常见模具问题分析.doc

辽宁工程职业学院毕业论文 设计 毕业论文 设计 题目题目 塑模产品常见不良问题分析及其解决方法塑模产品常见不良问题分析及其解决方法 系系 部部 机械工程系机械工程系 专专 业业 机械设计与制造机械设计与制造 班班 级级 机制七班机制七班 学生姓名学生姓名 马圣冬马圣冬 指导教师指导教师 陶姝研陶姝研 职称职称 讲师讲师 2015 年年 5 月月 辽宁工程职业学院毕业论文 设计 辽宁工程职业学院毕业论文 设计 3 目目 录录 摘摘 要要 1 1 绪绪 论论 2 1 1 注塑模具发展的概况 3 1 2 注塑模具的成型方式及其特点 3 1 3 本文研究注塑产品缺陷例型 4 2 2 常见不良问题缺陷表现形式常见不良问题缺陷表现形式 5 2 1 由进胶引起流痕 波纹 喷射缺陷形式 5 2 2 由内应力引起缩水 翘曲 阴绘缺陷形式 5 2 3 由气体排出引气泡 烧焦缺陷形式 7 2 4 由产品结构引起结合线 拉伤缺陷形式 7 3 3 缺陷分析及其解决方法缺陷分析及其解决方法 8 3 1 流痕 波纹 喷射的分析及解决方法 8 3 2 缩水 翘曲 阴绘的分析及解决方法 8 3 3 气泡 烧焦的分析及解决方法 9 3 4 结合线 融合线 拉伤的分析及解决方法 9 参考文献参考文献 31 致致 谢谢 32 辽宁工程职业学院毕业论文 设计 4 摘摘 要要 由于注塑模具不可估计因素 在模具设计中不可避免因素 分 析等软件与实际生产中存在误差因素 导致产品在成型时 产生不 良缺陷 为了更好解决一般模具在生产中的不良问题 在此将塑模 中常见一般问题加以列举和分析改善解决 主要应用在模具设计 产品结构和注塑机调剂改善等方式解决 该解决方法对同类型的注 塑模具异常有一定的参考作用 关键词 注塑模 缺陷 分析 改善 辽宁工程职业学院毕业论文 设计 5 1 1 绪论绪论 1 11 1 注塑模具的发展概况注塑模具的发展概况 模具是汽车 电子 电器 航空 仪表 轻工 塑料 日用品 等工业生产的重要工艺装备 模具工业是国民经济的基础工业 用 模具加工的零件 具有生产率高 质量好 节约材料 成本低等一 系列优点 随着塑料工业的飞速发展 以及通用塑料与工程塑料在强度和 精度方面的不断提高 塑料制品的应用范围也在不断地扩大 如 家用电器 仪器仪表 建筑器材 汽车工业 日用五金等众多领域 塑料制品所占的比例正迅猛增加 由于在工业产品中 一个设计合 理的塑件往往能代替多个传统金属结构件 加上利用工程塑料特有 的性质 可以一次成型非常复杂的形状 并且还能设计成卡装结构 成倍地减少整个产品中的各种紧固件 大大地降低了金属材料消耗 量和加工及装配工时 因此 近年来工业产品塑料化的趋势不断上 升 1 21 2 注塑模具的成型方式及其特点注塑模具的成型方式及其特点 热塑性塑料注射模的特点是由塑料原材料的特性所决定的 最主要的有两点 一是注射时塑料熔体的充模流动特性 二是模 腔内塑料冷却固化时的收缩行为 这两点决定了注射模的特殊性 设计难度性和不可预见性 由于塑料熔体属于粘弹体 熔体流动过 程粘度随剪切应力 剪切速率而变化 流动过程中大分子沿流动方 向产生定向 冷却固化过程中塑料的收缩非常复杂 模腔内各部位 辽宁工程职业学院毕业论文 设计 6 各方向收缩率不同 基于上述特点 我们对于塑模产品不良改善提 供方向 从模具设计 材料成型 注塑因素及其产品自身结构等方 式 参考经验 提出可行性改善方案 1 31 3 本文研究注塑产品缺陷例型本文研究注塑产品缺陷例型 主要分析及解决注塑模具产品缺陷有气泡 流痕 接合线 融 合线 缩水 波纹 翘曲 喷射 拉伤 烧焦 阴影 对其产生原 因及处理方法进行探讨改善 2 2 常见不良问题缺陷表现形式常见不良问题缺陷表现形式 2 12 1 由进胶引起流痕 波纹 喷射缺陷形式由进胶引起流痕 波纹 喷射缺陷形式 流痕是成品表面靠近胶口附近出現的环形波纹痕跡 波纹是产品边緣或最后充填区附近出现的像指纹或波浪样的缺 陷 喷射是当熔胶以高速从一个狹小的区域 如喷嘴 流道 胶口 进入到一个沒有模壁阻挡开放的 寬广的空間而产生的 喷射流以 蛇形狀在模具中小规模的熔接在一起纹路 2 22 2 由内应力引起缩水 翘曲 阴绘缺陷形式由内应力引起缩水 翘曲 阴绘缺陷形式 缩水是指在肉厚或肋部 凸起部 内镶件区域形成的表面局部 凹陷 真空泡是成品中间存在的真空空间 翘曲是产品在顶出后 发生的不规则变化 弯曲变形 阴绘是由于塑胶在薄壁处或厚度有急据变化的区域停滯而产生 放映在产品对应表面类似下陷的痕迹 2 32 3 由气体排出引气泡 烧焦缺陷形式由气体排出引气泡 烧焦缺陷形式 辽宁工程职业学院毕业论文 设计 7 气泡是指逃逸的气体会在产品內形成真空或气泡 未充滿 未排 出的气体会在产品内形成气泡 或因为燃烧而在成品表面产生污点 气泡通常形成产品肉较厚的地方 或者产品有急剧肉厚变化的地方 影响产品外观 烧焦是在产品射胶的末端和空气聚集的区域 出现小焦体黑斑 现象 如若刚成型产品此处会有烧焦塑料的气味产生 2 42 4 由产品结构引起结合线 拉伤缺陷形式由产品结构引起结合线 拉伤缺陷形式 结合线 也称熔接痕或融接线 是两股方向相反的塑胶相遇而 形成的 融合线是兩股平行的塑胶相接合形成的 产生熔接线 融合 线的原因是因为产品上的孔或入子 多个胶口 发生迟滯的薄壁而 形成多股塑胶 如果熔接线 融合线不能消除 就要通过调整胶口位 置和尺寸使其出现在不易看到和应力小的地方 拉伤是指模具开模和产品顶出中 模具和产品发生的摩擦 产 生顺着开模方向条形痕迹 3 3 陷分析及其解决方法陷分析及其解决方法 3 13 1 流痕 波纹 喷射的分析及解决方法流痕 波纹 喷射的分析及解决方法 流痕产生原因由于胶口附近熔胶遇冷或成型后段保壓不夠 具 体 归因于 成型温度和模温过底 成型机的射速 射压低 流道和浇 口过小 通常可以分析发现 由于模温过冷 前端熔胶遇到冷的模 壁和入子先冷卻 后面的熔胶推进冷的熔胶产生流痕 辽宁工程职业学院毕业论文 设计 8 解决方法通常模具设计中会增加冷料井 使前端的冷料不进入 模腔内部 加大浇口与流道的尺寸 使溶胶不过早冷却 进胶速率 加快 调整成型调剂 加大注射力和保压力 提高料嘴 模温温度 波紋是由于前端料碰到模壁而先冷卻 后面的熔胶越过前端冷 料后碰到模壁然后冷卻 如图1所示 熔膠前端速度及模温对波纹产 生影响最大 其次是胶口形狀和熔料溫度 分析如图1 1 正常的充滿没有波纹 2 有冷型强和低的熔化前面速度 波纹的生产 图1 解决方法通常在模具设计中建议加大产品的肉厚 改善优化进 胶口位置 在产品充填模端加强排气 调整成型条件 增加注塑速 度和注塑压力 提高模具温度 喷射产生原因是熔料熔体直接由型腔一端射入型腔另一端 导 致产品强度差 表面有污点和其他内部缺陷 辽宁工程职业学院毕业论文 设计 9 如图2所示 图2 通常喷射式由于浇口设计不合理而产生的 解决方式 1 将浇口例行改为搭接或潜伏式 让浇口对着模壁 图3所示 用搭接浇口避免喷射 图3 2 将浇口改为扇形或凸片时浇口 通过将熔胶扩散开 平滑过渡进 入行腔体内 如图4所示 扇形浇口 凸片式浇口 图4 在成型条件上的改善可以设置一段合理的射速 当前段熔胶到 达浇口是降低射速 使熔胶缓慢进入 当熔胶扩散成舌状时立即提 辽宁工程职业学院毕业论文 设计 10 高射速改善喷射现象发生 3 23 2 缩水 翘曲 阴绘的分析及解决方法缩水 翘曲 阴绘的分析及解决方法 缩水是由于肉厚部分在冷卻时没有得到足够的补偿而產生的 缩水经常出现在肋部 凸起部的背面 这是由于冷卻不平均或类似 的原因导致的 在外部材料冷卻和硬化以后 内部材料才开始冷卻 它的收缩拉扯表面材料而形成下陷 产生缩水 如图 5 所示 图 5 通常改善在产品结构中实现 通过在出下陷的区域增加一个特 征 例如增加凸起 凹陷 锯齿等特征来隐藏和补偿下陷形成的缩 水 如图 6 所示 图 6 或者通过改变产品主体肉厚和肋的肉厚比值改善 通常肋肉厚比上 主体肉厚小于 0 6 倍不易产生缩水现象 在调剂成型上增加保压时 间 提高射速 可减轻缩水现象 辽宁工程职业学院毕业论文 设计 11 翘曲是由于因冷却产生残余应力对壁厚的中心面不对称 弯曲 力距较大使产品发生变形 翘曲可以通过改变公母模温差可以减小应力的集中 应用 CAE 分析去合理的模温 保压改善 在模具设计中 可以通过改善浇口 的位置 浇口附近的位置压力高 产品体积收缩率小 最后填充的 位置压力小 产品体积收缩率大 流长太长时 上下体积收缩率差 距较大 易产生翘曲 浇口遵循充填均衡原则 即各融胶波前到型 腔末端和形成融合线的时间基本一致 填充应先厚后薄 先平在弯 可以减少应力产生 降低翘曲发生 阴绘是由于熔胶進入厚度有变化的模腔 它会先充满肉厚的区 域 这些地方阻力较小 因此 熔胶会在薄壁处停滯直到別的区域 填满后才开始重新流动 然而 如果熔胶停滯的时间过长 就会在停 滯处冷卻硬化 当胶进入薄壁处填饱是 前后的冷却形成差异 就 会在产品上有明显的色差出现 如图 7 所示 图 7 通常在模具设计改善方法是减少肉厚的急剧变化 加 C 角过渡变 化值和改善薄处和厚处的肉厚比值 如图 8 所示 辽宁工程职业学院毕业论文 设计 12 通常 A T 1 4 会产生阴绘 C 角过渡长度 L 5A 10A 加以改善 图 8 在成型条件上改善方法是增加射速和保压力 同时提高模具温 度 使胶流动速度加快 冷却减慢 可减轻阴绘现象 3 33 3 气泡 烧焦的分析及解决方法气泡 烧焦的分析及解决方法 气泡是由于空气在模具行腔中 被前端冷料包裹住 不能从 模具排气 入子 顶针孔处排出 解决方法在产品设计中减少厚度比例 从而减小流长影响 模具设计中 将排气设计在熔胶最后填饱的区域 增加排气 如 PL 面 入子 顶针 滑块等地方 推荐排气孔尺寸 非结晶塑料深 0 02mm 结晶塑料深 0 038mm 在成型条件上 降低射速 是气体 能够有足够的时间排气 烧焦是由于射速度或者注射压力太高 胶注系統和模穴中的 空气不能在短时间内排出 就会产生烧焦现象 当流长过长时 排 气不良 会出现气泡 然而 当压力和温度过高时 就会导致裂解 的材料随熔胶流动 最后出现在排气槽附近或着产品表面而产生烧 焦现象 烧焦通常在模具设计改善是设置充分的排气系统和流道系统 将排气设置在充填的最后阶段和难以成型的区域 在流道的改善是 辽宁工程职业学院毕业论文 设计 13 加大主流道 分流道 浇口的尺寸 减小格外的切剪热将材料裂解 产生不良 调整成型条件 通过避免在成型中产生附加的热 来减 小烧焦的可能性 减小注塑速度和注塑压力 降低料管温度 3 43 4 结合线结合线 融合线 拉伤的分析及解决方法融合线 拉伤的分析及解决方法 结合线 融合线通常用 相遇角 来区分 相遇角小于 135 时 称作结合线 大于 135 时称作融合线 值得注意的是当遇合角在 120 到 150 之间是 结合线表面痕迹逐渐消失 通常 结合线 Weld Line 比之融合线 Meld Line 两边分子相互扩散得少 品质较差 如图 9 所示 图 9 因为影响到产品的强度和外观 通常结合线 融合线是不能被接 受的 纤维不能弥合並且经常与结合线平行 特別明显 如面 10 所示 辽宁工程职业学院毕业论文 设计 14 图 10 结合线 融合线的强度取決于熔接痕两股塑胶前端彼此的流动 能力 熔接线附近的强度只有纯材料强度的10 到90 在允许的最 大范围内 试着调整有利于更好的熔接线的条件 提高注射压力和 速度 提高熔体和成型溫度 使结合线更靠近胶口 使两股的塑胶前端 温度至少相差10 C以上 如果在结合线 融合线还未完全形成之前 立即给他附加压力 熔接线就可以变得更不易发现 强度也会更好 在模具设计中可以改善浇口位置 使结合线移位 来减轻影响外观 面 如图11所示 图11 拉伤是模具中最常见缺陷问题 拉伤是由于产品和模具本身发 生摩擦产生的 产品和模具本身相对运动 产品不能立即脱离模具 如图 12 所示 辽宁工程职业学院毕业论文 设计 15 图 12 拉伤通常解决方法在产品结构加大产品肋位拔模角度 是产品 与模具在顶出过程中立即脱离 不产生相对摩擦运动 在