非金屬帽塑壓工藝研究

陳璽媛

【摘要】：一種加工方法過程的摸索，對塑壓加工作工藝實(shí)驗(yàn)，良好地實(shí)現(xiàn)了由機(jī)加工向塑壓加工的工藝轉(zhuǎn)變。這種加工方法適用范圍廣，適用于非金屬大小零件的生產(chǎn)，完全滿足產(chǎn)品使用要求，同時(shí)降低成本，提高效益，易于實(shí)現(xiàn)。

【關(guān)鍵詞】：機(jī)加工零件；工藝試驗(yàn)；塑壓零件

1、引言

非金屬材料制品以其物美價(jià)廉的特點(diǎn)，深受廣大用戶的青睞。根據(jù)電池軍工產(chǎn)品零件的相關(guān)使用要求及性能，對很多由機(jī)械加工制作的非金屬零件完全可以考慮由注塑來完成。

2、技術(shù)分析

以廣泛用于鋅銀貯備電池產(chǎn)品上的帽為例：傳統(tǒng)工藝是機(jī)械加工，原材料設(shè)計(jì)采用尼龍棒（1010） Q/GHPG2-95，零件如下圖：

采用機(jī)加成形（車、銑、鉗），工序較復(fù)雜。單件所用尼龍棒料毛坯質(zhì)量為113.9g，單個(gè)零件凈重為11g，材料利用率僅為9.9%，每件浪費(fèi)材料100.3g；單件準(zhǔn)結(jié)工時(shí)總和為115min，制造總工時(shí)為38 min。如果我們嘗試用塑壓的方法，可以一次成形，且采用成份、性能完全相同的塑壓原材料，材料利用率可達(dá)95%以上（不包括換料）；常規(guī)單件準(zhǔn)結(jié)工時(shí)可忽略不計(jì)，單件加工工時(shí)僅為0.5 min -1 min。

3、工藝試驗(yàn)

塑壓蓋帽技術(shù)難點(diǎn)在于加工技巧及工藝指標(biāo)的確定，即：確定參數(shù)，一次成型的收縮變形率；保證零件外形及內(nèi)腔各檔尺寸，并滿足公差；該零件的生產(chǎn)難度為帽口部尺寸應(yīng)達(dá)到一定精度，與正負(fù)極柱襯套相配；零件的外觀要求無氣泡、銀絲、毛刺、發(fā)黃、缺料、明顯贓物現(xiàn)象并具有良好的表面粗糙度。

方案一：

1）選擇材料：由于設(shè)計(jì)采用的原材料為尼龍棒（1010） Q/GHPG2-95，這樣塑壓材料也就相應(yīng)選用了聚酰胺1010樹脂，即：顆粒尼龍 HG2349-92 11型（以下簡稱顆粒尼龍1010）。2）材料干燥：將顆粒尼龍1010材料（11型， HG2349-92 ）按料厚3cm～4cm裝于烘料盤中，放入106烘箱，溫度95℃～100℃，烘12h～15h。 3）將帽塑壓模調(diào)試、安裝在臥式注塑機(jī)上。4）按顆粒尼龍1010特性及常規(guī)經(jīng)驗(yàn)，預(yù)先設(shè)定工藝參數(shù)：

帽（顆粒尼龍1010）工藝參數(shù)

5）試注射100件。6）試驗(yàn)結(jié)果：a.從注射過程發(fā)現(xiàn)，材料顆粒尼龍1010的工藝參數(shù)很難確定，隨機(jī)性很強(qiáng)，并受季節(jié)影響，設(shè)定一個(gè)值還不行，得不斷調(diào)整，直至最佳值，否則就注射不出合格零件，塑壓工藝性差，參數(shù)的適應(yīng)范圍狹窄。b. 從注射出的零件看，發(fā)現(xiàn)有嚴(yán)重的氣泡，大量的氣泡和銀絲導(dǎo)致表觀很差，且無法控制，它們是在注射成型過程中隨機(jī)產(chǎn)生的，難以克服；顆粒尼龍1010原材料本身顏色不均，同一批材料中都存在較大的差異，透明度差，再加上烘料時(shí)間調(diào)節(jié)控制不好，則易出現(xiàn)變色（發(fā)黃）、失色現(xiàn)象；且一致性、穩(wěn)定性不好，成品率低，每批只有20%-30%。c.從使用效果發(fā)現(xiàn)，用顆粒尼龍1010壓出來的帽剛性強(qiáng)，柔性差，很硬。帽是靠內(nèi)表面與正負(fù)極柱襯套摩擦套配，太緊，就會產(chǎn)生裂紋；太松，就配裝不上；配合好的，隨時(shí)間久后容易松脫，且口部尺寸易變形，不滿足公差要求；鑒于這種情況，不得不要思考尋求更好的材料及加工技巧和參數(shù)。

方案二：

1）選擇材料：不偏離設(shè)計(jì)選用尼龍棒的初衷，保證材質(zhì)和使用性，選用耐沖擊性強(qiáng)度和韌性優(yōu)于顆粒尼龍1010的聚丙烯PP材料。2）材料干燥：聚丙烯材料不需干燥。3）預(yù)先設(shè)定工藝參數(shù)：

5）試注射100件。6）試驗(yàn)結(jié)果：a.從注射過程發(fā)現(xiàn)，材料聚丙烯PP的工藝參數(shù)適應(yīng)范圍大，可調(diào)節(jié)性好，容易確定并固定下來，不受季節(jié)影響，無飛邊、無脹模，塑壓工藝性好。b.從注射出的零件看，發(fā)現(xiàn)其外觀無缺角、缺口、縮孔、裂紋、氣泡、銀絲現(xiàn)象，表面收縮凹陷不超過0.3mm，表面光潔美觀，柔軟有韌性；原材料顏色差異不大，透明度好，且不需烘干，節(jié)約了成本又避免了烘料可能產(chǎn)生的變色；一致性、穩(wěn)定性好，容易注射出合格零件，成品率100%。c. 從使用效果發(fā)現(xiàn)，聚丙烯PP的耐沖擊性強(qiáng)度和韌性好，注射的零件收縮很到位，尺寸完全滿足設(shè)計(jì)要求。手感好，內(nèi)表面與正負(fù)極柱襯套摩擦套配良好，不容易松脫，不易變形。

試驗(yàn)結(jié)果對比分析：

帽的注塑試驗(yàn)狀況

兩種方案中，方案二工藝難度低，簡易可行，成型周期短，加工損耗小，參數(shù)易控制，零件效果好，成品率高，成本低，并克服了方案一的工藝問題，摸索了一種行之有效的加工材料及其參數(shù)的確定，控制一次成型的收縮變形率小于1.5%，滿足設(shè)計(jì)要求的外形、內(nèi)腔各檔尺寸及精度，成功塑壓出產(chǎn)品零件。

從采用尼龍1010棒材機(jī)加工成型到采用顆粒尼龍1010注塑成型，尼龍棒（1010） Q/GHPG2-95，價(jià)格為95元～100元/公斤，（不含運(yùn)費(fèi)），顆粒尼龍1010材料 HG2349-92 11型價(jià)格為65元～70元/公斤，從它們的價(jià)格差異到工藝定額、工時(shí)定額的差異（前面已分析過），不難看出我們已達(dá)到提高生產(chǎn)效率、降低成本的目的。采用聚丙烯PP，其生產(chǎn)工藝簡單，成型時(shí)間短，成品率幾乎是100%；加之材料的價(jià)格（10元～20元/公斤）較顆粒尼龍1010降低了許多，再一次降低了成本。

帽塑壓試驗(yàn)確定后的工藝參數(shù)

4、結(jié)論

通過工藝研究，原來采用機(jī)加工的帽完全可以采用注塑生產(chǎn)，大大提高了效率、降低了成本。采用聚丙烯作為注塑材料將更加優(yōu)越。實(shí)踐證明該方法穩(wěn)定可靠，具有很強(qiáng)的推廣性，可以確保制品的一致性、穩(wěn)定性、可靠性、可操作性。