试模需知

模具的调试1.塑料选用在试模之前,首先遇到的就是采用什么原料来进行注射成形的问题。

在产品设计时,根据塑件的用途及要求,确认了材料的规格型号,并且在模具设计时,依照塑料的特点进行结构设计和料道设计,以满足注射成形的需要。

试模前也有必要对所选用的原料性能及工艺特性进行全面了解。

用于注射成形的通用塑料,主要有聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、ABS四种,这四种材料在当前生产中约占全部注射成形塑料80%以上,其中前三种约占70%。

试模用料力求与制品设计要求一致,这样便于成形注射及对样品的检查和验收。

但是如果在试模所在地一时难以寻求牌号完全一致的原料,也可以代用料来完成试注射。

尤其是在头次试模,目的在于检验模具的基本结构、制件的成形状况和壁厚状况时,可以这样做。

但是,在选取代用料时要掌握一个原则:原料性能要基本相近;收缩率大小要基本一致。

如果原料的成形收缩率大小不同时,要在试模后进行核算,以求检验所需要的数据。

值得注意的是:在使用代用料进行试模的过程中,如果发生注射不满、顶出不顺、成形不理想等现象时,不要轻易对模具进行修改,而要认真分析此现象是否因原料特性的不同而产生的避免轻意修改模具而产生副作用。

2.烘干处理原料选用后,在试模前要进行原料预干燥处理。

各种塑料的干燥方法,应根据塑料性能和具体条件进行选择。

对于单纯是吸湿的塑料，如SAN、PMMA、ABS、PVC等可用热风干燥器,或者料斗干燥器,在75-85℃时进行干燥。

对于吸水率高的聚酰胺(尼龙)要采用真空烘箱干燥。

聚碳酸酯吸水率虽然较小,但只要有少许水分就会造成水解,水解后相对分子质量下降,使成型制件变得很脆,因此应该在120℃干燥10h以上,并需要采用料斗干燥器或红外线加热器进一步干燥。

试模前的原料干燥是一个重要的工序,不能认为试模提供的制件只是样件不是产品而忽略之。

有时因为原料干燥效果不好，造成样件表面缺陷无法发现，增加试模次数，造成不必要的经济损失。

3. 工艺条件的选择试模的目的之一是要寻找合理的注射条件，原料不同,工艺条件也就不相同。

在首次注射时要根据制件的特点及选用原料的型号,尽量选择理论方面趋于合理的工艺条件。

要从基本工艺条件入手,假定模具结构及尺寸是合理的,试注射中,针对模具特点,对工艺条件逐步进行调整。

(1) 注射量注塑机的注射量是指设备对空注射(无模具)条件下,注射螺杆或柱塞杆作一次注射行程时,注射装置所达到的注射量、注射量有两种表示方法: ①用注射出的熔料的体积(cm3)表示； ② 以聚苯乙烯为标准,用注射熔料的重量(g)表示。

在实际注射中,塑料的密度随着温度、压力变化而变化,对非结晶型塑料（PVC、PC、PS、ABS、PMMA）密度变化约为7%，而结晶型塑料(PE、PP、PA等)，密度变化为15%左右，加之注射中必然产生的注射回流现象,因而等重量的塑料在塑化温度和常温下制品的体积有差异,并且实际注射量必须小于理论注射量。

Q = a Qt=aAs S=a Ds2 Sπ/4式中 Q—实际注射量(cm3);Qt: 理论注射量(cm3)a 注射量修正系数,通常在0.7- 09范围内;As 螺杆端截面积(cm2);Ds 螺杆直径(cm)S 螺杆最大注射行程(cm)。

值得一提的是,当完成一次试模后,所选用的注射量应当做详细的记录,以便为下一次试模或正式生产中计算螺杆移动距离及调整工艺条件提供准确的参考数据。

(2) 注射压力注塑机的注射压力是指在注射中的螺杆或柱塞端面处作用于熔料单位面积上的力,其单位为bar。

而实际注射压力是要克服熔料流经喷嘴、浇道和模腔等处的流动阻力。

注射压力与塑料性能、塑化方式、塑化温度、模具温度、流动阻力、制品形状及制品精度等因素均有密切的关系。

一般情况下，薄壁制品的注射压力高于厚壁制品。

粘度高的制品注射压力高于易流动的制品。

根据经验适当调整注射压力值。

(3) 注射速度、注射速率和注射时间注射速度,是指注射时,螺杆或柱塞移动速度(cm/s)。

注射速率,是指单位时间内熔料从喷嘴射出的理论容量(cm3/s)。

注射时间，是指螺杆或柱塞作一次注射所需要的时间(s)它们之间有如下关系Qz = Qt:/t =πDs2 S/4t=π Ds2 Vz / 4式中 Qz — 注射速率(cm3/s);S — 注射行程(cm);t — 注射时间(s)Vz — 注射速度(cm/s);Qt — 理论注射量(cm3)。

注射速度的快慢直接影响到制品质量和生产效率。

注射速率低,制品易产生冷接缝,密度不均,制品内应力大等。

合理地提高注射速度,可以减少熔料在模腔内的温度降,改善压力传递效果,保持制品密度均匀和精度。

尤其对一些薄壁、流长比大的制件采用高速注射更为有利。

但是,注射速度过高,熔料离开喷嘴后会产生不规则流动,产生大的剪切热,常常烧焦物料。

因而注射过程中,注射速度应根据树脂性能、工艺条件、制品形状、壁厚、模具等情况来确定。

对此,下表可供参考。

常用注射速率、注射时间表当高速注射结束时,马上进入注射保压阶段,注塑机的保压压力由小流量、高压油泵提供。

该压力能在浇口尚未冻结时消除制件中的凹陷和空隙。

国前,注射保压实际设定时间是根据经验确定。

如果能绘制出模腔内“压力一时间关系图”,就可以较精确地预测保压时间。

(4) 背压及螺杆转速1) 背压指螺杆塑化物料时,推向其前端的熔融物料对螺杆产生的反压力。

背压对注射成形的影响主要体现在物料塑化效果和塑化能力两方面。

增大背压提髙熔体的密实程度,同时剪切作用增强,塑化效果提高。

但塑化能力却降低。

为了满足生产需要,必须提高螺杆转速来予以补偿。

背压大小与塑料品种,喷嘴种类和加料方式有关。

一般情况下,背压的使用范围为34～275 Bar,其中下限值适用于大多数塑料。

选择背压时应注意以下事项:① 采用直通喷嘴和后加料方式时,应采用较低的背压,否则易发生流延现象;采用阀式喷嘴和前加料方式时,背压可取大一些。

② 对于热敏性塑料(如硬聚氯乙烯、聚甲醛、聚氟氯乙烯等),背压应取低些;对于高黏度塑料,为防止系统过载,也不宜使用较大背压。

③在保证塑化质量和熔体密实度的情况下,尽量使用低背压。

2) 螺杆转速 螺钎转速也是影响塑化能力和塑化效果的重要参数。

转速提高可以提高塑化能力。

但螺杆转速超过一定数值后,由于物料在机筒内受热时间太短,反而使塑化质量变差。

因此,对每种物料都有一个较合适的转速范围,需根据实际情况而定。

对此,表下提供的背压和螺杆转速可供选择参考。

(5) 注射料温度及模具温度塑料加工温度是其注射成形的重要工艺参数。

温度的高低是根据塑料性质以及制品结构复杂程度决定的。

1) 料温 料温主要取决于机筒和喷嘴两部分的温度。

机筒及喷嘴温度的选用原则如下① 机筒温度应保持在塑料粘流温度以上和分解温度以下某一适当范围。

在满足要求的条件下,尽量选低值。

通常情况下,为高于熔点10~50℃。

② 机筒温度与模具结构特点有关,对于薄壁,大流长以及带有嵌件的制品.选用较高的机筒温度。

③ 为了避免流延现象,喷嘴温度可略低于机筒最高温度,但不能太低,否则会使熔体发生早凝,堵住喷嘴。

④ 对于螺杆注塑机,当注射行程接近理论最大注射行程时,由于螺杆后退使其起塑化作用的部分相对变短因此应使机筒后段(靠加料斗)温度相应提高,以保证槊化质量。

⑤ 判断料温是否合适,可观察对空注射料流的外观。

如果料流均匀,光滑,无泡,色泽均匀,则说明料温合适;如料流毛糙,有银丝或变色,说明料温不合适。

2) 模具温度 模具温度指和制品接触的模腔表壁温度,它直接影响熔体的充模流动行为，制品的冷却速度和成形后的制品性能。

根据塑料品种不同,注射成形中需用的模具温度也不相同。

如果模具温度选择得合理,并且分布均匀,可以有效的改善熔体的充模流动性能、制品的外观质量以及一些主要的物理和力学性能。

① 为了保证制品具有较髙的尺寸精度,防止变形,模温必须低于塑料的热变形温度。

② 对于高粘度的塑料,如FC、PPO等,为了提高充模性能,需要采用较高的模具温度。

对于粘度低、流动性好的塑料,如PE、PP、PS、PA等,可用较低的模温,以缩短生产周期。

③ 对于厚壁制品,因充模和冷却时间长,若模温过低,也容易使制品内部产生真空泡和较大的应力,所以不宜采用太低的模具温度。

④ 对于某些塑料品种和制品形状,出于脱模的需要,应采用较高的模具温度。

注射工艺参数的选择也可利用国内已开发的塑料注射成形及模具设计专家系统进行工艺查询以帮助确定试模工艺。

4 试模工艺条件倾向性在实践中,针对不同制品特征,试模时选择工艺条件有倾向性1)板状类制件 板状制件的特征是成形面积大,型腔浅,需要较大的合模力。

因而,这类制件在注射之前,必须认真地校核合模力大小是否符合实际需要。

同时,由于受力面积大,可能造成型腔模板在大跨距支承下的弯曲变形,甚至当这种弹性变形超过极限值时,会使模具造成损坏。

因面,最好采用多级注射法,并且随时观察制件中心部位厚度尺寸。

一方面探索能够使熔料充满型腔的最小压力,同时寻找合理的料温以防止产品的翘曲变形。

2)框架型制件 框架型制件的特点是成形投影面积不大,但是型腔复杂,依靠各类加强肋使制件整体强度得到加强。

在首次试注射中,推荐用高料温、低中压注射工艺条件。

在料量选用上不得少于欲用量的8%,这样可以弥补框架式制件不易充满的缺陷。

反之,如果采用高压注射,很容易造成填充过实过量,镶块缝内充入原料,使肋、条等处被夹在型腔内,无法继续进行试模。

这是框架型制件模具试模次数偏多的主要原因之-。

例如,电视机前壳模具,制件重量在I000g以上,在4000g以上的注塑机上成形,型腔复杂,肋条多,如果初次注射不采用上述方法进行,很容易走弯路,甚至无法连续进行。

试生产一段时间后,可根据制品的缺陷进行工艺调整,以求得合理。

3) 深腔形制件型腔深度大于制件长边的2/3时,被称为深腔。

这种制件的特点是工作面可能是内腔,也可能是外腔,致使开模时,制件可能留在定模方,也可能留在动模方。

这时试注射方式要有所考虑。

当需要制件留在定模一方时,依靠安装在定模上的反顶脱模装置将其推出型腔,这时必须采用一次性注满型腔,使制件尽可能完整。

反之,制件缺料过多,导致脱模板无法起作用,欲清除型腔内残缺不全的制件,将是十分困难的。

例如,双缸洗衣机内筒制件,内表面为工作面,模具开启时,制件留在型腔内,由液压缸反顶装置将制件脱出型腔,采用多级注射的方法,一次性充满型腔,效果很好。

当需要制件留在动模一方时,情况不同,即使有不完整的制件留在动模型芯上,清理比较方便,所以不必要一定过量注射。

总之,制件的形状多种多样,模具整体结构和镶拼方式各不相同,巧妙地选用工艺条件及特点,可以使试模顺利进行,并且保护模具不受损坏。

采用各种方式试模,都要掌握一个基本原则,即每一次注射间隔时间要尽可能短,以力求注射连续性。