注射工艺参数对汽车门把手成型收缩影响的实验研究

STL淮安仕泰隆国际工业博览城全球招商热线051786299999网址WWWSTLEPCOM注射工艺参数对汽车FB手成型收缩影响的实验研究贾林玲江门职业技术学院广东江门529000【摘要】以汽车门把手为例，针对目前塑料制件设计制造中存在的问题，运用模流分析软件，采用正交试验设计，找出了在PA6塑料常用的工艺参数范围内，哪些因素对收缩影响较大，哪些因素对收缩影响较小。并获取了使得收缩最小的最优工艺参数组合。关键词注射工艺参数；收缩率；正交试验；汽车门把手中图分类号TQ32066文献标识码B文章编号20110513184EXPERIMENTALSTUDYOFINJECTIONMOLDINGPROCESSPARAMETERSONTHECARDOORHANDLESMOLDINGSHRINKAGEINFLUENCE【ABSTRACT】TAKINGTHECARDOORHANDLEASANEXAMPLE，ACCORDINGTOPROBLEMSEXISTINTHEDESIGNANDMANUFACTUREOFPLASTICPARTS，MOLDFLOWANALYSISSOFTWAREISUSED，ATTHESAMETIMEORTHOGONALEXPERIMENTALDESIGNISUSEDTOFINDWHICHFACTORSAFFECTTHEBIGGERONTHECONTRACTION，WHICHFACTORSAFFECTTHESMALLERONTHECONTRACTIONINTHECOMMONPROCESSPARAMETERSUSEDINPA6ANDTHEOPTIMALCOMBINATIONOFPROCESSPARAMETERSOFMINIMUMCONTRACTIONISOBTAINEDKEYWORDSINJECTIONMOLDINGPROCESSPARAMETERS；SHRINKAGE；0RTHOGONALEXPERIMENT；CARDOORHANDLE1注射成型收缩的定义定后的尺寸差别用成型收缩率表示金属模具和塑件都有热胀冷缩性。高温下的金。一LOO属模具尺寸与常温时相比有微弱差别，而塑件从热模具中取出冷却到常温，其尺寸会发生较多的收缩变式中塑料成型收缩率化。注射模设计规定把常温模具尺寸与塑件冷却稳常温模具尺寸隙以及顶杆与镶件之间的间隙排气，同时由于PA塑料流动性好，所以还需在分型面开排气槽，否则易产生气泡、熔接痕、影响产品质量。排气槽的深度应小于PA的溢料值0004MM，否则易产生飞边。28模具工作过程如图3所示，开模时，在弹簧26及尼龙拉勾23的作用下，模具首先沿I1分型面分型，加深型浇FI套28将浇注系统拉向定模一侧，并使浇口与塑件脱离，当开模至厶时，定模板4接触到拉杆22的突肩，带动脱流道板2使模具沿一分型面分型，浇注系统脱开加深型浇口套28自动脱落，继续开模至，随后定距拉杆L9使尼龙拉勾23被强行脱开定模板4，模具再沿一主分型面打开，开始进行直径为4,452MM的侧孔的侧向抽芯动作，抽芯完成后，再由定位螺钉9对滑块7的定位，塑件留于动模，由动模镶件推板1I和顶杆L8将塑件顶出。3结束语该模具运用于了推杆及推板联合顶出，保证塑件顶出顺利，运用了典型的点浇口脱落机构，提高了塑件的生产效率，该模具已投入大量生产，实际应用中运行良好，其模具结构对相关塑件具有代表意义。4参考文献I宋玉桓塑料注射模具设计实用手册【M】北京航空工业出版社，1994【2】屈华昌塑料模设计M】北京机械工业出版社，19923翁其金冷冲压与塑料成型工艺与模具设计M北京机械工业出版社，1990四38模具制造2011年第8期CMMC壁心全球机床4S总部基地网址WWWCMMCTCORN塑件冷却稳定后尺寸实验目的在实际塑件生产中，经常会遇到由于注射工艺参置不合理，导致塑件某些尺寸不能满足精度的要实际解决此类问题的方法通常是反复的试模，直型出满足要求的塑件为止，这样严重地影响了生率。所以研究注射工艺参数和塑件的收缩之间系，指导实际注射工艺参数设置，减少试模次数，塑件生产效率是很有必要的。本文实验将研究参数对汽车门把手收缩率的影响规律，即本文实目的有以下两个1研究注射工艺参数对汽车门把手收缩率的影确定哪些工艺参数对收缩率的影响程度较大，哪；响较小。2找出使收缩最小的最优工艺参数组合。注射成型工艺参数的选择本实验的汽车门把手如图1所示。该塑件的材料A6，它的熔点较低，而且工艺温度范围很宽。它冲击性和抗溶解性比较好，但吸湿性也更强。因件的许多品质特性都要受到吸湿性的影响，因此PA6生产塑件时要充分考虑到这一点。为了提A6的机械特性，经常加入各种各样的改性剂。玻F维就是最常见的添加剂。对于没有添加剂的塑PA6的收缩率在0615。加入玻璃纤维添加R以使收缩率降低到O3，模具温度很显著地影响度，而结晶度又影响着塑件的机械特性。对于结件来说结晶度很重要，因此建议模具温度为8O，料筒温度为230250，注射压力为100MPA，保压压力为注射压力的50，由于材料凝结J较快，短的保压时间已足够。固定端活动端图1汽车门把手组合件正交试验实验因素和指标的确定影响注射成型收缩率的因素很多，为了研究清楚注射工艺参数对注射成型收缩率的影响程度，并在实际生产中指导精密注射成型工艺参数设定和精密注射模设计，实验采用注射成型中最重要的几个工艺参数作为影响塑件收缩的主要因素，塑件的横向收缩值即塑件水平方向，如图2所示轴方向作为实验指标，分别对汽车门把手的活动端长条形厚壁件和固定端方形薄壁件采用正交试验进行研究。图2汽车门把手水平方向实验考察的几个重要的注射工艺参数有模温、料温、保压压力、保压时间作为实验因素，各因素的3个水平确定如下1模温模。根据实际情况，我们在80100之间均匀地选取3个值作为模温的3个水平，即取模8O、90、100。2料温料。根据MOLDFLOW分析和实际情况，在T料230250之间均匀地选取3个值作为料温的3个水平，即取T料230、240、250。3保压压力。保压压力是注射成型关键的工艺参数，直接影响塑件的成型质量，根据实际，在P6080MPA之间均匀地选取3个值作为保压压力的3个水平，即取P60MPA、70MPA、80MPA。4保压时间。根据理论分析和实际经验，保压时间对注射成型的影响很大，故在T610S之间均匀选取3个值作为保压时间的3个水平，即选取T6S、8S、10S。把以上影响注射成型收缩的4个因素分别简称为因素A、B、C、D，并设各因素之间不存在交互作用，如上面所述，在各因素的取值范围内，每个因素均匀地取3个水平，各因素水平如表1所示。表1因素水平表、因素水平BCD18023060629024070831002508010模具制造2011年第8期39STL淮安仕泰隆国际工业博览城全球招商热线051786299999网址STLEPCOM42正交表的选择本实验是三水平四因素的试验，所以选取表L93合适，如表2所示。表2正交表水平试验号ABCD111112122231333421235223L6231273132832139332143实验结果及数据处理431汽车门把手活动端的正交试验1实验结果如表3所示。对以上9个实验结果计算每一列的I，、，、，J1、2、3、4，此处分别对应因素A、B、C、D，I、分别对应“1”水平、“2”水平、“3”水平。R表示3个数据的极差。432汽车门把手固定端的正交试验1实验结果如表6所示。表6汽车门把手固定端试验结果实验结果RAMA曰CD横向收缩值实验18023060602797实验28024O70803875实验380250801003736实验490230701003208实验59024080603752实验69025060803822实验7L0O23080802632实验8100240601003849实验910025070603752表3汽车门把手活动端试验结果2数据处理如表7、表8所示。实验结果RAMABCD横向收缩值实验18023060608749实验28O24070808421实验380250801007966实验490230701008395实验59024080608029实验69025060808761实验7L0023080808034实验8100240601008754实验9100250706084202数据处理如表4、表5所示。表4汽车门把手活动端极差分析数据表ABCDIJ25L36251782626425198II25185252O4252362521625208251472402925L15RO0072O00570223500101表5汽车门把手活动端方差分析数据表方差来源平方和SR自由均方豆F值显著性因素AOOOOO12O0O0OO504348因素OOOOOO5200OOO2502174因素C00083432OOO417153627391显著因素D0OO001920OOOO09508261误差OOOO0232OOOOO115总和OO084表7汽车门把手固定端极差分析数据表A曰CDI，10408086371O46810301II，1O782114761083510329，1023311311OL2I_0793R0054902839007150O492对以上9个实验结果计算每一列的I、，1、2、3、4，此处分别对应因素A、C、D，I、分别对应“1”水平、“2”水平、“3”水平。R表示3个数据的极差。表8汽车门把手固定端方差分析数据表方差来源平方和S自由均方夏F值显著性因素AOO0O5242OO00262524因素00169252O0O8462516925显著因素C0OOO8522OOOO426852因素DO0O050920OOO25455O9误差E0OO0012OOOOOO5总和001881144实验分析441汽车门把手活动端收缩影响因素分析由表4、表5汽车门把手活动端收缩影响因素的极差、方差的大小顺序可见，在试验研究的注射工艺参数范围内，影响汽车门把手活动端收缩的因素的主40模具制造2011年第8期CMMC量心全球机床4S总部基地网址WWWCMMCTCOM次为CDAB，即保压压力保压时间模温料温。其中保压压力和保压时间对汽车门把手的活动端收缩影响程度较大，特别是保压压力的影响最为明显，其他两个因素对收缩的影响程度较小。保压压力和保压时间对车把手的收缩影响程度较大，可作如下解释，在保压阶段，仍然有一部分塑料熔体在保压压力的作用下填充到模具型腔里，来补偿由于塑料冷却收缩引起的体积减小。所以在浇口冻结之前，保压压力越大，保压时间越长，保压过程对冷却收缩的补偿越大，所以，保压压力越大，保压时间越长，塑件的收缩越小。料温对汽车门把手的收缩影响是料温升高，汽车门把手的收缩先增大后降低。原因在于塑件在保压和冷却定型阶段的收缩一般随熔体温度升高而增大，因为熔体温度升高，随熔体带人模腔的热量增多，使模温升高，从而引起收缩增大。但是，随着熔体温度继续升高，会导致熔体的粘度降低，熔体的流动性好，传递到模具型腔内的压力会相应增高。另外，料温高，浇口处的温度也相应的较高，延长了浇口冻结时间，这有利于保压阶段的补充物料和增加塑件密实程度，从而减少收缩，即出现了料温的升高，塑件的收缩先增大后降低的现象。而模温升高，塑件的收缩增大的原因，则可解释为浇口冻结后，注射压力和保压压力的影响消失，随着模温的升高，冷却定型时间延长，脱模后塑件收缩一般都会增大。由表4中3个水平的每一例分析结果可以得出使塑件活动端的收缩最小的最优工艺组合为AB，C，即横向收缩值为07966MM，收缩率为O39。汽车门把手活动端的横向长度为205MM。442汽车门把手固定端收缩影响因素分析而从表7、表8的极差、方差的大小顺序得出在实验研究的注射工艺参数范围内影响汽车门把手固定端收缩的因素的主次为BCAD，即料温保压压力模温保压时间。其中料温对汽车门把手的固定端收缩影响程度较大，其他3个因素对收缩的影响程度较小。一般理论上料温越高，收缩率越大，但实际上，料温高，熔体温度就高，进入模腔内的熔体密度就越大，又使得收缩率减少。即出现随着料温的升高，收缩率先变大再变小的现象。由表7中3个水平的每一例分析结果可以得出使塑件固定端的收缩最小的最优工艺组合为。C，此组合在正交试验表193中没有列出，因此我们补充做了该组合的试验。即设模温为1002、料温为230C、保压压力为80MPA和保压时间为6S。试验结果横向收缩值为02631MM，收缩率为063。汽车门把手固定端的横向长度为42MM。5结束语从上面两组试验结果的分析可以看出，对于同一种材料的不同形状的塑件，长条形厚壁塑件和方形薄壁塑件，其收缩的影响因素的主次是不一样的。在PA6常用的注射工艺参数范围内，模温、料温、保压压力、保压时间这4个重要的注射工艺参数中，保压压力和保压时间对长条形厚壁塑件的成型收缩影响较大，而料温对方形薄壁塑件的成型收缩影响较大。此外，还可以看出壁厚不同时，塑件收缩率也有很大的差别，长条形厚壁塑件的横向收缩率明显大于方形薄壁塑件，而且这种增大的趋势是非线性的。这种规律可以做以下解释，由于在注射成型时，熔融的塑料在注射压力和浇口的剪切力的作用下，注射进人模具型腔时塑料大分子发生了流动取向，当熔体进入模具型腔后，冷却的过程中，取向的大分子在残留于模具型腔内的热量作用下发生解取向，导致塑件发生取向收缩。虽然塑件厚度增大，熔体的填充性好，熔体的流动阻力小，大分子产生的取向程度小，但是残留在模具型腔内部的热量大于残留在厚度较小的塑件的热量，这就使得厚度较大的