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汽车精密塑件(把手)成型工艺与模具分析 摘要:通过长安福特B299把手的分析,对汽车精密塑件成型模具的设计思路进行详细的介绍,提出了精密塑件成型时的注射成型分析和精密模具的设计要点及气辅工艺在注塑中的应用。 下载 关键词:精密注射;塑料材料 注射工艺 气辅工艺 注射设备 精密模具 一、引言 汽车的塑料零部件如内饰件、把手、限制件、灯座、护套、及上下罩、保险杠等大都采用注射成型,由于这些塑件本身 具有较高的设计精度,常用的材料有PA6、PA66、PBT、PP、增强PA6、增强PBT等,使得对这些塑件不能采用常规的注射成型,而必须采用精密注射及气体辅助成型工艺。为了保证汽车精密塑件的性能、质量与安全可靠性,注射成型出质量较高、符合产品设计要求的塑料制品, 必须对塑料材料、注射设备与模具及注射工艺不断进行研究分析和改进。 二、影晌汽车精密塑件成型的因素 要进行精密注射必须有许多相关的条件,主要有: 塑料材料、注射工艺、注射设备和注射模具4项基本 要素。 设计塑料制品时,应首先选定工程塑料材料,而能进行精密注射的工程塑料又必须选用那些力学性能高、尺寸稳定、抗蠕变性能好、耐环境应力开裂的材料。其次应根据所选择的塑料材料、成品尺寸精度、产品重量、质量要求以及预想的模具结构,选用适用的注塑机。在加工过程中,影响精密注射制品的因素主要来自模具的精度、注射工艺、收缩,以及制品的环境温度和湿度变化幅度等方面。 2.1塑料材料 如:长安福特B299把手,因其材料要具有优异的耐磨性和抗冲击能力,又必须具有良好的耐热性和机械性能;另外长安福特把手成型工艺复杂,要求材料具有良好的抗拉强度,因而选用PA6的材料。PA6材料能自熄,耐化学药品,尤其是耐油性突出,它的电性能也较好,适于制作较高温度下要求高机械强度的制件。 2.2注射工艺 该件只有用注射加气辅的工艺才能得到良好的表面、高机械强度。注射加气辅的工艺过程实质是通过热和力的作用,让塑料从室温的玻璃态,经历高弹态转变为粘流态,压注入具有一定形状的封闭模腔后,通过模腔内被熔料完全包裹的气针,将高压氮气吹入,形成中空制件,然后制件在模腔内逐渐冷却,从粘流态返经高弹态转回玻璃态,最后形成与模腔形状一致的制品。注射气辅加工时,有效地控制塑料制品的收缩率在精密和特殊形状零件注射技术中十分重要。 2.3注射设备 精密注射对注射设备的主要要求是:注射压力高,注射速度高,能充分发挥注射速率的功效,提高制品的精度,稳定制品的尺寸公差;要采用多级反馈控制,确保注射参数的重复精度(再现性)高;料筒及喷嘴温度控制精确,温度波动小;工作油的温控精度高, 减小各执行机构的流量波动;液压系统采用比例压力阀、变量泵的比例系统,这样不仅可以实现油路系统的多级压力、流量的转换,而且可以省能。该产品选用 330t的泓利四缸全液压注塑机。 2.4注射模具 模具设计得合理与否会直接影响塑料制品的收缩率,由于模具型腔尺寸是由塑料制品尺寸加上理论收缩率及经验估算收缩变形求得的,而理论收缩率则是由塑料生产厂家或工程塑料手册推荐的一个范围内的数值,它不仅与模具的浇口形式、浇口位置与气辅的气针位置及气辅工艺选择有关,而且与工程塑料的结晶取向性(各向异性)、塑料制品的形状、尺寸、 到浇口的距离及位置有关。 三、模具设计要点 3.1模具精度的保持 为了保持在注射压力、锁模力下的模具精度,设计模具结构时必须考虑对型腔零件进行磨削、研磨和抛光等加工的可行性。尽管型腔、型芯的加工已经达到高精度的要求,而且收缩率也同所预计的一样,但由于成型时的中心偏移,其所成型的制品内侧、外侧 的相关尺寸都很难达到塑料零部件的设计要求。为了保持动、定模型腔在分型面上的尺寸精度,除了设置|常规模具所常用的导柱、导套定中心外,还必须加装锥形定位销或楔形块等定位副,对模具进行精确定位。 3.2模具材料的选择 制作精密注射模的材料要选择力学性能高、热蠕变小的优质合金工具钢,制造型腔、浇道的模具材料要选择经过严格热处理的硬度高、耐磨性好、耐腐蚀性强、抗热变形的材料同时还要考虑机械加工、电加工的难易性和经济性。为防止发生时效变化而改变模具的尺寸精度,必须在设计模具时规定降低模具材料热处理的残存奥氏体组织的回火处理或低温处理。 3.3设计方面的考虑 对精密注射模的易损零件,尤其是型腔、型芯等易损件,要在设计时考虑修理的可行性,以保持模具维修后仍具有较高精度;对制件上易变形、变形量不易控制且尺寸要求严格的具体部位,要在设计时考虑在型腔相应位置增加镶块结构,维修调整该尺寸时可直接更换镶块即可。 四、结束语 精密注射技术是汽车塑料零部件的主要和关键生产技术,而精密注射模的设计是这项生产技术的主要部分,合理地设计精密注射模是获得精密制品的基础和必要前提。通过合理地确定模具的尺寸与结构、采取防止注射制品产生收缩率误差、注射变形、脱模变形、溢边等,以及确保模