保险杠注塑工艺小结
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保险杠注塑工艺小结（提纲）
第一部分：概述
一、原材料
1.材料组成以及材料性能
保险杠等外饰零件主要采用的材料是PP +EP DM以及滑石粉的改性产品。
P P是一种结晶性，具有一定的收缩性，其收缩性受模具温度影响，提供保险杠产品一定的强度。EPDMI—种橡胶，可起到一定的吸收撞击能量的作用，与PP共混,改善材料的拉伸性能和弯曲性能。添加滑石粉使材料的强度增加,以达到一定的性能要求。同时在材料中还添加了其它助剂，起到改善材
料的反应机理和调整收缩率的作用。在注塑工程中部分助剂还可起到一定的交联作用，提高E PE M与P P之间的相互的结合，进一步提高产品的机械性能。
2.材料的干燥和成型条件
P P+EPDO勺吸水性较弱，干燥要求为8or-1 00r，干燥时间2 — 4小时。成型
的工艺范围较宽，通常的塑化温度为2 10C — 260r之间，注塑压力在
5 0— 1 00 Kgf /C m2左右。
3.材料对油漆和装配性能的影响
PP+ EPDI的油漆性能在很大程度上取决与材料本身的性质。由于PP本身
的极性很弱，因此主要的油漆结合力取决于 E P D M的分布情况，要求 E P DM均匀地分布在产品表面，保证各个表面的油漆结合力一致。工艺中,要求在流体的流动过程中形成适当的剪切力，通过PP和E P DM在流动速度上的差异，将EP D M 留在产品的外表面来达到油漆要求。但在实际的工艺控制中由于要求兼顾其它方面的产品质量，这方面比较容易被忽略。
P P+E P D M对于产品尺寸上的影响主要是由于材料的模具收缩率引起。 EPDM乍为橡胶体，在压力的作用下存在一定的可收缩性，因此在注塑压力的作用下，EP DM有一定的收缩，而开模后产品又存在一定的弹性释放。而P P作为结晶材料，在不同的温度下，结晶的速度不同，会造成收缩率存在变化。在油漆过程中，二次烘烤会引起PP的再结晶，因此对产品的尺寸而言,存在的变数比较多。
4.材料主要性能对产品质量的影响
熔融指数：熔融指数考察的是材料的流动性，熔融指数低，材料流动困难不但会造成产品的表面的诸多缺陷，还会形成局部的尺寸偏小等问题。而熔融指数过
高，流动性过好，会使一定的压力下，型腔内熔体的量对注塑和保压压力十分敏感，用于控制尺寸的工艺的稳定性变差。
材料收缩率：材料收缩率的偏差必然导致产品的尺寸不良。对于P P+EPDM
而言除了材料本身的性质外，收缩率还取决于产品形状、模具结构、注塑速度、压力和温度。通常材料供应商提供的材料收缩率是一个范围，如果是某个定值是指对于某个形状的产品而言，有较大工艺窗口的模具收缩率参考值。
EP D M的含量：由于EPDM勺流动性较差，会引起表面和尺寸上的缺陷。EPD M可被压缩，会造成局部的应力集中，过多的 EPDM含量会造成工艺上控制的困难。
滑石粉含量：滑石粉同样会起到降低流动性的作用，主要会对产品表面造成不利影响，同时如果滑石粉如果共混不均匀，还会对降低产品的油漆性
能。
虽然，一般而言材料供应商不会提供材料的各种成分含量。但是从材料的部分其它性能上可以进行判断。断裂伸长率的大小，相当部分取决于材料中 EP D M的含量，含量越高，延伸率越大。同时，滑石粉含量越高，强度也越高。因此，在同等的材料性能下，还需要考虑材料的工艺性能。通常理想的材料选择，应该考虑工艺窗口尽量变宽。
随着目前对产品尺寸要求的提高，相对会采用收缩率比较高的材料，因为收缩高,工艺上的变动使产品尺寸的影响也会变小。
二、设备
1 . 注塑机
a.注塑机各工艺参数设定介绍
以下就UBE注塑机的各项参数设定值进行如下简述：
注塑速度：注塑速度共分段控制,输入值为最大注塑速度的百分比值。
注塑切换位置：各段注塑速度的切换位置
注塑压力：注塑过程中所需注塑压力的上限值。注塑机根据系统压力的反馈情况，对最高注塑压力进行限制。如果注塑压力可以满足产品注塑的速度要求，注塑过
程以速度控制为主，如果注塑压力低于注塑的速度所要求的注塑压力，余下的注塑过程以设定的注塑压力控制，直至补缩切换点。此时，速度控制失效。因此，
在某些注塑过程中会出现提高注塑压力可以降低产品的现象。
补缩和保压压力：注塑机可设定一段补缩压力和段保压压力。
补缩和保压时间：补缩和保压过程所需的时间。
V-P转换：即速度控制和压力控制转换点，注塑阶段以速度控制为主，补缩和保压阶段以压力控制为主。V—P转换点是注塑和补缩、保压的转换点。
V- P转换压力:V-P转换压力的定义如下，当实际所需的注塑压力大于转换压力时,注塑过程正常在V-P转换点切换为补缩和保压。如果没有达到转换压力，注塑过程继续进行，直至压力达到 V-P转换压力进行切换。
设备油压顶出系统：1 30 0 T以上的设备有4组抽芯系统，动定模各2组,设定如
下：
C o re o pe n:在合模之前的动作为“ Set”，开模完成后动作为“ Pul I ” Co r e Clo s ed：和模后的动作为“ S e t ”，开模之前动作为“P u l I ”。
Cor e m o ve:合模过程中动作为“ Set “,开模过程动作为“ Pull ”,其中动作的位置可以设定。此外，有2种状态可供选择：
“C omb :动作过程时，合模或开模过程不停止
“S to P”：动作过程时，合模或开模过程停止，在抽芯动作完成后，开合模继续。抽芯动作到位与否，可以用“ LS”（限位开关）和“T i m e” （时间）两种方式控制。
L S -限位开关被触动后，表示动作到位。
Time-抽芯动作持续一段时间（设定值），设备自动给出到位信号。
此外,还设计顶出液压系统，顶出系统必须在抽芯“ Pull ”动作完成后进行（如果有抽芯动作）。同时，顶出系统必须使用“ L S”方式，否则将无法进行连续生产。
2.模温机
a.外饰系统厂模温机现状
在每台注塑机周边，均配备台模温机，其中台控制动模，台控制定模。可使用循环水和冷却水。目前外饰系统厂的模温可控制范围狭窄，夏季实际控制温度范围在20—4 0C ,冬季在1 0—3 5C之间。在这样的条件下,相对缩小了工艺窗口。
3.干燥及集中供料系统
a.干燥和集中供料系统工作情况
外饰系统厂采用热风干燥设备，干燥容量有单位时间的材料耗用量而定。材料干燥后,通过真空管通到集中供料系统的控制台上，在控制台上可以将管路连接到注塑机上。注塑机上料斗的感应器，在料斗中的原料不足时向集中供料系统的控制单元发出信号，控制单元打开真空泵通过控制台，从干燥机送至注塑机上。同时为了降低原材料的占地面积，在供料区域还设置了Silo。作为未干燥粒子的缓
冲贮存。
干燥料桶，从S1 lo或直接吸入塑料粒子，进行干燥。吸入设备还可以通过吸料时间的差异控制从不同的管路吸入不同材料的比例，以进行原材料或者回用料配比。
b.干燥和集中供料系统对产品质量的影响
主要对产品产生的影响包括以下几个方面：
材料含水率过高：含水率过高，将影响产品的表面质量，出现排气不良现象。同时会影响塑料熔体的流动性和模具收缩率，产生产品尺寸的偏差。但是，由于PP + EPDM勺吸水性不高,对产品的影响较小。
、模具
1.模具结构
a.模具结构与产品结构
模具结构在很大程度上取决与产品结构和产品质量要求：
模具顶出系统要求：根据对产品分型线位置的要求，在设计模具顶出系统时，必须进行考虑。如果对分型线的位置没有特殊要求，可以采用模具开模到位后顶出。通常在这种情况下，产品的分型线在可见表面上，该分型线无法消除，同时要求
有一定的修边和打磨工作量。
另一种要求隐藏分型线，且在可见表面不允许有可见滑块痕迹，这种产品设计要求在大众设计的产品中比较多见。这时要求开模同时顶出与开模同步，开模时利用滑块将产品顶住型腔。同时产品向内收缩，在产品两侧完全与定模分开后，将模具彻底打开。为方便取件，有时也采用第二级顶出。为保证模具的安全性和操作性,通常在模具上设计有安全销，以保证在设备液压系统工作不正常时，通过安全销拉动模具顶板，保证模具定模型腔的安全。合模过程之前，顶板不回退,依靠回顶将顶板回退到位。为防止误操作，模具油缸的回退杆不与模具顶板连接，这样在注塑设备上始终保证无法使用手动方式退回顶板。在模具由于在开模过程中，产品有一定程度的变形，任何设计或加工不理想，都可能产生产品损伤，产品设计时在两侧边缘尽量避免强度较低的部分和锐角。
流道系统：
由于PP+E P D M 对压力比较敏感，同时存在较大可压缩性，浇口如果直接进入产 品通常会产生应力集中。因此浇口应在冷流道中有足够的缓冲， 或将浇口设置在 不可见区域。
如采用多浇口结构，应该考虑产品的熔结痕问题。尽量减少浇口数量。采用Va 1V e Gate 技术,可以消除熔结痕，但是由于V /G 浇口不是同时打开，容易引起 冷料的问题。在模具设置时必须充分考虑，冷料的去向，适当加大冷料井的容量。 如果采用V a Ive Gat e 侧浇口 ,前一个浇口熔体可能进入,后一个浇口的冷流道 中,在这种情况下，冷流道中气体可能受困，应该考虑排气问题。
此外浇口的设置，还要求考虑门板和门槛等产品与车身的匹配关系。 在敏感区域 不能设置浇口。从尺寸稳定性方面考虑，通常增加浇口数量，有利于产品尺寸的 稳定,和尺寸调整的方便。但同时也会带来表面质量的不稳定因素，和换模效率模 具成本增加等问题。
模具抛光要求：
模具的光洁度与产品设计工艺有很大联系。通常对于电镀产品而言 ，模具光洁度 要求最高。而模具光洁度提高，也有利于对熔体的流动进行控制。但是，如果模 具光泽度过高可能影响产品
四、机械手取件
1. 机械手的功能介绍
取件机械手的主要功能是将产品从模具中取出， 并转移到工作台上。延锋UBE 2 20 0 T 及3 150T 的注塑机采用的机械手可以进行 3轴转动，但是1300T 的机械 手 的转动方向至可以进行2轴转动。每台机械手配有1路真空回路，用于使用 吸盘吸取制件，另配有3路气路,保证机械手进行动作。这 3路气路有先后动作 次序依次为“ UnderCut 1 ”、“U ndercut 2 ”、“ Cla m p” ,可根据需要选择 是否使用。此外还有一路单向气路提供剪切浇口 ，在1300T 设备上增加汽缸，也可 作为另一个轴方向的旋转功能使用。
2. 机械手对质量的影响
机械手对产品质量的影响主要表现在：
1、 吸盘吸力过大，容易导致产品表面凸起。
2、 感应开关可能碰伤产品表面。
3、 取件夹子可能碰伤产品。
4、 吸盘位置发生相对移动，划伤产品。
5、 取件周期过长，导致生产周期偏长。
产品碰撞设备，产品损伤。 吸盘或抓手位置在产品某些部位产生痕迹， 造成缺陷 无
法判断。
第二部分：注塑工艺
一、干燥
使用热风干燥机对原材料进行干燥，通常要求注塑用的 PP+EPD 的粒子含水 率低于0. 03%造成含水率无法满足这个指标的可能性，在于干燥温度或干 燥时间无法满足要求。除去设备故障因素外，可能造成的原因在于：干燥设备 的容量无法满足生产的要求，随着生产的延续，干燥时间越来约少，干燥温度 越来越低。 这样容易造成的产品缺陷主要为产品表面容易出现气泡、 银纹、缩瘪等缺陷。 干燥不足还会引起，产品的机械性能下降。
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、
二、 塑化和计量
塑化是在一定的温度下，通过注塑机的螺杆转动，在一定的背压作用下，塑料 粒子熔融受剪切，形成熔体的过程。在该过程中螺杆向后旋转 ，将熔体“推” 向螺杆前端，此时注塑机对熔体的数量进行计量。由此可见 ，这个过程可以决 定材料的塑化程度和注塑量。
熔体必须达到一定的塑化程度，才能保证制品的质量，以下参数对熔体的塑 化程度起到较大的作用：
料桶温度：熔体在一定的温度下，才能塑化完全。如果温度过低 ，才能的流 动性能会下降，造成产品的缩瘪或缺料，同时材料成分不均匀 ，影响零件的机 械和油漆性能。通常的料桶有效位置温度设定在2 00C 至250C 之间。而温
度过高或材料在料桶内的停留时间过长，会造成高温使材料分解，分解的材料 引起材料中夹杂大量的气体和机械性能的下降。对于料桶大小的选用决定了 材料在料桶内的停留时间，零件的重量应在料桶容量30%— 70 %之间。但是 由于外饰零件的注塑的通常为薄壁产品， 相对的重量较轻，而目前外饰厂的注 塑机之间规格差异较大，如果零件重量低于料桶容量的3 0%,应该在保证塑 化完全的情况下，降低料桶后段的温度。
螺杆转速：
螺杆转速过快，可能降低粒子受剪切作用的时间，原料的塑化程度下降，同 时夹带气体，从而降低材料的流动性增加气体的含量。而螺杆转速过慢，将 影响注塑周期。通常螺杆的转速应该与冷却时间相配合。
背压
使用背压，可以提高对塑料粒子的剪切力，提高塑料的塑化程度。同时， 背压可以防止在浇口封闭之前零件浇口附近的材料应力释放产生的缩瘪。
但是背压过高，同样可能延长塑化时间，影响生产效率，还可能对螺杆造 成损坏。对于PP+E P DM 的材料的背压设定，应在10— 20B a r 之间。 松退
在计量完成之后，螺杆要进行松退，由于在背压和剪切作用下，熔体内部会 产生
一定的压力。压力的存在使注塑时需要额外的压力才能推动螺杆向前 同时会造成熔体的压力在模具型腔内释放产生不稳定的流动。松退之后 ， 可以释放一定的压力，以保证熔体顺利进入型腔。但是如果松退过度，可 能在松退过程中带入大量的气体，在注塑过程中形成气泡。
计量熔体数量 必须保证计量的熔体有足够的数量，以保证产品不出现缺料，同时在保压过程 中有足够的熔体可以进入。
三、 注射
注射是整个注塑过程中最关键的部分，也是最难控制的部分。UB E 注塑机的注 射过程控制部分采用5段速度和一段压力控制。其过程为，在注塑过程中， 按设定的速度进行注射，如果所需的注射压力不超过设定的注射压力，注射过 程按设定的速度进行控制，如果所需的压力高于设定的压力，注射过程由速度 控制转为压力控制，直至进入VP 转换点。
注射速度:注射速度对产品的表面质量和产品尺寸有着较大的影响。 注塑速度 过快，熔体流动过程中会夹杂部分气体，在产品表面形成气泡等，同时产品 的致密度下降,容易形成缩瘪和尺寸偏小。但是，如果速度过慢，熔体的流动会 在注塑后期受到阻碍，容易形成注射过程后期的缺料和缩瘪，同时产品应力相
1、
2、 3、 4、 5、
对集中在浇口附近，烘烤后应力释放，可能造成局部变形和压力线，影响外观和产品尺寸。
注射压力：注射压力的设定主要起到保护模具和设备的作用，注射过程控制是以速度控制为主。如果注塑压力过低，无法满足速度控制所需的压力时，会按设定的注塑压力以恒定的压力进行注射，此时熔体的流动速度会失控。有时在低压力的条件下，反而会形成飞边，这是由于通常在注射后期需要将降低注射速度，所需的压力反而要求很低，而在压力控制的情况下，压力无法下降，形成飞边。因此注射压力的设定应该略高于实际所需的压力，以保证产品质量处于受控状态。
V P转换点：VP转换点是指由注塑转为保压的切换位置。这个位置的设定，既要求有足够的熔体在保压过程中补入，又不能因为缓冲垫过厚而造成压力损失。
四、补缩和保压
补缩和保压是克服产品缩瘪和保证产品尺寸的重要步骤。熔体遇冷后固化收缩，其收缩的程度随模具温度、壁厚和形状等不同而各不相同，在补缩和保压过程中，在一定的时间内以一定的压力将熔体补入型腔，保证产品的成型后各部分表面尽量饱满。该过程通过压力和时间两个参数进行控制。
补缩和保压压力：在补缩和保压过程中，过低的压力无法保证熔体可以流到远离浇口的位置，而过高的压力除了会产生飞边之外，还可能在浇口附近形成较大的应力,形成局部过饱和的现象。
补缩和保压时间：同样如果保压时间过短，压力没有足够时间传递到远端。而时间过长也可能形成过饱和。
五、冷却
产品的冷却不足会造成产品，取件和摆放时，产品的变形和其它损伤。而冷却时间过长又会降低设备的使用效率。因此，模具温度起到了至关重要的作用，模温高有利于熔体流动的稳定，产品的外观可以得到改善，工艺也更容易控制，但是高模温势必造成冷却时间的延长。
六、开模和取件
对开模和取件过程的控制，可以有效的防止产品的擦刮伤和变形。这种现象在生产边开模边顶出的设备时，特别明显。开模速度过快，使顶出速度低于开模速度时，产品无法与模具型腔贴合，无法满足模具设计要求，产品会在开模过程中，与模具发生擦刮造成损坏。而如果产品顶出速度过慢，产品局部始终受到挤压，时间过长也会产生产品的损坏。因此控制开模速度，尤其起始阶段的速度，将对产品质量和合格率产生重要影响。
在取件过程中，由于产品的温度仍比较高，可能产生变形的可能性也比较高。因此，取件的方式应该合理，尽量保持产品的平衡状态，避免握持产品的分型面附近。
七、修边和火焰处理
对于产品表面的毛边可采用火焰处理，处理时,火焰的方向应由外表面向内表面,保持匀速,均匀扫过所需处理的部位。如果速度过慢，可能造成局部结构的
“坍塌”，速度过快又容易使效果下降。而修边工序，要求操作工有足够熟练的修边技术。具体的后处理技术将视产品的要求和实际处理效果决定。整体而言,对于产品的非外观表面，只需进行简单处理或不进行处理，以不影响其
它表面的涂装效果为标准，而重要表面，要求处理到表面情况符合产品的技术要求。
八、V al V e Gate
Va i v e G a te的技术引入，大大提高了产品的质量,扩大了注塑的工艺窗口。由于多浇口位置的设置而造成的产品表面熔结痕的问题，可以得到解决。根据熔体在型腔内的流动情况和模具设计要求，决定浇口打开的先后位置和具体位置。为防止产品表面出现流体滞留现象的发生，后一个浇口的打开应早于前一个浇口关闭。根据具体情况还可以解决其它的工艺问题。例如，如果产品局部的尺寸发生偏差，可以通过调整 V/G的开关位置调整注射过程和保压过程的熔体数量。解决部分浇口的过饱和和缩瘪问题，也可以通过调整保压时间进行解决。但是V/G技术同样可能带来了部分产品缺陷，由于浇口的不同时开毕，在整个注塑过程中，各浇口附近的熔体的加热和冷却情况不一致，在部分浇口附近可能产生冷料也可能带入气泡。尤其对于窄长型且冷流道较长的产品。因为在熔体流动过程中，前一个浇口的熔体在流经下一个浇口的冷流道内，将气体困在冷流道内，在下一个浇口打开时，熔体无法将气体顺利推动，并包裹在熔体内形成气泡和冷料。
第三部分：模具对产品质量的影响
模具对产品质量的影响主要表现是否有利于注塑工艺窗口的扩大。从以下方面进行讨论：
一、对熔结痕的影响
如果采用V al V e G a te技术,可以解决部分的熔结痕问题，但是部分由
于装配孔的问题造成的熔结痕问题同过V/ G是无法消除的。此时，
要求考虑浇口的设置问题。浇口位置过近时，注塑压力会使熔结痕凸起。
而如果位置过远，由于压力传递不足，熔结痕无法熔结，形成开裂。因
此，在考虑浇口位置使，应该尽量使产品熔结痕的位置处于熔体平稳流动
的位置。
在不采用Valve G a t e技术的情况下，应该尽量考虑将熔结痕的位置处理
到不可见区域。在实际应用中，对于保险杠产品，在条件许可的情况
下，采用浇口位置上下交替放置的方法较为理想。
二、对缩瘪的影响
对于PP+EK? M壁厚在3m m左右的产品而言，如果产品壁厚差超过 1 m m产品
表面会存在可见的缩瘪现象。而同样的缩瘪可能造成的因素，还包括模具
各部分产生的温度差以及流动不平衡而造成。
因此在模具设计时，工艺筋应尽量放置在产品不可见表面，并且壁厚不宜
产生突变。合理设计浇口位置和浇口尺寸。特别应该注意镶快、滑块、顶
块的散热和冷却效果，保证这些部位与型芯温度的一致性。
同时，如果滑块、顶块在注塑压力的作用下如果发生浮动，也可能产生产
品局部的缩瘪现象。
三、对冷料的影响
模具使用Vai V e ga te后，由于冷流道内的气体的原因，使冷料现象产
生的可能性增加。因此在合理范围内，应尽量减小冷流道的长度，同时适
当扩大冷料井。
四、对气泡的影响
模具良好的排气性能是防止气泡产生的关键因素。排除工艺和原料的因
素，气泡主要来自于熔体流动的“死角”和型腔末端，或在流动过程产生
异常。同样,热流道中的“死角”和冷流道位置也有可能产生气泡。因此在
这些部位增加排气槽，可以减轻和避免气泡的产生。
五、对过饱和的影响
在流道平衡和设计合理的情况下，基本可以避免过饱和的产生。但是如果
采用多个点浇口形式或进料点直接放在产品的可见部位的模具时，
容易产生浇口附近的过饱和现象。这是在保压过程中形成的，由于壁厚不
均匀的因素存在，个部分所需的保压时间各不相同。在不使用V
a I V e Gate的前提下，造成局部点浇口的过饱和。
六、对浇口处理的建议
A.在满足产品尺寸和打足产品的前提下，浇口数量不宜过多。
B.进料尽量放置在产品不可见位置。
C.使用Val V e Gate技术时，冷流道不宜过长。
D.浇口位置设置必须考虑对熔结痕的影响。
E.对于门槛类的窄长形产品，应尽量考虑使用单浇口或使用
V a 1 v e Gateo
第四部分：产品设计的工艺性
一、材料
目前主要用于注塑的保险杠材料为 PP+EPD和 PC/PBT两大类。前者用于中低档车型的保险杠产品注塑上，P C/P BT用于高档轿车上。两者除了在价格上,PC/PBT的价格明显高于P P+EPDM。但是PC/P E T的强度、韧性以及外观同样也是P P+EPDM 所无法比拟的。同时，PC/PBT的产品对模具钢材和流道的要求也十分苛刻，使用PC/P B T的材料将严重影响模具的使用寿命。PP +E P DM在添加滑石粉增强的情况下，在考虑强度的同时应该考虑材料的流动性。在相同情况下，添加的滑石粉越多，流动性越差，不适合窄长形产品产品的成型。
二、分型线的位置考虑
目前,在V W的保险杠产品都采用内藏式的分型线设计。这种设计，使产品的可见表面上消除了分型线，保证了产品良好的外观。但是，对模具加工和设计的要求比较高。
三、装配元素
所有的装配孔位、装配筋等元素，都可能造成产品表面的缺陷，而且这些元素的尺寸越大，可能造成的缺陷越明显。因此，尽量在产品的重要表面不要设置这些装配元素，或者将这些装配元素，设置在壁厚发生变化的区域。这样可使产生的缺陷比较不明显。
四、零件的支承和定位
在使用PP+PD M的注塑零件的强度，是不足以保持产品的外形的。尤其对于细长形的产品，通常容易发生弯曲和变形。因此需要另外提供零件，以保证外形和支承。
同时，由于材料的收缩率受工艺条件和产品的形状的影响，会有所变化。而收缩率的微小变化，极有可能造成产品尺寸的变化，材料收缩率0. 5%的变化, 都可能造成产品在纵向长度上1 0mm的偏差。因此，在应该提供在产品的各段
产品的壁厚不宜产生突变，突变容易造成缩瘪以及熔体流动的波动。
重庆XXXXXXX学院毕业设计（论文） 课题名称：汽车塑料保险杠的制造工艺 专业班级： 学生姓名： 指导教师： 二O 年月
目录 一、前言 3 二、保险杆的简介 3 （一）保险杠的发展演变 3 （二）保险杠的结构组成 3 （三）保险杠的作用 5 三、常见的汽车保险杠材料 5 四、塑料保险杠喷涂工艺 6 （一）工艺流程 6 （二）保险杠喷涂工艺 6 （1）前处理 6 （2）水分烘干 6 （3）表面喷涂 6 五、塑料保险杠的主要作用及优点8 （一）可以控制制造成本8 （二）保险杠转型保护行8 （三）轻微碰撞的自我修复能力9 （四）塑料保险杠防腐蚀效果更好9 六、塑料保险杠的缺点10 七、总结10 八、致谢11
一、前言 随着汽车工业的和工程塑料在汽车工业的大量应用，汽车保险杠作为一种重要的安全装置也走向了革新的道路。目前汽车前后保险杠除了保持原有的保护功能外，还要追求与车体造型的和谐与统一，追求本身的轻量化。轿车的前后保险杠都是塑料制成的，人们称为塑料保险杠。 保险杠具有安全保护、装饰车辆以及改善车辆的空气动力学特性等作用。从安全上看，汽车发生低速碰撞事故时能起到缓冲作用，保护前后车体；在与行人发生事故时可以起到一定的保护行人的作用。从外观上看，具有装饰性，成为装饰轿车外型的重要部件；同时，汽车保险杠还有一定的空气动力学作用。 数据来源：中国海关 由上表格可以看出，汽车保险杠在汽车领域中，也是非常重要的一部分。是保障生命安全的一个基础，值得注意。 二、保险杆的简介 （一）保险杠的发展演变 许多年以前，汽车前后保险杠是以金属材料为主，用厚度为3毫米以上的钢板冲压成U形槽钢，表面处理镀铬，与车架纵梁铆接或焊接在一起，与车身有一段较大的间隙，好像是一件附加上去的部件看上去十分不美观。 随着汽车工业的发展和工程塑料在汽车工业的大量应用，汽车保险杠作为一种重要的安全装置也走向了革新的道路。目前汽车前后保险杠除了保持原有的保护功能外，还要追求与车体造型的和谐与统一，追求本身的轻量化。轿车的前后保险杠都是塑料制成的，人们称为塑料保险杠。 （二）保险杠的结构组成
注塑成型工艺流程图 一、注塑成型的基本原理： 注塑机利用塑胶加热到一定温度后,能熔融成液体的性质,把熔融液体用高压注射到密闭的模腔内,经过冷却定型,开模后顶出得到所需的塑体产品。 二、注塑成型的四大要素: 1.塑胶模具 2.注塑机 3.塑胶原料 4.成型条件 三、塑胶模具 大部份使用二板模、三板模，也有部份带滑块的行位模。 基本结构: 1.公模（下模）公模固定板、公模辅助板、顶针板、公模板。2.母模（上模) 母模板、母模固定板、进胶圈、定位圈。3.衡温系统冷却.稳（衡）定模具温度。 四、注塑机 主要由塑化、注射装置，合模装置和传动机构组成；电气带动电机，电机带动油泵，油泵产生油压，油压带动活塞，活塞带动机械，机械产生动作； 1、依注射方式可分为： 1.卧式注塑机 2.立式注塑机 3.角式注塑机 4.多色注塑机 2、依锁模方式可分为： 1.直压式注塑机 2.曲轴式注塑机 3.直压、曲轴复合式 3、依加料方式可分为：
1.柱塞式注塑机 2.单程螺杆注塑机 3.往复式螺杆注塑机4、注塑机四大系统： 1.射出系统 a.多段化、搅拌性及耐腐蚀性。 b.射速、射出、保压、背压、螺杆转速分段控制。 c.搅拌性、寿命长的螺杆装置。 d.料管互换性，自动清洗。 e.油泵之平衡、稳定性。 2.锁模系统 a.高速度、高钢性。 b.自动调模、换模装置。 c.自动润滑系统。 d.平衡、稳定性。 3.油压系统 a.全电子式回馈控制。 b.动作平顺、高稳定性、封闭性。 c.快速、节能性。 d.液压油冷却，自滤系统。 4.电控系统 a.多段化、具记忆、扩充性之微电脑控制。 b.闭环式电路、回路。 c.SSR(比例、积分、微分)温度控制。
各种常见塑料的成型工艺应用 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80~90℃下最少干燥2小时。材料温度应保证小于0.1%。熔化温度：210~280℃；建议温度：245℃。模具温度：25…70℃。（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。 PA12聚酰胺12或尼龙12 应用范围: 水量表和其他商业设备，电缆套，机械凸轮，滑动机构以及轴承等。注塑模工艺条件:干燥处理：加工之前应保证湿度在0.1%以下。如果材料是暴露在空气中储存，建议要在85℃热空气中干燥4~5小时。如果材料是在密闭容器中储存，那么经过3小时温度平衡即可直接使用。熔化温度：240~300℃；对于普通特性材料不要超过310℃，对于有阻燃特性材料不要超过270℃。模具温度：对于未增强型材料为30~40℃，对于薄壁或大面积元件为80~90℃，对于增强型材料为90~100℃。增加温度将增加材料的结晶度。精确地控制模具温度对PA12来说是很重要的。注射压力：最大可到1000bar（建议使用低保压压力和高熔化温度）。注射速度：高速（对于有玻璃添加剂的材料更好些）。流道和浇口: 对于未加添加剂的材料，由于材料粘性较低，流道直径应在30mm左右。对于增强型材料要求5~8mm 的大流道直径。流道形状应当全部为圆形。注入口应尽可能的短。可以使用多种形式的浇口。大型塑件不要使用小浇口，这是为了避免对塑件过高的压力或过大的收缩率。浇口厚度最好和塑件厚度相等。如果使用潜入式浇口，建议最小的直径为0.8mm。热流道模具很有效，但是要求温度控制很精确以防止材料在喷嘴处渗漏或凝固。如果使用热流道，浇口尺寸应当比冷流道要小一些。 PA6聚酰胺6或尼龙6 应用范围: 由于有很好的机械强度和刚度被广泛用于结构部件。由于有很好的耐磨损特性，还用于制造轴承。注塑模工艺条件:干燥处理：由于PA6很容易吸收水分，因此加工前的干燥特别要注意。如果材料是用防水材料包装供应的，则容器应保持密闭。如果湿度大于0.2%，建议在80℃以上的热空气中干燥16小时。如果材料已经在空气中暴露超过8小时，建议进行105℃，8小时以上的真空烘干。熔化温度：230~280℃，对于增强品种为250~280℃。模具温度：80~90℃。模具温度很显著地影响结晶度，而结晶度又影响着塑件的机械特性。对于结构部件来说结晶度很重要，因此建议模具温度为80~90℃。对于薄壁的，流程较长的塑件也建议施用较高的模具温度。增大模具温度可以提高塑件的强度和刚度，但却降低了韧
華僑大学 课程名称：增强增韧尼龙66汽车专用料姓名：彭儒 学号：0814122029 专业：08高分子二班 任课教师：钱浩
前言： 尼龙是结晶型塑料，品种颇多，已达到130多种，应用于注塑加工的有尼龙6、尼龙66、尼龙610、尼龙1010以及共聚性尼龙、超韧性尼龙、玻璃纤维增强尼龙、矿物增强尼龙等等。世界市场中，应用量最大的是尼龙66。 尼龙最早在1889年首先由Gabriel和Maass 两人合成制得，但系统的研究并最终实现工业化实在1929年，由美国杜邦公司的Carothers着手进行的。1931年Carothers申请了第一篇尼龙专利，1935年首先制得尼龙66，1939年实现工业化。尼龙66的应用领域一般在汽车、电子电器、化工设备、机械设备等方面。从最终用途看，汽车行业消耗的尼龙66占第一位，电子电器占第二位。大约有88%的尼龙66通过注射成型加工成各种制件，约12%的尼龙66则通过挤出、吹塑等成型加工成相应的制品。 由于尼龙66优良的耐热性、耐化学药品性、强度和加工方便等，因而在汽车工业得到了大量应用，目前几乎已能用于汽车的所有部位，如发动机部位，电器部位和车体部位。发动机部位包括进气系统和燃油系统，如发动机气缸盖罩、节气门、空气滤清器机器外壳，车用空气喇叭、车用空调软管、冷却风扇及其外壳、进水管、刹车油罐及灌盖，等等。车体部位零部件有：汽车挡泥板、后视镜架、保险杠、仪表盘、行李架、车门手柄、雨刷支架、安全带扣搭、车内各种装饰件等等。车内电器方面如电控门窗、连接器、保鲜盒、电缆扎线等。 工艺特点： ⑴吸水性尼龙66较易吸湿，如果长时间暴露在空气下，会吸收大气中的水分。吸水后会发生体积膨胀，影响制品的尺寸精度，如在注塑前吸收过量的水分时，其制作的外国外观和力学性质都会受损。
汽车保险杠注射工艺分析及注射模设计 发表时间：2019-01-16T10:04:59.573Z 来源：《电力设备》2018年第26期作者：崔鸽白音苏都 [导读] 摘要：随着经济的快速发展，人们生活水平得到提高，物质生活越来越好，汽车几乎成为了人们出行必备的交通工具。 （吉利汽车研究院（宁波）有限公司浙江宁波 315000） 摘要：随着经济的快速发展，人们生活水平得到提高，物质生活越来越好，汽车几乎成为了人们出行必备的交通工具。汽车后保险杠是汽车最重要的外观件之一，早期的汽车后保险杠采用金属制造，但现代的汽车后保险杠都采用塑料，由模具注射成型。塑料保险杠不但成本大大降低，缓冲性能好，比金属更具有弹性，更能吸收撞击力，而且可以自动回弹和自动修复。后保险杠外形尺寸大，结构复杂，外观要求很高，所以模具设计难度也非常高。 关键词：汽车保险杠；注射工艺；注射模设计 汽车保险杠的质量是汽车安全问题中重要的一环。汽车在发生轻微碰撞后，保险杠可以吸收碰撞能量，即使汽车发生严重碰撞，冲击力也会通过保险杠系统合理地分配给整个车身，避免造成过大的局部变形，从而保护乘客的安全，因此，汽车保险杠对于材料的要求十分严格。 1汽车保险杆的发展情况 1896年卡尔本茨发明了第一辆汽车(三轮汽车)，当时的汽车没有保险杠，只有一个安装喇叭和车灯用的金属横梁，后来为了达到美观的效果，增加了装饰用的前盖板，这就是最初的保险杆原型。随着交通事故的频繁发生，人们逐渐意识到保险杠对车辆及行人的保护作用，有人考虑在前盖板上增加保护功能，具体采用与前横梁留有一定间隙的保险杠盖板，后来进一步发展成在保险杠盖板与横梁之间增加能吸能缓冲的橡胶构件，这样做能够很大程度降低汽车对行人的冲击，这种结构最终演变成后来的金属保险杠总成。随后汽车保险杠又出现了由外板、缓冲材料和横梁三部分组成的保险杠结构。近些年随着各行各业技术的大力发展，新型的保险杠结构也不断涌现，如液压吸能式、带气腔式等。另外，出于保护行人的要求，现在国外也在研究安全气囊式保险杠。 2成型保险杠模具结构介绍 以普通整车车身作为参考，保险杠长1.5~2.5m，宽0.5~1m，纵深深度0.5~1m。假设某一保险杠外形尺寸为1720mm×940mm×540mm，按此塑件外形尺寸设计的注射模尺寸大概在2500mm×1200mm×2000mm。 对于保险杠，通常在两侧轮毂区域都有装配挡泥板用的翻边，此翻边倒扣量大，在注射模上需要设置斜顶块进行脱模。按常规的设计方法，由于保险杠呈U型，在斜顶块的前端会出现锐角，为了避免在注射模零件上出现锐角，会在斜顶块的前端设置一个直顶结构。直顶结构的作用既要能将塑件均匀地顶出，又要能避免斜顶块前端出现锐角。由于保险杠左右两端呈对称结构，可以把注射模中两侧斜顶块前端的直顶结构连接成一体，尽管保险杠造型千差万别，但其成型注射模的基本结构都是类似的大直顶块与大斜顶块形式。 3汽车保险杠注射模设计 3.1动模 动模型芯采用五片相拼，其中单数型芯共(三块)为固定型芯，固定在动模板上。双数型芯(两块)则为活动型芯，做成型和顶出用，通过推杆固定在推板上。每个活动型芯用三个推杆，推杆与动模板之间由于滑动连接增加了导套，回程时由定模在分型面上推动活动型芯使其复位。为使其复位对正另外两边亦增加了斜面，对单数型芯，利用键将其定位，防止其左右移动而卡住活动型芯，上下则由动模板的周边定位。 3.2侧模 侧模每个零件有两处，为局部侧孔，在模具的上下方向利用斜导柱进行侧抽，其中左件有一避让排汽管的内凹也需侧抽，故侧抽滑块比右件大。考虑安装和调试的方便性，将斜导柱装在锁紧块上再固定于定模板上，侧抽斜角16°、22°各一处。由于侧抽行程小，故其复位弹簧设计在模具内。 3.3塑件顶出 除成型型芯的顶出外每个塑件还加了五个推杆一并顶出 3.4模具冷却 由于塑件大且注射温度较高，需进行强制冷却。本模具在定模，动模固定型芯上都加设了水道，不仅如此，还在顶出型芯上加了冷却水道，水从一顶杆中进，在型芯内循环后从另一顶杆中出。 4模具制造 由于产品的三维曲面特征，故模具加工难度大，主要是模具加工面复杂，包括成型型面(三维)和分型型面(两维半)，模具尺寸大(1500mm×750mm)，尽管采用了5轴数控铣床，但有些零件在加工过程中还是需多次装夹。模具设计采用了二维和三维相结合的方式，在二维用AutoCAD软件，三维用UG软件，先将塑件产品设计的数模转入UG，在UG中进行动、定模、侧滑块的三维设计，其中一些分型面也借助了UG软件的相应功能将其找出，自动编程也是在UG中进行的。其模具加工过程如下: (1)模架制造，包括四周边的锁紧扣。 (2)定模加工，由UG软件编程加工，先加工型腔，后加工侧滑块斜楔安装处等。 (3)动模板加工，即加工动模型芯的安装沉池，侧滑块安装处等。 (4)动模型芯部分(除型面)加工，加工各动模型芯的周边斜面。 (5)将动模型芯装配入动模板，进行紧固(活动型芯需另加装备)后，加工动模型面和分型面，并与定模研配好后，加工出塑件壁厚 5mm。 (6)拆开动模型芯对8、9、11、12四型芯之未加工型面进行再加工。 (7)侧滑块的加工与研配，在加工过程中应尽量减少零件的安装次数，因为多次定位会降低模具精度。 5模具工作过程 模具开启时，动、定模分开，浇注系统凝料由拉料杆拉住，与塑件一起随动模移动，开模一段距离后，动模停止运动，注塑机顶杆推动推板，推板带动斜顶、推杆推出塑件，合模时推出机构在氮气弹簧和复位杆强制复位作用下复位。
1）注射过程动作选择： 一般注塑机既可手动操作，也可以半自动和全自动操作。 手动操作是在一个生产周期中，每一个动作都是由操作者转换操作按钮开关而实现的。一般在试机调模时才选用。 半自动操作时机器可以自动完成一个工作周期的动作，但每一个生产周期完毕后操作者必须拉开安全门，取下工件，再关上安全门，机器方可以继续下一个周期的生产。 全自动操作时注塑机在完成一个工作周期的动作后，可自动进入下一个工作周期。在正常的连续工作过程中无须停机进行控制和调整。但须注意，如需要全自动工作，则（1）中途不要打开安全门，否则全自动操作中断；（2）要及时加料；（3）若选用电眼感应，应注意不要遮闭了电眼。 正常生产时，一般选用半自动或全自动操作。操作开始时，应根据生产需要选择操作方式（手动、半自动或全自动），并相应转换手动、半自动或全自动开关。 当一个周期中各个动作未调整妥当之前，应先选择手动操作，确认每个动作正常之后，再选择半自动或全自动操作。 （2）预塑动作选择 根据预塑加料前后注座是否后退,即喷嘴是否离开模具,注塑机一般设有三种选择。（1）固定加料：预塑前和预塑后喷嘴都始终贴进模具，注座也不移动。（2）前加料：喷嘴顶着模具进行预塑加料，预塑完毕，注座后退，喷嘴离开模具。选择这种方式的目的是：预塑时利用模具注射孔抵助喷嘴，避免熔料在背压较高时从喷嘴流出，预塑后可以避免喷嘴和模具长时间接触而产生热量传递，影响它们各自温度的相对稳定。（3）后加料：注射完成后，注座后退，喷嘴离开模具然后预塑，预塑完再注座前进。该动作适用于加工成型温度特别窄的塑料，由于喷嘴与模具接触时间短，避免了热量的流失，也避免了熔料在喷嘴孔内的凝固。 注射结束、冷却计时器计时完毕同时，预塑动作开始。当螺杆退到预定的位置时（此位置由行程开关或电子尺确定，控制螺杆后退的距离，实现定量加料），预塑停止，螺杆停止转动。紧接着是射退（也叫抽胶）动作，射退即螺杆作微量的轴向后退，此动作可使聚集在喷嘴处的熔料的压力得以解除，克服由于机筒内外压力的不平衡而引起的“流涎”现象。 一般生产多采用固定加料方式以节省注座进退操作时间，加快生产周期。 （3）注射压力选择 注塑机的注射压力由比例调压阀进行调节，在调定压力的情况下，通过高压和低压油路的转换，控制前后期注射压力的高低。 普通中型以上的注塑机设置有三种压力选择，即高压、低压和先高压后低压。为了满足不同塑料要求有不同的注射压力，也可以采用更换不同直径的螺杆或柱塞的方法，则既满足了注射压力，又充分发挥了机器的生产能力。在大型注塑机中往往具有多段注射压力和多级注射速度控制功能，这样更能保证制品的质量和精度。 （4）注射速度的选择 注塑机的注射速度由比例流量阀进行调节，有时在液压系统中设有一个大流量油泵和一个小流量泵同时运行供油。当油路接通大流量时，注塑机实现快速开合模、快速注射、快速储料等，当液压油路只提供小流量时，注塑机各种动作就缓慢进行。 （5）顶出形式的选择 注塑机顶出形式有机械顶出和液压顶出二种，有的还配有气动顶出系统,顶出次数设有单次和多次二种。顶出动作可以是手动，也可以是自动。 顶出动作是由开模停止限位开关（或电子尺）来启动的。操作者可根据需要，通过调节顶出行程开关（或电子尺的刻度距离）来实现的。顶出的速度和压力亦可通过电脑中的数字量的设定来实现，顶针运动的前后距离由行程开关（或电子尺的设定位置）确定。
保险杠注塑工艺小结
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保险杠注塑工艺小结（提纲） 第一部分：概述 一、原材料 1.材料组成以及材料性能 保险杠等外饰零件主要采用的材料是PP +EP DM以及滑石粉的改性产品。 P P是一种结晶性，具有一定的收缩性，其收缩性受模具温度影响，提供保险杠产品一定的强度。EPDMI—种橡胶，可起到一定的吸收撞击能量的作用，与PP共混,改善材料的拉伸性能和弯曲性能。添加滑石粉使材料的强度增加,以达到一定的性能要求。同时在材料中还添加了其它助剂，起到改善材 料的反应机理和调整收缩率的作用。在注塑工程中部分助剂还可起到一定的交联作用，提高E PE M与P P之间的相互的结合，进一步提高产品的机械性能。 2.材料的干燥和成型条件 P P+EPDO勺吸水性较弱，干燥要求为8or-1 00r，干燥时间2 — 4小时。成型 的工艺范围较宽，通常的塑化温度为2 10C — 260r之间，注塑压力在 5 0— 1 00 Kgf /C m2左右。 3.材料对油漆和装配性能的影响 PP+ EPDI的油漆性能在很大程度上取决与材料本身的性质。由于PP本身 的极性很弱，因此主要的油漆结合力取决于 E P D M的分布情况，要求 E P DM均匀地分布在产品表面，保证各个表面的油漆结合力一致。工艺中,要求在流体的流动过程中形成适当的剪切力，通过PP和E P DM在流动速度上的差异，将EP D M 留在产品的外表面来达到油漆要求。但在实际的工艺控制中由于要求兼顾其它方面的产品质量，这方面比较容易被忽略。 P P+E P D M对于产品尺寸上的影响主要是由于材料的模具收缩率引起。 EPDM乍为橡胶体，在压力的作用下存在一定的可收缩性，因此在注塑压力的作用下，EP DM有一定的收缩，而开模后产品又存在一定的弹性释放。而P P作为结晶材料，在不同的温度下，结晶的速度不同，会造成收缩率存在变化。在油漆过程中，二次烘烤会引起PP的再结晶，因此对产品的尺寸而言,存在的变数比较多。 4.材料主要性能对产品质量的影响 熔融指数：熔融指数考察的是材料的流动性，熔融指数低，材料流动困难不但会造成产品的表面的诸多缺陷，还会形成局部的尺寸偏小等问题。而熔融指数过 高，流动性过好，会使一定的压力下，型腔内熔体的量对注塑和保压压力十分敏感，用于控制尺寸的工艺的稳定性变差。 材料收缩率：材料收缩率的偏差必然导致产品的尺寸不良。对于P P+EPDM 而言除了材料本身的性质外，收缩率还取决于产品形状、模具结构、注塑速度、压力和温度。通常材料供应商提供的材料收缩率是一个范围，如果是某个定值是指对于某个形状的产品而言，有较大工艺窗口的模具收缩率参考值。 EP D M的含量：由于EPDM勺流动性较差，会引起表面和尺寸上的缺陷。EPD M可被压缩，会造成局部的应力集中，过多的 EPDM含量会造成工艺上控制的困难。
塑件的注塑成型工艺过程主要包括填充——保压——冷却——脱模等4个阶段，这4个阶段直接决定着制品的成型质量，而且这4个阶段是一个完整的连续过程。（莱普乐注塑机节能改造网提供） 1、填充阶段 填充是整个注塑循环过程中的第一步，时间从模具闭合开始注塑算起，到模具型腔填充到大约95%为止。理论上，填充时间越短，成型效率越高，但是实际中，成型时间或者注塑速度要受到很多条件的制约。 高速填充。高速填充时剪切率较高，塑料由于剪切变稀的作用而存在粘度下降的情形，使整体流动阻力降低；局部的粘滞加热影响也会使固化层厚度变薄。因此在流动控制阶段，填充行为往往取决于待填充的体积大小。即在流动控制阶段，由于高速填充，熔体的剪切变稀效果往往很大，而薄壁的冷却作用并不明显，于是速率的效用占了上风。 低速填充。热传导控制低速填充时，剪切率较低，局部粘度较高，流动阻力较大。由于热塑料补充速率较慢，流动较为缓慢，使热传导效应较为明显，热量迅速为冷模壁带走。加上较少量的粘滞加热现象，固化层厚度较厚，又进一步增加壁部较薄处的流动阻力。 由于喷泉流动的原因，在流动波前面的塑料高分子链排向几乎平行流动波前。因此两股塑料熔胶在交汇时，接触面的高分子链互相平行；加上两股熔胶性质各异（在模腔中滞留时间不同，温度、压力也不同），造成熔胶交汇区域在微观上结构强度较差。在光线下将零件摆放适当的角度用肉眼观察，可以发现有明显的接合线产生，这就是熔接痕的形成机理。熔接痕不仅影响塑件外观，同时由于微观结构的松散，易造成应力集中，从而使得该部分的强度降低而发生断裂。 一般而言，在高温区产生熔接的熔接痕强度较佳，因为高温情形下，高分子链活动性较佳，可以互相穿透缠绕，此外高温度区域两股熔体的温度较为接近，熔体的热性质几乎相同，增加了熔接区域的强度；反之在低温区域，熔接强度较差。 2、保压阶段 保压阶段的作用是持续施加压力，压实熔体，增加塑料密度（增密），以补偿塑料的收缩行为。在保压过程中，由于模腔中已经填满塑料，背压较高。在保压压实过程中，注塑机螺杆仅能慢慢地向前作微小移动，塑料的流动速度也较为缓慢，这时的流动称作保压流动。由于在保压阶段，塑料受模壁冷却固化加快，熔体粘度增加也很快，因此模具型腔内的阻力很大。在保压的后期，材料密度持续增大，塑件也逐渐成型，保压阶段要一直持续到浇口固化封口为止，此时保压阶段的模腔压力达到最高值。 在保压阶段，由于压力相当高，塑料呈现部分可压缩特性。在压力较高区域，塑料较
浅谈保险杠车间规划 本文以汽车外饰件为例，从工艺平面布置、厂房设计要点以及物流设计思路等方面对注塑车间的规划方案进行阐述，可以给保险杠新工厂的策划提供借鉴和帮助。 标签：工艺流程；设备选型；厂房高度；节能 随着汽车轻量化，塑料件在汽车上的应用越来越多，作为塑料件主要的成型工艺注塑则相应而生，越来越多的注塑工厂投建，节能、环保作为最热门的话题，在工厂投建初期即考虑节能、环保等因素，本文对保险杠新工厂投建提供一些帮助和建议。 1 概述 保险杠生产工艺流程：上料→注塑→喷涂→打孔→装配→ 检验→入库。保险杠生产工艺相对比较复杂，因此车间规划要综合考虑投资、后期运营等因素，选取适合的模式。 2 注塑车间规划 注塑车间规划需要考虑的因素：行车、注塑机地基、换模方式、厂房高度、公用管路（水、电、压缩空气）。 起重机的选型取决于模具的重量，不能低于模具重量，汽车保险杠模具一般重量35-40T，因此选择起重机的型号最好为50T，考虑模具的维修和拆卸、车间物流周转便利性一般选择双钩双梁桥式起重机，推荐汽车保险杠车间选择50/20T 桥式起重机，如果保险杠模具超重则需要考虑75T级别的起重机。起重机品牌建议选择国际合资品牌，质量保障能力强，故障率低，同时设备本身尺寸较小，有利于厂房高度的降低（国产50T双梁桥式起重机安装空间必须保证3m及以上，而国际合资品牌则需要2.5-3m即可）。 注塑机的选择根据公司资金情况进行选择，推荐国外品牌：KM（克劳斯玛菲）、engel（恩格尔）、UBE（宇部）、东芝等，国内品牌：海天、东华等。国外品牌注塑机精度、干周期以及设备故障率方面均有优势，而国产机则性价比较高。推荐选择占地较小的两板机，选型时推荐大小配，射台选择较标准配置小1级。设备长度尺寸基本在15-18m。可以减少厂房的跨度，推荐厂房跨度24m或27m，同时降低起重机的投资。 采用换模台车换模的车间起重机轨顶高度设计8m即可满足要求，桥式起重机换模的轨顶高度设计10.5m（将换模台车高度变为注塑机高度即可）。天车轨顶标高至屋架下弦的高度决定于桥式起重机的品牌选择。屋架下弦高度时设计高度在9.5-11.5m即可（如图1）。
注塑模具精加工工艺流程 一幅模具是由众多的零件组配而成，零件的质量直接影响着模具的质量，而零件的最终质量又是由精加工来完成保证的，因此说控制好精加工关系重大。在国内大多数的模具制造企业，精加工阶段采用的方法一般是磨削，电加工及钳工处理。在这个阶段要控制好零件变形，内应力，形状公差及尺寸精度等许多技术参数，在具体的生产实践中，操作困难较多，但仍有许多行之有效的经验方法值得借鉴。 模具零件的加工，根据零件的外观形状不同，大致可把零件分三类：板类、异形零件及轴类，其共同的工艺过程大致为：粗加工——热处理(淬火、调质)——精磨——电加工——钳工(表面处理)——组配加工。 1. 零件热处理 零件的热处理工序，在使零件获得要求的硬度的同时，还需对内应力进行控制，保证零件加工时尺寸的稳定性，不同的材质分别有不同的处理方式。随着近年来模具工业的发展，使用的材料种类增多了，除了Cr12、40Cr、Cr12MoV、硬质合金外，对一些工作强度大，受力苛刻的凸、凹模，可选用新材料粉末合金钢，如V10、ASP23等，此类材质具有较高的热稳定性和良好的组织状态。 针对以Cr12MoV为材质的零件，在粗加工后进行淬火处理，淬火后工件存在很大的存留应力，容易导致精加工或工作中开裂，零件淬火后应趁热回火，消除淬火应力。淬火温度控制在900-1020℃，然后冷却至200-220℃出炉空冷，随后迅速回炉220℃回火，这种方法称为一次硬化工艺，可以获得较高的强度及耐磨性，对于以磨损为主要失效形式的模具效果较好。生产中遇到一些拐角较多、形状复杂的工件，回火还不足以消除淬火应力，精加工前还需进行去应力退火或多次时效处理，充分释放应力。
创作编号： GB8878185555334563BT9125XW 创作者：凤呜大王* 注塑成型工艺流程及工艺参数 塑件的注塑成型工艺过程主要包括填充——保压——冷却——脱模等4个阶段，这4个阶段直接决定着制品的成型质量，而且这4个阶段是一个完整的连续过程。 1、填充阶段 填充是整个注塑循环过程中的第一步，时间从模具闭合开始注塑算起，到模具型腔填充到大约95%为止。理论上，填充时间越短，成型效率越高，但是实际中，成型时间或者注塑速度要受到很多条件的制约。 高速填充。如图1-2所示，高速填充时剪切率较高，塑料由于剪切变稀的作用而存在粘度下降的情形，使整体流动阻力降低；局部的粘滞加热影响也会使固化层厚度变薄。因此在流动控制阶段，填充行为往往取决于待填充的体积大小。即在流动控制阶段，由于高速填充，熔体的剪切变稀效果往往很大，而薄壁的冷却作用并不明显，于是速率的效用占了上风。λ 低速填充。如图1-3所示，热传导控制低速填充时，剪切率较低，局部粘度较高，流动阻力较大。由于热塑料补充速率较慢，流动较为缓慢，使热传导效应较为明显，热量迅速为冷模壁带走。加上较少量的粘滞加热现象，固化层厚度较厚，又进一步增加壁部较薄处的流动阻力。λ 由于喷泉流动的原因，在流动波前面的塑料高分子链排向几乎平行流动波前。因此两股塑料熔胶在交汇时，接触面的高分子链互相平行；加上两股熔胶性质各异（在模腔中滞留时间不同，温度、压力也不同），造成熔胶交汇区域在微观上结构强度较差。在光线下将零件摆放适当的角度用肉眼观察，可以发现有明显的接合线产生，这就是熔接痕的形成机理。熔接痕不仅影响塑件外观，同时由于微观结构的松散，易造成应力集中，从而使得该部分的强度降低而发生断裂。 一般而言，在高温区产生熔接的熔接痕强度较佳，因为高温情形下，高分子链活动性较佳，可以互相穿透缠绕，此外高温度区域两股熔体的温度较为接近，熔体的热性质几乎相同，增加了熔接区域的强度；反之在低温区域，熔接强度较差。 2、保压阶段 保压阶段的作用是持续施加压力，压实熔体，增加塑料密度（增密），以补偿塑料的收缩行为。在保压过程中，由于模腔中已经填满塑料，背压较高。在保压压实过程中，注塑机螺杆仅能慢慢地向前作微小移动，塑料的流动速度也较为缓慢，这时的流动称作保压流动。由于在保压阶段，塑料受模壁冷却固化加快，熔体粘度增加也很快，因此模具型腔内的阻力很大。在保压的后期，材料密度持续增大，塑件也逐渐成
保险杠注塑工艺小结（提纲） 第一部分：概述 一、原材料 1．材料组成以及材料性能 保险杠等外饰零件主要采用的材料是PP＋EPDM以及滑石粉的改性产品。PP是一种结晶性，具有一定的收缩性，其收缩性受模具温度影响，提供保险杠产品一定的强度。EPDM是一种橡胶，可起到一定的吸收撞击能量的作用，与PP共混，改善材料的拉伸性能和弯曲性能。添加滑石粉使材料的强度增加，以达到一定的性能要求。同时在材料中还添加了其它助剂，起到改善材料的反应机理和调整收缩率的作用。在注塑工程中部分助剂还可起到一定的交联作用，提高EPDM 与PP之间的相互的结合，进一步提高产品的机械性能。 2．材料的干燥和成型条件 PP＋EPDM的吸水性较弱，干燥要求为80℃－100℃，干燥时间2－4小时。成型的工艺范围较宽，通常的塑化温度为210℃－260℃之间，注塑压力在50－100Kgf/cm2左右。 3．材料对油漆和装配性能的影响 PP＋EPDM的油漆性能在很大程度上取决与材料本身的性质。由于PP本身的极性很弱，因此主要的油漆结合力取决于EPDM的分布情况，要求EPDM均匀地分布在产品表面，保证各个表面的油漆结合力一致。工艺中，要求在流体的流动过程中形成适当的剪切力，通过PP和EPDM在流动速度上的差异，将EPDM 留在产品的外表面来达到油漆要求。但在实际的工艺控制中由于要求兼顾其它方面的产品质量，这方面比较容易被忽略。 PP＋EPDM对于产品尺寸上的影响主要是由于材料的模具收缩率引起。EPDM 作为橡胶体，在压力的作用下存在一定的可收缩性，因此在注塑压力的作用下，EPDM有一定的收缩，而开模后产品又存在一定的弹性释放。而PP作为结晶材料，在不同的温度下，结晶的速度不同，会造成收缩率存在变化。在油漆过程中，二次烘烤会引起PP的再结晶，因此对产品的尺寸而言，存在的变数比较多。 4．材料主要性能对产品质量的影响 熔融指数：熔融指数考察的是材料的流动性，熔融指数低，材料流动困难不但会造成产品的表面的诸多缺陷，还会形成局部的尺寸偏小等问题。而熔融指数过高，流动性过好，会使一定的压力下，型腔内熔体的量对注塑和保压压力十分敏感，用于控制尺寸的工艺的稳定性变差。 材料收缩率：材料收缩率的偏差必然导致产品的尺寸不良。对于PP＋EPDM而言除了材料本身的性质外，收缩率还取决于产品形状、模具结构、注塑速度、压
注塑成型工艺流程及工艺参数 塑件的注塑成型工艺过程主要包括填充——保压——冷却——脱模等4个阶段，这4个阶段直接决定着制品的成型质量，而且这4个阶段是一个完整的连续过程。 1、填充阶段 填充是整个注塑循环过程中的第一步，时间从模具闭合开始注塑算起，到模具型腔填充到大约95%为止。理论上，填充时间越短，成型效率越高，但是实际中，成型时间或者注塑速度要受到很多条件的制约。 高速填充。如图1-2所示，高速填充时剪切率较高，塑料由于剪切变稀的作用而存在粘度下降的情形，使整体流动阻力降低；局部的粘滞加热影响也会使固化层厚度变薄。因此在流动控制阶段，填充行为往往取决于待填充的体积大小。即在流动控制阶段，由于高速填充，熔体的剪切变稀效果往往很大，而薄壁的冷却作用并不明显，于是速率的效用占了上风。λ 低速填充。如图1-3所示，热传导控制低速填充时，剪切率较低，局部粘度较高，流动阻力较大。由于热塑料补充速率较慢，流动较为缓慢，使热传导效应较为明显，热量迅速为冷模壁带走。加上较少量的粘滞加热现象，固化层厚度较厚，又进一步增加壁部较薄处的流动阻力。λ 由于喷泉流动的原因，在流动波前面的塑料高分子链排向几乎平行流动波前。因此两股塑料熔胶在交汇时，接触面的高分子链互相平行；加上两股熔胶性质各异（在模腔中滞留时间不同，温度、压力也不同），造成熔胶交汇区域在微观上结构强度较差。在光线下将零件摆放适当的角度用肉眼观察，可以发现有明显的接合线产生，这就是熔接痕的形成机理。熔接痕不仅影响塑件外观，同时由于微观结构的松散，易造成应力集中，从而使得该部分的强度降低而发生断裂。 一般而言，在高温区产生熔接的熔接痕强度较佳，因为高温情形下，高分子链活动性较佳，可以互相穿透缠绕，此外高温度区域两股熔体的温度较为接近，熔体的热性质几乎相同，增加了熔接区域的强度；反之在低温区域，熔接强度较差。 2、保压阶段 保压阶段的作用是持续施加压力，压实熔体，增加塑料密度（增密），以补偿塑料的收缩行为。在保压过程中，由于模腔中已经填满塑料，背压较高。在保压压实过程中，注塑机螺杆仅能慢慢地向前作微小移动，塑料的流动速度也较为缓慢，这时的流动称作保压流动。由于在保压阶段，塑料受模壁冷却固化加快，熔体粘度增加也很快，因此模具型腔内的阻力很大。在保压的后期，材料密度持续增大，塑件也逐渐成型，保压阶段要一直持续到浇口固化封口为止，此时保压阶段的模腔压力达到最高值。 在保压阶段，由于压力相当高，塑料呈现部分可压缩特性。在压力较高区域，塑料较为密实，密度较高；在压力较低区域，塑料较为疏松，密度较低，因此造成密度分布随位置及时间发生变化。保压过程中塑料流速极低，流动不再起主导作用；压力为影响保压过程的主要因素。保压过程中塑料已经充满模腔，此时逐渐固化的熔体作为传递压力的介质。模腔中的压力借助塑料传递至模壁表面，有撑开模具的趋势，因此需要适当的锁模力进行锁模。涨模力在正常情形下会微微将模具撑开，对于模具的排气具有帮助作用；但若涨模力过大，易造成成型品毛边、溢料，甚至撑开模具。因此在选择注塑机时，应选择具有足够大锁模力的注塑机，以防止涨模现象并能有效进行保压。 3．冷却阶段 在注塑成型模具中，冷却系统的设计非常重要。这是因为成型塑料制品只有冷却固化到一定刚性，脱模后才能避免塑料制品因受到外力而产生变形。由于冷却时间占整个成型周期约70%～80%，因此设计良好的冷却系统可以大幅缩短成型时间，提高注塑生产率，降低成本。设计不当的冷却系统会使成型时间拉长，增加成本；冷却不均匀更会进一步造成塑料制品的翘曲变形。 根据实验，由熔体进入模具的热量大体分两部分散发，一部分有5%经辐射、对流传递到大气中，其余95%从熔体传导到模具。塑料制品在模具中由于冷却水管的作用，热量由模腔中的塑料通过热传导经模架传至冷却水管，再通过热对流被冷却液带走。少数未被冷却水带走的热量则继续在模具中传导，至接触外
保险杠注塑工艺小结 一、原材料 1．材料组成以及材料性能 保险杠等外饰零件要紧采纳的材料是PP＋EPDM以及滑石粉的改性产品。PP是一种结晶性，具有一定的收缩性，其收缩性受模具温度阻碍，提供保险杠产品一定的强度。EPDM是一种橡胶，可起到一定的吸取撞击能量的作用，与PP共混，改善材料的拉伸性能和弯曲性能。添加滑石粉使材料的强度增加，以达到一定的性能要求。同时在材料中还添加了其它助剂，起到改善材料的反应机理和调整收缩率的作用。在注塑工程中部分助剂还可起到一定的交联作用，提高EPDM与PP之间的相互的结合，进一步提高产品的机械性能。 2．材料的干燥和成型条件 PP＋EPDM的吸水性较弱，干燥要求为80℃－100℃，干燥时刻2－4小时。成型的工艺范畴较宽，通常的塑化温度为210℃－260℃之间，注塑压力在50－100Kgf/cm2左右。 3．材料对油漆和装配性能的阻碍 PP＋EPDM的油漆性能在专门大程度上取决与材料本身的性质。由于PP本身的极性专门弱，因此要紧的油漆结合力取决于EPDM的分布情形，要求EPDM平均地分布在产品表面，保证各个表面的油漆结合力一致。工艺中，要求在流体的流淌过程中形成适当的剪切力，通过PP和EPDM在流淌速度上的差异，将EPDM留在产品的外表面来达到油漆要求。但在实际的工艺操纵中由于要求兼顾其它方面的产品质量，这方面比较容易被忽略。 PP＋EPDM关于产品尺寸上的阻碍要紧是由于材料的模具收缩率引起。EPDM 作为橡胶体，在压力的作用下存在一定的可收缩性，因此在注塑压力的作用下，EPDM有一定的收缩，而开模后产品又存在一定的弹性开释。而PP 作为结晶材料，在不同的温度下，结晶的速度不同，会造成收缩率存在变化。在油漆过程中，二次烘烤会引起PP的再结晶，因此对产品的尺寸而言，存在的变数比较多。 4．材料要紧性能对产品质量的阻碍 熔融指数：熔融指数考察的是材料的流淌性，熔融指数低，材料流淌困难不但会造成产品的表面的诸多缺陷，还会形成局部的尺寸偏小等咨询题。而熔融指数过高，流淌性过好，会使一定的压力下，型腔内熔体的量对注塑和保压压力十分敏锐，用于操纵尺寸的工艺的稳固性变差。 材料收缩率：材料收缩率的偏差必定导致产品的尺寸不良。关于PP＋EPDM 而言除了材料本身的性质外，收缩率还取决于产品形状、模具结构、注塑速度、压力和温度。通常材料供应商提供的材料收缩率是一个范畴，假如是某个定值是指关于某个形状的产品而言，有较大工艺窗口的模具收缩率参考值。 EPDM的含量：由于EPDM的流淌性较差，会引起表面和尺寸上的缺陷。EPDM可被压缩，会造成局部的应力集中，过多的EPDM含量会造成工艺上操纵的困难。 滑石粉含量：滑石粉同样会起到降低流淌性的作用，要紧会对产品表面造成不利阻碍，同时假如滑石粉假如共混不平均，还会对降低产品的油漆性能。
、手机外壳的主要生产流程、关键控制点、异常处理方案1、手机外壳的生产制造流程图 外壳的注塑成型工艺中，主要有以下主要几大步骤：原料的烘烤-拌色-注塑-修剪、自检-FQC检验-包装-入库等。其中注塑成型过程的控制是关键节点。其流程见下图： 手机塑胶壳经过注塑成型检验合格后、根据客户的需要来决定是否要进行二次工艺（如：常见的喷涂、电镀）等涂装工艺以满足客户对外面的定义需要。而喷涂过程主要有调漆-搅拌-过滤-上治具-清洁-喷涂-下治具-丝印-烘烤-全检-包装等。其中调漆、清洁工序和喷涂是整个涂装过程的关键工序。
其流程见下图： 、手机壳外壳注塑过程关键控制点：2．
:、外壳注塑成型常见缺陷解除方案
3． 4、手机外壳（喷涂件）常规可靠性测试项： 下面是手机外壳（喷涂工艺）最常规的可靠性测试项目。具体根据各手机品牌的可靠性测试规范与特殊要求而定。因为每个品牌厂家的器件测试与整机测试的标准有别，这里不能一一赘述。
因为手机外壳的工厂实在太多，限于篇幅原因不在这里详细的说明了。有很多的工厂生产能力与规模还是可观的，缺乏有效的、整套的产品质量管理的制度与机制。产品质量的波动很大、不是很可靠。这也是需要有理想的厂商需要快速提升与重视的环节。需要重视质量、才能提升企业的管理能力、运营能力与品牌的价值。． 四：选择手机外壳合作供应商的一些建议 对集成商、品牌厂商来说。目前的国内厂家对注塑成型及二次处理工艺技术在绝大多数性能上是能实现的。目前最主要是如何确保每批壳料之间的变化最小。所以我们经常看到这批壳体没问题、下次来料又是尺寸超标、颜色不对、可靠性测试不过等等问题的发生。其实这些现象的背后就是反应出这家工厂的制程管控的能力水平。有的注塑工厂经常开始生产时管控很严、把不良品在批量供货时偷偷的放进去；有时候把报废的次料添加在原料了，尤甚者直接把次料抽粒后直接当原
改性PP轿车保险杠注塑工艺分析与过程控制* 郭幼丹 （集美大学，厦门361021） 摘要应用改性聚丙烯（PP）生产轿车保险杠，通过分组实验，分别对改性PP的材料自身条件、温度、注塑压力、注射速率等工艺参数进行分析，得出最佳的工艺方案和工艺参数，为生产高质量塑料保险杠提供帮助。 关键词改性聚丙烯保险杠工艺控制分析性能 汽车保险杠是司乘人员生命的保障，传统的汽 车保险杠是以金属材料为主，其安全防护功能和质 量都受到一定的限制，采用改性聚丙烯（PP）作为轿 车保险杠的材料，具有熔体流动性能好、注塑质量 高、力学性能好、尺寸稳定性好、耐热等级高等优点， 特别是具有更好的强度、刚性和装饰性，对提高汽车 性能、质量、保障汽车使用安全和车身轻量化等都有 着积极的意义［1］。采用热流道技术生产轿车塑料 保险杠，产品变形小、内部结构均匀、一致性好、表面 质量高，强度、刚度和抗冲击性能大大提高，较好地 改善轿车塑料保险杠的表面质量和力学性能，从而 较好地保证了轿车塑料保险杠的质量［2］。但由于 改性PP性能的多变性和热流道注塑技术的复杂 性，带来注塑过程工艺参数控制的不确定性，对塑料 保险杠的生产和质量带来一定的影响［3］，因此，对 轿车塑料保险杠生产过程中的工艺过程和主要工艺 参数进行分析，得出最佳的工艺方案和工艺参数，实 现过程控制，是生产改性PP轿车保险杠的关键。 1试验方案设计 1．1试验方案 通过分组实验，分别对改性PP的材料自身条 件、温度、注塑压力、注射速率等工艺参数进行分析， 提出合理的工艺方案和工艺参数，为生产高质量塑 料保险杠提供帮助。 1．2试验用原料及设备 改性PP：用乙烯－辛烯塑料（POE）改性。 模具：应用并行工程技术自行研制的热流道注 射模。 设备：XS－ZY－4000型注塑机，主要参数见表 1。 表1实验用注塑机主要参数 额定注射量/cm3注塑压力/ MPa 最大成型面 积/cm2 锁模力/ kN 最大开合模 行程/mm 400010638001000011001．3改性PP基本性能 本研究采用的改性PP的拉伸强度可达20 MPa，断裂伸长率为500%，弯曲强度为19MPa，室温下缺口冲击强度大于750J/m，－40?时缺口冲击强度大于350J/m，热变形温度大于105?，稳定性在氙灯人工加速老化实验中大于3000h，颜色、成型收缩率、熔体流动速率（MFR）等可根据用户要求在很宽的范围内进行调整。生产的产品具有变形小、尺寸稳定性好、冲击性能好等特点。 2主要参数分析与控制 2．1改性塑料黏度的影响与控制 改性PP自身条件的影响主要体现在黏度、MFR等方面。注塑过程中改性PP自身特性的变化、外界温度、预热时间、注塑压力、注射速率等条件的变化都可使黏度和MFR发生变化。一般情况下，黏度越小，熔体粘性越差，流动性越好，成型越容易，但黏度太小，注塑中容易产生飞边等缺陷。试验得出，用于生产塑料保险杠的改性PP，其黏度在2．0 3．0Pa·s，MFR可在2．0 40g/10min。 （1）分子量与添加剂对黏度的影响 改性PP的分子量越大，分子量分布越窄，黏度越大，流动性能越差。低分子添加剂可以降低大分子之间的作用力，使黏度减小，提高流动性能，易于注射成型［4］。 （2）预热对黏度的影响 预热时间和温度对改性PP的黏度影响很大。随着预热时间的延长，改性PP的熔体温度升高，黏度降低。试验表明，不同配方的改性PP熔体黏度随预热时间和温度变化而改变的幅度有所不同，但变化规律大致一致。随着预热时间的延长改性PP *福建省教育厅科技项目（JB08178）、厦门市自然科技基金项目（3502Z20083022） 收稿日期：2010-12-20 93 郭幼丹：改性PP轿车保险杠注塑工艺分析与过程控制