專利名稱：轎車保險(xiǎn)杠氣體輔助注塑成型的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及應(yīng)用氣體輔助注塑成型技術(shù)實(shí)現(xiàn)轎車保險(xiǎn)杠塑料制品的生產(chǎn)，即氣體輔助注塑成型技術(shù)制造轎車保險(xiǎn)杠的工藝，包括澆注系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)、氣體通道的設(shè)計(jì)與布局、尺寸參數(shù)的選擇等等，屬于塑料注射成型技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
轎車塑料保險(xiǎn)杠的注射成型通常是將熔融的塑料注射到模具型腔中，冷卻后形成所需制件，達(dá)到頂出溫度后，模具開(kāi)啟，取出制件。由于轎車塑料保險(xiǎn)杠尺寸大，形狀復(fù)雜，采用常規(guī)注射成型技術(shù)生產(chǎn)時(shí)，在厚薄不均的區(qū)域會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的縮痕現(xiàn)象，較大的平面也會(huì)出現(xiàn)翹曲和變形等缺陷。為了解決上述問(wèn)題，二十世紀(jì)八十年代中期以后產(chǎn)生了一種新興的氣體輔助注塑成型工藝，通過(guò)控制氣體的體積變化或壓力變化來(lái)調(diào)整注射氣體的壓力和速度，但是其加工工藝條件難以控制，成型窗口較為狹窄。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種氣體輔助注塑成型轎車塑料保險(xiǎn)杠的生產(chǎn)方法及其澆注系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)、氣體通道的設(shè)計(jì)與布局、尺寸參數(shù)選擇等，目的在于通過(guò)預(yù)設(shè)的氣體通道向塑料熔體內(nèi)部注入經(jīng)過(guò)控制的高壓惰性氣體(通常是氮?dú)?，在熔體內(nèi)部形成中空氣體通道，從而將熔體緊壓在模腔表面，成型外表質(zhì)量?jī)?yōu)異、無(wú)縮痕和翹曲變形的優(yōu)質(zhì)保險(xiǎn)杠制件。通過(guò)合理的澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)，氣體通道的布局和尺寸選擇，達(dá)到降低注射成型壓力、改善制件的機(jī)械性能。
氣體輔助注塑成型保險(xiǎn)杠加工工藝，包括澆注系統(tǒng)、氣體通道布置、尺寸參數(shù)選擇、氣輔成型裝置工藝參數(shù)確定等四個(gè)部分。其特征在于通過(guò)預(yù)先設(shè)計(jì)的氣體通道，在熔體注射過(guò)程結(jié)束后，氣輔成型裝置輸出的高壓氣體經(jīng)過(guò)模具內(nèi)部的氣體注射點(diǎn)，進(jìn)入熔體內(nèi)部，推動(dòng)熔體完成填充過(guò)程。根據(jù)轎車保險(xiǎn)杠殼體的成型要求，沿著殼體的上下方向過(guò)渡區(qū)域各設(shè)有一條氣體通道，直徑在1.1-1.3倍保險(xiǎn)杠殼體壁厚之間，最佳直徑為1.2倍保險(xiǎn)杠殼體壁厚。
氣體輔助注塑成型轎車保險(xiǎn)杠過(guò)程中，根據(jù)保險(xiǎn)杠的成型要求和使用的原材料，熔體的預(yù)先注射量在95％-98％之間，最佳預(yù)注射量為96％。此時(shí)既可以避免出現(xiàn)氣體注入熔體后，由于熔體的預(yù)先注射量過(guò)小，造成制件局部吹穿；又相對(duì)于傳統(tǒng)成型工藝而言，節(jié)省了原材料的使用量。熔體注射采用針式澆口，數(shù)量為4個(gè)，在模具開(kāi)啟后，澆注系統(tǒng)自動(dòng)與保險(xiǎn)杠制件分離。澆口的位置在主殼體的上下方向?qū)ΨQ各有2處。在保證熔體均衡填充模腔的同時(shí)，可以確保多點(diǎn)澆口所產(chǎn)生的熔接痕強(qiáng)度不減弱，并達(dá)到對(duì)制件的要求。對(duì)應(yīng)氣體注射點(diǎn)的氣針布置在模具的模芯部分，數(shù)量為4個(gè)。另一端與開(kāi)設(shè)在模具內(nèi)部的氣體通路相連，并通過(guò)軟管連接在氣輔成型裝置的高壓氣體輸出接口處。對(duì)應(yīng)其它汽車保險(xiǎn)杠制件的氣體輔助注塑成型、注氣點(diǎn)位置及數(shù)量的選擇依然有效。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)原理圖；圖2為本發(fā)明結(jié)構(gòu)原理圖中的氣體通道結(jié)構(gòu)原理圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的技術(shù)設(shè)計(jì)方案如下轎車保險(xiǎn)杠為大型復(fù)雜曲面殼體，保險(xiǎn)杠主體前下方對(duì)稱分布有4個(gè)矩形通風(fēng)窗口。外側(cè)各有兩個(gè)開(kāi)口，用于安裝轉(zhuǎn)向燈和照明燈部件。由于保險(xiǎn)杠前面板的上下方向過(guò)渡區(qū)都為厚壁區(qū)域，該處各設(shè)計(jì)一條氣體通道，其橫截面為近似圓形。氣體通道沿著厚壁區(qū)域貫穿保險(xiǎn)杠全長(zhǎng)，厚度約為原壁厚數(shù)值1.1倍，在氣輔成型過(guò)程中，高壓氣體將沿著該處氣體通道推進(jìn)，并實(shí)現(xiàn)氣體均勻保壓，從而可以有效防止表面縮痕的產(chǎn)生。氣體輔助注塑成型的裝置在此不加以詳細(xì)說(shuō)明。
成型過(guò)程中，熔體首先由保險(xiǎn)杠上下方向?qū)ΨQ的4點(diǎn)澆口進(jìn)入模腔，按照傳統(tǒng)注射成型模式填充模具內(nèi)部空間，由于后續(xù)還存在氣體注入過(guò)程，因此應(yīng)預(yù)先計(jì)算熔體的短射量，以便留出氣體所占空間的體積。通常氣體輔助注塑成型中的熔體注射量在60％-98％之間，經(jīng)過(guò)分析，該保險(xiǎn)杠的熔體注射量可在90％-98％之間，最佳注射量為96％。熔體注射過(guò)程結(jié)束后，經(jīng)過(guò)規(guī)定的延遲時(shí)間，氣體輔助注塑成型設(shè)備輸出的高壓氣體在模具內(nèi)部設(shè)定的注氣點(diǎn)注入到熔體內(nèi)部，氣體通道區(qū)域的壁厚較大，因此熔體芯部溫度高，氣體易于充入，從而推動(dòng)熔體注射到模腔的末端。但是氣體注射壓力過(guò)高，會(huì)造成氣體通道局部出現(xiàn)“氣指”現(xiàn)象，并且導(dǎo)致注氣點(diǎn)附近的熔體殘余壁厚過(guò)于薄弱，造成制件的機(jī)械性能下降。經(jīng)過(guò)分析，氣體的注射壓力可以在20-30Mpa，小于20Mpa會(huì)導(dǎo)致熔體無(wú)法完全填充模腔，造成制件報(bào)廢。高于30Mpa則會(huì)出現(xiàn)前面所述“氣指”現(xiàn)象，同樣不能得到合格質(zhì)量的制件。
氣體通道設(shè)計(jì)在氣輔成型工藝中是關(guān)鍵問(wèn)題，對(duì)制件能否成功實(shí)現(xiàn)氣輔工藝成型起著至關(guān)重要的作用。其一端與氣體注射點(diǎn)相連，另一端沿著保險(xiǎn)杠的殼體延伸到側(cè)向端面處。氣體通道尺寸經(jīng)過(guò)分析，采用保險(xiǎn)杠主殼體壁厚的1.2倍厚度，截面形狀為近似圓形。這樣可以取得最佳的氣體填充效果。
氣體注射點(diǎn)為4個(gè)，對(duì)稱分布在保險(xiǎn)杠前面板的上下方向，與氣體通道相連。模具內(nèi)部埋設(shè)有注氣針，一端與氣體注射點(diǎn)接觸，另一端通過(guò)模具內(nèi)部的氣路與氣體輔助成型裝置的高壓氣體輸出氣路接頭相連。
保險(xiǎn)杠殼體的澆注系統(tǒng)包括主流道、分流道和澆口，用于保證熔體順利進(jìn)入模腔，并均衡地填充模腔內(nèi)部空間。因此其位置和尺寸參數(shù)選擇對(duì)制件的質(zhì)量具有重要的影響。澆口設(shè)置在保險(xiǎn)杠上下殼體的邊緣處，對(duì)稱布置，數(shù)量可以在4-8之間，最佳個(gè)數(shù)為4個(gè)。澆口的類型為針式澆口。分流道一端與主流道相接，另一端分別連接在4個(gè)澆口處，各條分流道的直徑和長(zhǎng)度以保險(xiǎn)杠殼體的中軸線對(duì)稱分布。主流道為圓錐形。
保險(xiǎn)杠模具主要分為模腔和模芯兩部分。模芯部分對(duì)應(yīng)氣體注射點(diǎn)處分別布置有4個(gè)氣針。并且對(duì)應(yīng)氣體通道處在模具中加工出相應(yīng)的形狀。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，避免了傳統(tǒng)注射成型保險(xiǎn)杠所引起的表面缺陷，如縮痕、翹曲等問(wèn)題。同時(shí)可以大幅度降低注射機(jī)噸位，節(jié)省原材料，縮短冷卻時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。
權(quán)利要求
1.轎車保險(xiǎn)杠氣體輔助注塑成型工藝，包括澆注系統(tǒng)、氣體通道布置、尺寸參數(shù)選擇、氣輔成型裝置工藝參數(shù)確定等四個(gè)部分。其特征在于通過(guò)預(yù)先設(shè)計(jì)的氣體通道，在熔體注射過(guò)程結(jié)束后，氣輔成型裝置輸出的高壓氣體經(jīng)過(guò)模具內(nèi)部的氣體注射點(diǎn)，進(jìn)入熔體內(nèi)部，推動(dòng)熔體完成填充過(guò)程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轎車保險(xiǎn)杠氣體輔助注塑成型工藝，其特征在于根據(jù)轎車保險(xiǎn)杠殼體的成型要求，沿著殼體的上下方向過(guò)渡區(qū)域各設(shè)有一條氣體通道，直徑在1.1-1.3倍保險(xiǎn)杠殼體壁厚之間，最佳直徑為1.2倍保險(xiǎn)杠殼體壁厚。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的轎車保險(xiǎn)杠氣體輔助注塑成型工藝，其特征在于氣體輔助注塑成型轎車保險(xiǎn)杠過(guò)程中，根據(jù)保險(xiǎn)杠的成型要求和使用的原材料，熔體的預(yù)先注射量在95％-98％之間，最佳預(yù)注射量為96％。此時(shí)既可以避免出現(xiàn)氣體注入熔體后，由于熔體的預(yù)先注射量過(guò)小，造成制件局部吹穿；又相對(duì)于傳統(tǒng)成型工藝而言，節(jié)省了原材料的使用量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3所述的轎車保險(xiǎn)杠氣體輔助注塑成型工藝，其特征在于熔體注射采用針式澆口，數(shù)量為4個(gè)，在模具開(kāi)啟后，澆注系統(tǒng)自動(dòng)與保險(xiǎn)杠制件分離。澆口的位置在主殼體的上下方向?qū)ΨQ各有2處。在保證熔體均衡填充模腔的同時(shí)，可以確保多點(diǎn)澆口所產(chǎn)生的熔接痕強(qiáng)度不減弱，并達(dá)到對(duì)制件的要求。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3所述的轎車保險(xiǎn)杠氣體輔助注塑成型工藝，其特征在于對(duì)應(yīng)氣體注射點(diǎn)的氣針布置在模具的模芯部分，數(shù)量為4個(gè)。另一端與開(kāi)設(shè)在模具內(nèi)部的氣體通路相連，并通過(guò)軟管連接在氣輔成型裝置的高壓氣體輸出接口處。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5所述的要求，其特征在于對(duì)應(yīng)其它汽車保險(xiǎn)杠制件的氣體輔助注塑成型、注氣點(diǎn)位置及數(shù)量的選擇依然有效。
全文摘要
本發(fā)明涉及應(yīng)用氣體輔助注塑成型技術(shù)實(shí)現(xiàn)轎車保險(xiǎn)杠制品的生產(chǎn)，即氣體輔助注塑成型技術(shù)制造轎車保險(xiǎn)杠的工藝，包括澆注系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)、氣體通道的設(shè)計(jì)與布局、尺寸參數(shù)的選擇等，屬于塑料注射成型技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明提供一種氣體輔助注塑成型轎車保險(xiǎn)杠的生產(chǎn)方法及其澆注系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)、氣體通道的設(shè)計(jì)與布局、尺寸參數(shù)選擇等，目的在于通過(guò)預(yù)設(shè)的氣體通道向塑料熔體內(nèi)部注入經(jīng)過(guò)控制的高壓惰性氣體(通常是氮?dú)?，在熔體內(nèi)部形成中空氣體通道，將熔體緊壓在模腔表面，成型外表質(zhì)量?jī)?yōu)異、無(wú)縮痕、翹曲變形的優(yōu)質(zhì)保險(xiǎn)杠制件。同時(shí)可以降低成型注射壓力、提高制件表面質(zhì)量、改善制件的機(jī)械性能。
文檔編號(hào)B29L31/30GK1891429SQ20051001692
公開(kāi)日2007年1月10日 申請(qǐng)日期2005年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月1日
發(fā)明者李義, 梁繼才, 付沛福 申請(qǐng)人:長(zhǎng)春市氣輔科技開(kāi)發(fā)有限公司