基于聯(lián)合收割機(jī)外罩的高光無(wú)痕注塑成型技術(shù)研究

李振明　董征蓮

摘 要：聯(lián)合收割機(jī)外罩產(chǎn)品結(jié)構(gòu)屬于大型薄壁類(lèi)零件，外觀面的要求美觀，并且硬度要求要高，具有一定的耐刻劃性。高光無(wú)熔痕注塑成型技術(shù)，又叫做快速熱循環(huán)注塑（RHCM），利用該技術(shù)，可以不進(jìn)行后續(xù)的噴涂工序，這樣既減少了因噴涂造成的環(huán)境污染，又節(jié)省了二次加工的費(fèi)用，降低了生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)了塑件產(chǎn)品的綠色生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：農(nóng)機(jī)行業(yè)；高光無(wú)痕注塑成型技術(shù)RHCM；綠色生產(chǎn)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.21.051

0 引言

隨著塑料產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，農(nóng)機(jī)行業(yè)的塑料覆蓋件應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣泛。據(jù)統(tǒng)計(jì)，到2017年底，濰坊市農(nóng)機(jī)總值達(dá)到92億元，比去年增長(zhǎng)5%；農(nóng)機(jī)總動(dòng)力達(dá)到980萬(wàn)千瓦，比去年增長(zhǎng)2%，拖拉機(jī)17.9萬(wàn)臺(tái)，聯(lián)合收獲機(jī)2.55萬(wàn)臺(tái)。

以聯(lián)合收割機(jī)外罩為例，此產(chǎn)品結(jié)構(gòu)屬于大型薄壁類(lèi)零件，外觀面要求沒(méi)有銀紋、開(kāi)裂、變形、熔接痕等注塑缺陷，而且外觀精美、光潔，并且注塑件的材質(zhì)硬度要求高，外觀具有一定的耐刻劃性。傳統(tǒng)的注塑工藝，目前很難滿(mǎn)足這些要求，并且模具溫度不好控制，注塑周期長(zhǎng)，因此，新的注塑技術(shù)的引入將成為必要。

1 高光無(wú)熔痕注塑成型技術(shù)

高光無(wú)熔痕注塑成型技術(shù)，是近年來(lái)新興的一種注塑技術(shù)，又被稱(chēng)作快速熱循環(huán)注塑（RHCM）。這種技術(shù)是采用快速加熱和快速冷卻注塑模具及動(dòng)態(tài)溫控裝置，并對(duì)模具溫度實(shí)行閉環(huán)控制的注塑成型技術(shù)。通過(guò)使用該技術(shù)，可以減少注塑件表面的熔接痕、流痕、表面浮纖等缺陷，可以不進(jìn)行后續(xù)的噴涂工序，這樣既減少了因噴涂造成的環(huán)境污染，又節(jié)省了二次加工的費(fèi)用，降低了生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)了塑件產(chǎn)品的綠色生產(chǎn)。

2 高光無(wú)痕注塑成型技術(shù)在聯(lián)合收割機(jī)外罩中的應(yīng)用

在成型周期方面，高光無(wú)熔痕注塑成型（RHCM）的工藝過(guò)程與傳統(tǒng)常規(guī)注塑基本一致，都是分為合模、熔膠、射膠、保壓、冷卻、開(kāi)模、制品取出等7 個(gè)階段。高光無(wú)熔痕注塑成型（RHCM）技術(shù)工藝過(guò)程有如下表現(xiàn)：一是在模具的快速加熱階段，通過(guò)利用動(dòng)態(tài)溫度控制系統(tǒng)，使模具溫度快速上升到聚合物的熔點(diǎn)或熱變形溫度以上；二是需要將高溫維持一定的時(shí)間，從而保證了塑料熔體良好的充模狀態(tài)；三是熔體的注射階段，將聚合物的熔體注射到模具的型腔之中，要一直使模具保持較高的溫度，防止了注射和保壓過(guò)程中熔體的過(guò)早冷卻；四是高壓保持之后將進(jìn)入冷卻階段，快速冷卻已定型的聚合物熔體，將聚合物熔體溫度迅速降低到塑料頂出溫度以下；最后階段，打開(kāi)模具，取出塑件產(chǎn)品。

通過(guò)以上工藝過(guò)程，可以看出高光無(wú)熔痕注塑成型（RHCM）的關(guān)鍵技術(shù)主要在于預(yù)先優(yōu)化注塑模設(shè)計(jì)方案、產(chǎn)品工藝結(jié)構(gòu)、注塑模具結(jié)構(gòu)和模具溫度控制機(jī)構(gòu)，聯(lián)合收割機(jī)外罩的RHCM技術(shù)可以研究以下內(nèi)容：

（1） 改進(jìn)聯(lián)合收割機(jī)外罩的注塑工藝結(jié)構(gòu)。良好的結(jié)構(gòu)工藝性是獲得合格制品的前提，因此，聯(lián)合收割機(jī)外罩的注塑外觀質(zhì)量，不僅與注塑模具結(jié)構(gòu)和注塑成型工藝有關(guān)，還取決于產(chǎn)品本身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否符合成型的工藝性要求。本項(xiàng)目中，我們也將繼續(xù)優(yōu)化聯(lián)合收割機(jī)外罩的工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，盡可能滿(mǎn)足高光無(wú)熔痕注塑成型要求。

（2）聯(lián)合收割機(jī)外罩模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究。RHCM注塑成型工藝過(guò)程中，對(duì)于模具加熱溫度要求較高，這樣將大大延長(zhǎng)冷卻時(shí)間。為了保證產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，這需要改進(jìn)模具澆注結(jié)構(gòu)、冷卻系統(tǒng)等影響產(chǎn)品的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。可以利用模流分析軟件，提前做好澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化，從而提高產(chǎn)品的外觀質(zhì)量。

（3）聯(lián)合收割機(jī)注塑成型生產(chǎn)線構(gòu)建技術(shù)研究。RHCM注塑成型工藝過(guò)程中，模具需要高熱和快速冷卻，傳統(tǒng)的高壓水冷控制系統(tǒng)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足要求，因此，考慮注塑生產(chǎn)線需要引入模溫機(jī)來(lái)控制模具溫度?，F(xiàn)在注塑模具的模溫機(jī)一般分油溫機(jī)和水溫機(jī)兩大類(lèi)，控溫精度可以達(dá)到±0.1℃?？紤]目前注塑生產(chǎn)線都是水冷，可以引入水溫機(jī)來(lái)控溫。

3 高光無(wú)痕注塑成型技術(shù)在企業(yè)的引入應(yīng)用過(guò)程

第一階段：通過(guò)研究本課題國(guó)內(nèi)外及濰坊市農(nóng)機(jī)行業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，根據(jù)研究方向搜集整理資料，為整體方案的設(shè)計(jì)提供資料保障，完成高光無(wú)熔痕注塑在企業(yè)實(shí)施方案的整體論證。

第二階段：根據(jù)第一階段的整體論證，并通過(guò)查閱資料以及根據(jù)企業(yè)產(chǎn)品的現(xiàn)狀，選擇合適材料的產(chǎn)品進(jìn)行高光無(wú)熔痕注塑的試驗(yàn)。

第三階段：利用已有的前期相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)基礎(chǔ)和經(jīng)驗(yàn)，選擇合適的加熱方式，完成注塑機(jī)的選型和參數(shù)匹配。

第四階段：根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、材料特點(diǎn)，結(jié)合前期設(shè)計(jì)好的加熱方式，完成注塑模具的合理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

第五階段：在企業(yè)進(jìn)行高光無(wú)熔痕注塑的應(yīng)用驗(yàn)證，使用本技術(shù)進(jìn)行聯(lián)合收割機(jī)外罩高光無(wú)熔痕注塑生產(chǎn)。

4 結(jié)語(yǔ)

聯(lián)合收割機(jī)外罩模具在引入高光無(wú)痕注塑（RHCM）技術(shù)后，達(dá)到了以下效果：

（1）有效消除了聯(lián)合收割機(jī)外罩表面的翹曲變形、溶接痕、浮纖等缺陷，徹底解決了聯(lián)合收割機(jī)外罩的表面縮水現(xiàn)象，并大大提高了產(chǎn)品的表面光潔度，取消了噴涂等表面處理工序，經(jīng)過(guò)粗略估算，大約減低產(chǎn)品成本30%。

（2）模溫機(jī)等控溫方法的引入，大大加快了開(kāi)合模速度，減少了產(chǎn)品的成型時(shí)間，縮短交貨周期接近40%。

（3）高光無(wú)熔痕注塑的應(yīng)用，降低了產(chǎn)品缺陷率，減少了后續(xù)表面處理工序，縮短了交貨期，減少了水電成本，消除了噴涂污染，很好的達(dá)到了節(jié)能減排的目的，實(shí)現(xiàn)了綠色生產(chǎn)，具有顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，可以在模具行業(yè)中深入應(yīng)用并推廣。

參考文獻(xiàn)：

[1]李熹平（導(dǎo)師：趙國(guó)群）.快速熱循環(huán)注塑模具及工藝關(guān)鍵技術(shù)研究[D].山東大學(xué)博士論文，2010，11（25）.

[2]任建香.快速熱循環(huán)注塑模具及工藝關(guān)鍵技術(shù)研究[J].電子世界，2014，05（30）.