非金属帽塑压工艺研究

陈玺媛

【摘要】：一种加工方法过程的摸索，对塑压加工作工艺实验，良好地实现了由机加工向塑压加工的工艺转变。这种加工方法适用范围广，适用于非金属大小零件的生产，完全满足产品使用要求，同时降低成本，提高效益，易于实现。

【关键词】：机加工零件；工艺试验；塑压零件

1、引言

非金属材料制品以其物美价廉的特点，深受广大用户的青睐。根据电池军工产品零件的相关使用要求及性能，对很多由机械加工制作的非金属零件完全可以考虑由注塑来完成。

2、技术分析

以广泛用于锌银贮备电池产品上的帽为例：传统工艺是机械加工，原材料设计采用尼龙棒（1010） Q/GHPG2-95，零件如下图：

采用机加成形（车、铣、钳），工序较复杂。单件所用尼龙棒料毛坯质量为113.9g，单个零件净重为11g，材料利用率仅为9.9%，每件浪费材料100.3g；单件准结工时总和为115min，制造总工时为38 min。如果我们尝试用塑压的方法，可以一次成形，且采用成份、性能完全相同的塑压原材料，材料利用率可达95%以上（不包括换料）；常规单件准结工时可忽略不计，单件加工工时仅为0.5 min -1 min。

3、工藝试验

塑压盖帽技术难点在于加工技巧及工艺指标的确定，即：确定参数，一次成型的收缩变形率；保证零件外形及内腔各档尺寸，并满足公差；该零件的生产难度为帽口部尺寸应达到一定精度，与正负极柱衬套相配；零件的外观要求无气泡、银丝、毛刺、发黄、缺料、明显赃物现象并具有良好的表面粗糙度。

方案一：

1）选择材料：由于设计采用的原材料为尼龙棒（1010） Q/GHPG2-95，这样塑压材料也就相应选用了聚酰胺1010树脂，即：颗粒尼龙 HG2349-92 11型（以下简称颗粒尼龙1010）。2）材料干燥：将颗粒尼龙1010材料（11型， HG2349-92 ）按料厚3cm～4cm装于烘料盘中，放入106烘箱，温度95℃～100℃，烘12h～15h。 3）将帽塑压模调试、安装在卧式注塑机上。4）按颗粒尼龙1010特性及常规经验，预先设定工艺参数：

帽（颗粒尼龙1010）工艺参数

5）试注射100件。6）试验结果：a.从注射过程发现，材料颗粒尼龙1010的工艺参数很难确定，随机性很强，并受季节影响，设定一个值还不行，得不断调整，直至最佳值，否则就注射不出合格零件，塑压工艺性差，参数的适应范围狭窄。b. 从注射出的零件看，发现有严重的气泡，大量的气泡和银丝导致表观很差，且无法控制，它们是在注射成型过程中随机产生的，难以克服；颗粒尼龙1010原材料本身颜色不均，同一批材料中都存在较大的差异，透明度差，再加上烘料时间调节控制不好，则易出现变色（发黄）、失色现象；且一致性、稳定性不好，成品率低，每批只有20%-30%。c.从使用效果发现，用颗粒尼龙1010压出来的帽刚性强，柔性差，很硬。帽是靠内表面与正负极柱衬套摩擦套配，太紧，就会产生裂纹；太松，就配装不上；配合好的，随时间久后容易松脱，且口部尺寸易变形，不满足公差要求；鉴于这种情况，不得不要思考寻求更好的材料及加工技巧和参数。

方案二：

1）选择材料：不偏离设计选用尼龙棒的初衷，保证材质和使用性，选用耐冲击性强度和韧性优于颗粒尼龙1010的聚丙烯PP材料。2）材料干燥：聚丙烯材料不需干燥。3）预先设定工艺参数：

5）试注射100件。6）试验结果：a.从注射过程发现，材料聚丙烯PP的工艺参数适应范围大，可调节性好，容易确定并固定下来，不受季节影响，无飞边、无胀模，塑压工艺性好。b.从注射出的零件看，发现其外观无缺角、缺口、缩孔、裂纹、气泡、银丝现象，表面收缩凹陷不超过0.3mm，表面光洁美观，柔软有韧性；原材料颜色差异不大，透明度好，且不需烘干，节约了成本又避免了烘料可能产生的变色；一致性、稳定性好，容易注射出合格零件，成品率100%。c. 从使用效果发现，聚丙烯PP的耐冲击性强度和韧性好，注射的零件收缩很到位，尺寸完全满足设计要求。手感好，内表面与正负极柱衬套摩擦套配良好，不容易松脱，不易变形。

试验结果对比分析：

帽的注塑试验状况

两种方案中，方案二工艺难度低，简易可行，成型周期短，加工损耗小，参数易控制，零件效果好，成品率高，成本低，并克服了方案一的工艺问题，摸索了一种行之有效的加工材料及其参数的确定，控制一次成型的收缩变形率小于1.5%，满足设计要求的外形、内腔各档尺寸及精度，成功塑压出产品零件。

从采用尼龙1010棒材机加工成型到采用颗粒尼龙1010注塑成型，尼龙棒（1010） Q/GHPG2-95，价格为95元～100元/公斤，（不含运费），颗粒尼龙1010材料 HG2349-92 11型价格为65元～70元/公斤，从它们的价格差异到工艺定额、工时定额的差异（前面已分析过），不难看出我们已达到提高生产效率、降低成本的目的。采用聚丙烯PP，其生产工艺简单，成型时间短，成品率几乎是100%；加之材料的价格（10元～20元/公斤）较颗粒尼龙1010降低了许多，再一次降低了成本。

帽塑压试验确定后的工艺参数

4、结论

通过工艺研究，原来采用机加工的帽完全可以采用注塑生产，大大提高了效率、降低了成本。采用聚丙烯作为注塑材料将更加优越。实践证明该方法稳定可靠，具有很强的推广性，可以确保制品的一致性、稳定性、可靠性、可操作性。