测量装置

注塑中的压力控制和流量控制有什么区别

发布时间:2023/5/16 14:41:47   

机器动作是压力的作用,还是流量的作用它们的关系怎样?

其实机器的动作本身都是克服了阻力的运动,也就是说机器要动作首先必须提供稍大于阻力的动力,在注塑机上也就称为压力,只有提供了这个力才能动,而动作是有快慢之分的,这就牵涉到了流量,它是动力的源,在克服了阻力得以动作后流量越大动作就越快,同时动作越快阻力也就越大,因此可以这么说运动本身就是在寻找动力与阻力的平衡点。

注射和保压时流量和压力的关系

注射本身的是热料流填充模腔的一个过程。理论上讲,若不考虑产品表面缺陷,模具因素的话应该是填充速度越快越好。但由于热料流在流动的过程中必然要产生阻力(模腔内压力),之所以有了这个模腔的内压阻力的存在,机器必须需提供一个大于或等于这个阻力的动力(注射时的液压力)才能将热料流填充到模腔,也就是说注射的动作也是在克服阻力的动作。

有人会问,这个压力从注射一开始到结束是一成不变的吗?

肯定不是,即使是匀速注射(或称一段速度)。因为随着料流填入模腔的多少其接触面是不断在扩充,也就是说它的受力面积在不断扩大,因此匀速注射时注射压力是在变化的。而非单段速度注射时注射压力肯定也是在不断变化,因为除了受力面积在变外,料流填充的速度也在变化。

相信会有人会迷惑,这个注射压力我到底怎么设为好?

其实,设定注射压力就是设定模腔内压力(理论上),到底设多大,不知道!你知道模腔内压到底多大吗,相信也是不知道的,怎么办?先来个假定的条件,机器画面中不可以设定注射压力,只有一个减压阀可用来调注射的压力,注射速度是可调的。

在这种情况下,肯定我们会说,安全第一先将减压阀调到不至于将模具射暴就行(这个力的大小有模具设计极限值可查),因为调得太低怕料填不满。而实际注射时模腔阻力(理论上此时它等于液压注射力)小于减压阀极限时减压阀不工作,若超出减压阀极限时则被减压阀强行降低其输入值。

在模腔阻力低于减压阀极限压力时料流完全按照设定的速度填充模腔,而在阻力大于设定的减压阀的极限时,由于减压阀的作用必然导致料流填充速度自然慢下来以求寻找模腔内压阻力与注射液压力的新平衡点。

实际上注塑制品本身就是这样的过程,只要有极限压力可设定(减压阀极限力)足已,并不一定需要人为给定其注射时的液压力,许多来自欧洲的变量闭环控制的注塑机就是这样,因为这种控制系统可以调节油泵的输入输出载荷,能根据操作者设定的速度推进料流填充模腔;

在保证速度的情况下,提供略等于模腔阻力的液压力,在模腔阻力趋向于大于设定的极限力时机器会自动降低注射速度以求达到新的平衡。这种注射方式可以说是注射速度主导了注射压力.

但实际生产中为何又会常有三段甚至四段可设定的注射压力呢?

国内生产的机器一般都是定量或开环变量式控制系统的机器,且由比例流量阀和比例压力阀两个相互独立的比例调整的方式来控制,且其输出的载荷永远是最大的设计载荷,因此这种系统无法确认其输出的状态是否与设定要求一致;

而料流的推进本身又是需要液压力作动力源的,可这种控制系统的液压力是无法根据模腔内压自动进行调整补给的,所以必须人为地给定液压力的变化从而促进流量的变化即注射速度的变化,同时人为给定的注射速度又会影响注射时液压压力。

所以这种方式是注射压力与注射速度相互影响相互矛盾的。在实际生产过程中只能是靠经验调整,所以好多时候会有人会碰到将注射速度由30%的速度改变到50%产品也是没有变化的,其实并不完全是机器本身有问题,只是此时你所给定的注射压力刚好约等于注射速度为30%时的模腔阻力(当然还要加上其它一些压力损失,如喷嘴上的,模具进胶口上等).

肯定会有接触过变量闭环控制方式进口机的同仁们会说,他所接触的机器可以进行三段压力的设定。是的,而且这是越来越多的品牌趋向用这种方式设定压力。原因在于料流填充总会有非正常的情况发生。

比如,多模穴模具在生产过程中有一模穴进胶口被堵,若此时也是如上所述的只有极限压力可设定的情况,此时必然造成除此模穴外的其它模腔部分承受局部的高压,这个压力可能造成模腔的损坏或胀模的现象。

所以若有多段可设定压力,则可根据模具的结构特点及料流填充的位置来确定某段位置内的最大液压力即注射压力来避免一些意外的情况发生,从而能顺利地生产。

尺寸不稳定指在相同的注塑机和成型工艺条件下,每一批成型制品之间或每模生产的制品各型腔成型品之间,塑件的尺寸发生变化。

产品尺寸的变化是由于设备控制反常、注塑条件不合理、产品设计不好及物料性能有变化等原因造成的。

尺寸不稳定注塑缺陷分析及排除方法

1)成型条件不一致或操作不当

注射成型时,温度,压力及时间等各项工艺参数,必须严格按照工艺要求进行控制,尤其是每种塑件的成型周期必须一致,不可随意变动。如果注射压力太低,保压时间太短,模温太低或不均匀,料筒及喷嘴处温度太高,塑件冷却不足,都会导致塑件形体尺寸不稳定。

一般情况下,采用较高的注射压力和注射速度,适当延长充模和保压时间,提高模温和料温,有利克服尺寸不稳定故障。

如果塑件成型后外型尺寸大于要求的尺寸,应适当降低注射压力和熔料温度,提高模具温度,缩短充模时间,减小浇口截面积,从而提高塑件的收缩率。

若成型后塑件的尺寸小于要求尺寸,则应采取与之相反的成型条件。

值得注意的是,环境温度的变化对塑件成型尺寸的波动也有一定的影响,应根据外部环境的变化及时调整设备和模具的工艺温度。

2)成型原料选用不当

成型原料的收缩率对塑件尺寸精度影响很大。如果成型设备和模具的精度很高,但成型原料的收缩率很大,则很难保证塑件的尺寸精度。一般情况下,成型原料的收缩率越大,塑件的尺寸精度越难保证。

因此,在选用成型树脂时,必须充分考虑原料成型后的收缩率对塑件尺寸精度的影响。对于选用的原料,其收缩率的变化范围不能大于塑件尺寸精度的要求。

应注意各种树脂的收缩率差别较大,根据树脂的结晶程度进行分析。通常,结晶型和半结晶型树脂的收缩率比非结晶型树脂大,而且收缩率变化范围也比较大,与之对应的塑件成型后产生的收缩率波动也比较大;对于结晶型树脂,结晶度高,分子体积缩小,塑件的收缩大,树脂球晶的大小对收缩率也有影响,球晶小,分子间的空隙小,塑件的收缩较小,而塑件的冲击强度比较高。

此外,如果成型原料的颗粒大小不均,干燥不良,再生料与新料混合不均匀,每批原料的性能不同,也会引起塑件成型尺寸的波动。

3)模具故障

模具的结构设计及制造精度直接影响到塑件的尺寸精度,在成型过程中,若模具的刚性不足或模腔内承受的成型压力太高,使模具产生变形,就会造成塑件成型尺寸不稳定。

如果模具的导柱与导套间的配合间隙由于制造精度差或磨损太多而超差,也会使塑件的成型尺寸精度下降。

如果成型原料内有硬质填料或玻璃纤维增强材料导致模腔严重磨损,或采用一模多腔成型时,各型腔间有误差和浇口、流道等误差及进料口平衡不良等原因产生充模不一致,也都会引起尺寸波动。

因此,在设计模具时,应设计足够的模具强度和刚性,严格控制加工精度,模具的型腔材料应使用耐磨材料,型腔表面最好进行热处理及冷硬化处理。当塑件的尺寸精度要求很高时,最好不采用一模多腔的结构形式,否则为了保证塑件的成型精度,必须在模具上设置一系列保证模具精度的辅助装置,导致模具的制作成本很高。

当塑件出现偏厚误差时,往往也是模具故障造成的。如果是在一模一腔条件下塑件壁厚产生偏厚误差,一般是由于模具的安装误差及定位不良导致模腔与型芯的相对位置偏移。

此时,对于那些壁厚尺寸要求很精确的塑件,不能仅靠导柱和导套来定位,必须增设其他定位装置;如果是在一模多腔条件下产生的偏厚误差,一般情况下,成型开始时误差较小,但连续运转后误差逐渐变大,这主要是由于模腔与型芯间的误差造成的,特别是采用热流道模成型时最容易产生这种现象。

对此,可在模具内设置温度差异很小的双冷却回路。如果是成型薄壁圆型容器,可采用浮动型芯,但型芯和模腔必须同心。

此外,在制作模具时,为了便于修模,一般总是习惯于将型腔做得比要求尺寸小一些,型芯做得比要求尺寸大一些,留出一定的修模余量。当塑件成型孔的内径甚小于外径时,芯销应做得大一些,这是由于成型孔处塑件的收缩总是大于其它部位,而且向孔心方向收缩的。反之,若塑件成型孔的内径接近于外径时,芯销可以做得小一些。

4)设备故障

如果成型设备的塑化容量不足,加料系统供料不稳定,螺杆的转速不稳定,停止作用失常,液压系统的止回阀失灵,温度控制系统出现热电偶烧坏,加热器断路等,都会导致塑件的成型尺寸不稳定。这些故障只要查出后可采取针对性的措施予以排除。

5)测试方法或条件不一致

如果测定塑件尺寸的方法,时间,温度不同,测定的尺寸会有很大的差异。其中温度条件对测试的影响最大,这是因为塑料的热膨胀系数要比金属大工业10倍。因此,必须采用标准规定的方法和温度条件来测定塑件的结构尺寸,并且塑件必须充分冷却定型后才能进行测量。一般塑件在脱模式10小时内尺寸变化是很大的,24小时才基本定型。



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