本發(fā)明涉及一種注塑過(guò)程中從速度控制切換到壓力控制的新方法以及實(shí)現(xiàn)該方法的注塑模具，屬于塑料件注塑成型技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

汽車車燈行業(yè)中使用最廣泛的制造工藝為注射成型。注射成型的大致過(guò)程如下：首先注塑機(jī)的料筒將固體聚合物材料充分塑化，然后螺桿向前移動(dòng)迫使熔化塑料進(jìn)入模具，觸到冷模具壁后，塑料會(huì)粘滯到模具壁上，復(fù)制模具型腔形狀，冷卻成型得到制品。為防止熔料冷卻阻礙成型，制品的填充階段注射速度通常比較快，這一階段主要通過(guò)螺桿前進(jìn)速度來(lái)控制熔料進(jìn)入型腔的速度。這一階段也是速度控制階段。由于聚合物的體積收縮較大，冷卻過(guò)程中體積會(huì)不斷縮小，因此型腔填充后，注塑機(jī)仍會(huì)繼續(xù)對(duì)塑料施壓，即保壓階段，以便將更多材料推入模具補(bǔ)償收縮。由于這一階段型腔基本填滿，如果仍以速度控制填充，則會(huì)導(dǎo)致注射壓力急劇上升，造成局部過(guò)保壓，模具飛邊等缺陷，因此該補(bǔ)縮階段通常使用壓力控制，因此也是壓力控制階段。因此從填充階段到保壓階段，對(duì)注塑機(jī)螺桿的控制方式需要從速度控制切換到壓力控制(即v/p切換)。

速度/壓力切換位置是注塑過(guò)程中非常重要的參數(shù)，過(guò)早或過(guò)晚均可能導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。

切換過(guò)晚可能導(dǎo)致：

1.由于填充末端積聚的型腔壓力過(guò)大而產(chǎn)生過(guò)保壓、漲模和飛邊；

2.由于塑料沖擊零件的注塑末端型腔壁而產(chǎn)生燒焦；

3.由于螺桿前進(jìn)過(guò)長(zhǎng)伸出料筒頭部損壞注塑機(jī)和/或模具。

切換過(guò)早可能導(dǎo)致：

1.由于螺桿位移不足而產(chǎn)生短射；

2.過(guò)早切換后填充速度下降，導(dǎo)致周期時(shí)間較長(zhǎng)。

實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，一般使用螺桿位置控制螺桿從速度控制切換到壓力控制。通常是工藝員憑借經(jīng)驗(yàn)多次嘗試打短射件才能找到合適的切換位置，而且每個(gè)產(chǎn)品都需要按照此繁瑣的方法尋找切換位置。由于每次成型周期塑化結(jié)束后螺桿的起始位置會(huì)有一定的偏差，因此即使找到了合適的v/p切換的螺桿位置，每次注塑切換時(shí)，型腔填充的百分比也會(huì)有一定差異，不利于精密注塑制品的品質(zhì)把控。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在提供一種注塑過(guò)程中速度控制到壓力控制的切換方法和注塑模具，能實(shí)現(xiàn)精確控制速度/壓力切換位置，從而改善注塑過(guò)程中欠注塑或過(guò)保壓的問(wèn)題。

本發(fā)明的主要技術(shù)方案有：

一種注塑過(guò)程中速度控制到壓力控制的切換方法，注塑過(guò)程中速度控制階段用壓力傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)模具型腔內(nèi)設(shè)定v/p切換位置的壓力，當(dāng)所述設(shè)定v/p切換位置的壓力達(dá)到目標(biāo)壓力值時(shí)，將速度控制切換為壓力控制，所述設(shè)定v/p切換位置是達(dá)到設(shè)定填充百分比時(shí)料流前沿所到達(dá)的位置，所述目標(biāo)壓力值的取值范圍是所述設(shè)定v/p切換位置在成型周期內(nèi)的設(shè)定壓力范圍的最大值的8％-12％。

所述設(shè)定v/p切換位置在成型周期內(nèi)的設(shè)定壓力范圍及其最大值優(yōu)選通過(guò)cae軟件計(jì)算相應(yīng)成型周期內(nèi)的壓力-時(shí)間曲線圖獲得。

優(yōu)選利用cae軟件進(jìn)行產(chǎn)品的流動(dòng)優(yōu)化計(jì)算得到所述設(shè)定v/p切換位置。

注塑時(shí)，所述壓力傳感器的信號(hào)實(shí)時(shí)反饋給注塑機(jī)的注射單元控制系統(tǒng)，當(dāng)所述壓力傳感器的實(shí)測(cè)壓力值達(dá)到所述目標(biāo)壓力值時(shí)，所述注射單元控制系統(tǒng)發(fā)出指令，將速度控制切換為壓力控制，注塑過(guò)程進(jìn)入保壓階段。

對(duì)于既有模具，通過(guò)修模在所述模具的所述設(shè)定v/p切換位置設(shè)置壓力傳感器安裝接口結(jié)構(gòu)，安裝所述壓力傳感器，對(duì)于處在開發(fā)階段的模具產(chǎn)品，在該階段在所述模具的所述設(shè)定v/p切換位置預(yù)留出所述壓力傳感器的安裝接口結(jié)構(gòu)，模具投入使用前，將所述壓力傳感器預(yù)先安裝在所述模具上。

所述目標(biāo)壓力值優(yōu)選為所述設(shè)定v/p切換位置在成型周期內(nèi)的設(shè)定壓力范圍的最大值的10％。

一種注塑模具，其型腔的設(shè)定v/p切換位置安裝有壓力傳感器，所述壓力傳感器的信號(hào)輸出端接入注塑機(jī)的注射單元控制系統(tǒng)，所述壓力傳感器的實(shí)測(cè)壓力值作為注塑過(guò)程中從速度控制切換到壓力控制的觸發(fā)信號(hào)，所述設(shè)定v/p切換位置是達(dá)到設(shè)定填充百分比時(shí)料流前沿所到達(dá)的位置，所述目標(biāo)壓力值的取值范圍是所述設(shè)定v/p切換位置在成型周期內(nèi)的設(shè)定壓力范圍的最大值的8％-12％。

所述設(shè)定v/p切換位置在成型周期內(nèi)的設(shè)定壓力范圍及其最大值優(yōu)選通過(guò)cae軟件計(jì)算相應(yīng)成型周期內(nèi)的壓力-時(shí)間曲線圖獲得。

所述設(shè)定v/p切換位置優(yōu)選通過(guò)cae軟件進(jìn)行產(chǎn)品的流動(dòng)優(yōu)化計(jì)算得到。

所述目標(biāo)壓力值是所述設(shè)定v/p切換位置在成型周期內(nèi)的設(shè)定壓力范圍的最大值的10％。

本發(fā)明的有益效果是：

1、該方法利用壓力傳感器在試模時(shí)能快速找到精確的最佳v/p切換位置，從而提高試模效率，而不需要工藝員用反復(fù)打短射件的方式尋找最佳的v/p切換位置，因此可以大幅度地減少人力物力、材料等成本，又能顯著縮短試模周期。

2、該方法可以根據(jù)每次注塑產(chǎn)品的實(shí)際填充情況進(jìn)行控制，不受注塑機(jī)穩(wěn)定性的影響，消除注塑機(jī)原因的系統(tǒng)誤差，便于自動(dòng)化生產(chǎn)，并能夠保證每模產(chǎn)品的一致性。

3、該方法適用范圍廣，各行業(yè)的注塑成型工藝均可使用，且調(diào)控準(zhǔn)確，簡(jiǎn)單易行。對(duì)于既有的模具，可以通過(guò)修模在模具的設(shè)定v/p切換位置安裝上壓力傳感器，對(duì)于處在開發(fā)階段的模具產(chǎn)品，只需在該階段找出所述設(shè)定v/p切換位置，并在模具上相應(yīng)位置預(yù)留出壓力傳感器的安裝接口結(jié)構(gòu)即可，相比于前述修模安裝壓力傳感器的方式，又節(jié)省了修模成本。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的方法的原理示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本發(fā)明公開了一種注塑過(guò)程中速度控制到壓力控制的切換方法，是在注塑過(guò)程中速度控制階段，尤其是在速度控制階段的末期，用壓力傳感器2實(shí)時(shí)檢測(cè)模具型腔內(nèi)設(shè)定v/p切換位置1處的壓力，當(dāng)所述設(shè)定v/p切換位置的壓力達(dá)到目標(biāo)壓力值時(shí)，將速度控制切換為壓力控制。所述設(shè)定v/p切換位置是達(dá)到設(shè)定填充百分比時(shí)料流前沿所到達(dá)的位置，所述目標(biāo)壓力值的取值范圍是所述設(shè)定v/p切換位置在成型周期內(nèi)的設(shè)定壓力范圍的最大值的8％-12％，例如8％、8.7％、9.2％、10.5％、11.3％、12％。

通常，v/p切換的時(shí)機(jī)選在型腔即將被充滿的時(shí)候，因此所述設(shè)定填充百分比都比較接近100％，例如85％、90％、95％和98％等，只是因材料的流動(dòng)性、成型產(chǎn)品的壁厚等差異有所區(qū)別。對(duì)于同一副確定的模具，所述設(shè)定v/p切換位置也是確定的。當(dāng)料流前沿到達(dá)所述設(shè)定v/p切換位置時(shí)，該位置受到來(lái)自料流熔體的作用力，此后隨著料流的繼續(xù)填充，該處壓力將會(huì)快速升高并迅速達(dá)到該位置在成型周期內(nèi)的設(shè)定壓力范圍的最大值。最理想的v/p切換點(diǎn)是保證產(chǎn)品剛好可以打滿，而不會(huì)造成過(guò)保壓或欠注塑，也就是對(duì)應(yīng)于該處壓力快速升高的過(guò)程中、達(dá)到所述設(shè)定壓力范圍的最大值之前的某個(gè)時(shí)刻。為了使注塑機(jī)可以獲得盡量接近最理想的v/p切換點(diǎn)的時(shí)刻，也就需要在此位置的壓力達(dá)到設(shè)定壓力范圍的最大值之前及時(shí)進(jìn)行v/p切換。為此，將升高到最大值之前經(jīng)過(guò)的某個(gè)壓力值設(shè)定為所述目標(biāo)壓力值，當(dāng)實(shí)測(cè)壓力值升高到所述目標(biāo)壓力值時(shí)，將速度控制切換為壓力控制。

由于所述壓力傳感器直接設(shè)置在所述設(shè)定v/p切換位置處，當(dāng)所述壓力傳感器檢測(cè)到壓力并達(dá)到目標(biāo)壓力值時(shí)，熔體料流的前沿已經(jīng)真實(shí)到達(dá)了這個(gè)位置，相比于傳統(tǒng)意義上的通過(guò)檢測(cè)熔體射出瞬間的壓力所進(jìn)行的壓力控制或者v/p切換控制方式，都更加的精準(zhǔn)。

采用該方法，不管螺桿行程是多少，只要所述壓力傳感器檢測(cè)到壓力，就說(shuō)明產(chǎn)品料流前沿到達(dá)了所述設(shè)定v/p切換位置，可以進(jìn)行v/p切換，再通過(guò)壓力監(jiān)測(cè)，找出精確的v/p切換點(diǎn)。該方法消除了螺桿行程的影響，避免因螺桿的響應(yīng)時(shí)間、塑化行程的不穩(wěn)定性導(dǎo)致的產(chǎn)品均一性差的問(wèn)題，也不受注塑機(jī)其他方面穩(wěn)定性導(dǎo)致的系統(tǒng)誤差影響，能夠保證每模產(chǎn)品都幾乎在相同的位置切換，因此每模產(chǎn)品的品質(zhì)均一性好，可見本方法非常有利于精密注塑制品的品質(zhì)把控。

所述設(shè)定v/p切換位置在成型周期內(nèi)的設(shè)定壓力范圍及其最大值優(yōu)選通過(guò)注塑cae軟件(例如moldflow、wp-flow等)計(jì)算相應(yīng)成型周期內(nèi)的壓力-時(shí)間曲線圖獲得。所述成型周期內(nèi)的壓力-時(shí)間曲線圖與所述成型周期內(nèi)的設(shè)定壓力范圍相對(duì)應(yīng)。

所述設(shè)定v/p切換位置所對(duì)應(yīng)的填充百分比的確定，需要綜合考慮填充的平衡性、有無(wú)過(guò)保壓、鎖模力是否過(guò)大等因素，可以利用經(jīng)驗(yàn)確定，但最便捷的方式是利用cae軟件進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算獲得，即所述設(shè)定v/p切換位置可以利用cae軟件進(jìn)行產(chǎn)品的流動(dòng)優(yōu)化得到。由于多數(shù)情況下，型腔形狀不規(guī)則，采用這種方式得到的所述設(shè)定v/p切換位置更為準(zhǔn)確，計(jì)算效率也更高。并且，所述成型周期內(nèi)的壓力-時(shí)間曲線圖也可以與所述設(shè)定v/p切換位置同時(shí)得出。

本實(shí)施例中，所述目標(biāo)壓力值優(yōu)選為所述設(shè)定v/p切換位置在成型周期內(nèi)的設(shè)定壓力范圍的最大值的10％，不僅使填充的平衡性、保壓壓力和鎖模力都普遍達(dá)到一個(gè)較為適宜的狀態(tài)，而且也能較好地保持v/p切換的及時(shí)性。

上述方法用于注塑機(jī)時(shí)，所述壓力傳感器的信號(hào)實(shí)時(shí)反饋給注塑機(jī)的注射單元控制系統(tǒng)3，當(dāng)所述壓力傳感器的實(shí)測(cè)壓力值達(dá)到所述目標(biāo)壓力值時(shí)，所述注射單元控制系統(tǒng)發(fā)出指令，將速度控制切換為壓力控制，注塑過(guò)程進(jìn)入保壓階段。

對(duì)于既有模具，可以通過(guò)修模在所述模具的所述設(shè)定v/p切換位置設(shè)置壓力傳感器安裝接口結(jié)構(gòu)，安裝所述壓力傳感器。對(duì)于處在開發(fā)階段的模具產(chǎn)品，在這個(gè)階段，在所述模具的所述設(shè)定v/p切換位置預(yù)留出所述壓力傳感器的安裝接口結(jié)構(gòu)，模具投入使用前，將所述壓力傳感器預(yù)先安裝在所述模具上即可。

為了實(shí)現(xiàn)上述切換方法，本發(fā)明還公開了一種注塑模具，4為模具上的進(jìn)膠位置，其型腔的設(shè)定v/p切換位置1安裝有壓力傳感器2，所述壓力傳感器的信號(hào)輸出端接入注塑機(jī)的注射單元控制系統(tǒng)，所述壓力傳感器的實(shí)測(cè)壓力值作為注塑過(guò)程中從速度控制切換到壓力控制的觸發(fā)信號(hào)，所述設(shè)定v/p切換位置是達(dá)到設(shè)定填充百分比時(shí)料流前沿所到達(dá)的位置，所述目標(biāo)壓力值的取值范圍是所述設(shè)定v/p切換位置在成型周期內(nèi)的設(shè)定壓力范圍的最大值的8％-12％，更優(yōu)的取值是10％。

所述設(shè)定v/p切換位置在成型周期內(nèi)的設(shè)定壓力范圍及其最大值優(yōu)選通過(guò)cae軟件計(jì)算相應(yīng)成型周期內(nèi)的壓力-時(shí)間曲線圖獲得。

所述設(shè)定v/p切換位置可以利用cae軟件進(jìn)行產(chǎn)品的流動(dòng)優(yōu)化得到，同時(shí)還能計(jì)算出所述成型周期內(nèi)的壓力-時(shí)間曲線圖。模具生產(chǎn)時(shí)預(yù)留出所述壓力傳感器的安裝位置，既節(jié)省修模成本，又縮短試模周期。

所述壓力傳感器的信號(hào)輸出端接入注塑機(jī)的注射單元控制系統(tǒng)3。注射單元控制系統(tǒng)根據(jù)所述壓力傳感器的反饋，依程序設(shè)定的規(guī)則找出最佳v/p切換時(shí)刻，控制執(zhí)行v/p切換。

本發(fā)明可以用于包括汽車車燈用塑料件注塑在內(nèi)的各個(gè)行業(yè)的注塑成型工藝中，由于每次注塑都是根據(jù)產(chǎn)品的實(shí)際填充情況找到的最理想的v/p切換時(shí)刻，不需要通過(guò)繁瑣打短射件來(lái)尋找v/p切換位置，而且不受注塑機(jī)本身穩(wěn)定性等的影響，便于注塑過(guò)程的自動(dòng)化控制，調(diào)控準(zhǔn)確，且簡(jiǎn)單易行，能有效解決或顯著改善注塑過(guò)程中欠注塑或過(guò)保壓的問(wèn)題，提高注塑產(chǎn)品的品質(zhì)。