本發(fā)明涉及一種注塑過程中從速度控制切換到壓力控制的新方法以及實現(xiàn)該方法的注塑模具，屬于塑料件注塑成型技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

汽車車燈行業(yè)中使用最廣泛的制造工藝為注射成型。注射成型的大致過程如下：首先注塑機的料筒將固體聚合物材料充分塑化，然后螺桿向前移動迫使熔化塑料進入模具，觸到冷模具壁后，塑料會粘滯到模具壁上，復(fù)制模具型腔形狀，冷卻成型得到制品。為防止熔料冷卻阻礙成型，制品的填充階段注射速度通常比較快，這一階段主要通過螺桿前進速度來控制熔料進入型腔的速度。這一階段也是速度控制階段。由于聚合物的體積收縮較大，冷卻過程中體積會不斷縮小，因此型腔填充后，注塑機仍會繼續(xù)對塑料施壓，即保壓階段，以便將更多材料推入模具補償收縮。由于這一階段型腔基本填滿，如果仍以速度控制填充，則會導(dǎo)致注射壓力急劇上升，造成局部過保壓，模具飛邊等缺陷，因此該補縮階段通常使用壓力控制，因此也是壓力控制階段。因此從填充階段到保壓階段，對注塑機螺桿的控制方式需要從速度控制切換到壓力控制(即v/p切換)。

速度/壓力切換位置是注塑過程中非常重要的參數(shù)，過早或過晚均可能導(dǎo)致嚴重的后果。

切換過晚可能導(dǎo)致：

1.由于填充末端積聚的型腔壓力過大而產(chǎn)生過保壓、漲模和飛邊；

2.由于塑料沖擊零件的注塑末端型腔壁而產(chǎn)生燒焦；

3.由于螺桿前進過長伸出料筒頭部損壞注塑機和/或模具。

切換過早可能導(dǎo)致：

1.由于螺桿位移不足而產(chǎn)生短射；

2.過早切換后填充速度下降，導(dǎo)致周期時間較長。

實際生產(chǎn)過程中，一般使用螺桿位置控制螺桿從速度控制切換到壓力控制。通常是工藝員憑借經(jīng)驗多次嘗試打短射件才能找到合適的切換位置，而且每個產(chǎn)品都需要按照此繁瑣的方法尋找切換位置。由于每次成型周期塑化結(jié)束后螺桿的起始位置會有一定的偏差，因此即使找到了合適的v/p切換的螺桿位置，每次注塑切換時，型腔填充的百分比也會有一定差異，不利于精密注塑制品的品質(zhì)把控。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在提供一種注塑過程中速度控制到壓力控制的切換方法和注塑模具，能實現(xiàn)精確控制速度/壓力切換位置，從而改善注塑過程中欠注塑或過保壓的問題。

本發(fā)明的主要技術(shù)方案有：

一種注塑過程中速度控制到壓力控制的切換方法，注塑過程中速度控制階段用壓力傳感器實時檢測模具型腔內(nèi)設(shè)定v/p切換位置的壓力，當(dāng)所述設(shè)定v/p切換位置的壓力達到目標(biāo)壓力值時，將速度控制切換為壓力控制，所述設(shè)定v/p切換位置是達到設(shè)定填充百分比時料流前沿所到達的位置，所述目標(biāo)壓力值的取值范圍是所述設(shè)定v/p切換位置在成型周期內(nèi)的設(shè)定壓力范圍的最大值的8％-12％。

所述設(shè)定v/p切換位置在成型周期內(nèi)的設(shè)定壓力范圍及其最大值優(yōu)選通過cae軟件計算相應(yīng)成型周期內(nèi)的壓力-時間曲線圖獲得。

優(yōu)選利用cae軟件進行產(chǎn)品的流動優(yōu)化計算得到所述設(shè)定v/p切換位置。

注塑時，所述壓力傳感器的信號實時反饋給注塑機的注射單元控制系統(tǒng)，當(dāng)所述壓力傳感器的實測壓力值達到所述目標(biāo)壓力值時，所述注射單元控制系統(tǒng)發(fā)出指令，將速度控制切換為壓力控制，注塑過程進入保壓階段。

對于既有模具，通過修模在所述模具的所述設(shè)定v/p切換位置設(shè)置壓力傳感器安裝接口結(jié)構(gòu)，安裝所述壓力傳感器，對于處在開發(fā)階段的模具產(chǎn)品，在該階段在所述模具的所述設(shè)定v/p切換位置預(yù)留出所述壓力傳感器的安裝接口結(jié)構(gòu)，模具投入使用前，將所述壓力傳感器預(yù)先安裝在所述模具上。

所述目標(biāo)壓力值優(yōu)選為所述設(shè)定v/p切換位置在成型周期內(nèi)的設(shè)定壓力范圍的最大值的10％。

一種注塑模具，其型腔的設(shè)定v/p切換位置安裝有壓力傳感器，所述壓力傳感器的信號輸出端接入注塑機的注射單元控制系統(tǒng)，所述壓力傳感器的實測壓力值作為注塑過程中從速度控制切換到壓力控制的觸發(fā)信號，所述設(shè)定v/p切換位置是達到設(shè)定填充百分比時料流前沿所到達的位置，所述目標(biāo)壓力值的取值范圍是所述設(shè)定v/p切換位置在成型周期內(nèi)的設(shè)定壓力范圍的最大值的8％-12％。

所述設(shè)定v/p切換位置在成型周期內(nèi)的設(shè)定壓力范圍及其最大值優(yōu)選通過cae軟件計算相應(yīng)成型周期內(nèi)的壓力-時間曲線圖獲得。

所述設(shè)定v/p切換位置優(yōu)選通過cae軟件進行產(chǎn)品的流動優(yōu)化計算得到。

所述目標(biāo)壓力值是所述設(shè)定v/p切換位置在成型周期內(nèi)的設(shè)定壓力范圍的最大值的10％。

本發(fā)明的有益效果是：

1、該方法利用壓力傳感器在試模時能快速找到精確的最佳v/p切換位置，從而提高試模效率，而不需要工藝員用反復(fù)打短射件的方式尋找最佳的v/p切換位置，因此可以大幅度地減少人力物力、材料等成本，又能顯著縮短試模周期。

2、該方法可以根據(jù)每次注塑產(chǎn)品的實際填充情況進行控制，不受注塑機穩(wěn)定性的影響，消除注塑機原因的系統(tǒng)誤差，便于自動化生產(chǎn)，并能夠保證每模產(chǎn)品的一致性。

3、該方法適用范圍廣，各行業(yè)的注塑成型工藝均可使用，且調(diào)控準(zhǔn)確，簡單易行。對于既有的模具，可以通過修模在模具的設(shè)定v/p切換位置安裝上壓力傳感器，對于處在開發(fā)階段的模具產(chǎn)品，只需在該階段找出所述設(shè)定v/p切換位置，并在模具上相應(yīng)位置預(yù)留出壓力傳感器的安裝接口結(jié)構(gòu)即可，相比于前述修模安裝壓力傳感器的方式，又節(jié)省了修模成本。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的方法的原理示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，本發(fā)明公開了一種注塑過程中速度控制到壓力控制的切換方法，是在注塑過程中速度控制階段，尤其是在速度控制階段的末期，用壓力傳感器2實時檢測模具型腔內(nèi)設(shè)定v/p切換位置1處的壓力，當(dāng)所述設(shè)定v/p切換位置的壓力達到目標(biāo)壓力值時，將速度控制切換為壓力控制。所述設(shè)定v/p切換位置是達到設(shè)定填充百分比時料流前沿所到達的位置，所述目標(biāo)壓力值的取值范圍是所述設(shè)定v/p切換位置在成型周期內(nèi)的設(shè)定壓力范圍的最大值的8％-12％，例如8％、8.7％、9.2％、10.5％、11.3％、12％。

通常，v/p切換的時機選在型腔即將被充滿的時候，因此所述設(shè)定填充百分比都比較接近100％，例如85％、90％、95％和98％等，只是因材料的流動性、成型產(chǎn)品的壁厚等差異有所區(qū)別。對于同一副確定的模具，所述設(shè)定v/p切換位置也是確定的。當(dāng)料流前沿到達所述設(shè)定v/p切換位置時，該位置受到來自料流熔體的作用力，此后隨著料流的繼續(xù)填充，該處壓力將會快速升高并迅速達到該位置在成型周期內(nèi)的設(shè)定壓力范圍的最大值。最理想的v/p切換點是保證產(chǎn)品剛好可以打滿，而不會造成過保壓或欠注塑，也就是對應(yīng)于該處壓力快速升高的過程中、達到所述設(shè)定壓力范圍的最大值之前的某個時刻。為了使注塑機可以獲得盡量接近最理想的v/p切換點的時刻，也就需要在此位置的壓力達到設(shè)定壓力范圍的最大值之前及時進行v/p切換。為此，將升高到最大值之前經(jīng)過的某個壓力值設(shè)定為所述目標(biāo)壓力值，當(dāng)實測壓力值升高到所述目標(biāo)壓力值時，將速度控制切換為壓力控制。

由于所述壓力傳感器直接設(shè)置在所述設(shè)定v/p切換位置處，當(dāng)所述壓力傳感器檢測到壓力并達到目標(biāo)壓力值時，熔體料流的前沿已經(jīng)真實到達了這個位置，相比于傳統(tǒng)意義上的通過檢測熔體射出瞬間的壓力所進行的壓力控制或者v/p切換控制方式，都更加的精準(zhǔn)。

采用該方法，不管螺桿行程是多少，只要所述壓力傳感器檢測到壓力，就說明產(chǎn)品料流前沿到達了所述設(shè)定v/p切換位置，可以進行v/p切換，再通過壓力監(jiān)測，找出精確的v/p切換點。該方法消除了螺桿行程的影響，避免因螺桿的響應(yīng)時間、塑化行程的不穩(wěn)定性導(dǎo)致的產(chǎn)品均一性差的問題，也不受注塑機其他方面穩(wěn)定性導(dǎo)致的系統(tǒng)誤差影響，能夠保證每模產(chǎn)品都幾乎在相同的位置切換，因此每模產(chǎn)品的品質(zhì)均一性好，可見本方法非常有利于精密注塑制品的品質(zhì)把控。

所述設(shè)定v/p切換位置在成型周期內(nèi)的設(shè)定壓力范圍及其最大值優(yōu)選通過注塑cae軟件(例如moldflow、wp-flow等)計算相應(yīng)成型周期內(nèi)的壓力-時間曲線圖獲得。所述成型周期內(nèi)的壓力-時間曲線圖與所述成型周期內(nèi)的設(shè)定壓力范圍相對應(yīng)。

所述設(shè)定v/p切換位置所對應(yīng)的填充百分比的確定，需要綜合考慮填充的平衡性、有無過保壓、鎖模力是否過大等因素，可以利用經(jīng)驗確定，但最便捷的方式是利用cae軟件進行優(yōu)化計算獲得，即所述設(shè)定v/p切換位置可以利用cae軟件進行產(chǎn)品的流動優(yōu)化得到。由于多數(shù)情況下，型腔形狀不規(guī)則，采用這種方式得到的所述設(shè)定v/p切換位置更為準(zhǔn)確，計算效率也更高。并且，所述成型周期內(nèi)的壓力-時間曲線圖也可以與所述設(shè)定v/p切換位置同時得出。

本實施例中，所述目標(biāo)壓力值優(yōu)選為所述設(shè)定v/p切換位置在成型周期內(nèi)的設(shè)定壓力范圍的最大值的10％，不僅使填充的平衡性、保壓壓力和鎖模力都普遍達到一個較為適宜的狀態(tài)，而且也能較好地保持v/p切換的及時性。

上述方法用于注塑機時，所述壓力傳感器的信號實時反饋給注塑機的注射單元控制系統(tǒng)3，當(dāng)所述壓力傳感器的實測壓力值達到所述目標(biāo)壓力值時，所述注射單元控制系統(tǒng)發(fā)出指令，將速度控制切換為壓力控制，注塑過程進入保壓階段。

對于既有模具，可以通過修模在所述模具的所述設(shè)定v/p切換位置設(shè)置壓力傳感器安裝接口結(jié)構(gòu)，安裝所述壓力傳感器。對于處在開發(fā)階段的模具產(chǎn)品，在這個階段，在所述模具的所述設(shè)定v/p切換位置預(yù)留出所述壓力傳感器的安裝接口結(jié)構(gòu)，模具投入使用前，將所述壓力傳感器預(yù)先安裝在所述模具上即可。

為了實現(xiàn)上述切換方法，本發(fā)明還公開了一種注塑模具，4為模具上的進膠位置，其型腔的設(shè)定v/p切換位置1安裝有壓力傳感器2，所述壓力傳感器的信號輸出端接入注塑機的注射單元控制系統(tǒng)，所述壓力傳感器的實測壓力值作為注塑過程中從速度控制切換到壓力控制的觸發(fā)信號，所述設(shè)定v/p切換位置是達到設(shè)定填充百分比時料流前沿所到達的位置，所述目標(biāo)壓力值的取值范圍是所述設(shè)定v/p切換位置在成型周期內(nèi)的設(shè)定壓力范圍的最大值的8％-12％，更優(yōu)的取值是10％。

所述設(shè)定v/p切換位置在成型周期內(nèi)的設(shè)定壓力范圍及其最大值優(yōu)選通過cae軟件計算相應(yīng)成型周期內(nèi)的壓力-時間曲線圖獲得。

所述設(shè)定v/p切換位置可以利用cae軟件進行產(chǎn)品的流動優(yōu)化得到，同時還能計算出所述成型周期內(nèi)的壓力-時間曲線圖。模具生產(chǎn)時預(yù)留出所述壓力傳感器的安裝位置，既節(jié)省修模成本，又縮短試模周期。

所述壓力傳感器的信號輸出端接入注塑機的注射單元控制系統(tǒng)3。注射單元控制系統(tǒng)根據(jù)所述壓力傳感器的反饋，依程序設(shè)定的規(guī)則找出最佳v/p切換時刻，控制執(zhí)行v/p切換。

本發(fā)明可以用于包括汽車車燈用塑料件注塑在內(nèi)的各個行業(yè)的注塑成型工藝中，由于每次注塑都是根據(jù)產(chǎn)品的實際填充情況找到的最理想的v/p切換時刻，不需要通過繁瑣打短射件來尋找v/p切換位置，而且不受注塑機本身穩(wěn)定性等的影響，便于注塑過程的自動化控制，調(diào)控準(zhǔn)確，且簡單易行，能有效解決或顯著改善注塑過程中欠注塑或過保壓的問題，提高注塑產(chǎn)品的品質(zhì)。