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数控技术和数控机床是制造业现代化的基础,是一个国家综合国力的重要体现。我国在从制造大国向制造强国转变的过程中,大力发展数控技术具有重要意义。 近几年来,在引进消化国外数控技术的基础上,我国已生产出自主版权的数控系统和数控机床,但是中、高档以上的数控系统仍然是以进口产品为主,研究目前数控系统及技术的现状及未来的发展方向,将对开发出中、高档的数控产品,进一步扩大数控机床市场份额起到重要作用。 1 数控系统的硬件技术发展迅速 随着集成电路及计算机技术的迅猛发展,给数控硬件技术的更新换代注入新的活力,现代数控系统普遍采用超大规模集成电路(VLSI)、专用芯片(ASIC)及数字信号处理(DSP)技术。在电气装联上广泛采用表面安装(SMT)、三维高密度(three dimensional high density)技术,极大地提高系统的可靠性。高速高性能存储技术,比如闪烁存储(flash memory),移动存储(PCMCIA card)等极大地方便用户。薄膜晶体管液晶显示器(TFTLCD)技术使得显示装置趋于平板化,更便于机电一体化安装并改善人机界面。作为数控系统核心的处理器广泛采用“位以上的高速RISC CPU,保证高速、高精度的数控加工。 以日本FANUC 16i/18i和160i/180i为例,已形成超小、超薄型控制器,主控板仅为名片一样大小,主处理器采用Pentium芯片。CNC和伺服采用50M/S的高速串行总线。用光缆连结I/O模块,采用分散配置,便于机电一体化。在通讯方面采用PCMCIA存储卡和外部计算机通讯,或采用调制解调器,用电话和人机通讯。 嵌入式硬件的使用有望使得数控系统硬件更趋标准化、系列化。数控系统的开发成本也会随着降低。 2 体系结构向开放式发展 开放式数控的讨论已有好些年了,但是应该看到,对于开放式结构至今没有一致性的定义。某些用户认为开放式表示能够接受当地使用的通信协议;而另一些用户认为开放式意味着所有控制器操作界面完全一致;对机床应用工程师而言,开放式意味着对刀架移动、传感器和逻辑控制有标准的输入/输出接口;对大公司和大学的研究工程师来说,开放式意味着以上这些均来自随即拿来就用的积木块。由于来自最终用户和集成商(机床厂)的压力,开放式结构的开发工作正在向前发展并将持续下去。目前的一个积极成果即是基于PC的CNC,即PC-based。 世界上一些著名的数控制造商纷纷推出PC-based CNC系统,例如FANUC公司的FANUC 160/180,西门子公司的siemens 840Di,FAGOR公司的FAGOR 8070。由于采用了工业级PC机及桌面操作系统Windows,DOS等,其丰富的软、硬件资源给用户带来诸多的方便。 应该看到,在数控加工这种强实时环境中,使用商用操作系统Win,DOS等,还尚未得到业界的完全认可。在理论上没有证明比现有传统的CNC更加优越。 为应对开放式数控未来的发展,我国从2003年开始实施开放式数控国家标准GB/T18759.1。开放式数控(ONC)就其开放程度可分为三个层次。第一层次是具有可配置功能,开放的人机界面的通信接口及协议。第二层次为控制装置在明确固定的拓扑结构之下允许替换,增加NC核心中的特定模块以满足客户的特殊要求。第三层次为拓扑结构的完全可变的全开放的控制装置。这三个层次中第一层次目前基本达到。未来的发展主要围绕第二个层次目标展开,还有很长的路要走。 3 实时操作系统进入CNC 严格意义上说,数控控制软件中包含着实时操作系统的思想,例如任务调度、存储器管理、中断处理等,但这种技术是隐含的,是和数控应用程序比如插补,伺服、译码等混合的。每一个数控系统都是独特的,不透明的。这种情况对于最终用户和系统集成商而言带来诸多不便。在开放式数控呼声日益高涨的今天,研究实时操作系统在CNC软件中的应用是顺理成章的事。特别是最近嵌入式实时操作系统的技术发展迅猛,这对于数控控制软件的开发将产生革命性的影响。选择一个合适的商用嵌入式实时操作系统,将插补、伺服、译码、数据处理等数控应用软件往上“挂”,最终移植到一个硬件环境中去,形成最终使用户满意的数控系统,也就是个性化的CNC系统,这将是开放式数控的主要方向。 未来实时Linux(RT Linux)有望成为CNC实时操作系统的主流。“Linux除了具有功能强大、高性能、稳定性好以及原代码开放等优势以外,其最大的特点是Linux内核具有非常良好的结构,即可由用户根据特殊的系统需求,对内核进行配置或裁剪,而这一特点恰恰满足了可开放式数控应用的差异性需求。 4 现场总线技术开始广泛使用 现场总线(field bus)实质上是工控网络中的低档产品。因为底层设备通信有以下特点。 1)通信环境恶劣,可能受到温度、湿度变化、尘埃、电压波动、机械振动和电磁场干扰等因素影响。 2)信息传递主要是设备与设备之间,故对通信可靠性要求高。 3)通信内容和时间一般可以预先设定,随机、自发产生的信息相对较少,这可使通信协议大大简化。 4)由于有较多的监控信息,实时性要求高。 5)要求有一定的故障诊断和容错能力,以防止不必要的系统故障。 6)距离短,频度高。 基于上述特点,底层设备互连网络通常采用协议简单、响应迅速、可靠性高的主.从通信方式,使用工控网络中的低档产品,如现场总线。 西门子公司的profibus首先应用在802D中、低挡数控系统中。对802D而言,24V电源为“心脏”,PCU模块为“大脑”,profibus为“神经”。因为PCU和I/O以及伺服系统的连结均依靠p础bus。PCU为主站,PP1、PP2、611U为从站,并均有节点地址。 FAGOR公司的SERCOS主要用于CNC和伺服系统的通讯且采用光缆。最高传输速率为4M baud。SERCOS将CNC(8055,8070)和主轴、坐标轴驱动连结起来,每个节点亦有相应地址。从FAGOR 8070开始,CNC和I/O的连结采用CAN总线。 FANUC I/O Link是CNC连结扩展I/O的现场总线系统的总线,而FFSB则是连接CNC和伺服系统的总线。 [next] 5 PLC功能继续增强 可编程控制器(PLC)在数控机床上主要完成MST功能(辅助功能),即除了主运动以外的辅助功能,但目前PLC在数控机床上的功能正在逐渐扩大,例如:1)可通过报警文本编辑产生个性化的诊断页面。2)PLC直接控制坐标轴。3)在系统配置和初始化时发挥作用,这个作用对西门子系统的PLC最为明显。 PLC的基本程序(非用户梯形图)在机床调整时,激活机床操作面板MCP并设置通道和主轴、坐标轴。通道相当FANUC中的Head。4)通过PLC提供的参数和CNC系统参数可以在PLC和零件加工程序之间传递信息,以完成某些特定功能。即PLC已经渗透到零件加工程序的编制中。 单独的PLC可以完成全部的CNc功能,这已经成为现实。但就目前而言,PLC主要还是在数控系统配置到机床上时起一个“接口”作用,包括MST功能,诊断功能等,这种功能正在不断扩大。 6 CNC的通讯、网络功能不断扩大 从早期的DNC,RS232、422和485一直到目前的MAP,EtIlemet等,数控机床的网络通讯功能在不断增强。为解决大容量零件加工程序的传递和存储,一是可采用DNC中的前端机进行分配和传输,即形成DNC主机一前端机.CNC的三层模式。而一台前端机可控制多台CNC。另外一种,对于带PCMC认卡的CNC系统,可利用该存储卡传递加工程序(一张卡为5—8M)。第二种最简单的方法可利用CNC和后台编辑功能,在切削时同时传递零件加工程序。 CNC的通讯功能还有一个目的是上传数控机床的状态及故障信息,以便上位机监控并进行故障诊断。西门子840D/810D可以通过电话线、ISDN、Internet、GSM或LAN、WAN、Intranet和上位机通讯,进行远程诊断,但需安装远程诊断软件、调制解调器,并有电话线或通过网卡进行。MAZAK公司的MAZATROL 640等亦具有这种功能。 7 数字式交流伺服成为主流 数字式交流伺服系统体积小,性能好,调试方便,克服了过去模拟伺服系统用电位器调节的不便。通过数字设定可优化速度、电流环,可进行转矩限制,进行加减速控制,另外可以和外部计算机通讯,备份伺服参数,并在上位机显示电流、扭矩波形,便于观察。 CNC和数字式伺服的连接方法有以下几种。 7.1 备有现场总线的系统 例如西门子802D,FAGOR 8055、8070等,采用如图1所示的连接。 对FAGOR 8055,8070而言,现场总线SERCOS连接CNC和主轴、伺服驱动与图1连接相同。 7.2 FANUC数字伺服连接 伺服电动机上的编码器将信号直接反馈给CNC系统,既作为位置反馈(半闭环),又作为速度反馈。CNC发出的速度指令送入驱动单元的JV1B和JV2B。OiC系统则采用FSSB光纤进行CNC和伺服通信,这和三菱伺服的连结类似。 7.3 三菱公司数字伺服的连接 与上述FANUC系统有所不同是CNC仅向伺服驱动提供位置命令,位置环和速度环均在数字伺服MDS-SVJ2之中完成,并且驱动单元之间亦为串行联结,即所谓“位置环下移”现象。伺服系统具有原数控的部分功能,有利于简化数控系统的结构,提高数控系统运行的可靠性。 8 数控系统开发环境越来越友好 数控系统如何安装在一台机床上,这就是数控系统的开发环境。除了硬件联结之外主要有两个方面的问题,一个是PLC梯形图的编写。另一个是机床参数的确定。前者主要解决辅助功能的匹配,比如机床冷却、润滑、主轴正、反转以及机床操作面板的适配。而后者主要匹配机床的主运动,例如进给速度,加减速,行程限制等。这里主要介绍PLC梯形图的开发问题。早期的数控机床的梯形图是由CNC工程师根据机床的功能编写的。编译完以后再插入到数控软件中去,随着数控技术的普及,原先由数控系统制造商垄断的接口软件开发已转移到机床厂或数控集成商。用户可根据CNC制造商提供的集成方法和文件自行开发,大大促进了数控技术的发展和普及。现在为了减轻机床厂和系统集成商编写梯形图的负担,西门子公司在802D系统中提供了PLC应用程序实例和子程序库说明,最终用户在编写梯形图时,只要利用参数调用就可以完成梯形图的编写,大大方便了用户并节约了时间。 CAPP(计算机辅助工艺设计)内容渗入到CNC亦是目前的一个发展方向,这样有助于加工效率和产品质量的提高。PC-based CNC的出现为CAPP内容的渗透创造了有利条件。 由于数控控制软件目前没有公开,因此最终用户在进行二次开发时始终处于一种被动状态,可以设想一下,未来的数控控制软件是机床厂或系统集成商可以自由装配的,就象目前的PLC梯形图开发一样随意。真正的个性化的数控机床将会被每个高水平的集成商或最终用户开发出来。这样的数控集成环境才是最美好的。嵌入式实时操作系统特别是源码公开的Linux嵌入式实时内核的出现为这种前景提供了可能。 9 数控相关技术和社会服务体系正在逐步完善 数控相关技术,首推CAD/CAM,目前商用的CAD/CAM软件十分丰富,UG-II,Pro/E,Solidworks,Mastercam等已十分普遍。并将工艺设计(CAPP)内容融合进去,给用户提供典型工艺方案以供选择。所生成的数控零件加工程序更符合实际需要。目前存在的普遍问题是CAD/CAM软件产生的二进制文件(刀位文件)均要经过后置处理转化为字符串文件,供给数控机床使用。而这些零件加工程序一进入数控系统后又还原二进制文件以供插补等运算。这种信息传递的过程很难做到高效、优质、快捷。人们期待着一种CAD/CAM/CNC的高效信息传递方式,这里还有较长的路要走。 数控技术的发展离不开整个社会服务体系的完善,包括人材培训,维修服务等方面的配合。2002年10月国家劳动和社会保障部启动机电类高层次技能型人材培训工程,包括数控加工和维修人员。2002年5月中国机电装备维修与改造技术协会授权开展数控维修改造企业资质认证工作,已经有24家企业通过认证。随着制造业在中国的地位日益提高,市场需求不断增长,数控行业将迅速的发展,为中华民族的复兴做出更大的贡献。
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塑料原料加工过程主要是胶粒熔融、流动、定型后冷却成为成品,是一个加温后再冷却的过程,也是塑料从颗粒改变到各不同形状的过程,以下将就各个不同阶段角度去说明加工过程。 1.熔融
装置加温器(Heater)让原料颗粒逐渐熔解成流体状流动,主要以各不同原料适合温度调节,调高温度会趋使原料流动加快,可增加效率但不一定能保证良率,必须取得合适的平衡。另良好的效果与PP遇高热裂解的特性,都是生产时最好能让原料顺利流畅到模头,以避免充料不足或回流现象的产生,回流代表原料流动较产出速率快,最后会造成平均流动效率加大等于MFR提高,是加工可利用的方法之一,但却也造成MFR分布非常态可能导致不稳定性加大,导致不良率可能加大。不过PP成品因为应用的关系都不是尺寸精密度很高的产品,所以影响还不大。 2.螺杆
PP加工绝大部份都是靠螺杆带动流动性,所以螺杆的设计影响非常大,口径大小影响产出量,压缩比大小影响压力值也影响产出量及成品效果,这也包括多种材料 (色母、添加剂及改质剂) 的混炼效果。原料流动主要靠加温器,但原料翻动磨擦也会产生磨擦热能促使流动性加快,所以螺杆压缩比小带动流动小,转速必须加大所造成磨擦热能必较压缩比大的螺杆多。所以常说塑料加工无师傅,用心了解机器性能的人就是师傅。原料受热不只是加温器而已,必须连摩擦热及窒留时间都并算在内。所以这是实务问题,经验有助于生产问题解决及效率。螺杆如果需要混炼效果特别好,有时会设计二段式不同螺杆或双轴螺杆并分设各段不同形式螺杆以达各式混炼效果。 3.模具或模头
塑料重新定型依靠的是模具或模头,射出成型成品是立体的,模具也比较复杂更要考虑收缩率问题,其它皆为平面、条状、针状连续式产品模头,若为特殊形状则归为异型,需要注意立即冷却定型问题。塑料机器的设计大部份皆像注射针筒,螺杆带动的挤压力量都会在小小出口造成巨大压力,提高生产效率。当模头设计为平面时如何让原料平均分布整个面上,衣架模头的设计就十分重要,讲究的压出机会增加鱼鳃式帮浦稳定原料供应量。 4.冷却
射出模具除了浇道浇口灌注原料外,也有冷却水道冷却原料设计。压出成型则靠滚轮内冷却水道来达成冷却效果,除外也有风刀,冷却水直接淋在吹袋上,以及中空吹气等冷却方式。 5.延伸
成品再加工延伸会增强效果,例如打包带靠前后滚轮带动速率不一即造成延伸效果,成品配向延伸部份抗张拉力加强不易撕断,但横向就极容易撕开。分子量分布也会影响高速生产时的延伸效果,所有压出成品包括纤维都有不等的延伸,真空及压空成型也可视为延伸的另一种形式。 6.收缩
任何原料都有收缩率的问题,收缩原因来自热胀冷缩与结晶形成时产生内应力所造成。一般而言热胀冷缩较易克服,可在加工上以延长冷却时间,持续保压即可做好,结晶原料较非结晶往往有更大的收缩差异,以PP而言约在千分之十六,但ABS仅千分之四左右,差异很大这部份要在模具上克服,或者往往添加减少收缩率的添加剂克服,压出平板也常添加LDPE去改善颈缩的问题。 |
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气体辅助注塑正在受到越来越多的注意,应用范围也越广泛。这种工艺已经问世并应用许多年,不过,许多新技术的开发和商业应用正在使其以更快的速度发展。
气体辅助工艺一般是在注塑过程中,在熔料中注射气体,形成中空的截面。取决于零件的设计,它可以带来许多好处,包括减轻零件重量、加快循环速度、降低夹紧力要求、改善表面质量、降低内应力和变形量。其应用领域包括:电视机外壳;汽车零件,例如保险杠和车门后视镜;家用产品的手柄;以及家具零件,例如办公室座椅的扶手。
多年以来,由于一些主要厂商之间的专利权纠纷,这种技术的发展和推广受到了一定限制。尽管这些问题尚未完全解决,不过最近的某些规定和商业交易已经消除了许多在这种技术上的误解,如同云开雾散。
在商业领域的另一个重要进展是,该领域的两个英国主要厂商Cinpres公司和Gas injection公司合并,合并后的新公司名为Cinpres Gas injection(CGI),将全使Cinpres公司在美国市场的优势与Gas injection公司在亚洲的领先地位结合在一起。
气体辅助技术和设备的其它主要供应商包括,德国的巴腾菲尔公司和鲍华公司,以及美国的Gain Technologies公司。
在技术发展方面,出现了许多新的气体辅助技术,正在扩大其能力和应用范围。这些新技术包括外部气体注塑、利用冷却气体缩短循环时间,以及用水代替气体。
外部气体注塑(EGM)是在熔料与模具型腔表面之间,而不是在熔料内部,注射气体。气体作为塑料冷却时的压力缓冲层,补偿体积收缩。这种方法仍具有气体辅助注塑的优点,特别是改善表面质量,而又不需要在零件中设计气体通道。
CGI公司和巴腾菲尔公司都在推广EGM技术。它对消除平板上的收缩痕迹特别有益。气体压力作用在平板的背面,由零件和模具的结构控制,例如在筋板之间。其应用领域将是办公室设备、家用产品和汽车内饰和外饰中的平板。
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(IPS改性聚苯乙烯)
该料大部分是来自于电器产品(如电视机后盖)、玩具、文教用品、装饰材料等等。
1.首先把色别分开,因为ABS和IPS不是专业人员的话很难分别,一定要仔细挑开,因改苯和ABS不能合拢,如果合拢产品则报废,如文教用品玩具镀铬喷漆较多一定挑开。
2.处理:退镀、退漆,因化学处理一定配比,另外要用防护用品和容器,否则可能损伤身体。
3.清洗条件:放一点皂粉和去油剂,再用清水洗清,要注意废水的环境污染。
4.把洗净料:A.晒干;B.烘干;C.甩干机甩干。等这些材料晒干后再配颜色放一些副料。
5.专用挤出机上车挤出,水冷切粒,然后包装标号出厂。
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塑料注射模具是现在所有塑料模具中使用最广的模具,能够成型复杂的高精度的塑料制品。本文只是粗略介绍一下。
设计塑料注射模具首先要对塑料有一定的了解,塑料的主要成分是聚合物。如我们常说的ABS 塑料便是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种单体采用乳液、本体或悬浮聚合法生产,使其具有三种单体的优越性能和可模塑性,在一定的温度和压力下注射到模具型腔,产生流动变形,获得型腔形状,保压冷却后顶出成塑料产品。聚合物的分子一般呈链状结构,线型分子链和支链型分子认为是热塑性塑料,可反复加热冷却加工,而经过加热多个分子发生交联反应,连结成网状的体型分子结构的塑料通常是一此次性的,不能重复注射加工,也就是所说的热固性塑料。 既然是链状结构,那塑料的在加工时收缩的方向也是跟聚合物的分子链在应力作用下取向性及冷却收缩有关,在流动方向上的收缩要比其垂直方向上的收缩多。产品收缩也同制品的形状、浇口、热胀冷缩、温度、保压时间及内应力等因素有关。通常书上提供的收缩率范围较广,在实际应用中所考虑的是产品的壁厚、结构及确定注塑时温度压力的大小和取向性。一般产品如果没有芯子支撑,收缩相应要大些。 塑料注塑模具基本分为静模和动模。在注塑机的注射头一边的带浇口套的为静模,静模一般有浇口套、靠板、模板组成,简单模具(特别是静模没有芯子的模具)也可以不使用靠板,直接用厚一点的模板就可以了。浇口套一般为标准件,除非特殊原因,不建议取消。浇口套的使用有利于安装模具、更换方便,不用自己抛光。有些特殊模具浇口套可用钻出来或用锥度线割割成。部分模具必须静模脱模时,还得加上静模脱模机构。动模的结构一般为动模板、动模靠板、脱模机构以及模脚和装机固定板。。脱模机构中除了脱料杆,还有回位杆,部分模具还要增加弹簧以实现例如自动脱模等功能。还有导柱、冷却水孔、流道等也是不可少的模具的基本结构。当然,斜导模具还有斜导盒、斜导柱等。 当为一产品设计模具时,首先要设定模具的基本结构尺寸以备料,来加快模具制造的速度。复杂产品应先绘制好产品图,再定好模具的尺寸。现在的模具基本上要进行热处理,加高模具的硬度,提高模具使用寿命。在热处理前,先对模板进行初步加工:钻好导柱孔、回位孔(动模)、型腔孔、螺丝孔、浇口套孔(静模)、拉料孔(动模)、冷却水孔等,铣好流道、型腔,有些模具还应铣好斜导盒等。现在的普通精密模具的模板一般用Cr12、Cr12Mov和一些专业模具钢,Cr12等硬度不能太高,在HRC60度时经常开裂,模板的常用硬度一般为HRC55度左右。芯子的硬度可在HRC58以上。如果材料为3Cr2W8v,制造后再氮化处理表面硬度,硬度应为HRC58以上,氮化层应越厚越好。 浇口直接关系到塑件的美观,浇口设计不好的话,容易产生缺陷。在没有任何阻挡的情况下很容易产生蛇型流。对于要求高的产品,还应设计溢流和排气。溢流处可以用顶杆,不要在模板上留有溢流飞边,才不至于影响模具寿命。设计模具软件也越来越多,大多数已很少使用铅笔来绘制模具图了。设计时,如果没有产品图,在复杂一点的模具图中很难发挥软件制图的长处。产品图绘制好后存底,再利用尺寸驱动或比例缩放来生成制作图形。图纸保存也是重要的,最直接的方法是打印一份可长时间保存,但是不能修改;保存在软盘中是没有保障的,可能明天就出现“未格式化”等提示;硬盘也是易耗品,随时出问题;如果有刻录机的话最好,刻在光盘上就可;现在网络也为我们提供了方便,使你的图纸可保存在世界的任何地方,象myspace等网络硬盘性能稳定,操作简易,300M的空间任你使用,不过国内的我使用过的虚拟硬盘还是不好,你明明存了东西,它却以“数据库连接错误”等拒绝承认。要提醒的是:服务器也会出现故障的,保存在自己站点或网络硬盘的数据至少要在两个站点或两个国家的不同网站,如果你的数据需要保密,你又不会保密技术,那就免了吧!
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不论是进口还是国产注塑机都具有以下特点:
1.注塑机固定资产投资大,生产规模大,消耗原料多,劳动生产率高,创产值大。是一种劳动效率较高的生产组织形式。 2.注塑机由机械、液压、电器、专用配套件等,按照注塑加工工艺技术的需要,有机地组合在一起,自动化程度高,相互之间关联紧密;注塑机可3班24h连续运转。若注塑机的某个元件发生故障,将导致停机。
3、注塑机上虽然操作简单,工人少,但注塑机管理和维修的技术含量高,工作量也大。
所以要保证注塑机经常处于完好状态,就必须加强注塑机管理工作,严格控制注塑机的故障发生。以达到降低故障率,减少维修费用,延长使用寿命的目的。
注塑机故障,一般是指注塑机或系统在使用中丧失或降低其规定功能的事件或现象。注塑机是企业为满足注塑制品生产工艺要求而配备的。注塑机的功能体现着它在注塑制品生产活动中存在的价值和对注塑生产的保证程度。在现代化注塑机生产中,由于注塑机结构复杂,自动化程度很高,液压、电控及机械的联系非常紧密,因而注塑机出现故障,那怕是局部的失灵,都会造成整个注塑机的停产。注塑机故障直接影响注塑产品的数量和质量。
一、注塑机故障的分类
注塑机故障是多种多样的,可以从不同角度对其进行分类。
1.按故障发生状态,可分为:
(1)渐发性故障。是由于注塑机初始性能逐渐劣化而产生的,大部分注塑机的故障都属于这类故障。这类故障与电控、液压机械元配件的磨损、腐蚀、疲劳及蠕变等过程有密切的关系。
(2)突发性故障。是各种不利因素以及偶然的外界影响共同作用而产生的,这种作用超出了注塑机所能承受的限度。例如:因料筒进入铁物出现超负荷而引起螺杆折断;因高压串入而击穿注塑机电子板。此类故障往往是突然发生的,事先无任何征兆。 突发性故障多发生在注塑机使用阶段,往往是由于设计、制造、装配以及材质等缺陷,或者操作失误、违章作业而造成的。
2.按故障性质划分,可分为:
(1)间断性故障。注塑机在短期内丧失其某些功能,稍加修理调试就能恢复,不需要更换零部件。 (2)永久性故障。注塑机某些零部件已损坏,需要更换或修理才能恢复使用。
3.按故障影响程度划分,可分为:
(1)完全性故障。导致注塑机完全丧失功能。
(2)局部性故障。导致注塑机某些功能丧失。
4.按故障发生原因划分,可分为:
(1)磨损性故障。由于注塑机正常磨损造成的故障。
(2)错用性故障。由于操作错误、维护不当造成的故障。
(3)固有的薄弱性故障。由于设计问题,使注塑机出现薄弱环节,在正常使用时产生的故障。
5.按故障的危险性划分,可分为:
(1)危险性故障。例如安全保护系统在需要动作时因故障失去保护作用,造成人身伤害和注塑机故障;液压电控系统失灵造成的故障等。
(2)安全性故障。例如安全保护系统在不需要动作时发生动作;注塑机不能启动时启动的故障。
6.按注塑机故障的发生、发展规律划分,可分为;
(1)随机故障。故障发生的时间是随机的。
(2)有规则故障。故障的发生有一定规律。
每一种故障都有其主要特征,即所谓故障模式,或故障状态。各种注塑机的故障状态是相当繁杂的,但可归纳出以下数种:异常振动、机械磨损、输入信号无法让电脑接受、电磁阀没有输出信号、机械液压元件破裂、、比例线性失调、液压压降、液压渗漏、油泵故障、液压噪音、电路老化、异常声响、油质劣化、电源压降、放大板无输出、温度失控及其它。不同类型注塑机的各种故障模式所占比例有所不同。
二、故障分析与故障排除程序
为确保故障分析与排除的快捷、有效,必须遵循一定的程序,这种程序大致如下。
第一步 保持现场的情况下进行症状分析
1.询问操作人员
(1)发生了什么故障?在什么情况下发生的?什么时候发生的?
(2)注塑机巳经运行了多久?
(3)故障发生前有无任何异常现象?有何声响或声光报警信号?有无烟气或异味?有无误操作(注意询问方式)?
(4)控制系统操作是否正常?操作程序有无变动?在操作时是否有特殊困难或异常?
2.观察整机状况、各项运行参数
(1)有无明显的异常现象?零件有无卡阻或损伤?液压系统有否松动或泄漏?电线有无破裂、擦伤或烧毁?
(2)注塑机运行参数有何变化?有无明显的干扰信号?有无明显的损坏信号?
3.检查监测指示装置
(1)检查所有读数值是否正常,包括压力表及其它仪表读数,油面高度情况。
(2)检查过滤器、报警器及联锁装置、动作输出或显示器是否正常。
4.点动注塑机检查(在允许的条件下)
检查间歇情况、持久情况、快进或慢进时的情况,看在这些情况下是否影响输出,是否可能引起损坏或其它危险。
第二步 检查注塑机(包括零件、部件及线路)
1.利用感官检查(继续深入观察的过程)
1看:插头及插座有无异常,电机或泵的运转是否正常,控制调整位置是否正确,有无起弧或烧焦的痕迹,保险丝好坏,液体有无泄漏,润滑油路是否畅通等。
2摸:注塑机振动情况,元(组)件的热度,油管的温度,机械运动的状态。
3听:有无异常声响。
4嗅:有无焦味、漏气味、其它异味。
5查:工件的形状与位置变化,注塑机性能参数的变化,线路异常检查。
2.评定检查结果
评定故障判断是否正确,故障线索是否找到,各项检查结果是否一致。
第三步 故障位置的确定
1.识别系统结构及确定测试方法
查阅注塑机说明书,识别注塑机是哪一种结构,用什么方法进行测试,需要什么测试手段,可能获得什么测试参数或性能参数,在什么操作条件下进行测试,必须遵守哪些安全措施,是否需要操作许可证。
2.系统检测
采用最适合于系统结构的技术检测。在合适的测试点,根据输入和反馈所得结果与正常值或性能标准进行比较,查出可疑位置。
第四步 修理或更换
1.修理
查找故障原因,针对注塑机故障进行修理并采取预防措施;检查相关零件,防止故障扩散。 2.更换
正确装配调试更换零件,并注意相关部件。换下的零件进行修理或报废。
第五步 进行性能测定
1.起动注塑机
零部件装配调试后起动注塑机,先手动(或点动),然后进行空载和负载测定。
2.调节负载变化速度由低到高,负载由小到大,系统压力最高不能超过140kg/cm2,按规定标准测定性能。
3.扩大性能试验范围
根据需要,由局部到系统逐步扩大性能试验范围。注意非故障区系统运行状况。如性能满足要求则交付使用,如不满足要求则重新确定故障部位。
第六步 记录并反馈
1.收集有价值的资料及数据,如注塑机故障发生的时间、故障现象、停机时间、修理工时、修换零件、修理效果、待解决的问题、结算费用等,按规定的要求存入档案。
2.统计分析
定期分析注塑机使用记录,分析停机损失,修订备忘目录,寻找减少维修作业的重点措施,研究故障机理,提出改进措施。 3.按程序反馈有关故障上报主管部门,并反馈给注塑机制造单位。
三、故障管理的展开程序
要做好注塑机故障管理,必须掌握发生故障的原因,积累常发故障和典型故障的资料和数据,开展故障分析,重视故障规律和故障机理的研究,加强日常维护、检查和预修。故障管理的展开程序有以下8个方面。
1.做好宣传教育工作,使操作工人和维修工人自觉地对注塑机故障进行认真的记录、统计、分析,提出合理化建议。 2.紧密结合注塑生产实际和注塑机状况特点,把在用注塑机分成A、B、C三类,以确定故障管理的重点。
3.采用监测仪器,对重点注塑机的重点部位进行有计划的监测,以及时发现故障的征兆和劣化的信息。
一般注塑机也要通过人的感官及一般检测工具进行日常点检、巡回检查、定期检查(包括精度检查)、完好状态检查等,着重掌握易出故障的部位、机构及零件的技术状态和异常现象的信息。同时要制订检查标准,确定注塑机正常、异常、故障的界限。
4.开展故障分析,培训注塑机维修工掌握故障分析方法。
5.故障记录是实现注塑机故障管理的基础资料,又是进行故障分析、处理的原始依据,记录必须完整正确。注塑机维修工人在现场进行检查和故障修理后,应按照“注塑机故障修理单”的内容认真填写,车间机械员按月统计分析并报送注塑机管理主管。
6.车间注塑机维修员除日常掌握故障情况外,应按月汇集“故障修理单”和维修记录。通过对故障数据的统计、整理、分析,计算出各类注塑机的故障频率、平均故障间隔期,分析单台注塑机的故障动态和重点故障原因,找出故障的发生规律,以便突出重点采取对策,将故障信息整理分析资料反馈到计划部门,以便安排预防修理或改善措施计划,还可以作为修改定期检查间隔期、检查内容和标准的依据。 根据统计整理的资料,可以绘出统计分析图表,如单台注塑机故障动态统计分析表是维修班组对故障及其它进行目视管理的有效方法,既便于管理人员和维修工人及时掌握各类型注塑机发生故障的情况,又能在确定维修对策时有明确目标。
7.通过维修工人的日常巡回检查和注塑机状态检查,取得的状态信息和故障征兆,以及有关记录、分析资料,由车间注塑机维修员或修理组长针对各类型注塑机的存在问题,及时安排日常维修,充分利用生产空隙时间或节假日,做到预防在前,以控制和减少故障发生。对某些故障征兆、隐患,日常维修无力承担的,则反馈给计划部门安排计划修理。
8.制订故障信息管理流程图。 四、注塑机故障规律
研究故障规律对制定维修对策,以至建立科学的维修体制都是十分有利的。注塑机在使用过程中,其性能或状态随着使用时间的推移而逐步下降。很多故障发生前会有一些预兆,这就是所谓潜在故障,其可识别的物理参数表明一种功能性故障即将发生,功能性故障表明注塑机丧失了规定的性能标准。
注塑机故障率随时间的变化规律,常被叫做浴盆曲线。注塑机的故障率随时间的变化大致分三个阶段:早期故障期、偶发故障期和耗损故障期。
1.早期故障期
注塑机处于早期故障期,开始故障率很高,但随时间的推移故障率迅速下降,早期故障期对于机械产品又称为磨合期。此段时间的长短,因产品、系统的设计与制造质量而异。此期间发生的故障,主要是由设计、制造上的缺陷所致,或是使用环境不当所造成。
2.偶发故障期
注塑机进人偶发故障期,故障率大致处于稳定状态,趋于定值。在此期间,故障发生是随机的。在偶发故障期内,注塑机的故障率最低,而且稳定。.因而可以说,这是注塑机的最佳状态期或称正常工作期。这个区段称为有效寿命。
偶发故障期的故障,多起因于设计、使用不当及维修不力。故通过提高设计质量、改进使用管理、加强监视诊断与维护保养等工作,可使故障率降低到最低水平。
3.耗损故障期
在注塑机使用的后期,故障率开始上升。这是由于注塑机零部件的磨损、疲劳、老化、腐蚀等造成的。如果在拐点即耗损故障期开始时进行大修,可经济而有效地降低故障率。
注塑机故障率曲线变化的三个阶段,真实地反映出注塑机从磨合、调试、正常工作到大修或报废故障率变化的规律,加强注塑机的日常管理与维护保养,可以延长偶发故障期。准确地找出拐点,可避免过剩修理或修理范围扩大,以获得最佳的投资效益。
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对生产小而轻的制件的需求已经使薄壁注塑成为注塑机最需增加的性能。根据制件的大小不同:“薄壁”通常是由壁厚少于1mm的轻便电子制件所定义的。对大的汽车制件来说,“薄壁”可以是2mm。总之,薄壁制品要求改变加工工艺:更高的压力和速度、更短的冷却时间、改变制件顶出和浇口排列。以下是薄壁注塑对注射机和模具的要求。
注射机
标准的注射机可用于生产多种薄壁制品。目前新型注射机的性能大大超过了10年以前。材料、浇口技术以及设计的进步,进一步拓宽了标准注射机对薄壁制件充模的性能。但由于壁厚不断减少,需要一种更特殊的、具有高速和高压性能的注射机。例如,一个厚度小于1mm的电子制件,充模时间小于0.5秒且注塑压力超过210MPa是很正常的。用于薄壁注塑的液压式注射机设计有储压器,可频繁地驱动注塑和合模。具有高速和高压性能的全电动注射机和电动/液压式注射机也面世了。为了能经受得住新型注射机的高压,锁模力的最小值必须是5~7吨/英寸(投影面积)。另外,当壁厚减少注塑压力增加时,大型模板有助于减少弯曲。薄壁制品用的注射机的拉杆对模板厚度的比为2:1或更低。生产薄壁制品时,注塑速度和压力以及其他加工参数的闭环控制有助于在高压和高速下控制充模和保压。
至于注射量,大直径机筒往往太大了,建议的注射量为机筒容量的40%~70%,薄壁制品总成型周期大大缩短,有可能将最小注射量减少到机筒容量的20%~30%。用户在注塑时必须十分小心,因为对材料来说,小的注射量意味着材料在机筒内的滞留时间更长,从而会导致制品性能的下降。
模具
速度是薄壁注塑成功与否的关键因素之一。快速充模和高压能以高速将熔融的热塑性材料注入模腔中,从而防止浇口冷固。如果一个标准的制件在两秒钟内完成充模,那么模厚减少25%,有可能将充模时间减少50%,刚好1秒。
薄壁注塑的优点之一是当厚度减少时,需要冷却的材料更少。随着厚度减少,可以将成型周期缩短一半。熔体输送装置的合理设置使热流道和浇道不会妨碍成型周期的缩短。使用热流道和浇道衬套有助于将成型周期缩短至最小。此外,还应该考虑到模具用材。P20钢被广泛应用于传统制品的模塑,但由于薄壁注塑的压力更高,模具必须制造得十分坚固。H-13和其他硬钢为薄壁模具增加了额外的安全系数。然而,坚固模具的成本可能高于标准模具的30%~40%。但增加的成本通常会被提高的生产性能所抵消。
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淬硬模具的高速加工还是一项新工艺,一些人还没有掌握这项新技术,但是只要遵循一些基本的准则就可以很好地应用该项技术,并能充分发挥它的优越性,收到良好的效果。本文作者全面地介绍了其中主要的工艺因素:机床、刀具、刀柄和编程。
模具加工主要有三种工艺:软加工、硬加工和电加工,根据模具的结构、硬度来决定采用哪种方法或者是它们的组合。
当模具很大、很深时,淬火前的粗加工、半精加工用软加工,淬火后的精加工用硬加工;小的、浅的模具可以在淬火后一次性铣成。如果模具壁很薄、模腔又很深,则采用电加工。
刀具的选择
加工淬硬模具时,正确选择铣刀很重要。有三种基本类型的铣刀:球头铣刀、圆角平头铣刀和尖角平头铣刀。通常,首选刀具是球头立铣刀。球头的大圆弧形状可以分散高速加工淬硬金属时作用在刀刃上的切削力和切削热,并且加工出来的曲面较接近所需的形状。
如果模腔有一个大而平的底面,则在用球头立铣刀粗加工后,应使用圆角平头铣刀,这种刀具对力和热的分散效果比球头立铣刀差。光角平头铣刀用在加工需要清根的部位,是在球头立铣刀或圆角平头铣刀已切出了尽可能多的余量之后再进行清根,这种刀具的光角很容易崩刃。
刀具的刚性很重要,为了增加小直径铣刀的刚性,刀柄的直径做得比刀具直径大许多,以改善加工光洁度和延长刀具寿命;刀具装夹的悬伸长度应尽可能短。
其次,刀柄的形状应适应模具的结构。通常应保持铣刀与工件的侧面有半度的间隙,例如工件的侧面是3的斜面,则刀柄的外形做成5/2,以获取最大的刚性。如果工件的侧面是90的直面,则刀柄应采用细颈结构。
减少切削热
过多的切削热会使工件变形,降低加工精度。减少热量的一个方法是控制每次走刀的间距。 对于粗加工,走刀间距S应等于铣刀直径的25%~40%。而对于精加工,走刀间距可根据给定的刀痕高度H进行计算。
走刀间距的大小决定了每条刀刃在每一转里参与切削的时间长短,或者说不参与切削的时间即冷却时间的长短,因此决定了积聚在刀具里热量的多少。走刀间距大,刀刃在每一转里切削时间多,冷却时间少,使热量不断积聚,刀具温度升高;反之,小的走刀间距可限制热量的产生和积聚。因此,通过调节走刀间距的大小,可以控制热量和刀具的温度,并进一步提高切削速度而使切削温度仍低于涂层能承受的最高温度。
另一方面,还可以选择新的涂层,使刀具能承受更高的切削温度,即使用更高的切削速度。例如TiCN涂层的最高工件温度是400℃(720F),而TiAIN是800℃(1470F),由于它耐热性好,所以,TiAIN涂层更适用于高速加工淬硬的模具。
切削速度和进给量也是控制热量的关键因素,厚的切屑带走的热量多,留给工件的热量较少。如果切屑太薄,刀具在工件上挤压摩擦会导致工件发热。此外,大的切削截面可延长刀具寿命,提高生产效率。
刀具的耐用度和装夹
用钝的刀具必须及时更换,那么怎样来判断刀具的磨损呢?通常可通过肉眼来观察:当刀具用钝时,切削时刀头部位会变红,表明力和温度都已超载。开始时这种灼红的颜色只出现在刀尖的部位和材料切除量大的地方,时现时无,到磨钝时可以看到刀头部位持续发红。为便于看清这种红色,观察时可把机床照明关掉。
正确装夹铣刀对于淬硬模具加工十分重要,这涉及刀柄的公差、刀柄与刀夹的配合、安装后的径跳等因素。刀柄与刀夹适当的配合公差可保证夹持的刚性、精度和一致性。为此,刀柄的制造公差应是-0.0025mm到-0.005mm,结构应适合热缩装夹;而标准规定的公差高达-0.0125mm,这会导致过大的径向跳动。此外,刀柄的圆度至少应保持在0.00625mm。
装夹后的径向跳动造成切削负荷不均匀,有的刀刃负荷大,而另一部分刀刃负荷小,后者是淬硬模具加工最忌讳的。由径跳引起的振动会造成机床的颤振和刀具崩刃,因此要严格控制刀具的径跳,并应注意不要把刀柄抛光,因为刀柄抛光会降低夹持的可靠性。
高性能的机床
在高效加工淬硬模具时,不应忽略对机床的要求,尽管淬硬工件也可以在一台落后的低速的机床上加工,但效率很低。如果机床的主轴转速较低,那么其进给速度相应也低,因此使用刚性好的、精度高的机床才能取得好的效果。
模具加工机床的数控系统需要处理大量的数据,在考虑购买新机床时要关注数控系统的性能,在高的进给速度时,系统应具备高的加、减速补偿能力。机床的加工效率还与数据处理的速度、伺服系统响应的快慢、插值运算的速度、反馈系统的分辨率和运动部件的质量等因素有关。
编程要点
加工模具时,刀具切入的方式即刀具受力的状况取决于数控编程,因此,编程是高效加工淬硬钢的关键之一。刀具切入模具的路径应采用螺旋插补,这样的切入过程较平稳。在不能采用从侧面或螺旋切入的场合,应采用斜波切入,避免轴向切入。编程还决定了径向走刀的大小和切削深度。
总之,要实现淬硬钢的高效加工,需要合理地应用机床、刀具、刀夹和编程技术,把每一个因素都考虑周到才能达到预期的理想效果。
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注塑成型机是将固态塑料塑化,然后借助于螺杆,以一定压力和速度注入闭合模腔内,经过固化定型后,取得制品的一种热塑性成型设备。 注塑机一般由注射装置、合模装置、机架、变速箱、液压和电气系统等主要部件组合而成。在注塑过程中,注塑机既有机械设备的回转、直线和螺旋运动,也有液压设备的动能传递,还有电加热装置的热能转换,这就给润滑工作提出了较多的要求。当然,对于注塑机的润滑我们可以按运动方式分别遵循机械设备、液压设备和电加热设备润滑的通则进行,但有些部件(如注射部件及变速箱等)就需综合考虑,采用混合润滑的方法。
㈠ 手动或半自动塑料注射成型机的润滑
1.齿轮变速箱的润滑
变速箱的任何故障都将影响到加工的质量和数量。对箱内的经淬硬处理的正齿轮和调质轴应保证均匀可靠的润滑油膜,一般采用油杯和飞溅润滑法即可满足润滑要求。
2.注射部件的润滑
注射部件的作用是经电加热圈,使塑料受热均匀达到注射温度,由压料杆螺旋加压形成注塑压力。压料杆的润滑一般采用油杯、油绳等润滑方法。
3.锁模部分的润滑
锁模部件由皮带轮、丝杠、螺母、虎钳等组成。调整虎钳一侧上的撞块位置与机座上的行程开关相配合,控制丝杆进给行程,使虎钳达到开模与合模。因丝杆、螺母摩擦结点较小,油膜容易被挤裂,因此润滑油应具有较好的油性,一般采用L-AN46油或HL液压油通过油杯、油绳润滑。
4.机座部分的润滑
机座上的滑动导轨一般用铸铁制成。因导轨承受的负荷及速度都不大,故用矿物润滑油即可保证一定的边界油膜。一般用手轻轻接触导轨面后,能在手上看到油迹即认为在导轨面上已经维持了一层油膜。
㈡ 自动液压注塑机的润滑
这种注塑机的特点是:自动化程度高、性能稳定,并有电气、液压联锁保护装置,精度高、结构较复杂。
1.注射部分的润滑
由于这部分是完成注射双油缸拉动预塑变速齿轮箱,经齿轮箱推动螺杆,将均匀塑化的塑料射入膜腔内,实行注射成型的关键部件。运动比较频繁,又有电加热装置,必须严格执行润滑制度。本部分的主要润滑部位:
⑴ 注射座与机架导轨面上加L-AN46全损耗系统用油,每班一次。
⑵ 齿轮箱底部(滚柱)导轨面上加L-AN46全损耗系统用油,每班一次。
⑶ 回转中心加油脂,约0.3L。
⑷ 变速齿轮箱内加L-AN46全损耗系统用油约10L。
2.移模部件的润滑
移模采用液压动力,选用直压式充液装置,结构简单,动作可靠,润滑点少。主要是保证在四根导柱上形成润滑油膜,可用L-AN46机械油通过油杯、油绳润滑。
3.电动机的润滑
自动液压注塑机多数都是由多台电动机驱动,在进行日常润滑时,电动机应按照要求进行润滑。
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1.首先考虑哪些壁厚处需要注气掏空,然后再决定如何用气道将它们连接起来
2.气道应均衡布置,并不能形成回路
3.气道的布置应与主要的料流方向一致,转角处应采用较大的圆角半径
4.气体喷嘴应置于距塑料最后充填处最远的地方,并置于壁厚处,要与浇口保持20以上的距离
5.气体注入时要有明确的流动方向,并能窜至气道末端
6.气道的大小很重要,一般为壁厚的2~4倍,气道太大会产生融合线及气陷,太小会使气体流动失去控制
7.冷却要尽量均匀,内外壁温差要尽量小
8.在流道上放置合理流道半径的截流块,控制不同方向上气体流动的速度
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当熔融膜拉伸过远、过快,产生应变硬化时,膜泡即从模口断裂。建议调整气环,降低冷却速率。对于膜片式气圈,关闭膜片和/或提高可调偏导环,然后将鼓风机减速或关闭风门。对于可调烟囱式气环,打开烟囱管上的气孔,提高上唇,降低可调烟囱管,将鼓风机减速或关闭风门,然后提高成形锥体。对于稳定环圈气环,提高成形锥体,降低稳定圈,然后降低鼓风机转速或关闭风门。
其它的调整方法是,降低挤出机输出量(降低螺杆速度和咬合速度),提高模口温度和/或熔融温度,或者更换一种熔融指数高、拉伸时不发生应变硬化的树脂。此外,较窄的模隙也可以减小拉伸比。
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1:HDPE造粒有孔没有多大影响。
2:料子不够纯。
3:是不是杂质多了,有点发泡,如果空穴不多也没什么事。 4 :适量的添加一点消泡剂效果能好点吧,还有料不能杂乱了。
5:HDPE瓶料造粒,只加了2份钙,拉条切粒后有多少空穴: 有空穴没多大关系,一定要解决可参考下以下:
1)HDPE瓶料有水分,HDPE瓶料有挥发性的杂质
2)钙中有水份, 造粒前进行干燥,螺杆搞个抽真空的也能解决这个问题.
6 :一般是水分引起的,建议用排气螺杆做,如果用普通螺杆做,那么做之前就必须把水分搞干净。
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做1米多宽的HDPE的薄膜,用全新料加母料,做出来泡管呈四角形,而不是圆圆的,薄膜颜色有些地方透明,有些地方不透明,是塑化不好,加入一定比例的HDPE回料就没问题了,但这个不能要求加回料的,不知道问题出在哪?
机器结构,以80吹膜机为例:(型号不同,规格要求也不同)
第一部分进料加热区共分5区:
缧杆(直径6CM),外壳8、7CM,11kw电动机(主机)带动。从进料口开始分一、二、三加热区。
接下来转弯向上,属四加热区,机件称为三通,1通三区,2通换网出口 ,3通五区
第五加热区也就是出料区,经过3通口由平转向上,称为膜头,是最为关键的机件部位。配件是鼓风机。 第二部分是牵引区,吹涨压气收边,总高度3、5米左右,配件是打气泵。
第三部分是收卷区。
主要用料是:低压聚乙烯HPPE
配高压聚乙烯LLDPE混合用料,低压料为主要占80%左右,高压加得越多拉力越好,缺点是没有挺度,过多会导致吹出的膜来回摆动,吹出的膜收边不整齐,甚至最后不能吹。
接下来是开始吹膜过程: 先经过一、二、三区预热,一区要低些,一般170度左右,其它几区200度左右,要是温度高了,料无法从缧杆送过去,甚至于烧焦变色。 接下来是四区即三通区。三通里放60目--160过滤网,目的是防止杂质进入五区,目数越大网越精细,可吹更薄要求更高的膜,包括膜的透明度,手感光滑度,拉力等等,但过多过细就阻止料的经过,多了就吹不出来了,一般3-5张合适,粗细根据要求来定。 料到五区,出料口经过膜头变成7CM直径大小圆形粘糊状,料的温度基本上稳定了,整个升温过程合适度要根据出料口情来控制,太高出膜不稳定,并且烧焦变色,太低拉不起膜。膜口膜厚薄不均匀必需通过膜头缧丝来调节。 然后是牵引区,经过对膜头吹气孔加气,气加到圆膜中间,膜成直线形向上,塑料袋大小就由吹气多少来控制,然后经过稳膜器来稳膜。厚度由主机与牵引转速来控制,这个可以理解,主机转速越快,送料时速就快,膜就厚;牵引则刚好相反,拉得越快,膜就越薄,这是最主要的一个环节。
要达到吹出的膜横纵向拉力都好,必需达到吹涨比BUR和牵引比DDR达到一定比例。 要是比例失调会导致横拉力减小,若是现有的模头和折径情况下,膜泡是稳定的,那就是BUR没有问题,若是膜泡存在不稳定的情况则BUR太大;
DDR=模口间隙/(薄膜厚度×BUR) 解决办法:要降低DDR,需要降低模口间隙就可以了,减小BUR只会使DDR更大(王总王,送宝客观点)要是吹膜时膜摇摆不稳定,说明是膜头太小引起的,可以用固定架来稳膜。 最后是收卷,膜从高空角度下来,通过收卷机收卷,收卷机转速可根据出膜的速度来调节控制,经过收卷,膜变成了我们所要求规格大小厚度的膜卷,接下来就是制袋机的程序了。
吹膜机根据吹膜方向不同,可分为上吹法(介绍那种)平吹吹法,下吹法等几种。
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ABS通称丙烯腈丁二烯苯乙烯,是由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三种单体共聚而成。由于三种单体的比例不同,可有不同性能和熔融温度,流动性能的ABS如与其它塑料或添加剂共混,则更可扩大至不同用途和性能的ABS,如抗冲级、耐热级、阻燃级、透明级、增强级、电镀级等。 ABS的流动性介于PS与PC之间,其流动性与注射温度和压力都有关系,其中注射压力的影响稍大,因此成型时常采用较高的注射压力以降低熔体粘度,提高充模性能。 1、 塑料的处理 ABS的吸水率大约为0.2%-0.8%,对于一般级别的ABS,加工前用烘箱以80-85℃烘2-4小时或用干燥料斗以80℃烘1-2小时。对于含PC组份的耐热级ABS,烘干温度适当调高至100℃,具体烘干时间可用对空挤出来确定。 再生料的使用比例不能超过30%,电镀级ABS不能使用再生料。 2、 注塑机选用 可选用华美达的标准注塑机(螺杆长径比20:1,压缩比大于2,注射压力大于1500bar)。如果采用色母粒或制品外观要求料高,可选用小一级直径的螺杆。锁模力按照4700-6200t/m2来确定,具体需根据塑料等级和制品要求而定。 3、 模具及浇口设计 模具温度可设为60-65℃。流道直径6-8mm。浇口宽约3mm,厚度与制品一样,浇口长度要小于1mm。排气孔宽4-6mm,厚0.025-0.05mm。 4、 熔胶温度 可用对空注射法准确判定。等级不同,熔胶温度亦不同,建议设定如下: 抗冲级:220℃-260℃,以250℃为佳 电镀级:250℃-275℃,以270℃为佳 耐热级:240℃-280℃,以265℃-270℃为佳 阻燃级:200℃-240℃,以220℃-230℃为佳 透明级:230℃-260℃,以245℃为佳 玻纤增强级:230℃-270℃ 对于表面要求高的制品,采用较高的熔胶温度和模温。 5、 注射速度 防火级要用慢速,耐热级用快速。如制品表面要求较高,则要用高速及多级注塑的射速控制。 6、 背压 一般情况下背压越低越好,常用的背压是5bar,染色料需用较高的背压以使混色均匀。 7、 滞留时间 在265℃的温度下,ABS在熔胶筒内滞留时间最多不能超过5-6分钟。阻燃时间更短,如需停机,应先把设定温度低至100℃,再用通用级ABS清理熔胶筒。清理后的混合料要放入冷水中以防止进一步分解。如需从其它塑料改打ABS料,则要先用PS、PMMA或PE清理熔胶筒。有些ABS制品在刚脱模时并无问题,过一段时间后才会有变色,这可能是过热或塑料在熔胶筒停留时间过长引起的。 8、 制品的后处理 一般ABS制品不需后处理,只有电镀级制品需经烘烤(70-80℃,2-4小时)以钝化表面痕迹,并且需电镀的制品不能使用脱模剂,制品取出后要立即包装。 9、 成型时要特别注意的事项 有几种等级的ABS(特别是阻燃级),在塑化后其熔体对螺杆表面的附着力很大,时间长后会分解。当出现上述情况时,需要把螺杆均化段和压缩拉出擦试,并定期用PS等清理螺杆。
料筒温度 喂料区 40~60℃(50℃) 区1 160~180℃(180℃) 区2 180~230℃(210℃) 区3 210~260℃(240℃) 区4 210~260℃(240℃) 区5 210~260℃(240℃) 喷嘴 210~260℃(240℃) 括号内的温度建议作为基本设定值,行程利用率为35%和65%,模件流长与壁厚之比为50:1到100:1 料筒恒温 220℃ 模具温度 40~80℃ 注射压力 100~150MPa(1000~1500bar) 保压压力 保压时间相对较短,注射压力的30%~60% 熔料温度 220~250℃ 背压 5~15MPa(50~150bar);如果背压太低,熔料中裹入的空气会造成焦化(在制品内有灰黑纹路) 注射速度 最好采用分级注射:从慢到快;需要注射速度以达到好的表面光泽,最小熔合缝以及熔合缝高强度;需要在前流道会合处开设通气隧道 螺杆转速 最大螺杆转速折合线速度为0.6m/s,但最好将螺杆转速设置低一点,只要能在冷却时间结束前完成塑化过程即可 计量行程 (0.5~4)D 残料量 2~8mm,取决于计量行程和螺杆直径 预烘干 ABS在有些情况下可从原料袋内直接喂料无需预烘干,否则在80℃温度下烘干3h;潮湿的颗粒会造成制品有裂纹、擦痕或气泡 回收率 可加30%的回料,前提是之前材料没有发生热降解 收缩率 0.4%~0.7% 浇口系统 可使用点式浇口和热流道;最小壁厚不应小于0.7mm,因为ABS流动性较差 机器停工时段 无需用其它料清洗 料筒设备 标准螺杆,止逆环,直通喷嘴
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一、设备方面
(1)设备不干净。灰尘或其它粉尘沉积在料斗上使物料受污染变色。
(2)热电偶、温控仪或加热系统失调造成温控失灵。
(3)机筒中有障碍物,易促进塑料降解;机筒或螺槽内卡有金属异物,不断磨削使塑料变色。
二、模具方面
(1)模具排气不良,塑料被绝热压缩,在高温高压下与氧气剧烈反应,烧伤塑料。
(2)模具浇口太小。
(3)料中或模内润滑剂、脱模剂太多。必要时应定期清洁料筒,清除比塑料耐热性还差的抗静电性等添加剂。 (4)喷嘴孔、主流道及分流道尺寸太小。
三、工艺方面
(1)螺杆转速太高、预塑背压太大。
(2)机筒、喷嘴温度太高。
(3)注射压力太高、时间过长,注射速度太快使制品变色。
四、原料方面
(1)物料被污染。
(2)水分及挥发物含量高。
(3)着色剂、添加剂分解。
黑斑或黑液
造成这种缺陷的原因主要是在设备和原料方面:
一、设备方面
(1)机筒中有焦黑的材料。
(2)机筒有裂痕。
(3)螺杆或柱塞磨损。
(4)料斗附近不清洁。
二、模具方面
(1)型腔内有油。
(2)从顶出装置中渗入油。
三、原料方面:
(1)原料不清洁。
(2)润滑剂不足。
烧焦暗纹
一、设备方面:
注射热敏性塑料后,机筒未清洗干净或喷嘴处有料垫导致注射开始时排气不畅。
二、模具方面:
(1)排气不良。
(2)浇口小或浇口位置不当。
(3)型腔局部阻力大,使料流汇合较慢造成排气困难。
三、工艺方面:
(1)机筒、喷嘴温度太高。
(2)注射压力或预塑背压太高。
(3)注射速度太快或注射周期太长。
四、原料方面:
(1)颗粒不均,且含有粉末。
(2)原料中挥发物含量高。
(3)润滑剂、脱模剂用量过多。
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PA改性料。
由于PA强极性的特点,吸湿性强,尺寸稳定性差,但可以通过改性来改善。
玻璃纤维增强PA
在PA 加入30% 的玻璃纤维,PA 的力学性能、尺寸稳定性、耐热性、耐老化性能有明显提高,耐疲劳强度是未增强的2.5 倍。玻璃纤维增强PA 的成型工艺与未增强时大致相同,但因流动较增强前差,所以注射压力和注射速度要适当提高,机筒温度提高10-40℃。由于玻纤在注塑过程中会沿流动方向取向,引起力学性能和收缩率在取向方向上增强,导致制品变形翘曲,因此,模具设计时,浇口的位置、形状要合理,工艺上可以提高模具的温度,制品取出后放入热水中让其缓慢冷却。另外,加入玻纤的比例越大,其对注塑机的塑化元件的磨损越大,最好是采用双金属螺杆、机筒。
燃PA
由于在PA中加入了阻燃剂,大部分阻燃剂在高温下易分解,释放出酸性物质,对金属具有腐蚀作用,因此,塑化元件(螺杆、过胶头、过胶圈、过胶垫圈、法兰等)需镀硬鉻处理。工艺方面,尽量控制机筒温度不能过高,注射速度不能太快,以避免因胶料温度过高而分解引起制品变色和力学性能下降。 透明PA
具有良好的拉伸强度、耐冲击强度、刚性、耐磨性、耐化学性、表面硬度等性能,透光率高,与光学玻璃相近,加工温度为300--315 ℃,成型加工时,需严格控制机筒温度,熔体温度太高会因降解而导致制品变色,温度太低会因塑化不良而影响制品的透明度。模具温度尽量取低些,模具温度高会因结晶而使制品的透明度降低。 耐候PA 在PA 中加入了碳黑等吸收紫外线的助剂,这些对PA的自润滑性和对金属的磨损大大增强,成型加工时会影响下料和磨损机件。因此,需要采用进料能力强及耐磨性高的螺杆、机筒、过胶头、过胶圈、过胶垫圈组合。
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PA改性料。
由于PA强极性的特点,吸湿性强,尺寸稳定性差,但可以通过改性来改善。
玻璃纤维增强PA
在PA 加入30% 的玻璃纤维,PA 的力学性能、尺寸稳定性、耐热性、耐老化性能有明显提高,耐疲劳强度是未增强的2.5 倍。玻璃纤维增强PA 的成型工艺与未增强时大致相同,但因流动较增强前差,所以注射压力和注射速度要适当提高,机筒温度提高10-40℃。由于玻纤在注塑过程中会沿流动方向取向,引起力学性能和收缩率在取向方向上增强,导致制品变形翘曲,因此,模具设计时,浇口的位置、形状要合理,工艺上可以提高模具的温度,制品取出后放入热水中让其缓慢冷却。另外,加入玻纤的比例越大,其对注塑机的塑化元件的磨损越大,最好是采用双金属螺杆、机筒。
燃PA
由于在PA中加入了阻燃剂,大部分阻燃剂在高温下易分解,释放出酸性物质,对金属具有腐蚀作用,因此,塑化元件(螺杆、过胶头、过胶圈、过胶垫圈、法兰等)需镀硬鉻处理。工艺方面,尽量控制机筒温度不能过高,注射速度不能太快,以避免因胶料温度过高而分解引起制品变色和力学性能下降。 透明PA
具有良好的拉伸强度、耐冲击强度、刚性、耐磨性、耐化学性、表面硬度等性能,透光率高,与光学玻璃相近,加工温度为300--315 ℃,成型加工时,需严格控制机筒温度,熔体温度太高会因降解而导致制品变色,温度太低会因塑化不良而影响制品的透明度。模具温度尽量取低些,模具温度高会因结晶而使制品的透明度降低。 耐候PA 在PA 中加入了碳黑等吸收紫外线的助剂,这些对PA的自润滑性和对金属的磨损大大增强,成型加工时会影响下料和磨损机件。因此,需要采用进料能力强及耐磨性高的螺杆、机筒、过胶头、过胶圈、过胶垫圈组合。
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注塑成型(Injection Molding)
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。
注射成型过程大致可分为以下6个阶段 :
合模、注射、保压、冷却、开模、制品取出
上述工艺反复进行,就可连续生产出制品。
现今加工工艺的趋势正朝着高新技术的方向发展,这些技术包括:微型注塑、高填充复合注塑、水辅注塑、混合使用各种特别注塑成型工艺、泡沫注塑、模具技术、仿真技术等。 |
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一、温度控制
1、料筒温度:注射模塑过程需要控制的温度有料筒温度,喷嘴温度和模具温度等。前两种温度主要影响塑料的塑化和流动,而后一种温度主要是影响塑料的流动和冷却。每一种塑料都具有不同的流动温度,同一种塑料,由于来源或牌号不同,其流动温度及分解温度是有差别的,这是由于平均分子量和分子量分布不同所致,塑料在不同类型的注射机内的塑化过程也是不同的,因而选择料筒温度也不相同。
2、喷嘴温度:喷嘴温度通常是略低于料筒最高温度的,这是为了防止熔料在直通式喷嘴可能发生的"流涎现象"。喷嘴温度也不能过低,否则将会造成熔料的早凝而将喷嘴堵塞,或者由于早凝料注入模腔而影响制品的性能。
3、模具温度:模具温度对制品的内在性能和表观质量影响很大。模具温度的高低决定于塑料结晶性的有无、制品的尺寸与结构、性能要求,以及其它工艺条件(熔料温度、注射速度及注射压力、模塑周期等)。
二、压力控制
注塑过程中压力包括塑化压力和注射压力两种,并直接影响塑料的塑化和制品质量。 1、塑化压力:(背压)采用螺杆式注射机时,螺杆顶部熔料在螺杆转动后退时所受到的压力称为塑化压力,亦称背压。这种压力的大小是可以通过液压系统中的溢流阀来调整的。在注射中,塑化压力的大小是随螺杆的转速都不变,则增加塑化压力时即会提高熔体的温度,但会减小塑化的速度。
此外,增加塑化压力常能使熔体的温度均匀,色料的混合均匀和排出熔体中的气体。一般操作中,塑化压力的决定应在保证制品质量优良的前提下越低越好,其具体数值是随所用的塑料的品种而异的,但通常很少超过20公斤/平方厘米。
2、注射压力:在当前生产中,几乎所有的注射机的注射压力都是以柱塞或螺杆顶部对塑料所施的压力(由油路压力换算来的)为准的。注射压力在注塑成型中所起的作用是,克服塑料从料筒流向型腔的流动阻力,给予熔料充模的速率以及对熔料进行压实。 三、成型周期
完成一次注射模塑过程所需的时间称成型周期,也称模塑周期。它实际包括以下几部分:成型周期:成型周期直接影响劳动生产率和设备利用率。因此,在生产过程中,应在保证质量的前提下,尽量缩短成型周期中各个有关时间。在整个成型周期中,以注射时间和冷却时间最重要,它们对制品的质量均有决定性的影响。注射时间中的充模时间直接反比于充模速率,生产中充模时间一般约为3-5秒。注射时间中的保压时间就是对型腔内塑料的压力时间,在整个注射时间内所占的比例较大,一般约为20-120秒(特厚制件可高达5~10分钟)。在浇口处熔料封冻之前,保压时间的多少,对制品尺寸准确性有影响,若在以后,则无影响。保压时间也有最惠值,已知它依赖于料温,模温以及主流道和浇口的大小。如果主流道和浇口的尺寸以及工艺条件都是正常的,通常即以得出制品收缩率波动范围最小的压力值为准。冷却时间主要决定于制品的厚度,塑料的热性能和结晶性能,以及模具温等。冷却时间的终点,应以保证制品脱模时不引起变动为原则,冷却时间性一般约在30~120秒钟之间,冷却时间过长没有必要,不仅降低生产效率,对复杂制件还将造成脱模困难,强行脱模时甚至会产生脱模应力。成型周期中的其它时间则与生产过程是否连续化和自动化以及连续化和自动化的程度等有关。
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典型应用范围: 汽车(仪表板,工具舱门,车轮盖,反光镜盒等),电冰箱,大强度工具(头发烘干机,搅拌器,食品加工机,割草机等),电话机壳体,打字机键盘,娱乐用车辆如高尔夫球手推车以及喷气式雪撬车等。 注塑模工艺条件: 干燥处理:ABS材料具有吸湿性,要求在加工之前进行干燥处理。建议干燥条件 为80~90C下最少干燥2小时。材料温度应保证小于0.1%。 熔化温度:210~280C;建议温度:245C。 模具温度:25…70C。(模具温度将影响塑件光洁度,温度较低则导致光洁度较低)。 注射压力:500~1000bar。 注射速度:中高速度。 化学和物理特性: ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。每种单体都具有不同特性:丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性;丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性;苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。从形态上看,ABS是非结晶性材料。 三中单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物,一个是苯乙烯-丙烯腈的连续相,另一个是聚丁二烯橡胶分散相。ABS的特性主要取决于三种单体的比率以及两相中的分子结构。这就可以在产品设计上具有很大的灵活性,并且由此产生了市场上百种不同品质的ABS材料。这些不同品质的材料提供了不同的特性,例如从中等到高等的抗冲击性,从低到高的光洁度和高温扭曲特性等。 ABS材料具有超强的易加工性,外观特性,低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高的抗冲击强度。,
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