刘斌——基于模腔压力曲线的注塑成型试验研究-华侨大学学报自然.DOC

基于模腔压力曲线的注塑成型实验研究 谢北萍，刘斌 (华侨大学 机电及自动化学院，福建 厦门 361021) 摘要：注塑成型过程中的模腔压力曲线可反映出塑料制品的最终质量。借助模腔压力传感器测量模腔压力，得到模腔压力曲线。通过改变保压条件，得到不同模腔压力曲线和塑料制品，并研究模腔压力曲线与制品残余应力的关系。在此基础上，研究了注射压力和保压压力等两个工艺参数对模腔压力曲线形状的影响规律。 关键词：注塑成型，压力传感器，模腔压力曲线，注塑工艺参数 中图分类号：TQ320.662 模腔压力反映了塑料在注塑过程中作用于模腔内壁的压力场分布[1]。注塑成型过程的模腔压力曲线反映了塑料熔体在模腔内的变化情况。模腔压力曲线的形态与注塑工艺参数具有密切的联系[2]。 残余应力是导致注塑制品翘曲变形的主要原因应力的存在会严重 1 模腔压力曲线 完整周期的模腔压力曲线直观反映出过程中塑料熔体在的变化情况，注塑工艺参数的，与塑料制品最终质量有密切联系。的模腔压力如图 图1 模腔压力曲线典型图 图，周期模腔压力曲线可若干个重要阶段的曲线形态都直观反映出对应时间段的注塑成型特点。的具体含义如下 1）特征点~2。塑料熔体接触到，传感器开始测量到数据 2）特征点~3。该阶段为阶段，模腔压力不断。 ~4。该阶段为保压阶段，模腔压力增速最大，并得到最大值 4）特征点4~5。该阶段为凝固阶段点浇口凝固点。 5特征点~6。浇口凝固后，的熔体继续凝固，模腔压力值下降，最终回归为0bar。上述各阶段的特点，实际生产中，根据的模腔压力曲线地对进行调整，从而塑料制品的质量。2 实验方案 2.1实验设备 本文主要通过模腔压力传感器测量得到注塑成型过程中的模腔压力曲线，并将所得到的曲线进行保存。所需的实验设备主要有： 注塑模：一模四腔的哈夫模； 注塑机：卧式注塑成型机； 传感器：瑞士奇石乐公司6190CA型模腔压力温度传感器； 数据采集系统：瑞士奇石乐公司2269型Como Injection模腔压力温度数据采集系统。 2.2传感器的安装 研究内容需要分别在如图的位置，即模具流道处边上模腔处中间模腔处安装模腔压力传感器。，边上模腔处的模腔压力传感器安装位置和中间模腔处的模腔压力传感器安装位置处于对称状态。 图2 模腔压力传感器安装位置2.3实验材料 本实验用的材料为ABS，根据实际的试模情况来确定基本工艺参数组合，具体如表1所示。 表1 工艺参数表 工艺参数 熔体温度 注射压力 保压压力 保压时间 参数值 210 95 35 2.0 2.4模腔压力曲线的获取 ①在正式实验开始之前，先注射50模，等注塑机工作稳定之后在进行正式的实验。 ②将工艺参数调整为表1中的参数，即熔体温度为210℃，注射压力为95bar，保压压力为35bar和注射时间为2.0。先注射10模，等注塑机工作稳定后，注射1模，并保存相应的模腔压力曲线，作为后续实验之用。 ③改变步骤2中的保压条件，即将保压时间改为0s，保压压力改为bar。先注射10模，等注塑机工作稳定后，注射1模，并保存相应的模腔压力曲线，作为后续实验之用。 3 模具不同部位模腔压力曲线 由于分析软件的算法缺陷，技术得到的分析的精度相对较低，只能作为实际生产的参考例如对对称模腔进行分析，得到的结果总是的。则能够直接、精确反映出在的实际情况实验的模腔压力研究。模腔压力曲线主要测量了模具中的和两个对称模腔的模腔压力因此得到了三不同模腔压力曲线具体如图2所示分别是中间的模腔压力曲线、边上模腔处的模腔压力曲线和模具流道的模腔压力曲线。 图2 不同部位的模腔压力曲线图 2可知，不同部位的有很大的不同。模腔压力曲线的特其他文献分析方法，不同模腔压力进行比较和分析。 处。可知，最早测量到压力，并迅速达到最大值随后模腔压力继续减小，并逐渐回归到于两个模腔压力曲线，模腔压力曲线呈现出迅速上升和的特点且最大值最大。这说明喷嘴到的压力降比较小，而且，中的迅速凝固。 2。图模腔压力曲线可知，虽然两个模腔完全对称。但是对应的模腔压力曲线并不一致。的模腔压力，说明经过后，同时到达传感器。但是没有达到同样的最大值。产生这种可能是由于模腔的温度不同原因引起。阶段，模腔压力曲线并没有回归到的塑料制品残余应力。 模具中的部位的模腔压力曲线，的看出塑料熔体部位的变化情况。，展示出对称模腔处的模腔压力曲线的不同之处。模拟分析软件，能够得到的信息。4 模腔压力曲线与制品残余应力的关系研究 4.1不同工艺参数下的模腔压力步骤一起，3所示。有保压的情况下，阶段，内存在较大的压力而在保压的情况下，阶段中，虽然仍存在的，保压，已经大幅下降。 3 不同保压条件下的模腔压力4.2制品残余应力的测量 为了进一步研究应力与模腔压力曲线的关系冰醋酸产品进行应力的分析测试。的方法如