徐一峰

（上海日用友捷汽車電氣有限公司，上海 201801）

注塑風(fēng)葉產(chǎn)品不平衡問(wèn)題在注塑中的解決

徐一峰

（上海日用友捷汽車電氣有限公司，上海 201801）

在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器風(fēng)扇的日常生產(chǎn)中，遇到的最大問(wèn)題就是注塑風(fēng)葉的不平衡引發(fā)的發(fā)動(dòng)機(jī)震動(dòng)問(wèn)題。如何正確的判斷生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)的風(fēng)葉動(dòng)靜兩大類不平衡問(wèn)題的產(chǎn)生原因以及做好之后的改善乃至后續(xù)防范措施是注塑風(fēng)葉生產(chǎn)企業(yè)的重要課題。

注塑風(fēng)葉；不平衡；震動(dòng)；改善

隨著民用汽車產(chǎn)業(yè)的不斷壯大，我國(guó)民眾的家庭汽車普及量也在飛速上升。而隨著民眾對(duì)汽車進(jìn)入正常生活的逐漸適應(yīng)和以后不斷的深入使用體會(huì)。對(duì)于汽車駕駛過(guò)程中的震動(dòng)問(wèn)題便凸顯了出來(lái)，當(dāng)然車輛工作時(shí)的震動(dòng)問(wèn)題是整個(gè)車輛系統(tǒng)的大課題。但細(xì)化到了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇部分的震動(dòng)問(wèn)題，在經(jīng)過(guò)眾多學(xué)者和工程師的研究后，就已經(jīng)引申到了風(fēng)葉在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的平衡問(wèn)題了，即發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器風(fēng)葉轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的不平衡造成了整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的震動(dòng)。本文就是針對(duì)典型的兩大類注塑風(fēng)葉不平衡問(wèn)題：靜平衡超范圍和動(dòng)平衡超范圍，分別在注塑工藝、設(shè)備以及注塑模具三個(gè)方面進(jìn)行了常見原因的分析。

1 風(fēng)葉的靜不平衡問(wèn)題

所謂的靜不平衡是表現(xiàn)在一個(gè)旋轉(zhuǎn)體的質(zhì)量軸線與旋轉(zhuǎn)軸線不重合，但平行于旋轉(zhuǎn)軸線，因此不平衡將發(fā)生在單個(gè)平面上。靜不平衡所產(chǎn)生的離心力作用于兩端支承上是相等的、同向的。而根據(jù)我們實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，風(fēng)葉產(chǎn)品靜不平衡問(wèn)題的產(chǎn)生主要都出現(xiàn)在風(fēng)葉的重量出現(xiàn)異常波動(dòng)和風(fēng)葉的徑向跳動(dòng)出現(xiàn)超出范圍的情況時(shí)發(fā)生。

對(duì)于上述異常情況的發(fā)生原因，我做了如下歸類：

1.1 與注塑工藝及設(shè)備相關(guān)的可能原因

注塑工藝上的各項(xiàng)數(shù)值調(diào)整可以說(shuō)是影響產(chǎn)品重量的最大因素，當(dāng)注塑的注射壓力和注射速度過(guò)高很容易就會(huì)將原本對(duì)模具100%充填的產(chǎn)品打到110%甚至120%的充填。這樣就勢(shì)必會(huì)造成此類工藝下生產(chǎn)的成品超重。所以一般面對(duì)風(fēng)葉的靜不平衡問(wèn)題發(fā)生，最先需要檢查的既是注塑工藝是否存在壓力和速度過(guò)高的情況。

而注塑設(shè)備本身的原因造成生產(chǎn)過(guò)程的注射壓力失控就是造成產(chǎn)品超重的另一個(gè)原因。這種情況一般是在反復(fù)核對(duì)了設(shè)備工藝參數(shù)設(shè)定正確的情況下，仍然發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品表現(xiàn)為壓力過(guò)高的超重現(xiàn)象。遇到這類情況，需要由機(jī)修人員去檢查注塑機(jī)油泵馬達(dá)的運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，以及設(shè)備螺桿的傳動(dòng)系統(tǒng)是否正常了。但是需要指出的是，這一類的設(shè)備故障一般較難察覺(jué)，只有在全閉環(huán)系統(tǒng)的注塑機(jī)上才能查看到，否則通過(guò)一般設(shè)備的監(jiān)控面板是無(wú)法發(fā)現(xiàn)異常的數(shù)據(jù)的，必須經(jīng)由工藝工程師判斷工藝無(wú)誤后由機(jī)修人員檢測(cè)。

1.2 與注塑模具相關(guān)的可能原因

影響靜不平衡的問(wèn)題主要是兩種，一是模具的型腔由于受到塑料材料的長(zhǎng)期沖擊，造成了葉形的磨損，而導(dǎo)致了成品風(fēng)葉某一塊葉面的體積發(fā)生了變化，體積變化自然就產(chǎn)生了重量變化，從而就導(dǎo)致了這一片葉面上存在了超差的靜不平衡量。此類情況需要直接在模具上進(jìn)行修整，一般多采用在變形葉面的軸向180 °葉面進(jìn)行靜不平衡量補(bǔ)償，以達(dá)到成品重新平衡的狀態(tài)。

另一種情況就是風(fēng)葉的中心位置出現(xiàn)了偏移（成品風(fēng)葉徑向跳動(dòng)超差），這是由于模具上風(fēng)葉中心的芯棒出現(xiàn)偏移造成的。這個(gè)情況較容易發(fā)現(xiàn)，在測(cè)試成品風(fēng)葉發(fā)現(xiàn)徑向跳動(dòng)超差后即可拆開模具，對(duì)模具的中心芯棒進(jìn)行測(cè)量，然后針對(duì)偏差值進(jìn)行模具上的修復(fù)即可。就算是最普通的風(fēng)葉模具，其中心芯棒相對(duì)理論圓心的誤差也不應(yīng)大于0.02 mm。

1.3 實(shí)際案例

下面的圖表是我所在的注塑車間對(duì)于生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)風(fēng)葉靜平衡問(wèn)題的處理記錄表（表1），從表中可以發(fā)現(xiàn)通過(guò)排查上述原因解決了所有的風(fēng)葉靜平衡問(wèn)題。

表1 2013年6～12月風(fēng)葉靜不平衡問(wèn)題處理匯總

2 風(fēng)葉的動(dòng)不平衡問(wèn)題

在轉(zhuǎn)子（也就是本文的風(fēng)葉）兩個(gè)校正面上同時(shí)進(jìn)行校正平衡，校正后的剩余不平衡量可以保證轉(zhuǎn)子風(fēng)葉在動(dòng)態(tài)時(shí)是在許用不平衡量的規(guī)定范圍內(nèi)，為動(dòng)平衡校正又稱雙面平衡。而根據(jù)我們實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，風(fēng)葉產(chǎn)品動(dòng)不平衡問(wèn)題的產(chǎn)生幾乎全部集中在風(fēng)葉的軸向跳動(dòng)超差問(wèn)題上。

所以下文所研究的幾類問(wèn)題原因也都將針對(duì)風(fēng)葉的軸向跳動(dòng)超差來(lái)分析。

2.1 與注塑工藝及設(shè)備相關(guān)的可能原因

在注塑的設(shè)備工藝參數(shù)設(shè)定上，對(duì)于風(fēng)葉的軸向跳動(dòng)影響最大的就是注塑的保壓壓力及保壓速度。注塑時(shí)的保壓所起到的作用是維持注射動(dòng)作完成后的模腔內(nèi)部壓力，并防止由于注射壓力的反作用力產(chǎn)生的塑料回流狀況。一般正常的保壓壓力和速度都僅有注射壓力和速度的20%～25%，如果注射壓力和速度不足導(dǎo)致產(chǎn)品不完全成型的時(shí)候，有的工藝設(shè)定人員會(huì)把保壓壓力和速度提高來(lái)補(bǔ)充注射時(shí)的不足。這樣確實(shí)可以確保普通塑料產(chǎn)品的成型。但是對(duì)于風(fēng)葉產(chǎn)品這就是萬(wàn)萬(wàn)不可的，因?yàn)檫^(guò)高的保壓壓力和速度會(huì)導(dǎo)致風(fēng)葉成型出模時(shí)內(nèi)部應(yīng)力還沒(méi)有完全釋放，從而在產(chǎn)品冷卻過(guò)程才慢慢得以釋放，這樣便造成了風(fēng)葉在出模冷卻的過(guò)程中發(fā)生嚴(yán)重的應(yīng)力變形，最終導(dǎo)致的結(jié)果便是風(fēng)葉軸向跳動(dòng)超差。

2.2 與注塑模具相關(guān)的可能原因

在注塑模具方面，雖然核心問(wèn)題也總是出在模具芯棒上，但是不同于靜不平衡問(wèn)題的芯棒徑向偏心。影響風(fēng)葉動(dòng)不平衡量的模具問(wèn)題全都是中心芯棒在軸向竄動(dòng)上。風(fēng)葉的軸向跳動(dòng)是依靠模具中心芯棒對(duì)于產(chǎn)品的軸向水平壓緊來(lái)保障的，當(dāng)模具生產(chǎn)使用了一定數(shù)量后其軸向的壓緊部分往往會(huì)出現(xiàn)間隙，這是由于塑料材料在注射過(guò)程中最高壓部分總是沖擊在這個(gè)軸向壓緊部分，所以磨損得也最快。即使是使用高硬度合金鋼模具材料的軸向壓緊芯棒，當(dāng)尼龍材料生產(chǎn)超過(guò)10萬(wàn)模數(shù)后必然會(huì)出現(xiàn)材料沖擊的磨損。當(dāng)繼續(xù)使用磨損量超過(guò)0.05 mm就會(huì)出現(xiàn)產(chǎn)品的軸向跳動(dòng)失控，從而最終導(dǎo)致產(chǎn)品因軸向跳動(dòng)超差而出現(xiàn)動(dòng)不平衡問(wèn)題。對(duì)于這樣的模具問(wèn)題，只要定期更換模具的中心芯棒就能加以避免。

和第二章最后所羅列的車間靜不平衡解決情況相符，車間也在日常生產(chǎn)中通過(guò)上述問(wèn)題排查解決了所有的動(dòng)不平衡問(wèn)題，在此不做逐一羅列。

［1］ 屈華昌，主編.塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)［M］. 機(jī)械工業(yè)出版社，1995.

［2］ 楊孝謙.關(guān)于低噪聲風(fēng)扇中風(fēng)葉設(shè)計(jì)的一點(diǎn)見解［J］. 中小型電機(jī)，1998（02）.

［3］ 陳曉天.風(fēng)扇電機(jī)機(jī)械特性測(cè)試技術(shù)研究［J］. 家用電器科技，1997（05） .

［4］ 呂恬生，沈乃勛編.機(jī)械原理實(shí)驗(yàn)技術(shù)［M］. 上海科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，1988 .

［5］ 葉能安，余汝生主編.動(dòng)平衡原理與動(dòng)平衡機(jī)［M］. 華中工學(xué)院出版社，1985.

（P-01）

Injection molding solutions for imbalances of injected fan product

TQ320

1009-797X（2015）22-0149-02

B DOI：10.13520/j.cnki.rpte.2015.22.060

徐一峰（1981-），男，本科，工程師，研究方向?yàn)楣I(yè)工程。

2015-09-30