薄壁注塑加工
關注創建者：匿名 創建時間：2021-11-30
薄壁注塑加工的視頻教程
碳纖維復合材料薄壁件的注塑成型過程模擬
利用注塑成型軟件Moldflow，模擬出碳纖維復合材料薄壁件的注塑成型過程，可提取薄壁件內部短碳纖維取向分布，成型件翹曲變形量、體積收縮等數據，利于進行成型質量優化。
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薄壁注塑加工的實例教程
塑膠件的應用范圍越來越廣泛，從簡單的餐具、廚具到復雜的機械零部件、電子產品外殼等都有用到塑膠件，然而對于電子產品外殼等精密度要求較高的塑膠件，在注塑制造的時候從模具制造開始就要重視其精度要求。
而在塑膠件注塑加工階段的精度由哪些因素決定？我們又該如何來提高薄壁注塑加工件的精度呢？
1、關模壓:原則上應該大于塑膠射入模內的總壓，以不出毛邊為基準。
2、壓力和速度有部分相同的關系作用于模內的目的是使原料進入模內能均勻，徹底，適量的充滿各角落.太低會短射，縮水，太高有毛頭，過飽，粘模，燒焦，易損模具及內應力高等不良現象。
3、速度的快慢是決定原料在模具澆道內及成品中之狀況，快有毛邊，過飽，燒焦，慢了就會出現短射，縮水，結合不良易斷等。
4、溫度原料不同，溫度各不相同，太低熔膠不透而導致顏色不均，成品的內應力增大.因溫度過低增壓過高，可能會引起螺桿斷裂，過高，產品有毛邊，又因冷卻而產生溫差，引起收縮.原料會分解，變黃，變色，易斷裂.冷卻時間變長，氣不容易排出。
展開 對生產小而輕的制件的需求已經使薄壁注塑成為注塑機最需增加的性能。“薄壁”通常是由壁厚少于1mm的輕便電子制件所定義的。對大的汽車制件來說，“薄壁”可以是2mm。總之，薄壁制品要求改變加工工藝：更高的壓力和速度、更短的冷卻時間、改變制件頂出和澆口排列。以下是薄壁注塑對注射機和模具的要求。
注射機
標準的注射機可用于生產多種薄壁制品。目前新型注射機的性能大大超過了10年以前。材料、澆口技術以及設計的進步，進一步拓寬了標準注射機對薄壁制件充模的性能。但由于壁厚不斷減少，需要一種更特殊的、具有高速和高壓性能的注射機。
例如，一個厚度小于1mm的電子制件，充模時間小于0.5秒且注塑壓力超過210MPa是很正常的。用于薄壁注塑的液壓式注射機設計有儲壓器，可頻繁地驅動注塑和合模。具有高速和高壓性能的全電動注射機和電動/液壓式注射機也面世了。為了能經受得住新型注射機的高壓，鎖模力的最小值必須是5～7噸/英寸（投影面積）。
另外，當壁厚減少注塑壓力增加時，大型模板有助于減少彎曲。薄壁制品用的注射機的拉桿對模板厚度的比為2:1或更低。生產薄壁制品時，注塑速度和壓力以及其它加工參數的死循環控制有助于在高壓和高速下控制充模和保壓。
至于注射量，大直徑機筒往往太大了，建議的注射量為機筒容量的40%～70%，薄壁制品總成型周期大大縮短，有可能將最小注射量減少到機筒容量的20%～30%。
展開 升高料溫 升高模溫等
毛邊
常發生公母模的結合處, 由于合模不良所致, 或是模面邊角加工不當, 成型上常由于鎖模力不夠, 料溫、壓力過高等
修正模具
重新合模
增加鎖模力(CHECK射出機臺噸位是否足夠) 降低料溫 減小注射壓力 減少保壓時間 降低保壓壓力等
變形
細長件、面積大的薄壁件、或是結構不對稱的較大成品由于成型時冷卻應力不均或頂出受力不一所致
修正頂針；設置起張緊作用的拉料銷等; 必要時公模加咬花調節變形
調整公母模模溫降低保壓等(小件變形的調節主要靠壓力大小及時間﹐大件變形的調節一般靠模溫)
表面不潔
模具表面粗糙, 對于PC料, 有時由于模溫過高, 模面有殘膠, 油漬
清理模面, 打光處理
降低模溫等
拉白
易發生于成形品薄壁轉角處或是薄壁RIB根部, 由于脫模時受力不良造成, 頂針設置不當或是拔模斜度不夠。
展開 三、工裝設計
1、數控車工裝
由于在首道工序切斷后，仍有φ6+0.10/+0.02mm的通孔與φ12.7mm、深0.3mm孔結構要素未滿足要求，還需調頭加工，而零件為典型薄壁結構，內部存在深槽，不能使用常規的堵頭、襯套等夾具進行裝夾加工防止變形。因此，通過設計專用工裝來滿足要求。
通過改變夾緊力方向來防止裝夾變形，與零件φ8.6mm內孔配合，螺母壓緊端面加工，保證總長與φ12.7mm孔尺寸。通過螺母壓緊端面改變夾緊力方向，避免薄壁部分裝夾變形。具體裝夾如圖4所示。
（a）
（b）
圖4 10工序工裝及裝夾示意
2、線切割工裝
為保證薄壁盡量不受切削力的影響發生變形，經過數控車工序，其余尺寸要素選用線切割保證。15工序線切割主要加工內容是將R9mm圓外部分切除。由于零件材料為蒙乃爾棒，不具有磁性，不能通過吸附定位，同時經過數控車的加工，零件已成薄壁結構，不能使用虎鉗等普通裝夾方式進行裝夾定位。因此，通過設計專用工裝滿足要求。
通過改變夾緊力方向來防止裝夾變形，與零件內錐面配合，使用內錐面對零件進行定位，避免薄壁部分裝夾變形。具體工藝內容與裝夾如圖5所示。
（a）
（b）
圖5 15工序工裝及裝夾示意圖
展開 薄壁件的加工和夾緊一直是業界的困難之一，現場加工方法很多，但適合于大批量生產的方法未幾。我們采用了一種浮動三爪夾具，不需要過大的夾緊力就可實現薄壁件加工的定位和夾緊，大大改善了加工效果。
眾所周知，薄壁件夾緊外圓進行車削加工時，在夾緊力的作用下，零件易產生變形，從而影響加工精度，工件尺寸公差不易保證。
如加工的一種出口件8T-4556的加工為例，其外圓直徑412mm，壁厚為25mm，屬薄壁件，且毛坯為鑄造方式生產，存在外形不規則的特點，工藝要求在以外圓為夾緊定位基準的條件下，車削端面和內孔，內孔尺寸公差帶只有0.08mm。
試制該零件時，我們曾采用傳統的軟三爪夾緊外圓的方式，夾緊時工件易變形，影響加工精度，同時，由于毛坯外圓不規則，夾緊定位不穩定，為了減少變形，需減小夾緊力，但這樣可能會出現夾不緊的情況。
對此，我們突破傳統的通過加大裝夾接觸面積（加開縫套筒）的方式，采用了一種六點定位夾緊的浮動三爪（如圖1），在實際應用中取得了較好的效果。
圖1浮動三爪夾緊
浮動三爪夾具的組成及工作原理
我們采用的浮動三爪夾具包括三爪本體、連接塊、夾緊釘及特殊鑲套。三爪本體通過鑲套連接在連接塊上，連接塊像普通三爪一樣與車床卡盤連接，六個夾緊釘成對分別固定在三爪本體上，以鑲套為支點，連同三爪本體隨毛坯外圓的高低起伏，有微量的浮動（浮動量有嚴格要求，不可隨意給定），起到浮動夾緊作用。夾緊釘帶錐的尖部隨著夾緊力的作用扎進毛坯表面一定深度，不需要過大的夾緊力，就可以實現薄壁件加工的定位和夾緊，防止工件變形。
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我們又該如何來提高薄壁注塑加工件的精度呢？
1、關模壓:原則上應該大于塑膠射入模內的總壓，以不出毛邊為基準。
2、壓力和速度有部分相同的關系作用于模內的目的是使原料進入模內能均勻，徹底，適量的充滿各角落.太低會短射，縮水，太高有毛頭，過飽，粘模，燒焦，易損模具及內應力高等不良現象。
薄壁件的加工和夾緊一直是業界的困難之一，現場加工方法很多，但適合于大批量生產的方法未幾。我們采用了一種浮動三爪夾具，不需要過大的夾緊力就可實現薄壁件加工的定位和夾緊，大大改善了加工效果。
眾所周知，薄壁件夾緊外圓進行車削加工時，在夾緊力的作用下，零件易產生變形，從而影響加工精度，工件尺寸公差不易保證。
如加工的一種出口件
在切削過程中，薄壁受切削力的作用，容易產生變形，從而導致出現橢圓或中間小，兩頭大的“腰形”現象。另外薄壁套管由于加工時散熱性差，極易產生熱變形，不易保證零件的加工質量。下圖零件不僅裝夾不方便，而且加工部位也難以加工，需要設計一專用薄壁套管、護軸。
工藝分析
根據圖紙提供的技術要求，工件采用無縫鋼管進行加工，內孔和外壁的表面粗糙度為Ra1.6μm
薄壁件的加工和夾緊一直是業界的困難之一，現場加工方法很多，但適合于大批量生產的方法未幾。我們采用了一種浮動三爪夾具，不需要過大的夾緊力就可實現薄壁件加工的定位和夾緊，大大改善了加工效果。
眾所周知，薄壁件夾緊外圓進行車削加工時，在夾緊力的作用下，零件易產生變形，從而影響加工精度，工件尺寸公差不易保證。
如加工的一種出口件
對生產小而輕的制件的需求已經使薄壁注塑成為注塑機最需增加的性能。“薄壁”通常是由壁厚少于1mm的輕便電子制件所定義的。對大的汽車制件來說，“薄壁”可以是2mm。總之，薄壁制品要求改變加工工藝：更高的壓力和速度、更短的冷卻時間、改變制件頂出和澆口排列。以下是薄壁注塑對注射機和模具的要求
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缺陷名稱
缺陷成因
模具修正
成型改善
缺料
成品的細小部位、角落處無法完全成型, 因模具加工不到位或是排氣不暢, 成型上由于注射劑量或壓力不夠等原因, 設計缺陷(肉厚不足)
修正缺料處模具，采取或改良排氣措施
如今制造業中難加工材料大量應用，其加工性能差與結構整體化帶來的結構復雜化和高材料去除率，給薄壁復雜結構件加工帶來了巨大挑戰，對制造裝備、工藝技術等也提出了更高要求。特別是大型弱剛性曲面結構件、薄壁回轉體類零件、薄型多面體類等零件，在裝夾技術方面亟待突破。
高歌 李健
航空工業空空導彈研究院
《金屬加工（冷加工）》2018年收錄
冷屏作為超薄壁殼體結構，外形尺寸φ20mm×14mm，壁厚0.2mm左右，零件由多個臺階圓、2個很深的內環槽、錐面和2個凸臺組成，內環槽中間的隔板也僅厚0.25mm，結構非常復雜，同時精度要求高，加工難度極大，經過反復分析，找到了獨特的解決方法。
