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驗，良好地實現了由機加工向塑壓加工的工藝轉變。這種加工方法適用范圍廣，適用于非金屬大小零件的生產，完全滿足產品使用要求，同時降低成本，提高效益，易于實現。

【關鍵詞】：機加工零件；工藝試驗；塑壓零件

1、引言

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

2、技術分析

以廣泛用于鋅銀貯備電池產品上的帽為例：傳統工藝是機械加工，原材料設計采用尼龍棒（1010） Q/GHPG2-95，零件如下圖：

采用機加成形（車、銑、鉗），工序較復雜。單件所用尼龍棒料毛坯質量為113.9g，單個零件凈重為11g，材料利用率僅為9.9%，每件浪費材料100.3g；單件準結工時總和為115min，制造總工時為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95%以上（不包括換料）；常規單件準結工時可忽略不計，單件加工工時僅為0.5 min -1 min。

3、工藝試驗

塑壓蓋帽技術難點在于加工技巧及工藝指標的確定，即：確定參數，一次成型的收縮變形率；保證零件外形及內腔各檔尺寸，并滿足公差；該零件的生產難度為帽口部尺寸應達到一定精度，與正負極柱襯套相配；零件的外觀要求無氣泡、銀絲、毛刺、發黃、缺料、明顯贓物現象并具有良好的表面粗糙度。

方案一：

1）選擇材料：由于設計采用的原材料為尼龍棒（1010） Q/GHPG2-95，這樣塑壓材料也就相應選用了聚酰胺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）將帽塑壓模調試、安裝在臥式注塑機上。4）按顆粒尼龍1010特性及常規經驗，預先設定工藝參數：

帽（顆粒尼龍1010）工藝參數

5）試注射100件。6）試驗結果：a.從注射過程發現，材料顆粒尼龍1010的工藝參數很難確定，隨機性很強，并受季節影響，設定一個值還不行，得不斷調整，直至最佳值，否則就注射不出合格零件，塑壓工藝性差，參數的適應范圍狹窄。b. 從注射出的零件看，發現有嚴重的氣泡，大量的氣泡和銀絲導致表觀很差，且無法控制，它們是在注射成型過程中隨機產生的，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，再加上烘料時間調節控制不好，則易出現變色（發黃）、失色現象；且一致性、穩定性不好，成品率低，每批只有20%-30%。c.從使用效果發現，用顆粒尼龍1010壓出來的帽剛性強，柔性差，很硬。帽是靠內表面與正負極柱襯套摩擦套配，太緊，就會產生裂紋；太松，就配裝不上；配合好的，隨時間久后容易松脫，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。

方案二：

1）選擇材料：不偏離設計選用尼龍棒的初衷，保證材質和使用性，選用耐沖擊性強度和韌性優于顆粒尼龍1010的聚丙烯PP材料。2）材料干燥：聚丙烯材料不需干燥。3）預先設定工藝參數：

5）試注射100件。6）試驗結果：a.從注射過程發現，材料聚丙烯PP的工藝參數適應范圍大，可調節性好，容易確定并固定下來，不受季節影響，無飛邊、無脹模，塑壓工藝性好。b.從注射出的零件看，發現其外觀無缺角、缺口、縮孔、裂紋、氣泡、銀絲現象，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，節約了成本又避免了烘料可能產生的變色；一致性、穩定性好，容易注射出合格零件，成品率100%。c. 從使用效果發現，聚丙烯PP的耐沖擊性強度和韌性好，注射的零件收縮很到位，尺寸完全滿足設計要求。手感好，內表面與正負極柱襯套摩擦套配良好，不容易松脫，不易變形。

試驗結果對比分析：

帽的注塑試驗狀況

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的確定，控制一次成型的收縮變形率小于1.5%，滿足設計要求的外形、內腔各檔尺寸及精度，成功塑壓出產品零件。

從采用尼龍1010棒材機加工成型到采用顆粒尼龍1010注塑成型，尼龍棒（1010） Q/GHPG2-95，價格為95元～100元/公斤，（不含運費），顆粒尼龍1010材料 HG2349-92 11型價格為65元～70元/公斤，從它們的價格差異到工藝定額、工時定額的差異（前面已分析過），不難看出我們已達到提高生產效率、降低成本的目的。采用聚丙烯PP，其生產工藝簡單，成型時間短，成品率幾乎是100%；加之材料的價格（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。

帽塑壓試驗確定后的工藝參數

4、結論

通過工藝研究，原來采用機加工的帽完全可以采用注塑生產，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越。實踐證明該方法穩定可靠，具有很強的推廣性，可以確保制品的一致性、穩定性、可靠性、可操作性。