度一定 1 壓力速度-溫度一定 1 壓力-溫度一定 i 速度-壓力一定壓力 速度 溫度圖2壓力重視條件速度重視條件溫度重視條件⑤最適條件作成。早川先生通過多年的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出獨(dú)特的成形法---高速低壓成形法，從流動(dòng)分析理論考慮，樹脂在料筒內(nèi)加熱過程中，料筒內(nèi)壁形成固化層，固化層影響熱量的傳導(dǎo)，射出的時(shí)間越短，對流動(dòng)的抵抗越小。而且，樹脂的實(shí)際溫度與設(shè)定溫度存在一定的差異。同時(shí)樹脂的實(shí)際溫度與設(shè)定溫度，背壓，螺桿回轉(zhuǎn)數(shù)，計(jì)量值，循環(huán)時(shí)間等都有關(guān)系。實(shí)際操作中改變?nèi)我庖粋€(gè)條件，往往影響到其他條件的變動(dòng)，此時(shí)最重要的是對實(shí)物的判斷，而且注意成形條件的互換性。新模具的試模手順。1，模具，成形機(jī)，材料準(zhǔn)備完了。2，確定射出速度，射出切換位置，最大射出壓力，計(jì)量位置。以驅(qū)動(dòng)齒輪（圖3）為例說明。圖3驅(qū)動(dòng)齒輪完整的澆注狀態(tài)初期設(shè)定。低的模具溫度，低的成形溫度，射出速度為中速，保壓壓力為0kg/cm2,最大射出壓為低壓，最大保壓速度為lmm/s,計(jì)量背壓和回轉(zhuǎn)數(shù)為中速，為安全考慮，射出切換位置，最大射出時(shí)間和冷卻時(shí)間以大為好，根據(jù)制品的大小，估計(jì)計(jì)量值。在此狀態(tài)下進(jìn)行半自動(dòng)成形。根據(jù)制品的形狀，逐漸減小射出切換位置，能夠按照下圖的方式推進(jìn)為宜。如圖450mm 0mmA狀態(tài) B狀態(tài)圖4射出一段的充填狀態(tài)在此狀態(tài)下，確認(rèn)澆口平衡。然后提高射出速度，確認(rèn)澆口形狀有無變化，直至連續(xù)2模澆口形狀無變化為止；再提高射出壓力，同樣直至連續(xù)2模澆口形狀無變化為止。直此，射出速度和射出壓力可以決定出來。最大射出壓應(yīng)大于或等于射出壓力。減小射出切換位置，澆口即將打滿為止，此時(shí)，主澆口部分和支澆口部分的射出一段速度和射出一段切換位置就決定出來。再減小射出切換位置，并且二段射出速度適當(dāng)降低，使樹脂剛好通過澆口為止。至此，通過澆口的射出二段速度和射出二段切換位置就決定出來。如圖5所示。

C狀態(tài)D狀態(tài)圖5射出二段的充填狀態(tài)減小射出切換位置，進(jìn)行制品部的充填。制品部分的充填應(yīng)適當(dāng)降低射出速度，當(dāng)充填至90~95%時(shí)，完成了射出部分的設(shè)定。如圖6所示。保壓壓力和保壓時(shí)間的設(shè)定。設(shè)定保壓壓力時(shí)，注意制品的外觀狀態(tài)，緩沖量3保壓壓力和保壓時(shí)間的設(shè)定。設(shè)定保壓壓力時(shí)，注意制品的外觀狀態(tài)，緩沖量3，有無凹陷，澆不足，毛刺，變形的問題。在外觀正常的狀態(tài)下，對主要的外形尺寸進(jìn)行測定。在此狀態(tài)下，選擇高，中，低壓幾種狀態(tài)成形，備以后參考用。保壓時(shí)間根據(jù)澆口密封時(shí)間設(shè)定，詳見保壓壓力與保壓時(shí)間的設(shè)定原則一章。4，冷卻時(shí)間的確定。試模階段的冷卻時(shí)間設(shè)定主要保證制品開模，頂出無變形。但，最合理的設(shè)定需要幾種不同的冷卻時(shí)間下，連續(xù)生產(chǎn)的幾模（至少5模），其主要尺寸的波動(dòng)情況，選擇尺寸波動(dòng)最小且時(shí)間最短的進(jìn)行設(shè)定。5，記錄實(shí)際射出時(shí)間，緩沖量和模具實(shí)際溫度，便于下回試模確認(rèn)其再現(xiàn)性和安定性。主要成形條件的設(shè)定原則。1，樹脂成形溫度的設(shè)定原則。樹脂的成形溫度有內(nèi)部加熱和外部加熱兩部分，內(nèi)部加熱包括螺桿回轉(zhuǎn)的剪切熱，由背壓產(chǎn)生的壓縮熱；外部加熱包括外部加熱器加熱和成形循環(huán)時(shí)間。而實(shí)際溫度等于外部加熱+內(nèi)部加熱。加熱器圖7螺桿的內(nèi)部加熱和外部加熱滯留時(shí)間螺桿回轉(zhuǎn)

加熱器圖7螺桿的內(nèi)部加熱和外部加熱滯留時(shí)間螺桿回轉(zhuǎn)流對樹脂溫度的制御，也要考慮冷卻時(shí)間和動(dòng)計(jì)量時(shí)間的長短。如圖8所示樹脂的熔融好壞用以下三方面評價(jià)：成形溫度的均一化程度。玻璃纖維，油脂等充填物的混煉程度。樹脂密度的均一化程度。2，模具溫度的設(shè)定原則。通常情況下，模具溫度從較低的起點(diǎn)設(shè)定，但必須小于樹脂的熱變形溫度。其目的主要考慮縮短成形循環(huán)時(shí)間，但有些外觀要求高，薄肉制品要相應(yīng)地設(shè)定較高的模溫。使用溫調(diào)機(jī)的情況下，溫調(diào)機(jī)達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)即可開始工作，隨著注射數(shù)的增加模具的實(shí)際溫度逐步升高。模具溫度達(dá)到一定值之后，趨于恒定。只有保證模具溫度在正常的范圍內(nèi)波動(dòng)，制品的品質(zhì)才具有安定性。一般在100模以后才進(jìn)入品質(zhì)安定狀態(tài)。實(shí)際生產(chǎn)中，在良品區(qū)域內(nèi)都可保留。如圖9。圖9模具溫度與時(shí)間圖9模具溫度與時(shí)間圖10制品尺寸與時(shí)間高溫與低溫成形主要影響樹脂的流動(dòng)性，收縮率和結(jié)晶速度。高模溫的狀態(tài)下，樹脂的結(jié)晶速度較慢，但結(jié)晶度高。因此，成形收縮率大，制品整體尺寸變小。高溫成形做為試模的后繼手段。圖10~12為樹脂特性與模溫的關(guān)系。

模具溫度高的場合：樹脂流動(dòng)抵抗?。粷部诿芊鈺r(shí)間長，尺寸變動(dòng)，凹陷變好，但保壓時(shí)間長；成形收縮率變大，而且后收縮大。模具實(shí)際溫度與溫調(diào)機(jī)溫度，樹脂溫度和成形循環(huán)時(shí)間有關(guān)。3，射出速度和射出一次壓的設(shè)定原則。射出速度和射出一次壓是一對互相制約的參數(shù)，如圖1所示。射出過程中，型腔內(nèi)產(chǎn)生瞬間高壓，射出終了后，型腔內(nèi)內(nèi)壓達(dá)到最大。此后，型腔內(nèi)壓力逐漸降低，而射出一次壓是射出動(dòng)作完成的必要的壓力。射出分段的設(shè)定也是對澆口，點(diǎn)澆口，制品部分充填狀態(tài)的監(jiān)視。同時(shí)，射出分段也是減少高速射出產(chǎn)生的慣性。實(shí)際的射出壓往往通過螺桿的背壓進(jìn)行監(jiān)視（圖13），但，型腔內(nèi)的實(shí)際壓力要比螺桿的背壓小得多。射出過程用來成形制品的外觀，由于模具內(nèi)腔的溫度較低，樹脂流動(dòng)過程中表層首先固化，長時(shí)間充填受各方面的影響可能性大，如模具溫度的差異，樹脂粘度的差異等。為了減小由于固化帶來的流動(dòng)抵抗和各方面差異，一般采用高射速成形法。充填工程的安定性一般用射出時(shí)間的波動(dòng)進(jìn)行監(jiān)視。4，保壓壓力和保壓時(shí)間的設(shè)定原則。成形的兩大工程：充填工程和保壓工程充填工程主要控制制品的外觀；保壓工程主要控制制品的尺寸。充填工程的再現(xiàn)性確認(rèn)方法，保壓不使用，進(jìn)行95%的充填，確認(rèn)完了后，才進(jìn)行保壓的設(shè)定。一次壓進(jìn)行充填，二次壓決定制品的尺寸，三次壓制品尺寸和澆口部分，四次壓澆口部分。圖14為不同一次壓的壓力曲線。m螺桿背壓/射出過程用來成形制品的外觀，由于模具內(nèi)腔的溫度較低，樹脂流動(dòng)過程中表層首先固化，長時(shí)間充填受各方面的影響可能性大，如模具溫度的差異，樹脂粘度的差異等。為了減小由于固化帶來的流動(dòng)抵抗和各方面差異，一般采用高射速成形法。充填工程的安定性一般用射出時(shí)間的波動(dòng)進(jìn)行監(jiān)視。4，保壓壓力和保壓時(shí)間的設(shè)定原則。成形的兩大工程：充填工程和保壓工程充填工程主要控制制品的外觀；保壓工程主要控制制品的尺寸。充填工程的再現(xiàn)性確認(rèn)方法，保壓不使用，進(jìn)行95%的充填，確認(rèn)完了后，才進(jìn)行保壓的設(shè)定。一次壓進(jìn)行充填，二次壓決定制品的尺寸，三次壓制品尺寸和澆口部分，四次壓澆口部分。圖14為不同一次壓的壓力曲線。m螺桿背壓/P//圖14一次壓對應(yīng)的,壓力曲線1.7S2.5S時(shí)間保壓壓力和樹脂溫度的最佳值通過成形條件幅表來確定。成形條件幅表是用來尋求一個(gè)安定的品質(zhì)狀況進(jìn)行設(shè)定的。如圖15，制品在OK狀態(tài)的區(qū)域內(nèi)，尋找某一樹脂溫度下幅度最寬的領(lǐng)域，此領(lǐng)域中心所對應(yīng)的保壓壓力值就是最佳的保壓壓力。如果成形條件幅表的最適點(diǎn)的制品尺寸OK的話，即得到理想的成形條件表。但，實(shí)際中往往有不合格的場合，此時(shí)通過模具溫度和冷卻時(shí)間的變更進(jìn)行尺寸的控制為佳。從成形條件幅表也能判斷模具的狀況，如果OK領(lǐng)域較窄時(shí)，作為量產(chǎn)的成形條件是極不合理的。量產(chǎn)可能有各種因素的變化，如，環(huán)境溫度的波動(dòng)，機(jī)床的參數(shù)的波動(dòng)以及各種可能的外界因素導(dǎo)致成形條件的波動(dòng)，極易產(chǎn)生不良品，此時(shí)，最好的決定就是修理模具。如圖16所示。不合理的成形條件幅表不合理的成形條件幅表保壓確定之后，才能確定保壓時(shí)間。因?yàn)楸簤毫Σ煌瑵部诿芊獾臅r(shí)間也不同。澆口密封時(shí)間的確定一般用不同保壓時(shí)間所對應(yīng)制品的重量變化情況來確認(rèn)。保壓時(shí)間=澆口密封時(shí)間+1秒。5，冷卻時(shí)間的確定原則。射出工程和保壓工程確定之后，最后對冷卻時(shí)間的確定。確定冷卻時(shí)間的目的是一方面成形循環(huán)時(shí)間最短化；另一方面，成形品質(zhì)的安定化。在明確了保壓時(shí)間之后，利用尺寸的穩(wěn)定性的方法來確定最佳冷卻時(shí)間。通過設(shè)定不同的冷卻時(shí)間，確認(rèn)同一制品的外形尺寸的波動(dòng)情況，選擇波動(dòng)最小且冷卻時(shí)間最短的進(jìn)行設(shè)定。

圖17澆口密封曲線6，射出到保壓切換方式的確定原則。通常情況下，成形射出到保壓是通過射出到保壓切換位置進(jìn)行制御。實(shí)際生產(chǎn)中，有很多制約因素，如，機(jī)械制御狀態(tài)的差異；材料的批量的差異；流動(dòng)性的差異。早川先生的95%成形法是對上述差異的最好的判別。比如，上回試模95%的充填，今回可能完全充填或半分充填，可以判斷某個(gè)條件發(fā)生了變化，在沒有搞清楚引起變化的原因之前，就急忙修改成形條件，這種做法本身就是不安定的做法。生產(chǎn)的不安定性也就很難把握。但，分析出這個(gè)引起變化的因素很難，卻很有收獲。95%的充填方法也是對樹脂流動(dòng)性的制御，也便于判斷流動(dòng)性的好壞，分析射速對樹脂流動(dòng)性的依存關(guān)系。實(shí)際上，95%的充填方法不僅是成形參數(shù)的設(shè)定基本原則，也是制御充填工程安定性和再現(xiàn)性的判定基準(zhǔn)。另外，從安全方面考慮，95%的充填方法也是保證模具不受可能過大的壓力而導(dǎo)