洪源

【摘 要】隨著汽車行業(yè)的競爭加劇，對油封行業(yè)的成本要求越來越嚴(yán)格。在保證質(zhì)量的前提下如何節(jié)省原材料而降低成本成為了油封制造企業(yè)的首要任務(wù)，冷流道注射機(jī)的出現(xiàn)恰好有效的解決了該問題，現(xiàn)就我公司在冷流道注射工藝在氣門油封生產(chǎn)應(yīng)用中解決問題的經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)理論支持予以闡述。

【關(guān)鍵詞】冷流道；注射工藝；設(shè)計與加工

1.冷流道的設(shè)計與加工

用冷流道注射氣門油封存在著模比多，流道設(shè)計復(fù)雜的問題，我公司的冷流道經(jīng)過近期的優(yōu)化和實(shí)踐檢驗(yàn)，滿足了現(xiàn)有生產(chǎn)的需要。

1.1冷流道設(shè)計的原則

由于我公司是利用已有模具進(jìn)行設(shè)計冷流道，因此在規(guī)格和空間上受到一定限制，不能盡善盡美。我公司的氣門油封模具基本都是型腔數(shù)行和列相等的。冷流道和熱流道設(shè)計原則相近，對于氣門油封的冷流道，模比多是其必須攻克的難題，設(shè)計過程中遵循了以下原則。

1.1.1等距原則

對于多模比模具，設(shè)計流道一般有兩種方法，一種是等距流道，就是從注射機(jī)的注射孔到各型腔的注射孔流道等距離，此種方法的優(yōu)點(diǎn)是各流道尺寸一致，便于加工，且各分流道橡膠流速均衡，缺點(diǎn)是流道距離長，容易導(dǎo)致橡膠的焦燒。另一種是非等距流道，是采取從主流道到各型腔距離最短的原則而設(shè)計流道位置，該流道的優(yōu)點(diǎn)是橡膠流動距離短，對橡膠的安全性要求較低，缺點(diǎn)是為保證各型腔同時注射和注射量的均勻，不得不通過改變各型腔注射孔和流道的截面尺寸而達(dá)到控制各流道橡膠流量的目的，因此在流道和注射孔尺寸上要有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和理論計算能力。同時流道加工難度加大。

1.1.2順利引導(dǎo)、導(dǎo)向原則

由于模比多，流道空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此橡膠在流道內(nèi)如何快速均勻流動給流道設(shè)計增加了很多細(xì)致而實(shí)在的問題。我們在流道設(shè)計中采取了膠料流動轉(zhuǎn)向引導(dǎo)技術(shù)，使橡膠流動過程中避免渦流，同時在轉(zhuǎn)向處設(shè)計合適的R角使橡膠流動剪切熱降到最低）。

1.1.3壓力降遞增原則

同樣由于模比多導(dǎo)致流道長度較長，因此對于注射壓力的消耗不得不考慮。為保證注射孔足夠的注射壓力，我們在主流道和分流道的流動面積上進(jìn)行了差異化設(shè)計，讓主流道消耗的阻力盡量小，從而保證注射機(jī)的注射壓力能夠充分的被傳遞到型腔注射孔位置，這樣不但可以減少設(shè)備能耗，同時可以降低橡膠焦燒的機(jī)會，也可以避免橡膠壓力傳遞滯后導(dǎo)致的產(chǎn)品包膠問題。

1.2冷流道的加工

由于冷流道的設(shè)計要求較高，公差和光度要求都比較嚴(yán)格，為保證各分流道的加工一致性，因此我們采用三步加工法，不但縮短加工周期，同時保證了加工精度。加工過程如下：

第一步：精加工各基準(zhǔn)面，粗加工各流道。不但為后續(xù)加工找正位置度提供了足夠的精度，同時粗加工各流道克服了直接精加工導(dǎo)致的生產(chǎn)周期長的問題。

第二步：找正基準(zhǔn)，流道全數(shù)控精加工。通過第一步加工的基準(zhǔn)面進(jìn)行位置找正，可以保證精加工的切削余量穩(wěn)定，減少刀具的磨損和異常斷刀問題。

第三步：精細(xì)拋光。通過合適的粒徑的研磨膏和相應(yīng)的羊毛氈輪配合，拋光后流道能達(dá)到圖紙規(guī)定的粗糙度Ra0.2的要求，不但減小了橡膠的流動阻力，同時避免了橡膠在流道內(nèi)的殘留。

2.冷流道的安裝與調(diào)試

冷流道在設(shè)計和加工精度保證的前提下，安裝也至關(guān)重要，安裝過程中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）主流道分流注射孔和分流道板分流孔位置應(yīng)對正，防止出現(xiàn)分流道之間橡膠流量的差異導(dǎo)致出現(xiàn)產(chǎn)品缺料問題。

（2）冷流板中心注射孔與主流道分流中心對正，避免主流道分流差異導(dǎo)致的分流板四個分區(qū)橡膠流速差異，因此能有效避免大批量包膠和缺料的產(chǎn)生。

（3）分流板注射孔與模具注射孔應(yīng)充分對正，防止出現(xiàn)憋料現(xiàn)象發(fā)生，同時避免模具料室內(nèi)大量毛邊的出現(xiàn)，也避免了熟膠混入制品的可能。

（4）緊固充分，避免出現(xiàn)各流道相互串通，同時防止由于注射壓力大導(dǎo)致的冷流道分層處溢膠。

3.工藝參數(shù)的確定

為保證良好的注射動作的完成和加工完美的制品，工藝參數(shù)的合理性非常關(guān)鍵。同一機(jī)臺同一模具可以設(shè)計很多種工藝參數(shù)滿足生產(chǎn)的需要，但合理的工藝參數(shù)設(shè)計不僅要考慮原材料的性能，同時應(yīng)考慮模具、制品要求和生產(chǎn)效率及成本問題。我們在工藝參數(shù)確定上應(yīng)保證在最低廢品或次品率的前提下盡可能的提高生產(chǎn)效率和減低能耗。

3.1入料工藝參數(shù)的確定

合適的入料工藝參數(shù)對橡膠的安全性影響比較大，主要影響生產(chǎn)效率和橡膠的焦燒時間。一般的想法是入料越快越好，因此在工藝確定中經(jīng)常以最快的螺桿轉(zhuǎn)速進(jìn)行設(shè)定，往往造成橡膠的高溫和焦燒，給產(chǎn)品質(zhì)量埋下巨大隱患。

為確定合理的入料工藝參數(shù)，我們應(yīng)了解入料的目的和作用：使膠料在螺桿轉(zhuǎn)動剪切的作用下，利用料筒熱量和剪切熱使橡膠升溫的同時達(dá)到推進(jìn)和塑煉的目的。

3.1.1料筒溫度的確定

根據(jù)預(yù)成型切片機(jī)的使用經(jīng)驗(yàn)和流變曲線，我們可以斷定橡膠在70-100℃范圍內(nèi)既有良好的流動性又不至于導(dǎo)致氟橡膠的焦燒，由于我們采用熱喂料方式，因此對塑煉要求不高。由于螺桿沒有冷卻裝置故我們采用70-80℃的溫度范圍給料筒進(jìn)行控溫，以便防止螺桿剪切產(chǎn)生的熱量導(dǎo)致橡膠焦燒。高溫固然會提高橡膠的流動性從而減少喂料能耗，但高溫會迅速消耗氟橡膠的焦燒時間，尤其氟橡膠的剪切熱較高，在保證入料時間足夠的前提下，我們采用低溫入料可大大提高橡膠溫度的一致性和橡膠的安全性。

3.1.2螺桿轉(zhuǎn)速和壓力的設(shè)定

由于橡膠反應(yīng)隨壓力和溫度的提高而加快，因此為避免橡膠的焦燒，我們在滿足生產(chǎn)節(jié)拍的前提下，采用低壓低速的入料，有利于保持橡膠溫度的穩(wěn)定和一致。另外由于設(shè)備螺桿和料筒之間的間隙導(dǎo)致橡膠對螺桿的跟隨性下降，高速旋轉(zhuǎn)螺桿并不能以加快將橡膠向前推進(jìn)至射料室內(nèi)。經(jīng)實(shí)踐驗(yàn)證入料壓力100Kgf轉(zhuǎn)速40%的條件下和入料壓力140Kgf轉(zhuǎn)速100%條件下入料時間沒有明顯的變化，且都在10秒以內(nèi)，且能保證料的恒溫過程，當(dāng)壓力繼續(xù)調(diào)低會導(dǎo)致入料困難，因此我們確定前者為最佳入料壓力和轉(zhuǎn)速。

3.2注射工藝參數(shù)的確定

注射過程是保證產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，注射參數(shù)設(shè)置不當(dāng)不但可導(dǎo)致包膠不合格的出現(xiàn)，同時可產(chǎn)生缺料的廢品。注射壓力過大可能導(dǎo)致產(chǎn)品變形和膠料升溫過快而焦燒。我們選擇注射參數(shù)的同時應(yīng)考慮產(chǎn)品外觀質(zhì)量和生產(chǎn)效率以及橡膠的焦燒時間。注射工藝參數(shù)應(yīng)考慮注射溫度、壓力和速度。

3.3硫化工藝參數(shù)的確定

硫化參數(shù)的設(shè)定應(yīng)在滿足產(chǎn)品質(zhì)量的前提下充分考慮生產(chǎn)效率和操作者節(jié)拍需求。我公司過去十余年氣門油封生產(chǎn)已經(jīng)習(xí)慣模比多的現(xiàn)狀并摸索出一整套的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。同時為滿足自檢節(jié)拍的需求，最佳硫化時間為300-360秒，通過流變曲線在此條件下適宜的硫化溫度應(yīng)為175-180℃。在此條件下通過流變曲線可以判定（下轉(zhuǎn)第198頁）（上接第53頁）現(xiàn)有氟橡膠具有較高的一致性，同時經(jīng)過實(shí)踐驗(yàn)證此條件下硫化產(chǎn)品的均一性較好，受操作者操作速度的影響較小。由于冷流道注射機(jī)沒有真空罩，模具裸露散熱快，加之北方冬季氣溫低，因此在冬季硫化時間應(yīng)適當(dāng)延長30秒。

4.結(jié)束語

冷流道注射在國內(nèi)還是一種新興技術(shù)，必將為橡膠制品節(jié)省原材料做出杰出的貢獻(xiàn)，冷流道注射的技術(shù)也在不斷摸索中得到提高。我公司在冷流道生產(chǎn)氣門油封技術(shù)上驗(yàn)證了冷流道的設(shè)計及加工技巧；在工藝參數(shù)的確定上經(jīng)過無數(shù)次跟蹤和實(shí)驗(yàn)，已優(yōu)化工藝參數(shù)數(shù)次并對產(chǎn)品安全性有所提升；在解決溢膠和碳化問題上堅持理論和實(shí)踐相結(jié)合的辦法，不斷攻克難關(guān)。在今后的生產(chǎn)實(shí)踐中我們將進(jìn)一步完善冷流道注射技術(shù)，使冷流道注射技術(shù)成為公司又一項(xiàng)技術(shù)突破。冷流道注射技術(shù)必將在后續(xù)的氣門油封生產(chǎn)過程中為公司節(jié)省大量的資金，為提高產(chǎn)品競爭力夯實(shí)堅實(shí)的基礎(chǔ)。