接線柱制件成型研究

師永江

摘 要：本文通過對接線柱產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和影響因素分析，在實踐中摸索出了一套的工藝方法和措施，解決了接線柱成型過程中極易出現(xiàn)的嵌件斷裂或變形、樹脂流入螺紋、表面出現(xiàn)裂紋或氣泡等質(zhì)量問題，提高了制品合格率，是結(jié)合生產(chǎn)實際對熱固性塑料成型操作方法的一次有益探索。

關(guān)鍵詞：缺陷 壓制 工藝措施

中圖分類號：V25：TQ32 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）02（a）-0174-01

塑料作為一種具有特殊性能的材料，在航空產(chǎn)品的選材中，占有不可缺少的一席之地。塑料的種類很多，分類方法也有很多種，按塑料中大分子類型和特性可分為熱塑性塑料和熱固性塑料，熱固性塑料是一種在一定溫度、一定壓力、保持一定時間就會發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，固化后受熱后不能再次軟化的塑料材料。填料的作用以及樹脂具有的體系結(jié)構(gòu)，使得熱固性塑料具有較高的機械強度、硬度、耐熱性能、介電性能和不易變形等特點，因而在飛機制造工業(yè)上廣泛用于結(jié)構(gòu)件、墊塊、加強件及電絕緣制品中。以下就結(jié)合實際生產(chǎn)中某機型接線柱零件，談一談該熱固性塑料制件在壓制成型中出現(xiàn)的問題和解決方法。

1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析及成型中容易出現(xiàn)的缺陷

該接線柱零件選用的材料為FX-501玻璃纖維增強模塑料，是一種玻璃纖維增強的酚醛塑料，呈褐色條狀。這種材料耐濕、耐磨、電氣性能好，機械強度、耐熱性高，但該材料的纖維較長，所以在模腔中流動性較差，工藝性能不是很好，該零件有三個金屬嵌件，零件塑料部分薄厚不是很均勻，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，為了有利于導(dǎo)電性能，嵌件材料選用為黃銅，材質(zhì)比較軟，嵌件細長，固定端的螺紋直徑只有4 mm。

因為制品結(jié)構(gòu)的特殊性，在壓制成型中極易出現(xiàn)一些產(chǎn)品質(zhì)量問題：（1）嵌件斷裂或變形。（2）樹脂流入螺紋。嵌件與模具固定端是螺紋結(jié)構(gòu)，成型中樹脂也容易流入螺紋中，螺紋較細，材質(zhì)比較軟，清理樹脂極易傷害嵌件，清理不干凈或損傷螺紋直接影響到產(chǎn)品的使用。（3）零件出現(xiàn)裂紋，或表面出現(xiàn)氣泡。零件塑料部分厚度分布不均勻，容易出現(xiàn)應(yīng)力集中。總之，成型該制品的合格率極低。使用常規(guī)的熱固性塑料壓制成型方法難以生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。

2 工藝流程

工藝流程：材料預(yù)熱→嵌件準備→安裝→加料→閉模→排氣→固化→啟?！謇砟＞摺破沸揎棥破泛筇幚?。

3 影響因素分析、解決方法和措施

根據(jù)產(chǎn)品分析和成型中容易出現(xiàn)的幾種缺陷，通過多次生產(chǎn)中試驗和總結(jié)，需要在以下幾方面工藝過程采取一定的措施，

3.1 材料預(yù)熱

制品表面產(chǎn)生氣泡往往是水分過大引起的。通過試驗，確定了在加料前，將FX-501玻璃纖維增強模塑料[1]預(yù)先放入烘箱中，在100 ℃～110 ℃溫度下預(yù)熱10～15 min（時間長短可根據(jù)材料進行適當(dāng)調(diào)整），這樣可以有效除去材料中水分和其它揮發(fā)物，防止零件表面出現(xiàn)氣泡，同時能縮短閉模時間和加快固化速率，有利于提高材料的流動性，便于壓制成型。

3.2 嵌件的準備

領(lǐng)到嵌件后，應(yīng)在模具中進行試裝，這樣可以避免嵌件與模具不協(xié)調(diào)，造成嵌件的損傷。為了解決在成型中樹脂流入嵌件螺紋中，可以預(yù)先準備一些棉線，浸上硅油（硅油用作塑料制品成型的脫模劑），再用浸油棉線纏繞嵌件與模腔型面接觸的螺紋部分，繞5～7個螺紋長度即可，再進行嵌件安裝，安裝嵌件一定要注意嵌件的高度（用卡尺進行測量），定位要準確。否則，制品嵌件高度不齊。

3.3 加料

該零件應(yīng)采用重量法加料。首次生產(chǎn)前，首先試制一、二件，根據(jù)產(chǎn)品的尺寸和產(chǎn)品的實際情況進行調(diào)整，稱重注意把毛邊重量計入。

3.4 壓制過程

塑料壓制成型中的三大要素：溫度、壓力、時間。溫度是產(chǎn)品能否固化前提，壓力是塑料充滿模腔和產(chǎn)品外形尺寸的基本保障，固化時間是保證制品固化程度。成型過程中成型參數(shù)一定要符合工藝的規(guī)定。

在壓制過程中，熱固性塑料必須在未固化前，熔融的塑料要充滿模腔，其沖擊力是引起嵌件變形的主要原因，所以加壓過程是該零件成型的關(guān)鍵所在，既要保證塑料充滿模腔，有要使嵌件在成型過程不要承受過大的沖擊力。經(jīng)過多次在實際中摸索和試驗，在壓制過程中要采取以下措施：合模注料時，一定要在注料腔中預(yù)熱5 s左右，等材料軟化后再加壓，加壓過程一定要緩慢，操作手柄時要輕，壓力要小。應(yīng)多次抬起排氣（這也有利于防止產(chǎn)品表面出現(xiàn)氣泡等缺陷），等塑料基本充滿模腔時，壓力再增大到要求值，壓力要盡量靠近下限，最好不超過10.5 MPa。這樣有利于塑料在注料腔中充分軟化，緩緩注入模腔，減少了對嵌件的直接沖擊力，防止嵌件了在壓制過程的變形。

3.5 啟模取件

由于金屬與塑料膨脹系數(shù)不一致，零件容易出現(xiàn)應(yīng)力集中，產(chǎn)生裂紋等缺陷，壓制結(jié)束后，不能像常規(guī)的零件那樣馬上啟模[2]，要冷卻到約40度以下（可用手感）啟模，取件時，模具和卸模架要找平，壓力要小，將零件緩慢壓出。避免嵌件的變形和零件出現(xiàn)裂紋。取出零件后再進行后處理消除內(nèi)應(yīng)力。

4 結(jié)論

通過對接線柱的產(chǎn)品分析和影響因素分析，采取了一定的措施，在螺紋上纏繞浸油棉線、緩慢壓制、冷卻脫模等工藝方法和措施，基本排除了制品成型過程中嵌件斷裂或變形，樹脂流入螺紋無法清理，制品易出現(xiàn)裂紋和氣泡等缺陷。解決了接線柱制品合格率低的問題，滿足了某型號飛機生產(chǎn)的需要，是結(jié)合實際生產(chǎn)對熱固性塑料成型方法和實際操作方法的一次有益探索，給以后同類零件的成型積累了一定的實踐經(jīng)驗。

參考文獻

[1] 顏鳴皋.工程材料實用手冊第7卷[M].2版.中國標準出版社，2002，6.

[2] 黃發(fā)榮.酚醛樹脂及其應(yīng)用[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2011，10.