2007年5月4日 星期五

注塑机维修保养及故障成因www.tool-tool.com

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不论是进口还是国产注塑机都具有以下特点:

  1.注塑机固定资产投资大,生产规模大,消耗原料多,劳动生产率高,创产值大。是一种劳动效率较高的生产组织形式。
  2.注塑机由机械、液压、电器、专用配套件等,按照注塑加工工艺技术的需要,有机地组合在一起,自动化程度高,相互之间关联紧密;注塑机可3班24h连续运转。若注塑机的某个元件发生故障,将导致停机。
  3、注塑机上虽然操作简单,工人少,但注塑机管理和维修的技术含量高,工作量也大。


  所以要保证注塑机经常处于完好状态,就必须加强注塑机管理工作,严格控制注塑机的故障发生。以达到降低故障率,减少维修费用,延长使用寿命的目的。

  注塑机故障,一般是指注塑机或系统在使用中丧失或降低其规定功能的事件或现象。注塑机是企业为满足注塑制品生产工艺要求而配备的。注塑机的功能体现着它在注塑制品生产活动中存在的价值和对注塑生产的保证程度。在现代化注塑机生产中,由于注塑机结构复杂,自动化程度很高,液压、电控及机械的联系非常紧密,因而注塑机出现故障,那怕是局部的失灵,都会造成整个注塑机的停产。注塑机故障直接影响注塑产品的数量和质量。

一、注塑机故障的分类

  注塑机故障是多种多样的,可以从不同角度对其进行分类。

  1.按故障发生状态,可分为:
  (1)渐发性故障。是由于注塑机初始性能逐渐劣化而产生的,大部分注塑机的故障都属于这类故障。这类故障与电控、液压机械元配件的磨损、腐蚀、疲劳及蠕变等过程有密切的关系。
  (2)突发性故障。是各种不利因素以及偶然的外界影响共同作用而产生的,这种作用超出了注塑机所能承受的限度。例如:因料筒进入铁物出现超负荷而引起螺杆折断;因高压串入而击穿注塑机电子板。此类故障往往是突然发生的,事先无任何征兆。
  突发性故障多发生在注塑机使用阶段,往往是由于设计、制造、装配以及材质等缺陷,或者操作失误、违章作业而造成的。

  2.按故障性质划分,可分为:
  (1)间断性故障。注塑机在短期内丧失其某些功能,稍加修理调试就能恢复,不需要更换零部件。
  (2)永久性故障。注塑机某些零部件已损坏,需要更换或修理才能恢复使用。

  3.按故障影响程度划分,可分为:
  (1)完全性故障。导致注塑机完全丧失功能。
  (2)局部性故障。导致注塑机某些功能丧失。

  4.按故障发生原因划分,可分为:
  (1)磨损性故障。由于注塑机正常磨损造成的故障。
  (2)错用性故障。由于操作错误、维护不当造成的故障。
  (3)固有的薄弱性故障。由于设计问题,使注塑机出现薄弱环节,在正常使用时产生的故障。

  5.按故障的危险性划分,可分为:
  (1)危险性故障。例如安全保护系统在需要动作时因故障失去保护作用,造成人身伤害和注塑机故障;液压电控系统失灵造成的故障等。
  (2)安全性故障。例如安全保护系统在不需要动作时发生动作;注塑机不能启动时启动的故障。

  6.按注塑机故障的发生、发展规律划分,可分为;
  (1)随机故障。故障发生的时间是随机的。
  (2)有规则故障。故障的发生有一定规律。
  每一种故障都有其主要特征,即所谓故障模式,或故障状态。各种注塑机的故障状态是相当繁杂的,但可归纳出以下数种:异常振动、机械磨损、输入信号无法让电脑接受、电磁阀没有输出信号、机械液压元件破裂、、比例线性失调、液压压降、液压渗漏、油泵故障、液压噪音、电路老化、异常声响、油质劣化、电源压降、放大板无输出、温度失控及其它。不同类型注塑机的各种故障模式所占比例有所不同。

二、故障分析与故障排除程序

  为确保故障分析与排除的快捷、有效,必须遵循一定的程序,这种程序大致如下。

  第一步 保持现场的情况下进行症状分析
  1.询问操作人员
  (1)发生了什么故障?在什么情况下发生的?什么时候发生的?
  (2)注塑机巳经运行了多久?
  (3)故障发生前有无任何异常现象?有何声响或声光报警信号?有无烟气或异味?有无误操作(注意询问方式)?
  (4)控制系统操作是否正常?操作程序有无变动?在操作时是否有特殊困难或异常?
  2.观察整机状况、各项运行参数
  (1)有无明显的异常现象?零件有无卡阻或损伤?液压系统有否松动或泄漏?电线有无破裂、擦伤或烧毁?
  (2)注塑机运行参数有何变化?有无明显的干扰信号?有无明显的损坏信号?
  3.检查监测指示装置
  (1)检查所有读数值是否正常,包括压力表及其它仪表读数,油面高度情况。
  (2)检查过滤器、报警器及联锁装置、动作输出或显示器是否正常。
  4.点动注塑机检查(在允许的条件下)
  检查间歇情况、持久情况、快进或慢进时的情况,看在这些情况下是否影响输出,是否可能引起损坏或其它危险。

  第二步 检查注塑机(包括零件、部件及线路)
  1.利用感官检查(继续深入观察的过程)
  1看:插头及插座有无异常,电机或泵的运转是否正常,控制调整位置是否正确,有无起弧或烧焦的痕迹,保险丝好坏,液体有无泄漏,润滑油路是否畅通等。
  2摸:注塑机振动情况,元(组)件的热度,油管的温度,机械运动的状态。
  3听:有无异常声响。
  4嗅:有无焦味、漏气味、其它异味。
  5查:工件的形状与位置变化,注塑机性能参数的变化,线路异常检查。
  2.评定检查结果
  评定故障判断是否正确,故障线索是否找到,各项检查结果是否一致。

  第三步 故障位置的确定
  1.识别系统结构及确定测试方法
  查阅注塑机说明书,识别注塑机是哪一种结构,用什么方法进行测试,需要什么测试手段,可能获得什么测试参数或性能参数,在什么操作条件下进行测试,必须遵守哪些安全措施,是否需要操作许可证。
  2.系统检测
  采用最适合于系统结构的技术检测。在合适的测试点,根据输入和反馈所得结果与正常值或性能标准进行比较,查出可疑位置。

  第四步 修理或更换
  1.修理
  查找故障原因,针对注塑机故障进行修理并采取预防措施;检查相关零件,防止故障扩散。
  2.更换
  正确装配调试更换零件,并注意相关部件。换下的零件进行修理或报废。

  第五步 进行性能测定
  1.起动注塑机
  零部件装配调试后起动注塑机,先手动(或点动),然后进行空载和负载测定。
  2.调节负载变化速度由低到高,负载由小到大,系统压力最高不能超过140kg/cm2,按规定标准测定性能。
  3.扩大性能试验范围
  根据需要,由局部到系统逐步扩大性能试验范围。注意非故障区系统运行状况。如性能满足要求则交付使用,如不满足要求则重新确定故障部位。

  第六步 记录并反馈
  1.收集有价值的资料及数据,如注塑机故障发生的时间、故障现象、停机时间、修理工时、修换零件、修理效果、待解决的问题、结算费用等,按规定的要求存入档案。
  2.统计分析
  定期分析注塑机使用记录,分析停机损失,修订备忘目录,寻找减少维修作业的重点措施,研究故障机理,提出改进措施。
  3.按程序反馈有关故障上报主管部门,并反馈给注塑机制造单位。

三、故障管理的展开程序

  要做好注塑机故障管理,必须掌握发生故障的原因,积累常发故障和典型故障的资料和数据,开展故障分析,重视故障规律和故障机理的研究,加强日常维护、检查和预修。故障管理的展开程序有以下8个方面。

  1.做好宣传教育工作,使操作工人和维修工人自觉地对注塑机故障进行认真的记录、统计、分析,提出合理化建议。
  2.紧密结合注塑生产实际和注塑机状况特点,把在用注塑机分成A、B、C三类,以确定故障管理的重点。
  3.采用监测仪器,对重点注塑机的重点部位进行有计划的监测,以及时发现故障的征兆和劣化的信息。
  一般注塑机也要通过人的感官及一般检测工具进行日常点检、巡回检查、定期检查(包括精度检查)、完好状态检查等,着重掌握易出故障的部位、机构及零件的技术状态和异常现象的信息。同时要制订检查标准,确定注塑机正常、异常、故障的界限。
  4.开展故障分析,培训注塑机维修工掌握故障分析方法。
  5.故障记录是实现注塑机故障管理的基础资料,又是进行故障分析、处理的原始依据,记录必须完整正确。注塑机维修工人在现场进行检查和故障修理后,应按照“注塑机故障修理单”的内容认真填写,车间机械员按月统计分析并报送注塑机管理主管。
  6.车间注塑机维修员除日常掌握故障情况外,应按月汇集“故障修理单”和维修记录。通过对故障数据的统计、整理、分析,计算出各类注塑机的故障频率、平均故障间隔期,分析单台注塑机的故障动态和重点故障原因,找出故障的发生规律,以便突出重点采取对策,将故障信息整理分析资料反馈到计划部门,以便安排预防修理或改善措施计划,还可以作为修改定期检查间隔期、检查内容和标准的依据。
  根据统计整理的资料,可以绘出统计分析图表,如单台注塑机故障动态统计分析表是维修班组对故障及其它进行目视管理的有效方法,既便于管理人员和维修工人及时掌握各类型注塑机发生故障的情况,又能在确定维修对策时有明确目标。
  7.通过维修工人的日常巡回检查和注塑机状态检查,取得的状态信息和故障征兆,以及有关记录、分析资料,由车间注塑机维修员或修理组长针对各类型注塑机的存在问题,及时安排日常维修,充分利用生产空隙时间或节假日,做到预防在前,以控制和减少故障发生。对某些故障征兆、隐患,日常维修无力承担的,则反馈给计划部门安排计划修理。
  8.制订故障信息管理流程图。
  
四、注塑机故障规律

  研究故障规律对制定维修对策,以至建立科学的维修体制都是十分有利的。注塑机在使用过程中,其性能或状态随着使用时间的推移而逐步下降。很多故障发生前会有一些预兆,这就是所谓潜在故障,其可识别的物理参数表明一种功能性故障即将发生,功能性故障表明注塑机丧失了规定的性能标准。

  注塑机故障率随时间的变化规律,常被叫做浴盆曲线。注塑机的故障率随时间的变化大致分三个阶段:早期故障期、偶发故障期和耗损故障期。

  1.早期故障期
  注塑机处于早期故障期,开始故障率很高,但随时间的推移故障率迅速下降,早期故障期对于机械产品又称为磨合期。此段时间的长短,因产品、系统的设计与制造质量而异。此期间发生的故障,主要是由设计、制造上的缺陷所致,或是使用环境不当所造成。

  2.偶发故障期
  注塑机进人偶发故障期,故障率大致处于稳定状态,趋于定值。在此期间,故障发生是随机的。在偶发故障期内,注塑机的故障率最低,而且稳定。.因而可以说,这是注塑机的最佳状态期或称正常工作期。这个区段称为有效寿命。
  偶发故障期的故障,多起因于设计、使用不当及维修不力。故通过提高设计质量、改进使用管理、加强监视诊断与维护保养等工作,可使故障率降低到最低水平。

  3.耗损故障期
  在注塑机使用的后期,故障率开始上升。这是由于注塑机零部件的磨损、疲劳、老化、腐蚀等造成的。如果在拐点即耗损故障期开始时进行大修,可经济而有效地降低故障率。
  注塑机故障率曲线变化的三个阶段,真实地反映出注塑机从磨合、调试、正常工作到大修或报废故障率变化的规律,加强注塑机的日常管理与维护保养,可以延长偶发故障期。准确地找出拐点,可避免过剩修理或修理范围扩大,以获得最佳的投资效益。

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注塑机维修之经验www.tool-tool.com

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注塑机是机械、电控、液压一体化的结晶,电气复杂,油压管路交叉林立,控制器五花八门,产品从80年代到至今,故障现象也是千奇百怪,各不相同,特别是进口注塑机,价格昂贵,每台约几万到几十万美金。大型注塑机内有成千上万只元器件,若其中有一个元件有故障,就会引起注塑机的不正常现象,还有导线的连接、有一点疏忽就会出问题,再加上大型注塑机体积庞大,在无恒温注塑车间条件下使用,环境的影响很容易引发故障。为此,进口注塑机“维修难”的问题就放在我们的面前。

引进了这么多的注塑机,如何能迅速找出故障、隐患,并及时排除之?如何能维修好这些昂贵的设备?我认为首先要有高度的责任心;第二,要努力掌握数控液压技术,注塑管理技术网。注塑技术专家十多年维修注塑机的实践认为要多看、多问、多记、多思、多练,逐步提高自己的技术水准和维修能力,才能适应各种较复杂的局面,解决困难的问题,修好注塑机。

要多看

1. 要多看注塑机电子电路资料

要多看,要了解各种注塑机电子电路系统和PC、PLC可编程序控制器的特点和功能;要了解注塑机电子电路系统的报警及排除方法;要了解PC、 PLC注塑机参数设定的含义;要了解PC、PLC的编程语言;要了解注塑机动作编程的方法;要了解注塑机控制面板的操作和各菜单的内容,往往资料一大堆,怎么看?我认为主要要突出重点,搞清来龙去脉,重点是吃透注塑机控制器的基本组成和结构,掌握方框图。其余的可以“游览”和通读,但每部分内容要有重点的了解、掌握。由于注塑机控制器内部线路图相当复杂,而制造商均不提供。因此也不必详细地搞清楚。要重点了解每部分的作用,各板子的功能,接口的去向, LED灯的含义等。现在注塑机控制器型号多、更新快,不同的制造厂、不同型号往往差别很大。要了解其共性与个性

2.要多看注塑机电气图、消化注塑机电气图

对于每一个电气元件,比如:接触器、继电器、时间继电器等以及PC、PLC的输入、输出,要在电气图上一一注明。

3,要多看液压图,并深入消化之

对于注塑机的机械、液压图,要搞清楚其作用和来龙去脉。并在图纸上一一注明,如锁模是由哪个电磁阀动作的?对应的PC、PLC输出、输入是哪几个?在图上写明,这样从电气到机械动作一竿到底,同时特别对机、电关系比较密切的部分要重点了解,现在注塑机采用电液比例技术,要重点了解其作用和功能,特别要了解其调整方法及调整数据,静态和动态时比例阀电流及对应泵的压力,既懂电又懂机,机电一体化,掌握多种本领,这样解决问题的本领就大了。

二、要多问

1.要多问注塑机专家

如果你能有培训的机会或者注塑机专家来你厂安装调试注塑机,你最好有机会参加。这是一次最好的学习机会,因为能获得大量的第一手资料和注塑机调试的方法及技巧,不懂就要搞清楚。通过这段时间,会有极大的收获,能够获得不少内部的资料和手册(对用户是保密的)。当注塑机投入正式生产之后,也应该经常与注塑机有关专家保持密切的联系。通过FAX、E-MALL,询问获得解决注塑机疑难故障进一步的解决办法及有关资料,还可得到特殊、专用的备件,这是非常有益的,同时对控制器的代理商生产厂家也应保持良好的关系,多询问,也可及时得到该控制器深一步的资料及有关备件,还可有机会参加有关控制器的专题学习班。
2.发生故障后,要向注塑机操作者询问故障的全过程,不要不问,或者随便问一下就好了,这样往往得不到正确的现场资料会造成错误的判断,使问题复杂化了,因此,要多问,问详细一点,了解注塑机故障出现的全过程(开始、中间、结束),产生过什么报警号,当时操作过什么元件,碰过什么,改过什么,外界环境情况如何?要在充分调查现场掌握第一手材料的基础上,把故障问题正确地列出来,实际上已经解决了问题的一半,然后再分析解决之,对于经验丰富熟练的注塑机操作者,他们对注塑机操作熟悉,加工程序熟悉,注塑机常见病十分了解,与他们密切配合,对于迅速排除故障十分有利。

3.要多问其它维修人员

当其它维修人员在维修注塑机,而你没有去时,等他们回来后,也应多问一声,刚才发生了什么毛病?他是如何排除的?请他介绍其排除方法。这也是一种较好的学习机会。学习他人正确的排除故障的技巧和方法,特别是向经验丰富的老维修人员学习,把他们的本领学到手,来提高自己的知识和水平。

三、要多记

1.要记录有关的各种参数

重点记录注塑机调整好后各种有关参数,比如注塑机压力参数,注塑机速度参数、注塑机电机的电流、电压、转速等数据。还要记下电柜中继电器、接触器等在通电和正式加工时的状态(吸合还是断开)以及PC、PLC所有输入、输出LED发光二极管的状态(亮暗、闪耀)或者记录下屏幕上PC、PLC状态(输入位)、(输出位)是0还是1,这样记录下来对以后分析判断故障好处极大。

2.要记录液压系统的状态

同样记录液压系统在正式加工或不加工时各种压力表的压力,电磁阀的吸断状态,这对于调整、判断帮助也很大,压力的高低直接影响注塑机功能动作的正常与否,记录静态、动态时的压力很重要。

3. 随身带一本笔记本,把每天发生的故障,如何排除的过程一一记录下来,人的脑子时间长了易忘记,“好记性,不如烂笔头”,记录下来好处极大。我们发现注塑机往往有的故障会重复出现,而且老是这几个故障,只要查一下当时是如何解决的,几分钟就可排除故障,既快又好。
四、要多思

1.要多思,要开阔视野

往往有时修理注塑机不够冷静,没有很好地分析,钻牛角尖。我们应该把所发生的报警、故障情况全部列出来,通过由表及里,去伪存真,进行综合判断和筛选,预测发生故障的最大可能性,随后进行排除。“山穷水尽疑无路,柳暗花明又一村”,多思,给你指明了方向。

2.要多思,要知其所以然

往往我们在排除注塑机故障时,有时没找到故障的真实原因,过后故障又继续发生。

3.要多思,考虑要领先一步

根据故障发生的频率、重复性、机械电器的寿命,认真做好备件工作。这是保证注塑机连续、正常运行的重要工作,非做好不可。同时对于有些器件,随着时间的推迟、淘汰了,市场上已买不到或购买十分昂贵,要事先考虑,努力改善注塑机的外部环境,从温度、灰尘、湿度等几个方面想办法,采用加装电源稳压器、加装电柜空调小房子等措施,使注塑机的故障大大地减少。

五、要多练,即多实践:

1.要多实践,要敢于动手,善于动手

对于注塑机维修人员来说,要胆大心细,要敢于动手,只会讲,不动手,修不好注塑机。但是要熟情况再动手,不要盲目,否则会扩大故障,造成事故,后果不堪设想。同时我们还要善于动手,首先要上机熟悉注塑机的操作面板和各菜单的内容,操作自如。同时也要充分利用注塑机的自诊断技术来迅速地处理解决故障。现在注塑机越发展,则自诊能力越来越强。

2.要多实践,培养自己的动手能力和掌握实验技能

有时有些注塑机故障看起来很模糊,分不清是电气故障还是机械故障,我们采用了“分开法”,把电气部分的控制与原电路完全分开其它还有很多方法,比如“隔离法”、“置换法”、“对比法”、“敲击法”等方法都可以作为一种有效的手段来帮助我们寻找、排除故障。

3.要多实践,学会使用有关仪器

比如示波器、万用表、在线电路检测仪、短路检查仪、电脑、编程器等能够帮助我们具体电路的判断、检查,特别是PLC编程器、电脑、要熟练使用,可自由输入、输出注塑机参数,在线测试有关状态,系统初始化等。这对分析故障,特别是复杂故障,解决问题有很大帮助。

4.要多实践,进行“小改小革”

往往在正常工作中发生某一元件损坏(如选择开关、按钮、继电器等)而暂无备件时,自己动手尽可能用粘合法等办法修复或采用暂时的特殊办法,使注塑机能正常工作下去,等到备件来后再恢复。

5.要多实践,要自己动手修板子

一般说来注塑机的电路板可靠性好,故障率极低,一般去检查注塑机时,不要先怀疑板子的问题。可以通过拆拔法,初始化,冷热启动PLC等方法反复试验一般可以排除。若确实证明是电路板问题时,要进行修复。这些板(一般无图纸)价格昂贵,因此注塑机电路板的好坏极为重要,一旦电路板损坏而无备件,一时又修不好,势必会停机,严重影响生产。有时往往电路板只是一个极小的故障,只要认真检查,不难发现问题,我们已多次发现个别电容漏电、板子虚焊、短路等故障,有些电路板故障比较复杂,但是只要化时间,通过用仪器检查,还是能够修好的;但还有部分电路板情况严重,特别是大规模集成电路,维修困难,加上原器件无备件,只能提早买备板或送出去修。自己动手修板子,有很大好处,一方面可以为企业节约成本,解决燃眉之急,另一方面可以“解剖麻雀”熟悉电子电路,培养自己的分析判断和动手能力是非常有益的。

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注射成型中常遇的问题以及解决办法www.tool-tool.com

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不正确的操作条件,损坏的机器及模具会产生很多成型缺点,下面提供了一些解决的方法供参考。为了减少停机的时间,及能尽快找出操作问题的原因,操作人员应把所有最好的注塑机型条件记录在“注塑成型条件记录表”上,以供日后解决问题时参考之用。
按本厂所知,此处提供的附录资料是不完全精确的,但对本资料的准确性及完整性--我厂并不承担任何责任,使用人应自行决定资料的可用性。

(1)成品不完整
故障原因

处理方法
塑料温度太低

提高熔胶筒温度
射胶压力太低

提高射胶压力
射胶量不够

增多射胶量
浇口衬套与射嘴配合不正,塑料溢漏

重新调整其配合
射前时间太短

增加射胶时间
射胶速度太慢

加快射胶速度
低压调整不当

重新调节
模具温度太低

提高模具温度
模具温度不匀

重调模具水管
模具排气不良

恰当位置加适度排气孔
射嘴温度不低

提高射嘴温度
进胶不平均

重开模具溢口位置
浇道或溢口太小

加大浇道或溢口
塑料内润滑剂不够

增加润滑剂
背压不足

稍增背压
过胶圈、熔胶螺杆磨损

拆除检查修理
射胶量不足

更换较大规格注塑机
制品太薄

使用氮气射胶

(2)制品收缩
故障原因

处理方法
模内进胶不足


熔胶量不足

加熔胶量
射胶压力太低

高射压
背压压力不够

高背压力
射胶时间太短

长射胶时间
射胶速度太慢

快射速
溢口不平衡

模具溢口太小或位置
射嘴孔太细,塑料在浇道衬套内凝固,减低背压效果。

整模具或更换射嘴
料温过高

低料温
模温不当

整适当温度
冷却时间不够

延冷却时间
蓄压段过多

射胶终止应在最前端
产品本身或其肋骨及柱位过厚

检讨成品设计
射胶量过大

更换较细的注塑机
过胶圈、熔胶螺杆磨损

拆除检修
浇口太小、塑料凝固失支背压作用

加大浇口尺寸


(3)成品粘模
故障原因

处理方法
填料过饱

降低射脱压力,时间,速度及射胶量
射胶压力太高

降低射胶压力
射胶量过多

减小射胶量
射胶时间太长

减小射胶间时
料温太高

降低料温
进料不均使部分过饱

变更溢口大小或位置
模具温度过高或过低

调整模温及两侧相对温度
模内有脱模倒角

修模具除去倒角
模具表面不光滑

打磨模具
脱模造成真空

开模或顶出减慢,或模具加进气设备
注塑周期太短

加强冷却
脱模剂不足

略为增加脱模剂用量



(4)浇道(水口)粘模
故障原因

处理方法
射胶压力太高

降低射胶压力
塑料温度过高

降低塑料温度
浇道过大

修改模具
浇道冷却不够

延长冷却时间或降低冷却温度
浇道脱模角不够

修改模具增加角度
浇道衬套与射嘴配合不正

重新调整其配合
浇道内表面不光或有脱模倒角

检修模具
浇道外孔有损坏

检修模具
无浇道抓销

加设抓销
填料过饱

降低射胶量,时间及速度
脱模剂不足

略为增加脱模剂用量

(5)毛头、飞边
故障原因

处理方法
塑料温度太高

降低塑料温度,降低模具温度
射胶速度太高

降低射胶速度
射胶压力太高

降低射胶压力
填料太饱

降低射胶时间,速度及剂量
合模线或吻合面不良

检修模具
锁模压力不够

增加锁模压力或更换模压力较大的注塑机

(6)开模时或顶出时成品破裂
故障原因

处理方法
填料过饱

降低射胶压力,时间,速度及射胶量
模温太低

升高模温
部份脱模角不够

检修模具
有脱模倒角

检修模具
成品脱模时不能平衡脱离

检修模具
顶针不够或位置不当

检修模具
脱模时局部产生真空现象

开模可顶出慢速,加进气设备
脱模剂不足

略为增加脱模剂用量
模具设计不良,成品内有过多余应力

改良成品设计
侧滑块动作之时间或位置不当

检修模具

(7)结合线
故障原因

处理方法
塑料熔融不佳

提高塑料温度、提高背压、加快螺杆转速
模具温度过低

提高模具温度
射嘴温度过低

提高射嘴温度
射胶速度太慢

增快射胶速度
射胶压力太低

提高射胶压力
塑料不洁或渗有其它料

检查塑料
脱模油太多

少用胶模油或尽量不用
浇道及溢口过大或过小

调整模具
熔胶接合的地方离浇道口太远

调整模具
模内空气排除不及

增开排气孔或检查原有排气孔是否堵塞
熔胶量不足

使用较大的注塑机
太多脱模剂

不用或减少脱模剂

(8)流纹
故障原因

处理方法
塑料熔融不佳

提高塑料温度、提高背压、加快螺杆转速
模具温度太低

提高模具温度
模具冷却不当

重调模具水管
射胶速度太快或太慢

调整适当射胶速度
射胶压力太高或太低

调整适当射胶压力
塑料不洁或渗有其它料

检查塑料
溢口过小产生射纹

加大溢口
成品断面厚薄相差太多

变更成品设计或溢口位置

(9)成品表面不光泽
故障原因

处理方法
模具温度太低

提高模具温度
塑料剂量不够

增加射胶压力,速度,时间及剂量
模腔内有过多脱模油

擦试干净
塑料干燥处理不当

改良干燥处理
模内表面有水

擦试并检查是否有漏水
模内表面不光滑

打磨模具

(10)银纹、气泡
故障原因

处理方法
塑料含有水份

塑料彻底烘干、提高背压
塑料温度过高或塑料在机筒内停留过久

降低塑料温度,更换较小射胶量的注塑机,降低射嘴及前段温度
塑料中其它添加物如润滑剂,染料等分解

减小其使用量或更换耐温较高的代替品
塑料中其它添加物混合不匀

彻底混合均匀
射胶速度不快

减慢射胶速度
射胶压力太高

降低射胶压力
熔胶速度太低

提高熔胶速度
模具温度太低

提高模具速度
塑料粒粗细不匀

使用粒状均匀原料
熔胶筒内夹有空气

降低熔胶筒后段温度、提高背压、减小压缩段长度
塑料在模内流程不当

调整溢口大小及位置、模具温度保持平均、成品厚度平均

(11)成品变形
故障原因

处理方法
成品顶上时尚未冷却

降低模具温度,延长冷却时间,降低塑料温度
塑料温度太低

提高塑料温度,提高模具温度
成品形状及厚薄不对称

模具温度分区控制,脱模后以定形架固定,变更成形设计
填料过多

减小射胶压力,速度,时间及剂量
几个溢口进料不平均

更改溢口
顶针系统不平衡

改善顶出系统
模具温度不均匀

调整模具温度
近溢口部分的塑料太松或太紧

增加或减少射胶时间
保压不良

增加保压时间

(12)成品内有气孔
故障原因

处理方法
填料量不足以防止成品过度收缩


成品断面,肋或柱过厚

变更成品设计或溢口位置
射胶压力太低

提高射胶压力
射胶量及时间不足

增加射胶量及射胶时间
浇道溢口太小

加大浇道及溢口
射胶速度太快

调慢射胶速度
塑料含水份

塑料彻底干燥
塑料温度过高以致分解

降低塑料温度
模具温度不均匀

调整模具温度
冷却时间太长

减少模内冷却时间,使用水浴冷却
水浴冷却过急

减小水浴时间或提高水浴温度
背压不够

提高背压
熔胶筒温度不当

降低射嘴及前段温度,提高后段温度
塑料的收缩率太大

采用其它收缩率较小的塑料

(13)黑纹
故障原因

处理方法
塑料过热


塑料温度太高

降低塑料温度
熔胶速度太快

降低射胶速度
螺杆与熔胶筒偏心而产生非常摩擦热

检修机器
射嘴孔过小或温度过高

重新调整孔径或温度
射胶量过大

更换较小型的注塑机
熔胶筒内有使塑料过热的*角

检查射嘴与熔胶筒间的接触面,有无间隙或腐蚀现象

(14)黑点
故障原因

处理方法
塑料过热部份附着熔胶筒内壁

彻底空射,拆除熔胶筒清理,降低塑料温度,减短加热时间,加强塑料干燥处理
塑料混有杂物,纸屑等

检查塑料,彻底空射
射入模内时产生焦斑

降低射胶压力及速度,降低塑料温度,加强模具排气孔,酌降关模压务,更改溢口位置
熔胶筒内有使塑料过热的*角

检查射嘴熔胶筒间的接触面,有无间隙或腐蚀现象。

(15)不稳定的周期
以上列举的各种成型缺点,其成因及对策大多数都与周期的稳定与否有关。塑料在熔胶筒内适当的塑化,或模具的温度控制,都是传热平衡的结果。也就是说在整个注塑周期中,熔胶筒内的塑料接受来自螺杆旋转的摩擦热,电热圈的热。热能随着塑料注入模内,模具的热能来自塑料和模具的恒器,损失在成品的脱模,散失于空气中或经冷却水带走。因此熔胶筒或模具的温度若要维持不变,必需保持其进出的传热平衡。维持传热的平衡则必需维持一定稳定的注塑周期。假若注塑周期时间愈来愈短则熔胶筒中的热能入不敷出,以致不足以熔化塑料,而模具的热能则又入多于出,以致模温不断上升。反之则有相反的结果因此在任何一个注塑成形操作中,特别是手动操作,必需控制稳定周期时间,尽量避免快慢不一。如其它条件维持不变,则:
周期的加快将造成:短射,成品收缩与变形,粘模。
周期的延慢将造成:溢料,毛头,料模,成品变形,塑料过热,甚至烧焦,残留在模具中的焦料又可能造成模具损坏。熔胶筒中过热之塑料又可能腐蚀熔筒及成品出现黑斑及黑纹。

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锁模及射胶原点的设置方法www.tool-tool.com

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运行中断电,请按锁模(射胶)键至警号消失。
第一种方法:开启油泵,按锁模(射胶)键动作至机铰伸直(射胶终点),一直按住至警号消失。
第二种方法:开启油泵,按功能选择键,将“原点设置”功能打开,按锁模(射胶)键,一直至警号消失,再将“原点设置”关闭。
第三种方法:锁模原点的设置方法
开启油泵,同时按住“取消”和“高压锁模”键,三秒钟后,则显示画面。
原始位置设定

预设1  0 P  1.0 mm  mm
预设2  0 P  47.0 mm  mm

在预设1“0P”的位置输入“5000P”,按“输入”,再把光标移回“5000P”,再按“输入”,屏幕出现“?”,则再按“确认”键,点按 “开模”,再按“锁模”键至机铰完全伸直。如不能伸直,再按上述方法设置,直至机铰完全伸直。在预设1后的位置输入“0P”,再将光标移回“0P”处,再按“输入”、“确认”键即可。
射胶原点的设置方法
开启油泵,同时按住“取消”和“高压锁模”键,三秒钟,在预设1“1.0mm”的位置输入与大于螺杆实际位置的设定值如“200mm”,按“输入”,再把光标移回“200mm”,再按“输入”,屏幕出现“?”,则再按“确认”键,按“射胶”键至螺杆到终点。如不能到终点,再按上述方法设置,直至螺杆至终点。在预设1后的位置输入“10.mm”,再将光标移回“1.0mm”处,再按“输入”、“确认”键即可

锁模及射胶原点的设置方法
运行中断电,请按锁模(射胶)键至警号消失。
第一种方法:开启油泵,按锁模(射胶)键动作至机铰伸直(射胶终点),一直按住至警号消失。
第二种方法:开启油泵,按功能选择键,将“原点设置”功能打开,按锁模(射胶)键,一直至警号消失,再将“原点设置”关闭。
第三种方法:锁模原点的设置方法
开启油泵,同时按住“取消”和“高压锁模”键,三秒钟后,则显示画面。
原始位置设定

预设1  0 P  1.0 mm  mm
预设2  0 P  47.0 mm  mm

在预设1“0P”的位置输入“5000P”,按“输入”,再把光标移回“5000P”,再按“输入”,屏幕出现“?”,则再按“确认”键,点按 “开模”,再按“锁模”键至机铰完全伸直。如不能伸直,再按上述方法设置,直至机铰完全伸直。在预设1后的位置输入“0P”,再将光标移回“0P”处,再按“输入”、“确认”键即可。
射胶原点的设置方法
开启油泵,同时按住“取消”和“高压锁模”键,三秒钟,在预设1“1.0mm”的位置输入与大于螺杆实际位置的设定值如“200mm”,按“输入”,再把光标移回“200mm”,再按“输入”,屏幕出现“?”,则再按“确认”键,按“射胶”键至螺杆到终点。如不能到终点,再按上述方法设置,直至螺杆至终点。在预设1后的位置输入“10.mm”,再将光标移回“1.0mm”处,再按“输入”、“确认”键即可
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螺杆的基本参数www.tool-tool.com

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一般螺杆分为三段即加料段,压缩段,均化段。
加料段——底经较小,主要作用是输送原料给后段,因此主要是输送能力问题,参数(L1,h1),h1=(0.12-0.14)D。
压缩段——底经变化,主要作用是压实、熔融物料,建立压力。参数压缩比ε=h1/h3及L2。准确应以渐变度A=(h1-h3)/L2。
均化段(计量段)——将压缩段已熔物料定量定温地挤到螺杆最前端、参数(L3,h3),h3=(0.05-0.07)D。
对整条螺杆而言,参数L/D-长径比
L/D利弊:L/D与转速n,是螺杆塑化能力及效果的重要因素,L/D大则物料在机筒里停留时间长,有利于塑化,同时压力流、漏流减少,提高了塑化能力,同时对温度分布要求较高的物料有利,但大之后,对制造装配使用上又有负面影响,一般L/D为(18~20),但目前有加大的趋势。
其它螺距S,螺旋升角φ=πDtgφ,一般D=S,则φ=17°40′。
φ对塑化能力有影响,一般来说φ大一些则输送速度快一些,因此,物料形状不同,其φ也有变化。粉料可取φ=25°左右,圆柱料φ=17°左右,方块料φ=15°左右,但φ的不同,对加工而言,也比较困难,所以一般φ取17°40′。
棱宽e,对粘度小的物料而言,e尽量取大一些,太小易漏流,但太大会增加动力消耗,易过热,e=(0.08~0.12)D。
总而言之,在目前情况下,因缺乏必要的试验手段,对螺杆的设计并没有完整的设计手段。大部分都要根据不同的物料性质,凭经验制订参数以满足不同的需要,各厂大致都一样。
一.PC料(聚碳酸酯)
特点:①非结晶性塑料,无明显熔点,玻璃化温度140°~150℃,熔融温度215℃~225℃,成型温度250℃~320℃。
②粘度大,对温度较敏感,在正常加工温度范围内热稳定性较好,300℃长时停留基本不分解,超过340℃开始分解,粘度受剪切速率影响较小。
③吸水性强
参数选定:
a.L/D针对其热稳定性好,粘度大的特性,为提高塑化效果尽量选取大的长径比,本厂取26。
由于其融熔温度范围较宽,压缩可较长,故采用渐变型螺杆。L1=30%全长,L2=46%全长。
b.压缩比ε 由渐变度A需与熔融速率相适应,但目前融熔速率还无法计算得出,根据PC从225℃融化至320℃之间可加工的特性,其渐变度A值可相对取中等偏上的值,在L2较大的情况下,普通渐变型螺杆ε=2~3,本厂取2.6。
c.因其粘度高,吸水性强,故在均化段之前,压缩段之后于螺杆上加混炼结构,以加强固体床解体,同时,可使其中夹带的水份变成气体逸出。
d.其它参数如e,s,φ以及与机筒的间隙都可与其它普通螺杆相同。
二.PMMA(有机玻璃)
特点:①玻璃化温度105℃,熔融温度大于160℃,分解温度270℃,成型温度范围很宽。
②粘度大,流动性差,热稳定性较好。
③吸水性较强。
参数选择
a.L/D选取长径比为20~22的渐变型螺杆,视其制品成型的精度要求一般L1=40%, L2=40%。
b.压缩比ε ,一般选取2.3~2.6。
c.针对其有一定亲水性,故在螺杆的前端采用混炼环结构。
d.其它参数一般可按通用螺杆设计,与机筒间隙不可太小。
三.PA(尼龙)
特性:①结晶性塑料,种类较多,种类不一样,其熔点也不一样,且熔点范围窄,一般所用PA66其熔点为260℃~265℃。
②粘度低,流动性好,有比较明显的熔点,热稳定性差。
③吸水性一般。
参数选择
a.L/D选取长径比18~20的突变型螺杆。
b.压缩比,一般选取3~3.5,其中防止过热分解h3=0.07~0.08D。
c.因其粘度低,故止逆环处与机筒间隙应尽量小,约0.05,螺杆与机筒间隙约0.08,如有需要,视其材料,前端可配止逆环,射嘴处应自锁。
d.其它参数、可按通用螺杆设计。
四.PET(聚酯)
特性:①熔点250℃~260℃,吹塑级PET则成型温度较广一点,大约255℃~290℃。
②吹塑级PET粘度较高,温度对粘度影响大,热稳定性差。
参数选择
①L/D一般取20,三段分布L1=50%-55%,L2=20%。
②采用低剪切、低压缩比的螺杆,压缩比ε ,一般取1.8~2,同时剪切过热导致变色或不透明h3=0.09D。
③螺杆前端不设混炼环,以防过热,藏料。
④因这种材料对温度较敏感,而一般厂家多用回收料,为提高产量,我厂采用的是低剪切螺杆,所以可适当提高马达转速,以达到目的。同时在使用回收料方面(大部分为片料),本厂根据实际情况,为加大加料段的输送能力,也采取了加大落料口径在机筒里开槽等方式,取得了比较好的效果。
五.PVC(聚氯乙烯)
热敏性物料,一般分为硬质和软质,其区别在于原料中加入增塑剂的多少,少于10%的为硬质,多于30%为软质。
特点:①无明显熔点,60℃变软,100℃~150℃粘弹态,140℃时熔融,同时分解,170℃分解迅速,软化点接近于分解点,分解释放于HC1气体。
②热稳定性差,温度、时间都会导致分解,流动性差。
设计原则a.温度控制严格,螺杆设计尽量要低剪切,防止过热。
b.螺杆、机筒要防腐蚀。
c.注塑工艺需严格控制。
一般讲,螺杆参数为L/D=16~20,h3=0.07D,ε =1.6~2 ,L1=40%,L2=40%。
为防止藏料,无止逆环,头部锥度20°~30°,对软胶较适应,如制品要求较高,可采用无计量段,分离型螺杆,此种螺杆对硬质PVC较适合,而且为配合温控,加料段螺杆内部加冷却水或油孔,机筒外加冷水或油槽,温度控制精度±2℃左右。

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浅析塑料制品的翘曲变形www.tool-tool.com

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一、前言
翘曲变形是指注塑制品的形状偏离了模具型腔的形状,它是塑料制品常见的缺陷之一。出现翘曲变形的原因很多,单靠工艺参数解决往往力不从心。结合相关资料和实际工作经验,下面对影响注塑制品翘曲变形的因素作简要分析。
二、模具的结构对注塑制品翘曲变形的影响。
在模具方面,影响塑件变形的因素主要有浇注系统、冷却系统与顶出系统等。
1.浇注系统
注塑模具浇口的位置、形式和浇口的数量将影响塑料在模具型腔内的填充状态,从而导致塑件产生变形。
流动距离越长,由冻结层与中心流动层之间流动和补缩引起的内应力越大;反之,流动距离越短,从浇口到制件流动末端的流动时间越短,充模时冻结层厚度减薄,内应力降低,翘曲变形也会因此大为减少。一些平板形塑件,如果只使用一个中心浇口,因直径方向上的收缩率大于圆周方向上的收缩率,成型后的塑件会产生扭曲变形;若改用多个点浇口或薄膜型浇口,则可有效地防止翘曲变形。
当采用点浇口进行成型时,同样由于塑料收缩的异向性,浇口的位置、数量都对塑件的变形程度有很大的影响。
另外,多浇口的使用还能使塑料的流动比(L/t)缩短,从而使模腔内熔体密度更趋均匀,收缩更均匀。同时,整个塑件能在较小的注塑压力下充满。而较小的注射压力可减少塑料的分子取向倾向,降低其内应力,因而可减少塑件的变形。
2. 冷却系统
在注射过程中,塑件冷却速度的不均匀也将形成塑件收缩的不均匀,这种收缩差别导致弯曲力矩的产生而使塑件发生翘曲。
如果在注射成型平板形塑件(如手机电池壳)时所用的模具型腔、型芯的温度相差过大,由于贴近冷模腔面的熔体很快冷却下来,而贴近热模腔面的料层则会继续收缩,收缩的不均匀将使塑件翘曲。因此,注塑模的冷却应当注意型腔、型芯的温度趋于平衡,两者的温差不能太大(此时可考虑使用两个模温机)。
除了考虑塑件内外表的温度趋于平衡外,还应考虑塑件各侧的温度一致,即模具冷却时要尽量保持型腔、型芯各处温度均匀一致,使塑件各处的冷却速度均衡,从而使各处的收缩更趋均匀,有效地防止变形的产生。因此,模具上冷却水孔的布置至关重要。在管壁至型腔表面距离确定后,应尽可能使冷却水孔之间的距离小,才能保证型腔壁的温度均匀一致。同时,由于冷却介质的温度随冷却水道长度的增加而上升,使模具的型腔、型芯沿水道产生温差。因此,要求每个冷却回路的水道长度小于2米。在大型模具中应设置数条冷却回路,一条回路的进口位于另一条回路的出口附近。对于长条形塑件,应采用直通型水道。(而我们的模具大多是采用S型回路----既不利于循环,又延长周期。)
3. 顶出系统
顶出系统的设计也直接影响塑件的变形。如果顶出系统布置不平衡,将造成顶出力的不平衡而使塑件变形。因此,在设计顶出系统时应力求与脱模阻力相平衡。另外,顶出杆的截面积不能太小,以防塑件单位面积受力过大(尤其在脱模温度太高时)而使塑件产生变形。顶杆的布置应尽量靠近脱模阻力大的部位。在不影响塑件质量(包括使用要求、尺寸精度与外观等)的前提下,应尽可能多设顶杆以减少塑件的总体变形(换顶杆为顶块就是这个道理)。
用软质塑料(如TPU)来生产深腔薄壁的塑件时,由于脱模阻力较大,而材料又较软,如果完全采用单一的机械顶出方式,将使塑件产生变形,甚至顶穿或产生折叠而造成塑件报废,如改用多元件联合或气(液)压与机械式顶出相结合的方式效果会更好(以后会用到)。
三、塑化阶段对制品翘曲变形的影响
塑化阶段即由玻璃态料粒转化为粘流态熔体的过程(培训时讲过原料塑化的三态变化)。在这个过程中,聚合物的温度在轴向、径向(相对螺杆而言)温差会使塑料产生应力;另外,注射机的注射压力、速率等参数会极大地影响充填时分子的取向程度,进而引起翘曲变形。

四、充填及冷却阶段对制品翘曲变形的影响
熔融态的塑料在注射压力的作用下,充入模具型腔并在型腔内冷却、凝固。此过程是注射成型的关键环节。在这个过程中,温度、压力、速度三者相互耦合作用,对塑件的质量和生产效率均有极大的影响。较高的压力和流速会产生高剪切速率,从而引起平行于流动方向和垂直于流动方向的分子取向的差异,同时产生 “冻结效应”。“冻结效应”将产生冻结应力,形成塑件的内应力。温度对翘曲变形的影响体现在以下几个方面:
(1) 塑件上、下表面温差会引起热应力和热变形;
(2) 塑件不同区域之间的温度差将引起不同区域间的不均匀收缩;
(3) 不同的温度状态会影响塑料件的收缩率。
五、脱模阶段对制品翘曲变形的影响
塑件在脱离型腔并冷却至室温的过程中多为玻璃态聚合物。脱模力不平衡、推出机构运动不平稳或脱模顶出面积不当很容易使制品变形(前面已经讲过)。同时,在充模和冷却阶段“冻结”在塑件内的应力由于失去外界的约束,将会以“变形”的形式释放出来,从而导致翘曲变形。
六、注塑制品的收缩对翘曲变形的影响
注塑制品翘曲变形的直接原因在于塑件的不均匀收缩。如果在模具设计阶段不考虑填充过程中收缩的影响,则制品的几何形状会与设计要求相差很大,严重的变形会致使制品报废(即收缩率的问题)。除填充阶段会引起变形外,模具上下壁面的温度差也将引起塑件上下表面收缩的差异,从而产生翘曲变形。对翘曲分析而言,收缩本身并不重要,重要的是收缩上的差异。在注塑成型过程中,熔融塑料在注射充模阶段由于聚合物分子沿流动方向的排列使塑料在流动方向上的收缩率比垂直方向的收缩率大,而使注塑件产生翘曲变形(即各向异性)。一般均匀收缩只引起塑料件体积上的变化,只有不均匀收缩会引起翘曲变形。结晶型塑料在流动方向与垂直方向上的收缩率之差较非结晶型塑料大,而且其收缩率也较非结晶型塑料大,结晶型塑料大的收缩与其收缩的异向性叠加后导致影响结晶型塑料件翘曲变形的倾向较非结晶型塑料大得多。
七、残余热应力对制品翘曲变形的影响
在注射成型过程中,残余热应力是引起翘曲变形的一个重要因素,而且对注塑制品的质量有较大的影响。由于残余热应力对制品翘曲变形的影响非常复杂,这里就不赘述。
八、金属嵌件对制品翘曲变形的影响
对放嵌件的注塑制品,由于塑料的收缩率远比金属的大,所以容易导致扭曲变形(有的甚至开裂);为减少这种情况,可先将金属件预热(一般不低于100℃),再投入生产。
九、结论
影响注塑制品翘曲变形的因素有很多,模具的结构、塑料材料的热物理性能以及成型过程的条件和参数均对制品的翘曲变形有不同程度的影响。因此,对注塑制品翘曲变形的处理必须综合考虑上述因素。

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成型缺陷以及形成原因www.tool-tool.com

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料头附近有暗区
1、表观 在料头周围有可辨别的环形—如使用中心式浇口则为中心圆,如使用侧浇口则为同心圆,这是因为环形尺寸小,看上去像黯晕。这主要是加工高粘性(低流动性)材料时会发生这种现象,如PC、PMMA和ABS等。
物理原因 如果注射速度太高,熔料流动速度过快且粘性高,料头附近表层部分材料容易被错位和渗入。这些错位就会在外层显现出黯晕。
在料头附近,流动速度特别高,然后逐步降低,随着注射速度变为常数,流动体前端扩展为一个逐渐加宽的圆形。同时在料头附近为获得低的流体前流速度,必须采用多级注射,例如:慢—较快—快。目的是在整个充模循环种获得均一的熔体前流速度。
通常以为黯晕是在保压阶段熔料错位而产生的。实际上,前流效应的作用是在保压阶段将熔料移入了制品内部。
与加工参数有关的原因与改良措施见下表:
1、流速太高 采用多级注射:慢-较快-快
2、熔料温度太低 增加料筒温度,增加螺杆背压
3、模壁温度太低 增加模壁温度
与设计有关的原因与改良措施见下表:
1、浇口与制品成锐角 在浇口和制品间成弧形
2、浇口直径太小 增加浇口直径
3、浇口位置错误 浇口重新定位

注塑成型缺陷之二:锐边料流区有黯区
1、表观 成型后制品表面非常好,直到锐边。锐边以后表面出现黯区并且粗糙。
物理原因
如果注射速度太快,即流速太高,尤其是对高粘性(流动性差)的熔体,表面层容易在斜面和锐边后面发生移位和渗入。这些移位的外层冷料就表现为黯区和粗糙的表面。
与加工参数有关的原因与改良措施见下表:
1、流体前端速度太快 采用多级注射:快-慢,在流体前端到达锐边之前降低注射速度
与设计有关的原因与改良措施见下表:
1、模具内锐角过渡 提供光滑过渡

注塑成型缺陷之三:表面光泽不均
1、表观 虽然模具具有均一的表面材质,制品表面还是表现为灰黯和光泽不均匀。
物理原因
注射成型生产的制品表面多少是模具表面的翻版。表面粗糙取决于热塑性材料本身,它的粘性、速度设置以及成型参数如注射速度、保压和模温。因而,由于仿制的表面粗糙度的原因,制品表面会出现为灰黯、较黯或光滑。
理论上说,当被点蚀或侵蚀过的模具表面已精确仿制,投射到制品表面的光线会发生漫反射。因此,表面会出现黯区。对具有较少精确仿制的表面,漫反射现象就会得到控制进而制品表面出现好的光泽效果
与加工参数有关的原因与改良措施见下表:
1、保压太低 提高保压压力
2、保压时间太短 提高保压时间
3、模壁温度太低 提高模壁温度
4、熔料温度太低 提高熔体温度
与设计有关的原因与改良措施见下表:
1、模壁截面差异太大 提供更均一的模壁截面
2、材料积留过多或棱边尺寸过大 避免材料积留过重或棱边尺寸过大
3、料流线处排气不好 提高模具在料流线处的排气

注塑成型缺陷之四:空隙
1、表观
制品内部的空隙表现为圆形或拉长的气泡形式。仅仅是透明的制品才可以从外面看出里面的空隙;不透明的制品无法从外面测出。空隙往往发生在壁相对较厚的制品内并且是在最厚的地方。

物理原因
当制品内有泡产生时,经常认为是气泡,是模具内的空气被流入模腔的熔料裹入。另一个解释是料筒内的水气和气泡会想方设法进入到制品的内部。所以说,这样的“泡”的产生有多方面的根源。
一开始,生产的制品会形成一层坚硬的外皮,并且视模具冷却的程度往里或快或慢的发展。然而在厚壁区域里,中心部分仍继续保持较长时间的粘性。外皮有足够强度抵抗任何应力收缩。结果,里面的熔料被往外拉长,在制品内仍为塑性的中心部分形成空隙

与加工参数有关的原因与改良措施见下表:
1、保压太低 提高保压压力
2、保压时间太短 提高保压时间
3、模壁温度太低 提高模壁温度
4、熔料温度太高 降低熔体温度

与设计有关的原因与改良措施见下表:
1、浇口横截面太小 增加浇口横截面,缩短浇道
2、喷嘴孔太小 增大喷嘴孔
3、浇口开在薄壁区 浇口开在厚壁区

注塑成型缺陷之五:气泡

1、表观
制品表面和内部有许多气泡—主要在料头附近。流道中途和远离料头的地方—不仅是发生在制品壁厚的地方。气泡有着不同的尺寸和不同的形状。
物理原因
气泡主要发生在必须在高温下加工的热敏性材料。如果必须的成型温度太高,通过分子分裂而导致材料分解,熔料就有发生热降解的危险,成型过程中气泡就容易产生。
如果周期时间长,通常可能是太长的残留时间和行程利用不足的原因。也可能因为料筒内的熔料过热。
与加工参数有关的原因与改良措施见下表:
1、熔料温度太高 降低料筒温度、螺杆背压和螺杆转速
2、熔料在料筒内残留时间过长 使用较小的料筒直径
与设计有关的原因与改良措施见下表:
1、不合理的螺杆几何形状 使用低压缩螺杆



注塑成型缺陷之六:白点
1、表观 料头附近有未熔化的颗粒。对薄壁制品来说是不可能获得光滑的表面。
物理原因
由于薄壁制品生产成型周期短,因此必须以很高的螺杆转速进行塑化从而使熔料在螺杆料筒内残留时间缩短。在碰到薄壁制品生产时,通常包括PE、PP,模具工会试着降低熔料温度以缩短冷却时间,未完全熔化的颗粒会被注射进模具内。
与加工参数有关的原因与改良措施见下表:
1、熔料温度太低 增加料筒温度
2、螺杆转速太高 降低螺杆转速
3、螺杆背压太低 增加螺杆背压
4、循环时间短,即熔料在料筒内残留时间短 延长循环时间
与设计有关的原因与改良措施见下表:
1、不合理的螺杆几何形状 选用适当几何形状的螺杆(含计量切变区)

注塑成型缺陷之七:灰黑斑纹
1、表观 灰黑斑纹可能发生在浇口附近,流道的中间和远离浇口的部分。只能在透明的零件中可看出,并且往往用PMMA,PC和PS料制成的产品有此现象。
物理原因
如果计量过程开始太早,螺杆喂料区里颗粒裹入的空气没有溢出喂料口,空气就会被挤入熔料内。然而,喂料区内的压力太低不能将空气移到后面。料筒内熔料中被挤入的空气就会使制品内产生灰黑斑纹。
就像压缩点火式柴油发动机里面所发生的情况一样,被料筒内挤入的空气所造成的焦化现象有时被称为“柴油机效应”。
焦化现象可解释熔料和挤入的气泡交接的地方由于压缩作用产生高温,同时空气内的氧气通过氧化作用使熔料产生断裂。
工艺调试应该在喂料区的中间开始熔化过程,此处熔料压力已较高,迫使颗粒之间的空气朝后移动并溢出料口。
与加工参数有关的原因与改良措施见下表:
1、螺杆背压太低 增加螺杆背压
2、喂料区的料筒温度过高 降低喂料区的料筒温度
3、螺杆转速过快 降低螺杆转速
4、循环时间短,即熔料在料筒内残留时间短 延长循环时间
与设计有关的原因与改良措施见下表:
1、不合理的螺杆几何形状 选用加料段长的螺杆,且加料段的螺槽较深

注塑成型缺陷之八:料头附近有灰黑斑
1、表观 制品表面上以浇口或附近一点为中心向外发散出现银色或黑色纹迹。如果使用低粘性(高流动性)材料和高成型温度,纹路大多是黑色,如果采用高粘性(低流动性)材料,纹路大多是银白色。
物理原因
这是由被挤入和压缩的另一种气泡。如果螺杆降压幅度太高(螺杆回缩),降压速度过快,螺杆头前面的熔料释放太多,会在熔料内产生负压,在熔料温度太高的情况下,很容易在熔料内形成气泡。
这些气泡会在以后的注射阶段再次受到压缩,导致黑色纹路在制品内生成,最终成为“柴油机效应”。
如果浇口为中心式浇口,纹路就会从料头向外辐射。在带热流道注射的情况下,纹路只会再某段流道以后出现,因为在热流道里的材料不包含任何气泡,因而材料不会产生烧焦的痕迹。只有再料筒头的熔料才会产生烧焦的痕迹。
假如是低粘性的熔料,纹路比高粘性材料更灰黯和更大,因为前者再螺杆降压过程中容易产生真空和空隙。

3、与加工参数有关的原因与改良措施见下表:
a、螺杆降压太高 减小螺杆降压幅度
b、螺杆降压率太高 减小螺杆降压率
c、熔料温度太高 降低料筒温度,降低螺杆背压,降低螺杆转速

注塑成型缺陷之九:放射纹
1、表观 从浇口喷射出,有灰黯色的一股熔流在稍微接触模壁后马上被随后注入的熔料包住。此缺陷可能部分或完全隐藏在制品内部。
物理原因
放射纹往往发生在当熔料进入到模腔内,流体前端停止发展的方向。它经常发生在大模腔的模具内,熔流没有直接接触到模壁或没有遇到障碍。通过浇口后,有些热的熔料接触到相对较冷的模腔表面后冷却,在充模过程中不能同随后的熔料紧密结合在一起。
除去明显的表面缺陷,放射纹伴随不均匀性,熔料产生冻结拉伸,残余应力和冷应变而产生,这些因素都影响产品质量。
在多数情况下不太可能只通过调节成型参数改进,只有改进浇口位置和几何形状尺寸才可以避免。

与加工参数有关的原因与改良措施见下表:
1、注射速度太快 降低注射速度
2、注射速度单级 采用多级注射速度:慢-快
3、熔料温度太低 提高料筒温度(对热敏性材料只在计量区)。增加低螺杆背压
与设计有关的原因与改良措施见下表:
1、浇口和模壁之间过渡不好 提供圆弧过渡
2、浇口太小 增加浇口
3、浇口位于截面厚度的中心 浇口重定位,采用障碍注射

冷料头
1、表观 这指的是有一块冷料卡在或粘在料头附近的表面上。冷料头会导致制品表面出现痕迹,严重的还会降低制品的力学性能
物理原因
当熔料可以在机器喷嘴或热流道附近冷却时往往会产生冷料头。由于先注射进的熔料总是聚集在浇口附近,在此区域就会产生缺陷。它的成因是因为机器喷嘴或热流道喷嘴周围的温度控制不合理。


3、与加工参数有关的原因与改良措施见下表:
a、热流道温度太低 增加热流道温度
b、喷嘴温度太低 测量喷嘴温度,提高喷嘴温度,减少喷嘴接触区

4、与设计有关的原因与改良措施见下表:
a、喷嘴横截面太小 增加喷嘴横截面
b、浇口几何尺寸不合理 改变浇口几何尺寸将冷料头留在通道
c、热流道几何尺寸不合理 改变热流道喷嘴几何尺寸

注塑成型缺陷之十一:唱片纹
1、表观 在整个料流方向上甚至到流道末端可以看出很深的槽。在采用高粘性(流动性差)材料和厚壁的制品生产时出现这种现象,这些槽看上去象唱片上的纹路。在PC料做成的产品上非常清晰,但在ABS制品上更大,并且呈灰黯色。
物理原因
如果在注射过程中—特别时在低注射速度的条件下,接触模具表面的熔体凝结速度太快,流动阻力太高,就会在流体前端产生扭曲。凝固的外层材料不会完全接触模腔壁而形成波浪状。这些波浪状的材料会冻结,保压也不再能够将它们弄平整。

与加工参数有关的原因与改良措施见下表:
1、注射速度太低 增加注射速度
2、熔料温度太低 提高料筒温度,增加螺杆背压
3、模具表面温度太低 增加模具温度
4、保压太低 增加保压

与设计有关的原因与改良措施见下表:
1、浇口横截面太小 增加浇口横截面,缩短浇道
2、喷嘴孔太小 增大喷嘴孔



注塑成型缺陷之十二熔接缝
熔接缝(Weld line)
表观 在充模方式里,熔接缝是指各流体前端相遇时的一条线。特别是模具有高抛光表面的地方,制品上的熔接缝很象一条刮痕或一条槽,尤其是在颜色深或透明的制品上更明显。熔接缝的位置总是在料流方向上。

物理原因
熔接缝形成的地方为熔料的细流分叉并又连接在一起的地方,最典型的是型芯周围的熔流或使用多浇口的制品。在细流再次相遇的地方,表面会形成熔接缝和料流线。熔料周围的型芯越大或浇口间的流道越长,形成的熔接缝就越明显。细小的熔接缝不会影响制品的强度。
然而,流程很长或温度和压力不足的地方,充模不满会造成明显的凹槽。原因主要是流体前端未均匀熔合产生弱光点。聚合物内加入颜料的地方可能会产生斑点,这是因为在取向上有明显的差异。浇口的数量和位置决定了熔接缝的数量和位置。流体前锋相遇时的角度越小,熔接缝越明显。
大多数情况下,工艺调试不可能完全避免熔接缝或料流线。所能做到的是降低其亮度,或将它们移到不显眼或完全看不见的地方

与加工参数有关的原因与改良措施见下表:
1、注射速度太低 增加注射速度
2、熔料温度太低 提高料筒温度
3、模具表面温度太低 增加模具温度
4、保压太低 增加保压,尽早进行保压切换

与设计有关的原因与改良措施见下表:
1、浇口位置不合理 重新定位浇口并将其移到不可见的地方
2、料流道处无排气孔 排气孔尺寸应符合材料的特性



注塑成型缺陷之十三:水迹纹
水迹纹(Moisture streaks)
表观 水迹纹是在制品表面有很长的银丝,水迹纹的开口方向沿着料流方向。在制品未完全充满的地方,流体前端很粗糙。

物理原因
一些塑料如PA、ABS、PMMA、SAN和PBT等容易吸水。如果塑料储藏条件不好,潮气就会进入颗粒或附在表面。当颗粒熔化时,潮气会转变成蒸汽形成气泡。在注射期间,这些气泡会暴露在流体前锋的表面,爆裂然后产生不规则的纹路
与加工参数有关的原因与改良措施见下表:
1、颗粒内残留的水分太高 检查颗粒的储藏条件,缩短颗粒在料斗内的时间,给材料 提供足够的预烘干



注塑成型缺陷之十四:颜色不均
颜色不均(Colour streaks)
表观 颜色不均是制品表面的颜色不一样,可在料头附近和远处,偶尔也会在锐边的料流区出现。
物理原因
颜色不均是因为颜料分配不均而造成的,尤其是通过色母、色粉或液态色料加色时。
在温度低于推荐的加工温度情况下,母料或色料不能完全均匀化。当成型温度过高,或料筒的残留时间太长,也容易造成颜料或塑料的热降解,导致颜色不均。
当材料在正确的温度下进行塑化或均化时,如果通过料头横截面时注射太快,可能会产生摩擦热造成颜料的降解和颜色的改变。
通常在使用色母料时,应确保颜料及其溶解液需上色的树脂在化学、物理特性方面的相容性。

与加工参数有关的原因与改良措施见下表:
1、材料未均匀混合 降低螺杆速度;增加料筒温度,增加螺杆背压
2、熔料温度太低 增加料筒温度,增加螺杆背压
3、螺杆背压太低 增加螺杆背压
4、螺杆速度太高 减少螺杆速度

与设计有关的原因与改良措施见下表:
1、螺杆行程过长 用直径较大或长径比较大的料筒
2、熔料在料筒内停留时间短 用直径较大或长径比较大的料筒
3、螺杆L:D太低 使用长径比较大的料筒
4、螺杆压缩比低 采用高压缩比螺杆
5、没有剪切段和混合段 提供剪切段和(或)混合段



[讨论]注塑成型缺陷之十五:烧焦纹
烧焦纹(Charred streaks)
表观 制品表面表现出银色和淡棕色的非常暗的条纹。
物理原因
烧焦暗纹是因为熔料过度热降解而造成的。淡棕色的黯纹是因为熔料发生氧化或分解。银纹的造成一般是因为螺杆、止逆环、喷嘴、料头、制品内窄的横截面或锐边区域产生摩擦。
一般来说,在机器停工而料筒仍继续加热的时间内塑料会发生严重降解或分解现象。
如果仅在料头附近发现条纹,原因就不止是热流道温度控制优化不足,还同机器的喷嘴有关。
熔料的温度哪怕是稍微有点高,熔料在料筒内的残留时间相对较长,也会导致制品的力学性能下降。在 因为分子热运动而产生的降解连锁反应的作用下,熔料的流动性会增加,以至让模件不可避免地发生溢模的现象。对复杂模具尤其要小心。

与加工参数有关的原因与改良措施见下表:
1、熔料温度太高 降低料筒温度
2、热流道温度太高 检查热流道温度,降低热流道温度
3、熔料在料筒内残留时间太长 采用小直径料筒
4、注射速度太高 减小注射速度:采用多级注射:快-慢



注塑成型缺陷之十六:玻璃纤维银纹
玻璃纤维银纹(Glass fiber streaks)
表观 加入了玻璃纤维的塑料模制品的表面呈多样缺陷:灰暗、粗糙,部分出现金属亮点等很明显的特征,尤其是凸起部分料流区,流体再次会合的接合线附近。


物理原因
如果注射温度太低并且模温太低,含有玻纤的材料往往在模具表面凝结过快,此后玻纤再也不会嵌到熔体内。当两股料流前锋相遇时,玻纤的取向是在每条细流的方向上,因而会在交叉的地方导致表面材质不规则,结果就会形成接合缝或料流线。
这些现象在料筒内熔料内未完全混合时更加明显,例如螺杆行程太长,导致熔料混合不均的熔料也被注射。
与加工参数有关的原因与改良措施见下表:
1、注射速度太低 增加注射速度:考虑用多级注射:先慢-后快
2、模温太低 增加模温
3、熔料温度太低 增加料筒温度,增加螺杆背压
4、熔料温度变化高,如熔料不均匀 增加螺杆背压;减小螺杆速度;使用较长的料筒以缩短行程



注塑成型缺陷之十七:溢边
溢边(Flash)
表观 在凹处周围,沿分型线的地方或模具密封面出现薄薄的飞边。


物理原因
在多数情况下,溢边的产生是因为在注射和保压的过程中,机器的合模力不够,无法沿分型线将模具锁紧并密封。如果模腔内有地方压力很高,此处模具变形就有可能造成溢模。在高的成型温度和注射速度条件下,熔料在流道末端仍能充分流动,如果摸具没有锁紧就会产生溢边。
如果只在模具上某一点发现溢边,这就说明模具本身有缺陷:此处模具未完全封住。典型的溢边情形:局部产生溢边是由于模具有缺陷,而扩展到整个周围则是因为合模力不够。
必须注意!为避免溢边在增加合模力时应该慎重,因为合模力过量易损坏模具。建议正确的做法是应仔细确认溢边的真正原因。特别是在使用多型腔的模具之前,准备一些模具的分析资料不失为一个好办法,这样可以给所有的问题提供正确答案。
与加工参数有关的原因与改良措施见下表:
1、锁模力不够 增加锁模力
2、注射速度太快 减少注射速度:用多级注射:快-慢
3、保压切换晚 早一点保压切换
4、熔料温度太高 降低料筒温度
5、模壁温度太高 降低模壁温度
6、保压太高 降低保压
与设计有关的原因与改良措施见下表:
1、模具强度不够 增加模具强度
2、模具在分型线或凸边处密封不足 重新设计模具



注塑成型缺陷之十八:收缩
收缩(Sink marks)
表观 塑件表面材料堆积区域有凹痕。收缩水主要发生在塑件壁厚厚的地方或者是壁厚改变的地方。


物理原因
当制品冷却时,收缩(体积减小,收缩)发生,此时外层紧模壁的地方先冻结,在制品中心形成内应力。如果应力太高,就会导致外层的塑料发生塑性变形,换句话说,外层会朝里凹陷下去。如果在收缩发生和外壁变形还未稳定(因为还没有冷却)时,保压没有补充熔料到模件内,在模壁和已凝固的制品外层之间就会形成沉降。
这些沉降通常会被看成为收缩。如果制品有厚截面,在脱模后也有可能产生这样的缩水。这是因为内部仍有热量,它会穿过外层并对外层产生加热作用。制品内产生的拉伸应力会使热的外层向里沉降,在此过程中形成收缩。




与加工参数有关的原因与改良措施见下表:
1、保压太低 增加保压
2、保压时间太短 延长保压时间
3、模壁温度太高 降低模壁温度
4、熔料温度太高 降低熔料温度,降低料筒温度


与设计有关的原因与改良措施见下表:
1、料头横截面太小 增加料头横截面
2、料头太长 缩短料头
3、喷嘴孔太小 增加喷嘴孔径
4、料头开在薄壁处 将料头定位在厚壁处
5、材料堆积过量 避免材料堆积
6、壁/筋的截面不合理 提供较合理的壁/筋的截面比例



注塑成型缺陷之十九:注射不足
注射不足(Short shot)
表观 : 模腔未完全充满,主要发生在远离料头或薄壁面的地方。


物理原因
熔料的注射压力和/或注射速度太低,熔料在射向流长最末端过程中冷却。通常在低熔料温度和模温的条件下注射高粘性材料时会碰到这种情况。它也会发生在需要高压注射但保压设置低不成比例的时候。
实际上,当需要高注射压力时,保压也应按比例提高:正常时,保压应为注射压力的50%左右,但如果采用高注射压力,保压应为70%~80%。
如在料头附近发现注射不满,可以解释为:流体前锋在这些点被阻挡,较厚的地方先被充满。如此,在模腔几乎被充满之后,在薄壁处的熔料已经凝结并且在流体中心部位有少量的流动导致注射不足。
与加工参数有关的原因与改良措施见下表:
1、注射压力太低 增加注射压力
2、注射速度太低 增加注射速度
3、保压太低 增加保压
4、保压切换太早 延迟从注射到保压的切换
5、熔料温度太低 增加料筒温度,增加螺杆背压
6、保压时间太短 延长保压时间
与设计有关的原因与改良措施见下表:
1、流道/料头横截面太小 增加流道/料头的横截面
2、模具排气不足 提高模具排气性
3、喷嘴孔太小 增加喷嘴孔径
4、薄壁处的厚度不够 增加截面厚度



注塑成型缺陷之二十:翘曲
翘曲(Warpage)
表观 制品的形状在制品脱模后或稍后一段时间内产生旋转或扭曲现象。典型表现为,制品平坦部分有起伏,直边朝里或朝外弯曲或扭曲。

物理原因
制品-因其特性-冻结的分子链在应力作用下发生内部移位。在脱模的时候,按不同的制品形状,应力往往会造成不同程度的变形。内应力使制品收缩不均,小颗粒移位,颗粒内冷却不平衡或颗粒内产生过量的压力。特别是用部分结晶材料制成的制品,如PE、PP、POM比非晶体材料如PS、ABS、PMMA 和PC更容易产生缩壁,更易于翘曲。

与加工参数有关的原因与改良措施见下表:
1、模内压力太高 降低保压,将保压切换提前
2、模温太低 增加模具温度
3、流体前锋,粘性太低 增加注射速度
4、熔料温度太低 增加料筒温度,增加螺杆背压

与设计有关的原因与改良措施见下表:
1、模温不稳定 提供冷却/加热均衡的模具
2、截面厚度不规则 按树脂特性重新设计制品形状尺寸



注塑成型缺陷之二十一:顶白
顶白(Ejector marks)
表观 在制品面对喷嘴一侧,即在顶出杆位于模具顶出一侧的地方发现应力泛白和应力升高的现象

物理原因
如果必须的脱模力太高或顶出杆的表面相对较小,此处的表面压力会很高,发生变形最终造成顶出部位泛白。

与加工参数有关的原因与改良措施见下表:
1、保压太高 降低保压
2、保压时间太长 缩短保压时间
3、保压时间切换太迟 将保压切换提前
4、冷却时间太短 延长冷却时间

与设计有关的原因与改良措施见下表:
1、脱模斜度不够 按规格选择脱模斜度
2、脱模方向上表面粗糙 对脱模方向上模具进行抛光
3、顶出一侧上形成真空 型芯内装气阀

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注塑机电器故障常用检测方法www.tool-tool.com

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电阻是各种电子元器件和电路的基本特征,利用万用表测量电子元器件或电路各点之间电阻值来判断故障是一种很常用的方法。
  测量电阻值,有 “在线”和“离线” 两种基本方式。
“在线”测量,需要考虑被测元器件受其他并联支路的影响,测量结果应对照原理图分析判断。
“离线”测量需要将被测元器件或电路从整个电路或印制板上脱焊下来,操作较麻烦但结果准确可靠。
  
  用电阻法测量集成电路,通常先将一个表笔接地,用另一个表笔测各引脚对地电阻值,然后交换表笔再测一次,将测量值与正常值(有些维修资料给出,或自己积累)进行比较,相差较大者往往是故障所在。(不一定是集成电路坏!)
  电阻法对确定开关、接插件、导线、印制板导电图形的通断及电阻器的变质,电容器短路,电感线圈断路等故障非常有效而且快捷,但对晶体管、集成电路以及电路单元来说,一般不能直接判定故障,需要对比分析或兼用其他方法,但由于电阻法不用给电路通电,可将检测风险降到最小,故一般检测首先采用。
  注意  
(1)使用电阻法时应在线路断电、大电容放电的情况下进行,否则结果不准确,还可能损坏万用表。
(2)在检测低电压供电的集成电路(5V)时避免用指针式万用表的lOK档。
(3)在线测量时应将万用表表笔交替测试,对比分析。

电子线路正常工作时,线路各点都有一个确定的工作电压,通过测量电压来判断故障的方法称为电压法。
  电压法是通电检测手段中最基本、最常用的方法。根据电源性质又可分为交流和直流两种电压测量。
  1.交流电压测量
  一般电子线路中交流回路较为简单,对50/60Hz市电升压或降压后的电压只须使用普通万用表选择合适AC量程即可,测高压时要注意安全并养成用单手操作的习惯。
  对非50/60Hz的电源,例如变频器输出电压的测量就要考虑所用电压表的频率特性,一般指针式万用表为45~2000Hz,数字式万用表为45~500Hz,超过范围或非正弦波测量结果都不正确。
  2.直流电压测量
  检测直流电压一般分为三步:  
  (1)测量稳压电路输出端是否正常。
  (2)各单元电路及电路的关键“点”,例如放大电路输出点,外接部件电源端等处电压是否正常。
  (3)电路主要元器件如晶体管、集成电路各管脚电压是否正常,对集成电路首先要测电源端。     
  比较完善的产品说明书中应该给出电路各点正常工作电压,有些维修资料中还提供集成电路各引脚的工作电压。另外也可对比正常工作的同种电路测得各点电压。偏离正常电压较多的部位或元器件,往往就是故障所在部位。
  这种检测方法,要求注塑机维修人员具有电路分析能力并尽可能收集相关电路的资料数据,才能达到事半功倍的效果。

注塑机电子线路正常工作时,各部分工作电流是稳定的,偏离正常值较大的部位往往是故障所在。这就是用电流法检侧线路故阵的原理。
  电流法有直接测量和间接测量 两种方法。
直接测量就是将电流表直接串接在欲检测的回路测得电流值的方法。这种方法直观、准确,但往往需要对线路作“手术”,例如断开导线,脱焊元器件引脚等,才能进行测量,因而不大方便。对于整机总电流的测量,一般可通过将电流表两个表笔接到开关上的方式测得,对使用220V交流电的线路必须注意测量安全。
  间接侧量法实际上是用测电压的方法换算成电流值。这种方法快捷方便,但如果所选侧量点的元器件有故障则不容易准确判断.  
 通过测Re的电压降确定三极管工作电流是否正常,如Re本身阻值偏差较大或Ce漏电,都可引起误判。对交变信号产生和处理电路来说,采用示波器观察信号通路各点的波形是最直观、最有效的故障检测方法。
  波形法应用于以下三种情况:
  1.波形的有无和形状
  在电子线路中一般对电路各点的波形有无和形状是确定的,如果测得该点波形没有或形状相差较大,则故障发生于该电路可能性较大。  

当观察到不应出现的自激振荡或调制波形时,虽不能确定故障部位,但可从频率、幅值大小分析故障原因。
  2.波形失真
  在放大或缓冲等电路中,若电路参数失配或元器件选择不当或损坏都会引起波形失真,通过观测波形和分析电路可以找出故障原因。
  3.波形参数
  利用示波器测量波形的各种参数,如幅值、周期、前后沿相位等,与正常工作时的波形参数对照,找出故障原因。
   应用波形法要注意
  (1)对电路高电压和大幅度脉冲部位一定注意不能超过示波器的允许电压范围。必要时采用高压探头或对电路观测点采取分压或取样等措施。
  (2)示波器接人电路时本身输人阻抗对电路有一定影响,特别测量脉冲电路时,要采用有补偿作用的10:1探头,否则观测的波形与实际不符。

还有一种方法:对数字电路而言,其实只须判断电路各部位的逻辑状态即可确定电路工作是否正常。数字逻辑主要由高低两种电平状态,另外还有脉冲串及高阻状态。因而可以使用逻辑笔进行电路检测。
  逻辑笔具有体积小,携带使用方便的优点。功能简单的逻辑笔可测单种电路(TTL或CMOS)的逻辑状态,功能较全的逻辑笔除可测多种电路的逻辑状态,还可定量测脉冲个数,有些还具有脉冲信号发生器作用,可发出单个脉冲或连续脉冲供检测电路用。
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如何用好万用表www.tool-tool.com

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一、指针表和数字表的选用:

1、指针表读取精度较差,但指针摆动的过程比较直观,其摆动速度幅度有时也能比较客观地反映了被测量的大小(比如测电视机数据总线(SDL)在传送数据时的轻微抖动);数字表读数直观,但数字变化的过程看起来很杂乱,不太容易观看。

2、指针表内一般有两块电池,一块低电压的1.5V,一块是高电压的9V或15V,其黑表笔相对红表笔来说是正端。数字表则常用一块6V或9V的电池。在电阻档,指针表的表笔输出电流相对数字表来说要大很多,用R×1Ω档可以使扬声器发出响亮的“哒”声,用R×10kΩ档甚至可以点亮发光二极管(LED)。

3、在电压档,指针表内阻相对数字表来说比较小,测量精度相比较差。某些高电压微电流的场合甚至无法测准,因为其内阻会对被测电路造成影响(比如在测电视机显像管的加速级电压时测量值会比实际值低很多)。数字表电压档的内阻很大,至少在兆欧级,对被测电路影响很小。但极高的输出阻抗使其易受感应电压的影响,在一些电磁干扰比较强的场合测出的数据可能是虚的。

4、总之,在相对来说大电流高电压的模拟电路测量中适用指针表,比如电视机、音响功放。在低电压小电流的数字电路测量中适用数字表,比如BP机、手机等。不是绝对的,可根据情况选用指针表和数字表。

二、测量技巧(如不作说明,则指用的是指针表):

1、测喇叭、耳机、动圈式话筒:用R×1Ω档,任一表笔接一端,另一表笔点触另一端,正常时会发出清脆响量的“哒”声。如果不响,则是线圈断了,如果响声小而尖,则是有擦圈问题,也不能用。

2、测电容:用电阻档,根据电容容量选择适当的量程,并注意测量时对于电解电容黑表笔要接电容正极。①、估测微波法级电容容量的大小:可凭经验或参照相同容量的标准电容,根据指针摆动的最大幅度来判定。所参照的电容不必耐压值也一样,只要容量相同即可,例如估测一个100μF/250V的电容可用一个100μF/25V的电容来参照,只要它们指针摆动最大幅度一样,即可断定容量一样。②、估测皮法级电容容量大小:要用R×10kΩ档,但只能测到1000pF以上的电容。对1000pF或稍大一点的电容,只要表针稍有摆动,即可认为容量够了。③、测电容是否漏电:对一千微法以上的电容,可先用R×10Ω档将其快速充电,并初步估测电容容量,然后改到R×1kΩ档继续测一会儿,这时指针不应回返,而应停在或十分接近∞处,否则就是有漏电现象。对一些几十微法以下的定时或振荡电容(比如彩电开关电源的振荡电容),对其漏电特性要求非常高,只要稍有漏电就不能用,这时可在R×1kΩ档充完电后再改用R×10kΩ档继续测量,同样表针应停在∞处而不应回返。

3、在路测二极管、三极管、稳压管好坏:因为在实际电路中,三极管的偏置电阻或二极管、稳压管的周边电阻一般都比较大,大都在几百几千欧姆以上,这样,我们就可以用万用表的R×10Ω或R×1Ω档来在路测量PN结的好坏。在路测量时,用R×10Ω档测PN结应有较明显的正反向特性(如果正反向电阻相差不太明显,可改用R×1Ω档来测),一般正向电阻在R×10Ω档测时表针应指示在200Ω左右,在R×1Ω档测时表针应指示在30Ω左右(根据不同表型可能略有出入)。如果测量结果正向阻值太大或反向阻值太小,都说明这个PN结有问题,这个管子也就有问题了。这种方法对于维修时特别有效,可以非常快速地找出坏管,甚至可以测出尚未完全坏掉但特性变坏的管子。比如当你用小阻值档测量某个PN结正向电阻过大,如果你把它焊下来用常用的R×1kΩ档再测,可能还是正常的,其实这个管子的特性已经变坏了,不能正常工作或不稳定了。

3、测电阻:重要的是要选好量程,当指针指示于1/3~2/3满量程时测量精度最高,读数最准确。要注意的是,在用R×10k电阻档测兆欧级的大阻值电阻时,不可将手指捏在电阻两端,这样人体电阻会使测量结果偏小。

4、测稳压二极管:我们通常所用到的稳压管的稳压值一般都大于1.5V,而指针表的R×1k以下的电阻档是用表内的1.5V电池供电的,这样,用R×1k以下的电阻档测量稳压管就如同测二极管一样,具有完全的单向导电性。但指针表的R×10k档是用9V或15V电池供电的,在用R×10k测稳压值小于9V或15V的稳压管时,反向阻值就不会是∞,而是有一定阻值,但这个阻值还是要大大高于稳压管的正向阻值的。如此,我们就可以初步估测出稳压管的好坏。但是,好的稳压管还要有个准确的稳压值,业余条件下怎么估测出这个稳压值呢?不难,再去找一块指针表来就可以了。方法是:先将一块表置于R×10k档,其黑、红表笔分别接在稳压管的阴极和阳极,这时就模拟出稳压管的实际工作状态,再取另一块表置于电压档V×10V或V×50V(根据稳压值)上,将红、黑表笔分别搭接到刚才那块表的的黑、红表笔上,这时测出的电压值就基本上是这个稳压管的稳压值。说“基本上”,是因为第一块表对稳压管的偏置电流相对正常使用时的偏置电流稍小些,所以测出的稳压值会稍偏大一点,但基本相差不大。这个方法只可估测稳压值小于指针表高压电池电压的稳压管。如果稳压管的稳压值太高,就只能用外加电源的方法来测量了(这样看来,我们在选用指针表时,选用高压电池电压为15V的要比9V的更适用些)。

5、测三极管:通常我们要用R×1kΩ档,不管是NPN管还是PNP管,不管是小功率、中功率、大功率管,测其be结cb结都应呈现与二极管完全相同的单向导电性,反向电阻无穷大,其正向电阻大约在10K左右。为进一步估测管子特性的好坏,必要时还应变换电阻档位进行多次测量,方法是:置R×10Ω档测PN结正向导通电阻都在大约200Ω左右;置R×1Ω档测PN结正向导通电阻都在大约30Ω左右,(以上为47型表测得数据,其它型号表大概略有不同,可多试测几个好管总结一下,做到心中有数)如果读数偏大太多,可以断定管子的特性不好。还可将表置于R×10kΩ再测,耐压再低的管子(基本上三极管的耐压都在30V以上),其cb结反向电阻也应在∞,但其be结的反向电阻可能会有些,表针会稍有偏转(一般不会超过满量程的1/3,根据管子的耐压不同而不同)。同样,在用R×10kΩ档测ec间(对NPN管)或ce间(对PNP管)的电阻时,表针可能略有偏转,但这不表示管子是坏的。但在用R×1kΩ以下档测ce或ec间电阻时,表头指示应为无穷大,否则管子就是有问题。应该说明一点的是,以上测量是针对硅管而言的,对锗管不适用。不过现在锗管也很少见了。另外,所说的“反向”是针对PN结而言,对NPN管和PNP管方向实际上是不同的。

现在常见的三极管大部分是塑封的,如何准确判断三极管的三只引脚哪个是b、c、e?三极管的b极很容易测出来,但怎么断定哪个是c哪个是e?站长这里推荐三种方法:第一种方法:对于有测三极管hFE插孔的指针表,先测出b极后,将三极管随意插到插孔中去(当然b极是可以插准确的),测一下hFE值,然后再将管子倒过来再测一遍,测得hFE值比较大的一次,各管脚插入的位置是正确的。第二种方法:对无hFE测量插孔的表,或管子太大不方便插入插孔的,可以用这种方法:对NPN管,先测出b极(管子是NPN还是PNP以及其b脚都很容易测出,是吧?),将表置于R×1kΩ档,将红表笔接假设的e极(注意拿红表笔的手不要碰到表笔尖或管脚),黑表笔接假设的c极,同时用手指捏住表笔尖及这个管脚,将管子拿起来,用你的舌尖舔一下b极,看表头指针应有一定的偏转,如果你各表笔接得正确,指针偏转会大些,如果接得不对,指针偏转会小些,差别是很明显的。由此就可判定管子的c、e极。对PNP管,要将黑表笔接假设的e极(手不要碰到笔尖或管脚),红表笔接假设的c极,同时用手指捏住表笔尖及这个管脚,然后用舌尖舔一下b极,如果各表笔接得正确,表头指针会偏转得比较大。当然测量时表笔要交换一下测两次,比较读数后才能最后判定。这个方法适用于所有外形的三极管,方便实用。根据表针的偏转幅度,还可以估计出管子的放大能力,当然这是凭经验的。第三种方法:先判定管子的NPN或PNP类型及其b极后,将表置于R×10kΩ档,对NPN管,黑表笔接e极,红表笔接c极时,表针可能会有一定偏转,对PNP管,黑表笔接c极,红表笔接e极时,表针可能会有一定的偏转,反过来都不会有偏转。由此也可以判定三极管的c、e极。不过对于高耐压的管子,这个方法就不适用了。

万用表的使用的注意事项

  (1)在使用万用表之前,应先进行“机械调零”,即在没有被测电量时 ,使万用表指针指在零电压或零电流的位置上。

  (2)在使用万用表过程中,不能用手去接触表笔的金属部分 ,这样一方面可以保证测量的准确,另一方面也可以保证人身安全。

  (3)在测量某一电量时,不能在测量的同时换档,尤其是在测量高电压或大电流时 ,更应注意。否则,会使万用表毁坏。如需换挡,应先断开表笔,换挡后再去测量。

  (4)万用表在使用时,必须水平放置,以免造成误差。同时, 还要注意到避免外界磁场对万用表的影响。

  (5)万用表使用完毕,应将转换开关置于交流电压的最大挡。如果长期不使用 ,还应将万用表内部的电池取出来,以免电池腐蚀表内其它器件。
欧姆挡的使用

  一、选择合适的倍率。在欧姆表测量电阻时,应选适当的倍率,使指针指示在中值附近。最好不使用刻度左边三分之一的部分,这部分刻度密集很差。

  二、使用前要调零。

  三、不能带电测量。

  四、被测电阻不能有并联支路。

  五、测量晶体管、电解电容等有极性元件的等效电阻时,必须注意两支笔的极性。

  六、用万用表不同倍率的欧姆挡测量非线性元件的等效电阻时,测出电阻值是不相同的。这是由于各挡位的中值电阻和满度电流各不相同所造成的,机械表中,一般倍率越小,测出的阻值越小。

  万用表测直流时

  一、进行机械调零。

  二、选择合适的量程档位。

  三、使用万用表电流挡测量电流时,应将万用表串联在被子测电路中,因为只有串连接才能使流过电流表的电流与被测支路电流相同 。测量时,应断开被测支路 ,将万用表红、黑表笔串接在被断开的两点之间 。特别应注意电流表不能并联接在被子测电路中 ,这样做是很危险的,极易使万表烧毁。

  四、注意被测电量极性。

  五、正确使用刻度和读数。

  六、当选取用直流电流的2.5A挡时,万用表红表笔应插在2.5A测量插孔内 ,量程开关可以置于直流电流挡的任意量程上。

  七、如果被子测的直流电流大于2.5A,则可将2.5A挡扩展为5A挡 。方法很简单,使用者可以在“2.5A”插孔和黑表笔插孔之间接入一支0.24欧姆的电阻 ,这样该挡位就变成了5A电流挡了。接入的0.24A电阻应选取用2W以上的线绕电阻 ,如果功率太小会使之烧毁。

万用表在家电维修中的使用

使用万用表需要注意:

1).识别万用表各档的功能.

2).测量三---四个电阻并记录.

3).测交流电压并记录.

4).测量直流电压并记录.

万用表:主要用来测量交流直流电压.电流.直流电阻, 及晶体管电流放大位数等.现在常见的主要有数字式万用表和机械万用表两种.

1)数字式万用表

在万用表上会见到象图中所示的转换旋钮,旋钮所指的是次量的档位.

V~:表示的是测交流电压的档位.

V-:表示的是测直流电压档位.

MA:表示的是测直流电压的档位.

Ω(R):表示的是测量电阻的档位.

HFE:表示的是测量电阻的档位.

万用表的红笔表示接外电路正极,黑笔表示接外电路负极.

优点:防磁.读数方便,准确(数字显示)......

2)机械式万用表

机械式万用表的外观和数字表有一定的区别, 但它们俩的转挡旋钮是差不多的,档位也基本相同.

在机械表上会见到有一个表盘如图,表盘上有八条刻度尺:

标有"Ω"标记的是测电阻时用的刻度尺.

标有"~"标记的是测交直流电压.直流电流时用的度尺刻.

标有"HFE"标记的是测三极管时用的刻度尺.

标有"LI"标记的是测量负载的电流.电压的刻度尺.

标有"DB"标记的是测量电平的刻度尺.

3)万用表的使用

①数字式万用表:测量前先打到测量的档位,要注意的是档位上所标的是量程,即最大值.

②机械式万用表:测量电流 电压的方法与数学式相同,但测电阴时,读数要乘以档位上的数值才是测量值.例如:现在打的档位是"X100"读数是200,测量传题是200X100=20000Ω=20K,表盘上"Ω"尺是从左到右,从大到小,而其它的是从左到右,从小到大

4).注意事项:

①调"零点"(机械表才有),在使用表前,先要看指针是指在左端"零位"上, 如果不是,则应小改锥慢慢旋表壳中央的"起点零位"校正螺丝,使指针指在零位上.

②万用表使用时应水平放置(机械才有)

③测试前要确定测量内容,将量程转换旋钮旋到所示测量的相应档位上,以免烧毁表头,如果不知道被测物理量的大小,要先从大量程开始试测.

④表笔要正确的插在相应的插口中.

⑤测试过程中,不要任意旋转档位变换旋钮.

⑥使用完毕后, 一定要将不用表档位变换旋钮调到交流电压的最大量程档位上.

⑦测直流电压电流时,要注意电压的正、负极,电流的流向,与表笔相接 (时)正确



仅用万用表作为检测工具的集成电路的检测方法

虽说集成电路代换有方,但拆卸毕竟较麻烦。因此,在拆之前应确切判断集成电路是否确实已损坏及损坏的程度,避免盲目拆卸。本文介绍了仅用万用表作为检测工具的不在路和在路检测集成电路的方法和注意事项。文中所述在路检测的四种方法(直流电阻、电压、交流电压和总电流的测量)是业余维修中实用且常用的检测法。这里,也希望大家提供其他实用的(集成电路和元器件)判别检测经验。

一、不在路检测

这种方法是在IC未焊入电路时进行的,一般情况下可用万用表测量各引脚对应于接地引脚之间的正、反向电阻值,并和完好的IC进行比较。

二、在路检测

这是一种通过万用表检测IC各引脚在路(IC在电路中)直流电阻、对地交直流电压以及总工作电流的检测方法。这种方法克服了代换试验法需要有可代换IC的局限性和拆卸IC的麻烦,是检测IC最常用和实用的方法。

1.在路直流电阻检测法

这是一种用万用表欧姆挡,直接在线路板上测量IC各引脚和外围元件的正反向直流电阻值,并与正常数据相比较,来发现和确定故障的方法。测量时要注意以下三点:

(1)测量前要先断开电源,以免测试时损坏电表和元件。

(2)万用表电阻挡的内部电压不得大于6V,量程最好用R×100或R×1k挡。

(3)测量IC引脚参数时,要注意测量条件,如被测机型、与IC相关的电位器的滑动臂位置等,还要考虑外围电路元件的好坏。

2.直流工作电压测量法

这是一种在通电情况下,用万用表直流电压挡对直流供电电压、外围元件的工作电压进行测量;检测IC各引脚对地直流电压值,并与正常值相比较,进而压缩故障范围,找出损坏的元件。测量时要注意以下八点:

(1)万用表要有足够大的内阻,至少要大于被测电路电阻的10倍以上,以免造成较大的测量误差。

(2)通常把各电位器旋到中间位置,如果是电视机,信号源要采用标准彩条信号发生器。

(3)表笔或探头要采取防滑措施。因任何瞬间短路都容易损坏IC。可采取如下方法防止表笔滑动:取一段自行车用气门芯套在表笔尖上,并长出表笔尖约0.5mm左右,这既能使表笔尖良好地与被测试点接触,又能有效防止打滑,即使碰上邻近点也不会短路。

(4)当测得某一引脚电压与正常值不符时,应根据该引脚电压对IC正常工作有无重要影响以及其他引脚电压的相应变化进行分析,才能判断IC的好坏。

(5)IC引脚电压会受外围元器件影响。当外围元器件发生漏电、短路、开路或变值时,或外围电路连接的是一个阻值可变的电位器,则电位器滑动臂所处的位置不同,都会使引脚电压发生变化。

(6)若IC各引脚电压正常,则一般认为IC正常;若IC部分引脚电压异常,则应从偏离正常值最大处入手,检查外围元件有无故障,若无故障,则IC很可能损坏。

(7)对于动态接收装置,如电视机,在有无信号时,IC各引脚电压是不同的。如发现引脚电压不该变化的反而变化大,该随信号大小和可调元件不同位置而变化的反而不变化,就可确定IC损坏。

(8)对于多种工作方式的装置,如录像机,在不同工作方式下,IC各引脚电压也是不同的。

3.交流工作电压测量法

为了掌握IC交流信号的变化情况,可以用带有dB插孔的万用表对IC的交流工作电压进行近似测量。检测时万用表置于交流电压挡,正表笔插入dB插孔;对于无dB插孔的万用表,需要在正表笔串接一只0.1~0.5μF隔直电容。该法适用于工作频率比较低的IC,如电视机的视频放大级、场扫描电路等。由于这些电路的固有频率不同,波形不同,所以所测的数据是近似值,只能供参考。

4.总电流测量法

该法是通过检测IC电源进线的总电流,来判断IC好坏的一种方法。由于IC内部绝大多数为直接耦合,IC损坏时(如某一个PN结击穿或开路)会引起后级饱和与截止,使总电流发生变化。所以通过测量总电流的方法可以判断IC的好坏。也可用测量电源通路中电阻的电压降,用欧姆定律计算出总电流值。


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精密模具热处理变形及预防www.tool-tool.com

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模具热处理变形是模具处理过程的主要缺陷之一,对一些精密复杂模具,常因热处理变形而报废,因此控制精密复杂模具的变形一直成为热处理生产中的关键问题。
众所周知,模具在热处理时,特别是在淬火过程中,由于模具截面各部分加热和冷却速度的不一致而引起的温度差,加之组织转变的不等时性等原因,使得模具截面各部分体积胀缩不均匀,组织转变的不均匀,从而引起“组织应力”和模具内外温差所引起的热应力。当其内应力超过模具的屈服极限时,就会引起模具的变形。
因此,减少和控制精密复杂模具变形乃是广大热处理工作者的一项重要的研究课题。
本文试就精密复杂模具变形状况、变形原因的研究,来探讨减少和控制精密复杂模具变形的措施,以提高模具产品的质量和使用寿命。
一、模具材料的影响
1.模具的选材
某机械厂从选材和热处理简便考虑,选择T10A钢制造截面尺寸相差悬殊、要求淬火后变形较小的较复杂模具,硬度要求56HRC-60HRC。热处理后模具硬度符合技术要求,但模具变形较大,无法使用,造成模具报废。后来该厂采用微变形钢Cr12钢制造,模具热处理后硬度和变形量都符合要求。
因此制造精密复杂、要求变形较小的模具,要尽量选用微变形钢,如空淬钢等。
2.模具材质的影响
某厂送来一批Cr12MoV钢较复杂模具,模具都带有¢60m m圆孔,模具热处理后,部分模具圆孔出现椭圆,造成模具报废。
一般来说Cr12MoV钢是微变形钢,不应该出现较大变形。我们对变形严重的模具进行金相分析发现,模具钢中含有大量共晶碳化物,且呈带状和块状分布。
(1)模具椭圆(变形)产生的原因
这是因为模具钢中呈一定方向分布的不均匀碳化物的存在,碳化物的膨胀系数比钢的基体组织小30%左右,加热时它阻止模具内孔膨胀,冷却时又阻止模具内孔收缩,使模具内孔发生不均匀的变形,使模具的圆孔出现椭圆。
(2)预防措施
①在制造精密复杂模具时,要尽量选择碳化物偏析较小的模具钢,不要图便宜,选用小钢厂生产的材质较差钢材。②对存在碳化物严重偏析的模具钢要进行合理锻造,来打碎碳化物晶块,降低碳化物不均匀分布的等级,消除性能的各向异性。③对锻后的模具钢要进行调质热处理,使之获得碳化物分布均匀、细小和弥散的索氏体组织、从而减少精密复杂模具热处理后的变形。④对于尺寸较大或无法锻造的模具,可采用固溶双细化处理,使碳化物细化、分布均匀,棱角圆整化,可达到减少模具热处理变形的目的。
二、模具结构设计的影响
模具选材和钢的材质都很好,往往因为模具结构设计不合理,如薄边、尖角、沟槽、突变的台阶、厚薄悬殊等,造成模具热处理后变形较大。
1、变形的原因
模具各处厚薄不均或存在尖锐圆角,因此在淬火时引起模具各部位之间的热应力和组织应力的不同,导致各部位体积膨胀的不同,使模具淬火后产生变形。
2、预防措施
模具时,在满足实际生产需要的情况下,应尽量减少模具厚悬殊,结构不对称,在模具的厚薄交界处,尽可能采用平滑过渡等结构设计。根据模具的变形规律,预留加工余量,在淬火后不致于因为模具变形而使模具报废。
状特别复杂的模具,为使淬火时冷却均匀,可采用给合结构。
三、模具制造工序及残余应力的影响
厂经常发现,一些形状复杂、精度要求高的模具,在热处理后变形较大,经认真调查后发现,模具在机械加工和最后热处理未进行任何预先热处理。
1、 变形原因
械加工过程中的残余应力和淬火后的应力叠加,增大了模具热处理后的变形。
2、 预防措施
(1)粗加工后、半精加工前应进行一次去应力退火,即(630-680)℃×(3-4)h炉冷至500℃以下出炉空冷,也可采用400℃×(2-3)h去应力处理。
(2)降低淬火温度,减少淬火后的残余应力。
(3) 采用淬油170ºC出油空冷(分级淬火)。
(4)采用等温淬火工艺可减少淬火残余应力。
以上措施可使模具淬火后残余应力减少,模具变形较小。
四、热处理加热工艺的影响
1、加热速度的影响
热处理后的变形一般都认为是冷却造成的,这是不正确的。模具特别是复杂模具,加工工艺的正确与否对模具的变形往往产生较大的影响,对一些模具加热工艺的对比可明显看出,加热速度较快,往往产生较大的变形。
(1)变形的原因任何金属加热时都要膨胀,由于钢在加热时,同一个模具内,各部分的温度不均(即加热的不均匀)就必然会造成模具内各部分的膨胀的不一致性,从而形成因加热不均的内应力。在钢的相变点以下温度,不均匀的加热主要产生热应力,超过相变温度加热不均匀,还会产生组织转变的不等时性,既产生组织应力。因此加热速度越快,模具表面与心部的温度差别越大,应力也越大,模具热处理后产生的变形也越大。
(2)预防措施 �对复杂模具在相变点以下加热时应缓慢加热,一般来说,模具真空热处理变形要比盐浴炉加热淬火小得多。‚采用预热,对于低合金钢模具可采用一次预热(550℃-620℃);对于高合金刚模具应采用二次预热(550℃-620℃和800℃-850℃)。
2、加热温度的影响
厂家为了保证模具达到较高硬度,认为需提高淬火加热温度。但是生产实践表明,这种做法是不恰当的,对于复杂模具,同样是采用正常的加热温度下进行加热淬火,在允许的上限温度加热后的热处理变形要比在允许的下限温度加热的热处理变形大得多。
(1)变形原因 众所周知,淬火加热温度越高,钢的晶粒越趋长大,由于较大晶粒能使淬透性增加,则使淬火冷却时产生的应力越大。再之,由于复杂模具大多由中高合金钢制造,如果淬火温度高,则因Ms点低,组织中残留奥氏体量增多,加大模具热处理后变形。
(2)预防措施 在保证模具的技术条件的情况下合理选择加热温度,尽量选用下限淬火加热温度,以减少冷却时的应力,从而减少复杂的热处理变形。
五、残留奥氏体的影响 一些高合金模具钢,如Cr12MoV钢模具在淬火和低温回火后,模具的长、宽、高皆发生缩小现象,这是因为模具淬火后残留奥氏体量过多而引起的。
1、变形原因
因合金钢(如Cr12MoV钢)淬火后含有大量残留奥氏体,钢中各种组织有不同的比体积,奥氏体的比体积最小,这是高合金钢模具淬火低温回火后体积发生缩小的主要原因。钢的各种组织的比体积按下列顺序递减:马氏体-回火索氏体-珠光体-奥氏体
2、预防措施
(1)适当降低淬火温度。正如前面叙述过的淬火加热温度越高,残留奥氏体量越大,因此选择适当的淬火加热温度是减少模具缩小的重要措施。一般在保证模具技术要求的情况下,要考虑模具的综合性能,适当降低模具的淬火加热温度。
(2)一些数据表明,Cr12MoV钢模具淬火后,500ºC回火较200ºC回火的残留奥氏体量少了一半,所以在保证模具技术要求的前提下,应适当提高回火温度。生产实践表明:Cr12MoV钢模具500ºC回火模具变形量最小,而硬度降低不多(2HRC~3HRC)。
(3)模具淬火后采取冷处理是减少残留奥氏体量的最佳工艺,也是减少模具变形、稳定使用时发生尺寸变化的最佳措施,因此精密复杂模具一般应采用深冷处理。
六、冷却介质和冷却方法的影响
模具热处理变形往往是在淬火冷却后所表现出来的,这虽然有以上各种因素的影响,但冷却过程中的影响也是不可忽视的。
1、 变形产生的原因
当模具冷却到Ms点以下时,钢即发生相变,除因冷却不一致所早成的热应力外,还有因相变的不等时性而产生的组织应力,冷却速度越快,冷却越不均匀,产生的应力越大,模具的变形也越大。
2、 预防措施
(1)在保证模具硬度要求的前提下,尽量采用预冷,对于碳素钢和低合金模具钢可预冷至棱角部位发黑(720℃~760℃)。对于在珠光体转变区过冷奥氏体较稳定的钢种可预冷至700℃左右。
(2)采用分级冷却淬火能显著减少模具淬火时产生的热应力和组织应力,是减少一些复杂模具变形的有效方法。
(3)对一些精密复杂模具,采用等温淬火能显著减少变形。
七、改进热处理工艺、减少模具热处理变形
模具在淬火后的变形,不论采取什么方法,变形都是无法避免的,但是对于要严格控制变形量的精密复杂模具可采取以下方法进行控制。
1、 采用调质热处理
对基本硬度要求不高,而表面硬度要求较高的精密复杂模具,可采取模具粗加工后进行调质热处理,精加工后进行低温氮化处理(500ºC~550ºC),由于模具氮化温度低,不存在基体组织相变,另外炉冷至室温出炉,冷却应力也较少,模具变形较小。
2 、采用预先热处理
对精密复杂模具,如其硬度要求不太高,可采用预先热处理的预硬钢,对模具钢(如3Cr2Mo, 3CrMnNiMo钢)进行预先热处理,使之到达使用时的硬度(较低硬度为25HRC~35HRC,较高硬度为40HRC~50HRC),然后把模具加工成型不再进行热处理,从而保证精密复杂模具的精度。
3、采用时效硬化型模具钢
对精密复杂模具可采用时效硬化钢,如PMS(1Ni3Mn2CuA1.Mo)钢是一种新型时效模具钢,在870ºC固溶淬火后的硬度在 30HRC左右,便于机械加工,模具加工成型后再进行500ºC左右的时效热处理,即可获得40HRC~45HRC的较高硬度,模具变形较小,只需要进行抛光处理,是理想的精密复杂模具用钢。
八、结语
精密复杂模具的变形原因往往是复杂的,但是我们只要掌握其变形规律,分析其产生的原因,采用不同的方法进行预防模具的变形是能够减少的,也是能够控制的。一般来说,对精密复杂模具的热处理变形可采取一下方法预防。
(1)合理选材。对精密复杂模应选择材质好的微变形模具钢(如空淬钢),对碳化物偏析严重的模具钢应进行合理锻造并进行调质热处理,对较大和无法锻造模具钢可进行固溶双细化热处理。
(2)模具结构设计要合理,厚薄不要太悬殊,形状要对称,对于变形较大模具要掌握变形规律,预留加工余量,对于大型、精密复杂模具可采用组合结构。
(3)精密复杂模具要进行预先热处理,消除机械加工过程中产生的残余应力。
(4)合理选择加热温度,控制加热速度,对于精密复杂模具可采取缓慢加热、预热和其他均衡加热的方法来减少模具热处理变形。
(5)在保证模具硬度的前提下,尽量采用预冷、分级冷却淬火或温淬火工艺。
(6)对精密复杂模具,在条件许可的情况下,尽量采用真空加热淬火和淬火后的深冷处理。
(7)对一些精密复杂的模具可采用预先热处理、时效热处理、调质氮化热处理来控制模具的精度。
另外,正确的热处理工艺操作(如堵孔、绑孔、机械固定、适宜的加热方法、正确选择模具的冷却方向和在冷却介质中的运动方向等)和合理的回火热处理工艺也是减少精密复杂模具变形的有效措施。
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