碳墨頂針技術(shù)在塑料模具開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用

【摘要】傳統(tǒng)的模具頂針由于塑料模具在使用中加熱膨脹，而模仁孔和頂針由于膨脹產(chǎn)生尺寸差異從而產(chǎn)生摩擦，從而導(dǎo)致產(chǎn)品出現(xiàn)毛頭和模仁磨損，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使頂針變形。本文介紹了針對(duì)這一問(wèn)題的發(fā)送過(guò)程，提出解決問(wèn)題的方法，通過(guò)比較指出引入碳墨頂針技術(shù)是解決問(wèn)題的一條比較理想的出路。

【關(guān)鍵詞】精密組件；碳墨頂針；模仁；塑料模；毛頭

在精密組件連接器制造行業(yè)中，使用塑料模具制造產(chǎn)品歷來(lái)都是利用頂針把制品頂出模具而令產(chǎn)品能夠順利脫模的。這樣，在生產(chǎn)過(guò)程中，由于頂針與頂針孔之間長(zhǎng)期不斷地來(lái)回摩擦，同時(shí)又由于模仁孔和頂針由于加熱膨脹產(chǎn)生尺寸差異從而更加劇頂針和頂針孔模仁磨損，從而縮短模仁壽命、產(chǎn)品產(chǎn)生毛頭進(jìn)而增加生產(chǎn)成本。那有沒(méi)有好的方法來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題呢？下面將介紹一項(xiàng)較新技術(shù)——碳墨頂針技術(shù)，介紹一下如何在塑料模具開(kāi)發(fā)過(guò)程中，應(yīng)用碳墨頂針技術(shù)來(lái)對(duì)精密組件塑料產(chǎn)品存在的頂針毛頭問(wèn)題進(jìn)行研究。

一、題目選定

在使用塑料模具生產(chǎn)的產(chǎn)品中，頂針毛頭是一個(gè)普遍存在的問(wèn)題，為此我們特選L系列Cap產(chǎn)品頂針毛頭問(wèn)題來(lái)做研究。

L系列Cap產(chǎn)品為高模溫（120℃）成型，這樣成型的產(chǎn)品在模具加熱至所需溫度時(shí)，模仁之間就會(huì)有膨脹從而造成模仁頂針孔與頂針之間產(chǎn)生小間隙，在生產(chǎn)過(guò)程中不斷發(fā)生磨擦。就生產(chǎn)該種精密塑料產(chǎn)品情況而言，從模具模仁更換記錄表和模具維修記錄表的點(diǎn)檢中，就會(huì)發(fā)現(xiàn)L系列Cap產(chǎn)品頂針毛頭異常率高達(dá)40%左右。因此，對(duì)L系列Cap產(chǎn)品頂針存在毛頭及模仁易損這兩個(gè)重要問(wèn)題進(jìn)行改善就成了當(dāng)務(wù)之急。

二、原因分析

對(duì)于L系列Cap產(chǎn)品為何會(huì)產(chǎn)生毛頭和模仁易損不良，首先進(jìn)行了要因分析（如圖1所示）。

通過(guò)分析，從上述許多影響因素提取，發(fā)現(xiàn)成型條件中的頂出次數(shù)及模具中的模仁材質(zhì)、零件配合公差（見(jiàn)圖1）為產(chǎn)生頂針毛頭異常的主要原因，因此可以將之列為重點(diǎn)研究項(xiàng)目。

三、改善歷程及效果比對(duì)

1.對(duì)頂針模仁孔的改善

從表二中可見(jiàn)在同等條件下頂針孔孔徑公差加大對(duì)頂針孔磨損有減小，但同時(shí)產(chǎn)品頂針毛頭也隨之產(chǎn)生，需人工修刮，且這樣做也違反了包裝IE化雙手作業(yè)的手法，同時(shí)產(chǎn)品毛頭不良率沒(méi)有多大改善。

2.對(duì)頂針的改善

以上是針對(duì)頂針孔模仁進(jìn)行的一些改善，那對(duì)頂針本身有沒(méi)有好的方法來(lái)做改善呢？有沒(méi)有好的方法來(lái)減少頂針與頂針孔之間的磨擦程度呢？聯(lián)想到我們?yōu)闇p少模具間的磨損會(huì)在模具活動(dòng)部位打潤(rùn)滑油來(lái)減小它們之間的磨損程度的情況，我們考慮在頂針與頂針孔之間是否也能用好的潤(rùn)滑效果來(lái)減小它們之間的磨損呢？為此我們提出了以下研究方案：

方案一，模具在生產(chǎn)前先朝頂針尾部噴打WD-40潤(rùn)滑油，來(lái)回作空頂出，讓潤(rùn)滑油進(jìn)入到頂針孔內(nèi)部起到潤(rùn)滑作用。

但此種作業(yè)方式存在以下幾個(gè)缺點(diǎn)：1）、潤(rùn)滑效果不長(zhǎng)久，起不到長(zhǎng)期潤(rùn)滑作用；2）、生產(chǎn)出的產(chǎn)品有油污，不能使用；3）、沒(méi)有從根本上改善兩者之間的磨損程度。結(jié)論：此種方案不可行。

方案二，在頂針表面鍍一層能起潤(rùn)滑作用的物質(zhì)。經(jīng)向材料供應(yīng)商了解，得知目前廠商有已一種能在頂針表面鍍一層二硫化鉬物質(zhì)的新技術(shù)能起到自動(dòng)潤(rùn)滑的作用，我們可以引入這一技術(shù)。答案已經(jīng)有了，接下來(lái)要做的就是驗(yàn)證看效果了。

兩種頂針的對(duì)比，一種頂針為正常頂針，頂針二為表面鍍二硫化鉬頂針（碳墨頂針）。

碳墨頂針原理：在現(xiàn)有頂針材質(zhì)上鍍一層二硫化鉬物質(zhì)。在生產(chǎn)過(guò)程中，此物質(zhì)會(huì)起到自動(dòng)潤(rùn)滑作用，從而減少頂針與頂針孔之間的相互磨擦，達(dá)到延長(zhǎng)模仁使用壽命的目的。

從表四中可見(jiàn)在同等條件下導(dǎo)入碳墨頂針能有效地減少頂針與頂針孔之間地相互磨擦程度，模仁使用壽命由原來(lái)的15天更換一次延長(zhǎng)到現(xiàn)在的5個(gè)月更換一次，大大地延長(zhǎng)了模仁使用壽命，令模具投入成本得到有效降低。同時(shí)，模仁與頂針更換費(fèi)用也由原來(lái)的每月71225.5元下降到現(xiàn)在的每月1853.8元。完全達(dá)到針對(duì)精密組件塑料產(chǎn)品毛頭降低率的預(yù)期研究目標(biāo)。

四、結(jié)論

通過(guò)對(duì)以上的研究，又經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的驗(yàn)證，在精密組件塑料模具中使用碳墨頂針（自動(dòng)潤(rùn)滑頂針），完全能減少頂針與頂針孔之間的摩擦，從而使產(chǎn)品的毛頭率大大的下降，且使該類產(chǎn)品的生產(chǎn)成本進(jìn)一步降低，值得進(jìn)一步推廣。