现代塑料加工应
2012年第24卷第6期
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MODERN PLASTICS PROCESSING AND APPLICATIONS
机械与模具
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水辅
成型技术在自行车前又上的应用
孔虎子周华·陈英龙倪海威2
(1.浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室,浙江.杭州,310027;
2.上海黄燕模魍工程有限公司,上海,201400)
摘要;基于纯水液压水辅助注射成型设备,将水辅成型技术与传统注塑行业结合起来,以
自行车前叉为模具,成型自行
车前又制件。主要从制件水穿透长度、中空率及残余壁厚等方面对试验结果进行分析,结果表明,在适当注塑工艺参数条件
下,水辅成型技术能应用于自行车前又的成型。
关键词:纯水液压水辅成型设备注塑自行车前叉工艺参数
Applications of Water-assisted
Injection Molding on Front Fork of Bicycle
Kong Huzi Zhou Huachen Yinglong Ni Haiwei
(1. State Key Laboratory of Fluid Power Transmission and Control
Zhejiang University, Hangzhou, Zhejiang, 310027;
2. Shanghai Huangyan Mould Engineering Co, Ltd, Shanghai, 201400)
Abstract Based on the equipment of water-assisted injection molding (WAM),
combining with conventional injection molding industry, and using the mold of the front
fork of bicycle, a good result of the parts was made. The results were analyzed in
kinds of aspects, including the length of water penetration, the hollow rate and the re
sidual wall thickness. The results show that WAIM can make the shape of the front
fork of bicycle successfully with proper process parameters
Key words: purewater hydraulic; water-assisted injection molding equipment; injection
molding; bicycle front fork; process parameters
水辅助注射成型技术(简称水辅成型,手、汽车顶梁、踏板、扶手等。但是水辅成型
WAIM)是近几年在气辅成型技术(GAIM)基础技术在应用过程中还存在一些关键问题,如水辅
上发展起来的新型注塑技术。水辅成型与气辅成型材料特性、水辅成型注射工艺参数的优化
成型相比,自身有其优越的特点:1)水的热传导大流量水针结构及水针的密封、水辅成型对称充
率是氮气的30倍,能直接对高温熔体进行冷却,模流动、制件排水等,解决好这些问题,才能真正
因此能大大缩短冷却时间;2)气辅成型注塑时,体现出水辅成型技术的优势。
由于氮气在制件内部停留时间过长,易导致发泡
公共自行车均以钢材为基本构架,较重,且
现象,而水辅成型可避免发泡现象;3)水辅成型
可以成型大直径、薄壁制件,且制件内部更光滑
收稿口期:2012-01-10;修改稿收到日期:2012-07
4)水辅成型注射介质为过滤后自来水,较氮气来
作者简介:孔虎子,男,在读硕士研究生,主要研究方向为水
源广泛,贮窾方便。基于上述特点,水辅成型目
液压系统。E-mail: hzkong910@ yahoo, com,cn
前主要用于成型管或棒状制品、大型板状制品或
米通信联系人,E-mail:zhou@sfp.ju.edu.cn
厚度不均匀的复杂制品,如介质导管、汽车门把
基金项目:国家自然科学基金(No.50775199)资助。
孔虎子等,水辅成型技术在自行车前叉上的应用
维护费用较高。为减轻自行车重量、降低维护费有铝合金的嵌件,其余部分均为塑料。如图2所
用,将水辅成型技术与传统注塑相结合,尝试将示,该前又从上到下横截面均匀减小,每部分的
自行车车身做成塑料制件。以文献[4-6]为基横截面近似为椭圆形。注水口附近水流存在
础,通过试验对自行车前叉水辅成型效果进行分45°的偏转,前叉总长度约370mm;宽度约
析。通过水辅成型技术成型自行车前又制件并120mm
对试验结果进行分析。
试验设备
1.1水辅设备
本次试验中用到的水辅成型设备,由浙江大
学流体动力与机电系统国家重点实验室自主研
发,主要包括水泵、纯水比例溢流阀、蓄能器、增
压缸、电磁阀、水针等液压元件,
注射水压力可实
怎长
现比例控制。泵的额定工作压力为16.0MPa,
排量为25.0mL/r,注射水额定注射压力为
25.0MPa,最高注射压力为31.5MPa,最高注
射流量为100L/min,一次最大注水量为
1.8L
(a)实物
(b)水针结构
电控柜主要包括监测和控制系统,采用上
下位机的监测与控制方案。下位机采用控制性
图2自行车前叉及其水针结构
能好且稳定可靠的PILC,上位机采用日本 Digital
1.4水针
公司 Proface系列触摸屏,PLC与触摸屏间采用
前又容积较小,采用传统注射水针可以满足
MPI通讯协议,保证两者良好的通讯速率。
流量要求,试验用水针结构图如图2(b)所示。水
1.2注塑机
针安装在自行车前叉顶端,试验时由2小斜孔中
采用东华机械有限公司的550t注塑机,最引出2股高压水,分别流向自行车前叉的2支。
高注射速度90mm
保证2小斜孔的孔径与倾斜角度一致,从而使得
1.3试验模具
自行车前又2支的注水量是一致的。水针设计
试验用到的模具如图1所示。
时,小斜孔倾斜角度取为左右两端小圆弧中心线
中点的切线方向。水针中的注水口有2部分组
水针
成,其中竖直段孔径为5mm,长度为70mm,
个小斜孔直径均为0.8mm,长度为5mm
水针通过螺纹安装于固定阀块中,阀块与小
注水
油缸活塞杆相连接,通过三位四通换向阀控制小
浇口
油缸的上下移动,从而控制水针的上下移动。试
嵌件
验开始时,水针在下方,处于模具型腔中,并保持
e该位置直至该次试验结東,1次试验结東后,水
横载面
针移动至上方,制件由顶针顶出,待下次试验时,
120
水针再次移动至下方,如此反复。
图1自行车前叉试验模具
2注射工艺参数的确定
模具由上海黄燕模塑工程有限公司制造,自
行车前又实物如图2(a)所示。自行车前又底部
水辅注射成型有短料注射法、溢料注射法、
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