{生产工艺技术}内外饰成型工艺2

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1、汽车工程研究院 二零一一年三月,浅 谈 内 外 饰 成 型 工 艺,目 录,第一章 注塑成型工艺 第二章 热成型工艺 第三章 吹塑成型工艺 第四章 发泡成型工艺 第五章 模压成型工艺 第六章 搪塑成型工艺 第七章 挤塑成型工艺,第一章 注塑成型工艺,注塑成型（Injection Molding） 是指受热融化的材料由高压射入模腔，经冷却固化后，得到成形品的方法。该方法适用于形状复杂部件的批量生产，是重要的加工方法之一。,一、注塑成型定义,1、注塑成型机的工作原理,注塑机的工作原理与打针用的注射器相似，它是借助螺杆（或柱塞）的推力，将已塑化好的熔融状态（即粘流态）的塑料注射入闭合好的模腔内，经固

2、化定型后取得制品的工艺过程。 注射成型是一个循环的过程，每一周期主要包括：定量加料熔融塑化施压注射充模冷却启模取件。取出塑件后又再闭模，进行下一个循环。,二、注塑成型设备,2、注塑成型机的主要组成,注塑车间现场：,注塑设备简图,注塑机大体可分为两种类型：卧式注塑机 和立式注塑机,卧式注塑机,立式注塑机,3、注塑成型机的分类,1、注塑成型模具的定义,三、注塑成型模具,中文名称：注射模 英文名称：injection mould 定义：由注射机的螺杆或活塞，使料筒内塑化熔融的塑料，经喷嘴、 浇注系统，注入型腔，固化成形所用的模具。,两板模 三板模 热流道,两板模(Two-Plate Molds),三

3、板模(Three-Plate Molds),2、注射模的分类,采用热流道的两板模,3、注射模的组成,1、粗分 注射模由动模和定模两大部分组成。 定模部分安装在注射机的固定模板上。 动模部分安装在注射机的移动模板上。 2、细分 注射模由以下八大部分组成： （1）成型零部件（组成型腔的零件） （2）浇注系统 （3）导向与定位机构 （4）侧向分型与抽芯机构 （5）推出机构（也称脱模机构） （6）温度调节系统（加热和冷却系统） （7）排气系统 （8）支撑零部件,定模板,定模安装板,模脚,支撑板,上顶出板,下顶出板,导柱,回位销,动模板,动模安装板,爆炸模式,标准两板模结构,注射模结构透视图,注射模剖视

4、图,4、注射模动作原理,充填、保压、冷却完毕,型腔面,开模,顶出产品,成型产品,模具、产品分离,合模（进入下一循环）,动画效果,两板模动画,三板模动画,5、热流道模具,5.1 定义 热流道模具是利用加热装置使流道内熔体始终不凝固的模具。因为它比传统 模具成形周期短，而且更节约原料，所以热流道模具在当今世界各工业发达国家 和地区均得到极为广泛的应用。,5.2 工业应用领域 热流道模具在电子，汽车，医疗，日用品，玩具，包装，建筑，办公设备等 各工业部门都得到广泛应用。 热流道注射成型法于20世纪50年代问世，经历了一段较长时间地推广以后， 其市场占有率逐年上升，80年代中期，美国的热流道模具占注射

5、模具总数的15% 17% ，欧洲为12%15% ，日本约为10% 。但到了90年代，美国生产的塑料注 射模具中热流道模具已占40%以上，在大型制品的注射模具中则占90%以上。 在汽车零件中应用到热流道成型的产品有：仪表板、副仪表板、门护板、保 险杠等大型塑料件,5.3 应用范围 热流道模具已被成功地用于加工各种塑料材 料。如PP，PE，PS，ABS，PBT，PA，PSU，PC， POM，LCP，PVC，PET，PMMA，PEI，ABS/PC等。任 何可以用冷流道模具加工的塑料材料都可以用热 流道模具加工。 用热流道模具制造的零件最小的在0.1克以下。 最大的在30公斤以上。应用极为广泛灵活。,

6、右图为1出24无浇口热流道管胚模具,5.4 热流道模具的优缺点 5.4.1 优点： a、缩短制件成型周期 因没有浇道系统冷却时间的限制，制件成型固化后便可及时顶出。许多用热流道模具生产 的薄壁零件成型周期可在5秒钟以下。 b、节省塑料原料 在纯热流道模具中因没有冷浇道，所以无生产费料。 c、减少废品，提高产品质量 在热流道模具成型过程中，塑料熔体温度在流道系统里得到准确地控制。塑料可以更为均 匀一致的状态流入各模腔，其结果是品质一致的零件。热流道成型的零件浇口质量好，脱模后 残余应力低，零件变形小。 d、消除后续工序，有利于生产自动化 制件经热流道模具成型后即为成品，无需修剪浇口及回收加工冷浇

7、道等工序。有利于生产 自动化。 5.4.2 缺点： a、模具成本上升 热流道元件价格比较贵，热流道模具成本可能会大幅度增高。 b、热流道模具制作工艺设备要求高 热流道模具需要精密加工机械作保证。热流道系统与模具的集成与配合要求极为严格，否,则模具在生产过程中会出现很多严重问题。 如塑料密封不好导致塑料溢出损坏热流道元件中 断生产，喷嘴镶件与浇口相对位置不好导致制品质量严重下降等。 c、操作维修复杂 与冷流道模具相比，热流道模具操作维修复杂。如使用操作不当极易损坏热流道零件， 使生产无法进行，造成巨大经济损失。对于热流道模具的新用户，需要较长时间来积累使用 经验。,5.5 热流道模具的构成： a

8、、热流道板（MANIFOLD） b、喷嘴（NOZZLE） c、温度控制器 d、辅助零件,热流道分流板,热流道分流板模具图（保险杠）,实例一：保险杠模具（动模部分）,实例二：保险杠模具数字模型01,T字型热流道板,安装油缸,实例三：保险杠模具数字模型02,实例四：仪表板本体模具数字模型,实例五：中控面板模具数字模型,实例六：后保险杠及其模具,后保险杠,后保险杠模具,定模部分,动模部分,热流道板,1、确定脱模斜度时应注意的要点： 在不影响塑件使用的前提下，脱模角度应尽量取大 塑件表面粗糙，比如产品表面设计皮纹，则角度增大，一般皮纹 深度每0.03mm增加1度。 塑件壁厚较大时，脱模斜度取大些 精度

9、要求高的塑件，应取较小的脱模角度 斜度的方向。内孔以小端为准，满足图样尺寸要求，斜度向扩大方向取得；外形则以大端为准，满足图样要求，斜度向偏小方向取得。,四、设计考虑要素,2、制品壁厚 基本原则均匀壁厚，一般的原则就是能够利用最少的壁厚，完成最终产品所须具备的功能。,最理想的壁厚分布无疑是切面在任何一个地方都是均一的厚度 。,决定壁厚的主要因素 1、结构强度是否足够 2、能否抵脱模力 3、能否均匀分散所受的冲击力 4、有埋入件时能否防止破裂熔合线是否会影响强度 5、成形孔部位的熔合线是否会影响強度 6、尽可能肉厚均匀以防止产生缩水 7、棱角及肉厚较薄部分是否会阻碍材料流动从而引起充填不足,1、

10、可减省物料以致减省生产成本. 2、保留和原来设计相若的刚性、强度及功用。 3、消取因厚薄不均引致的内应力增加及齿冠部份收缩引致整体齿轮变形的情况发生。,大部份厚胶的设计可通过使用加强筋及改变横切面形状来取代。,加强筋的作用： (1)在不加大制品壁厚的条件下，增强制品的强度和刚性，以节约塑料用量，减轻重量，降低成本。 (2) 可克服制品壁厚差带来的应力不均所造成的制品歪扭变形。 (3) 便于塑料熔体的流动，在塑件本体某些壁部过薄处为熔体的充满提供通道。,3、加强筋,热塑性塑料加强筋的典型尺寸：,布置原则： 加强筋设在受力大、易变形的部位，分布尽量均匀。 避免局部壁厚过大,防止材料堆积，造成产品缩

11、水。 尽量沿着塑料流向布置，以降低充模阻力,减少底部的应力 。,圆角对于成型产品的设计会有以下影响: (1) 圆角使得成形品提高強度以及降低应力。 (2) 尖锐转角的消除,自动地降低了龟裂的可能性,就是提高对突然的震动或冲击的抵抗力。 (3) 塑胶的流动状态将被极大的改善,圆形的转角,使得塑胶能够均匀,没有滞留现象以及较少应力的流入模穴内所有的断面,並且改善成形品断面的密度的均匀性。 (4) 模具强度获得改善，以避免模具内尖锐的转角,造成应力集中,导致龟裂,特別是对于需要热处理或受力较高的部分,圆弧转角更为重要。,建议R最小为0.5mm , 最佳圆角设计为R/T=0.6 , 超过这点后， R即

12、使再增加， 也只能小部分减少应力集中现象。 内圆角 R=0.5T 外圆角R=1.5T,4、Boss柱,设计要求： 对于螺孔凸台的情形， 应使柱厚度不得大于料厚的一半（外观件）， 凸台孔内径应由螺钉的咬合力来决定，一半为螺纹的公称直径的0.8左右。,(1)一般孔、浅孔，模塑成型。 (2) 深孔，先模塑出孔的一部分深度，其余孔深用机械加工（如钻孔）获得。 (3) 小径深孔（如孔径d1.5mm），机械加工。 (4) 小角度倾斜孔、复杂型孔，采用拼合型芯成型，避免用侧抽芯。 (5) 薄壁孔、中心距精度高的孔（孔系），采用模具冲孔，以简化塑模结构。,根据孔径与孔深度的不同，孔可用下述方法成型：,5、孔,

13、五、注塑件常见缺陷及解决方案,凹缩,飞边,烧焦,分层起皮,银纹,熔接痕,1、注塑件常见缺陷,2.1 凹缩 凹缩是指制件在壁厚处表面下凹的现象。 形成原因：a、注塑压力或保塑压力多低； b、保压时间或冷却时间过低； c、熔体温度或模温过高； d、制件结构设计不当。 解决方案：1）结构：a、在易出现凹痕的表面进行波纹状处理； b、减小制件厚壁尺寸，尽量减小厚径比，相邻 壁厚比应控制在1.5-2，并尽量圆滑过渡； c、重设加强筋、沉孔和Boss柱的厚度，推荐控 制他们的厚度在基本壁厚的40%-80%。 2）成型工艺：a、增加注塑压力和保压压力； b、增加浇口尺寸或改变浇口位置。 2.2 飞边 飞边是

14、指在模具分型面或顶杆等部位出现多余的塑料。 形成原因：a、合模力不足； b、模具存在缺陷； c、成型条件不合理； d、排气系统设计不当。,2、缺陷原因分析及解决方案,解决方案：1）模具：a、合理设计，保证合模时能够紧闭； b、检查排气孔尺寸； c、清洁模具表面。 2）注塑机：设置适当大小吨位的注塑机。 3）成型工艺：a、增加注塑时间，降低注塑速度； b、降低料筒温度和喷嘴； c、降低注塑压力和保压压力。 2.3 熔接痕 熔接痕是指两股料流相遇熔接而产生的表面缺陷。 原因分析：制件中如果存在孔、嵌件或多浇口注塑模式或制件壁厚 不均，均可能产生熔接痕。 解决方案：1）材料：增加塑料熔体的流动性。

15、2）模具结构：a、改变浇口的位置； b、增设排气槽、溢料槽。 3）成型工艺：a、增加熔体温度； b、降低脱模剂的使用量。,2.4 短射 短射是指模具型腔不能被完全充满的一种现象。 形成原因：a、产品设计不合理； b、模温、料温或注塑压力和速度过低； c、原料塑化不均； d、排气不良； e、原料流动性不足； f、浇口尺寸太小 解决方案：1）材料：选用流动性更好的。 2）模具：a、更改浇口位置，保证填充薄壁之前先填充厚壁； b、增加浇口数量，减少流程比； c、增加流道尺寸，减少流动阻力； d、重设排气口的位置、尺寸及数量。 3）产品结构：优化产品的结构设计。,原理是两个半开空心体的次成型品与模具一起滑动，闭后，向其接合面注射次树脂以使其接合，从而获得空心体。,模具滑移注射成型是为空心体结构的注射成型而开发的一种新的成型技术。,1、二次注塑,五、知识拓展,双色注射成型是在非空心结构中将种树脂层叠在一起。