柯翼,金敬明
(德馬格塑料機(jī)械(寧波)有限公司,浙江 寧波 315800)
合模力是在合模到位后,注射之前作用在拉桿上的拉伸應(yīng)力的總和。脹模力是最大模腔壓力和型腔投影面積的乘積。合模力的超出部分就是鎖模力和脹模力的差值。
在內(nèi)部模腔壓力的影響下,模具在開(kāi)合模方向的微張通常被稱(chēng)為“排氣”。這種排氣距離不僅僅取決于鎖模力和脹模力,還取決于機(jī)器合模組件和模具的剛性。
排氣距離的允許值(如表1)取決于成型產(chǎn)品的質(zhì)量、材料特性以及機(jī)器的鎖模力噸位大小。對(duì)于一些在小型注塑機(jī)上生產(chǎn)的小而精密的產(chǎn)品,最大的允許排氣距離只有0.01 mm 。對(duì)于另一些在中型(鎖模力1 500~2 000 kN)注塑機(jī)上生產(chǎn)的大一些的產(chǎn)品,最大的允許排氣距離也只有0.02 mm。對(duì)于一些大型產(chǎn)品,有0.06 mm的排氣距離有時(shí)候也可以接受。誠(chéng)如表一中顯示的,在注射和保壓階段排氣距離近乎相同。如果注射階段的排氣距離明顯大于保壓階段,說(shuō)明保壓切換過(guò)遲從而將有可能導(dǎo)致產(chǎn)品產(chǎn)生飛邊。
注:粘度低的材料允許排氣距離要小于粘度高的材料,因?yàn)?,粘度低的材料更容易充滿(mǎn)型腔。
(1)需要一臺(tái)能滿(mǎn)足成型和工藝要求,且大小合適的注塑機(jī),一副千分表(精度0.01 mm),一個(gè)天平(精度 0.01 g)。
(2)機(jī)器的工藝設(shè)定,必須從注射到保壓階段進(jìn)行優(yōu)化,并且優(yōu)化保壓壓力。
表1 基于模具情況和機(jī)器大小的模具允許排氣值
(3)對(duì)于測(cè)試而言,千分表的放置必須隨合模力而調(diào)整。以下有兩種可能的方案(如圖1)。
①放置在兩個(gè)模板之間,并且在兩根拉桿的中間:從而,模板的壓縮變形量可以作為合模力測(cè)量,而排氣值作為脹模力測(cè)量。②放置在分模線(xiàn)之間的支撐上:這樣,只有排氣值作為脹模力測(cè)量。
圖1 注射試驗(yàn)中千分表的放置位置
從表2、圖2中可以看出,合模力開(kāi)始的時(shí)候?yàn)榭赡艿淖畲笾担髞?lái)慢慢減小。在注射和保壓階段測(cè)量排氣值,并且對(duì)產(chǎn)品稱(chēng)重。這兩個(gè)值都在坐標(biāo)軸上呈現(xiàn)。
如果成型重量增加而排氣值測(cè)量出來(lái)為零,那么可以說(shuō)明模具太弱,模腔變形。鎖模力足夠,但不能成為精確值。
如果測(cè)量得出排氣值隨著產(chǎn)品增重而增加,則說(shuō)明模具的剛性很好,這就可以決定所需的合模力。
如果在保壓階段之后產(chǎn)生了“殘壓排氣”,則說(shuō)明過(guò)充填或者分模線(xiàn)出現(xiàn)飛邊。這種情況不能持續(xù)生產(chǎn),因?yàn)榉中兔姹砻尜|(zhì)量很高,會(huì)加劇對(duì)模具的磨損。
開(kāi)始出現(xiàn)飛邊時(shí)的鎖模力可以作為鎖模力的一個(gè)下限。在出現(xiàn)飛邊之前,模具的排氣或產(chǎn)品重量曲線(xiàn)會(huì)顯示一個(gè)拐點(diǎn),這就標(biāo)志出鎖模力的最小需要值。如果機(jī)器以這個(gè)最小的合模力來(lái)生產(chǎn),那么產(chǎn)品的重量就會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定并且質(zhì)量也一定差。因此,正常生產(chǎn)時(shí)應(yīng)當(dāng)在最小合模力上加10%~15%的余量。
為了 計(jì)算需要的鎖模力,需要知道平均的模腔壓力,以表3為例。
表2 確定需要的鎖模力
圖2 產(chǎn)品克重與合模力的影響
另外,型腔的投影面積必須要計(jì)算。需要的鎖模力可以用以下的公式計(jì)算:
鎖模力公式:
式中:
FL—— 鎖模力, kN ;
pcav——平均模腔壓力,bar;
Aproj——投影面積,cm 。
舉個(gè)例子:
產(chǎn)品: 輪轂蓋 PA 6-GF
平均模腔壓力: 425 bar
投影面積:1 300 cm
表3 對(duì)于多種產(chǎn)品,需要的注射壓力、保壓壓力和模腔壓力
所以,5 525 kN的鎖模力對(duì)于輪轂蓋是必須的。表3中的數(shù)據(jù)來(lái)源于模具測(cè)試,需要計(jì)算的零件必須在表3中按產(chǎn)品組進(jìn)行劃分,并提供了平均模腔壓力的初始值。
注:過(guò)去,材料的粘度被認(rèn)為是一種衡量模腔壓力的指標(biāo)。這個(gè)結(jié)論適用于薄壁的包裝產(chǎn)品。對(duì)于其他保壓壓力要求很高的產(chǎn)品,則適用最大的模腔壓力的曲線(xiàn)(前提是切換點(diǎn)和保壓工藝正確)。
因此,需要用正確的平均模腔壓力去計(jì)算所需的鎖模力。