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改善模具工艺技术提高注塑产能


摘要:本文针对一套普通塑料模具在注塑生产中出现的各种问题:(1)质量不保证(产品烧焦.缺料等);(2)不够自动化,浪费人力;(3)部分产品有破损,增加废品率;(4)产量不能满足生产需要,通过对这些问题相应的技术改进从而使此模具有着质的变化:产品质量提高,生产自动化提高,产量提高。

  自从我国改革开放以来,大量的塑胶产品(包括电器.家电.日用品.玩具等)流进市场,进入千家万户,特别在珠三角.长三角等工业发达的地方随处可见。只要有商品.有物品就有塑产品,有这些塑胶产品就必少不了注塑模具。而注塑模具的质量.技术高低很大程度上决定着产品的质量和生产效益;注塑模具的技术高低也是制造工业水平高低的重要部分,模具技术水平越高而市场竞争的胜率也就越高。注塑模具主要由定模和动模部分,它们当中有;浇注系统,温度调节系统,脱模系统,导向与定位机构,分型及抽芯结构等。在我们公司的注塑模具不算很多,主要生产热水煲的控制器,但产量却很高,几乎在不停地生产,因此模具的设计.质量.先进化程度都与公司的生产成本.质量有密切的联系。

  1 主要问题

  2003年我公司把原来在别厂代为生产的部分注塑业务转回自己公司生产,同时把相关的模具也转了回来,其中有一套“杠杆”注塑模具。此为生产PA加玻璃纤维一出二穴的冷流道模具。这套模具经过几个月的生产后,我们总结了一下,了解近段时间的生产所出现的问题:(1)发现有部分产品的A.B.C.D.E.F处烧焦或缺胶现象,如图1,造成了废品。

图1 产品简图

  (2)生产不够自动化,浪费人力;注塑生产中,从注塑机掉下的两个产品和水口是连在一起的,需要人工把产品和水口料摘下并分开。(3)有些产品破损,增加了废品率。(4)随着业务的发展,此模具的注塑产量不能满足生产需要。就以上问题公司决定由模具部主要技术负责人我来处理,以备能更好地生产。

  2 分析处理

  对于模具产生的这些问题,或是模具的原先设计没考虑更多的生产问题,又由于模具用的时间久而没彻底保养。要解决这些问题首先要找出问题的真正原因及准确的判断.确认较为先进.合理的方案加以处理达到最好的效果。

  (1)产品的A.B.C.D.E.F处烧焦,缺胶问题的检查与解决

  对于在注塑中产品出现烧焦,缺胶现象,一般是:注塑条件不合理;浇口布置不合理;该烧焦,缺胶处排气不畅。针对这些问题,我们逐步检查试验;先从注塑的成型条件着手,对各种成型条件做注塑试验。如:注塑机料温,模具温度,射胶时间,压力,等去做各种参数调整的试验。但没有发现有太大的改善。然而再从模具去分析,产品的A.B.C.D.E.F的确是离浇口较远较偏处,容易排气不畅,从模具设计来看浇口基本不能再改变位置了,所以在该处的相应地方开排气槽。考虑产品为PA加玻纤,其溢边值为0.04-0.05MM,加排气槽靠产品最前端深度为0.02MM,不超过溢边值,离开产品0.8-1.2MM以外就可以把排气槽加深到0.1-0.2MM(甚至更深)直到模外。但是产品A处是一个柱子不能直接开排气槽,因此我们在该处做一根排气镶针。如图2的9号针,该镶针的顶部刚好是在产品柱子的R头部切线位置。同样镶针的长度比 该孔的深度少0.02MM,镶针顶部约1.0MM长度的直径磨少0.04MM,以下的部分就可以再加大排气位,直至把气引到模外面。对于模具排气不畅而产生的产品烧焦,缺胶就基本解决了。

图2 9号排气镶针

   (2)生产不够自动化,浪费人力问题的检查与解决

  经查看此模具为普通大水口结构,注塑生产水口料是连在一起的,就根本用不上注塑机上的机械手,因为机械手并不能把产品与水口料分开,而必须要人工操作。很明显有资源未能用而浪费人力,要使产品从机器掉下来时就能与水口分开,我们就从模具进胶点方式去想办法。一般情况下针状细水口,热流道直接进水口,潜伏式进水口等可以把产品和水口料分开掉下来。甚至热流道方式可以没有水口料,但是其结构复杂,成本高,周期长,所以不太可能。针状细水口结构的前提是要特别的细水口三板模架,而我们这套是普通大水口系列模架,所以也不可能。唯有把大水口改为潜伏式进胶方式,此方式对模具的改变不会太复杂且经济(如图3),新旧结构对照可看出,并且把水口勾针换成平针,而在后模的水口衬套上做倒扣,这样当产品顶出时就自动切断,产品可以掉到下面的箱子里而水口料被机器上的机械手夹走另外处理。不再用人工操作了。

图3

  (3)部分产品有破损,增加废品率的问题解决

  1)经检查发现部分产品有破损主要是在进胶口处,(如图1的K处)由于当产品和水口一起掉下时与箱子里的其他产品碰撞而导致水口无规则断裂产生,

  2)人工剪水口不小心剪坏。显然我们在解决第二个问题改进为潜伏式进胶,采用了机械手同时就把此问题解决了。

  (4)注塑周期长不能满足业务需要的问题检查与解决

  通过检查注塑生产的机器为德国生产的DEMAG DH-50型注塑机,机器一切正常。此模具注塑参数:射胶时间为0.98秒;冷却时间为8.8秒;顶出二次时间为1.2秒。加上保压时间,开模和合模时间等,总成型周期为15.8秒。根据注塑经验射胶时间,冷却时间,顶出二次时间等考虑缩短它。1.因为排气不良会导致射胶延长,而此问题我们在第一项的烧焦,缺胶就解决了排气不良问题,这样射胶时间也就可以相应缩短。2.冷却时间呢?主要有塑料的熔融温度较高导致模具温度相对提高,或者运水不太通顺导热不均导致冷却效果不好。至于料温基本上是不可改变的了,因为塑料的熔融温度是固定在某个范围的。只有从运水孔这方面去检查。首先我们把前后模型腔.型芯的所有冷却水孔堵头拆开检查;由于模具经过一段时间使用,在冷却水孔里面有些杂质粘在孔壁上,孔经变小传热不良,是导致冷却效果不好的原因之一。

  另外又发现在前后模型芯.型腔的后半部分中间,如图4的N处,还有一定的空间。因此我们就在这个空位增加一条冷却水孔,并尽可能深一点,在原来直通运水孔16中间加运水孔13,并用铜片把它隔开,就使冷却水从运水孔16的一头进去到运水孔13的半边绕到13孔里面转到另半边,再从运水孔16的另一头出去(如图5)。这样就增加了模具的冷却效果,缩小注塑的冷却时间。(注意:孔13的横断面是孔16横断面的两倍以上)

  对于顶出两次的问题,根据注塑调机负责人反映,如果只顶一次的话,有时产品或水口不会掉下来。检查发现水口勾针会勾住水口料,另外主要由于顶针过多,每个产品有十六根,接触面积大,产品与顶针不容易分开,或产品在掉下过程中又挂在某一根顶针上,所以需要顶两次。上面谈到了把带勾顶杆换成普通顶杆已经完成,并且顶出时水口与产品已分开。至于减少顶针从而减少顶针的接触面是否可行呢?可以说不可能,因为顶针不够时受力就大顶针容易断,并且产品也容易被顶变型。最后想的是在注塑机只顶一次动作而在模具上产生顶两次的方法;如图6。在顶针板上增加了一个产生二次顶机构。当注塑机顶管往前顶出时,在顶管连接件的连接下带动顶针板.顶针和产品一起往前运动。当顶出18.78MM距离时,产品已离开后模型芯粘在顶针上,由于顶出还在往前运动,活动锲块的H面就碰到了球头螺丝使活动锲块在以转销为中心转动,这样顶针5运动的速度加快(二次顶),而其他顶针虽然还在向前运动,但由于运动速度比顶针5慢就离开了产品。只有两根顶针5顶着产品往前走。最后当顶针板运动22.0MM距离时而两根顶针5已往前运动了27.71MM的距离。这样顶针与产品的接触面就大大地减少,产品的重量超过了两根顶针粘住产品的粘力,再加上产品往前运动惯性,产品就会掉下。而两根顶针设计在产品中间的两旁相对较底处,所以产品挂在顶针上的机会也没有了,就直接掉到下面的箱子里,水口料则被机械手夹走。

图6

  3 模具改善后的总结

  模具通过这次改进后,主要表现了几个方面:(1)省了原来剪水口的工人工作,每天二十四小时不停生产可减少三个人的工作量。公司每年要为一个这样的员工支付约1.8万元左右,可以算出这一项一年可为公司节约5.4万左右。另外由于生产中机械化程度较高,减少人为错误,废品率也就降低了。

  (2)从成型时间看:由于增加排气清除了困气,其射胶时间由0.98秒减少到0.68秒,节约了0.3秒。增加冷却水道和疏通冷却水道就使冷却时间由原来8.8秒减少到7.0秒,节约了1.8秒。增加顶出机构使原来注塑机顶两次改为一次,顶出时间由1.2秒减少到0.6秒也就节约了0.6秒。总成型周期由原来的15.8秒降到12.8秒,共节约时间3秒。每年除了各方面因素不生产外,该模具实际生产时间大约为三百天。从以上数据可以算出每年可多生产约40万模,按市场价每模0.35元计算:40万*0.35元=14万元。

  以上两项每年可为公司共创造19.4万元。并且废品率也地降低了,质量也提高了(在此没有统计具体数据)。

  4 结束语

  通过对次模具的工艺技术改进我们获得了对模具的更深知识和宝贵的经验,为公司增加了效益,同时也更了解模具技术对生产的重要意义。随着塑料产品不断地在各个领域增长,模具会在许多工厂更为普及,市场竞争也会有更大的压力,所以先进完善的模具技术是日后生产的后盾。因此我们必须学习更新的知识,新的技能,努力地为模具事业作出更大贡献。

 

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