徐一峰

（上海日用友捷汽車電氣有限公司，上海 201801）

注塑風(fēng)葉產(chǎn)品不平衡問題在注塑中的解決

徐一峰

（上海日用友捷汽車電氣有限公司，上海 201801）

在汽車發(fā)動機散熱器風(fēng)扇的日常生產(chǎn)中，遇到的最大問題就是注塑風(fēng)葉的不平衡引發(fā)的發(fā)動機震動問題。如何正確的判斷生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)的風(fēng)葉動靜兩大類不平衡問題的產(chǎn)生原因以及做好之后的改善乃至后續(xù)防范措施是注塑風(fēng)葉生產(chǎn)企業(yè)的重要課題。

注塑風(fēng)葉；不平衡；震動；改善

隨著民用汽車產(chǎn)業(yè)的不斷壯大，我國民眾的家庭汽車普及量也在飛速上升。而隨著民眾對汽車進入正常生活的逐漸適應(yīng)和以后不斷的深入使用體會。對于汽車駕駛過程中的震動問題便凸顯了出來，當(dāng)然車輛工作時的震動問題是整個車輛系統(tǒng)的大課題。但細化到了汽車發(fā)動機風(fēng)扇部分的震動問題，在經(jīng)過眾多學(xué)者和工程師的研究后，就已經(jīng)引申到了風(fēng)葉在轉(zhuǎn)動時的平衡問題了，即發(fā)動機散熱器風(fēng)葉轉(zhuǎn)動時的不平衡造成了整個發(fā)動機的震動。本文就是針對典型的兩大類注塑風(fēng)葉不平衡問題：靜平衡超范圍和動平衡超范圍，分別在注塑工藝、設(shè)備以及注塑模具三個方面進行了常見原因的分析。

1 風(fēng)葉的靜不平衡問題

所謂的靜不平衡是表現(xiàn)在一個旋轉(zhuǎn)體的質(zhì)量軸線與旋轉(zhuǎn)軸線不重合，但平行于旋轉(zhuǎn)軸線，因此不平衡將發(fā)生在單個平面上。靜不平衡所產(chǎn)生的離心力作用于兩端支承上是相等的、同向的。而根據(jù)我們實際生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，風(fēng)葉產(chǎn)品靜不平衡問題的產(chǎn)生主要都出現(xiàn)在風(fēng)葉的重量出現(xiàn)異常波動和風(fēng)葉的徑向跳動出現(xiàn)超出范圍的情況時發(fā)生。

對于上述異常情況的發(fā)生原因，我做了如下歸類：

1.1 與注塑工藝及設(shè)備相關(guān)的可能原因

注塑工藝上的各項數(shù)值調(diào)整可以說是影響產(chǎn)品重量的最大因素，當(dāng)注塑的注射壓力和注射速度過高很容易就會將原本對模具100%充填的產(chǎn)品打到110%甚至120%的充填。這樣就勢必會造成此類工藝下生產(chǎn)的成品超重。所以一般面對風(fēng)葉的靜不平衡問題發(fā)生，最先需要檢查的既是注塑工藝是否存在壓力和速度過高的情況。

而注塑設(shè)備本身的原因造成生產(chǎn)過程的注射壓力失控就是造成產(chǎn)品超重的另一個原因。這種情況一般是在反復(fù)核對了設(shè)備工藝參數(shù)設(shè)定正確的情況下，仍然發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品表現(xiàn)為壓力過高的超重現(xiàn)象。遇到這類情況，需要由機修人員去檢查注塑機油泵馬達的運轉(zhuǎn)是否正常，以及設(shè)備螺桿的傳動系統(tǒng)是否正常了。但是需要指出的是，這一類的設(shè)備故障一般較難察覺，只有在全閉環(huán)系統(tǒng)的注塑機上才能查看到，否則通過一般設(shè)備的監(jiān)控面板是無法發(fā)現(xiàn)異常的數(shù)據(jù)的，必須經(jīng)由工藝工程師判斷工藝無誤后由機修人員檢測。

1.2 與注塑模具相關(guān)的可能原因

影響靜不平衡的問題主要是兩種，一是模具的型腔由于受到塑料材料的長期沖擊，造成了葉形的磨損，而導(dǎo)致了成品風(fēng)葉某一塊葉面的體積發(fā)生了變化，體積變化自然就產(chǎn)生了重量變化，從而就導(dǎo)致了這一片葉面上存在了超差的靜不平衡量。此類情況需要直接在模具上進行修整，一般多采用在變形葉面的軸向180 °葉面進行靜不平衡量補償，以達到成品重新平衡的狀態(tài)。

另一種情況就是風(fēng)葉的中心位置出現(xiàn)了偏移（成品風(fēng)葉徑向跳動超差），這是由于模具上風(fēng)葉中心的芯棒出現(xiàn)偏移造成的。這個情況較容易發(fā)現(xiàn)，在測試成品風(fēng)葉發(fā)現(xiàn)徑向跳動超差后即可拆開模具，對模具的中心芯棒進行測量，然后針對偏差值進行模具上的修復(fù)即可。就算是最普通的風(fēng)葉模具，其中心芯棒相對理論圓心的誤差也不應(yīng)大于0.02 mm。

1.3 實際案例

下面的圖表是我所在的注塑車間對于生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)風(fēng)葉靜平衡問題的處理記錄表（表1），從表中可以發(fā)現(xiàn)通過排查上述原因解決了所有的風(fēng)葉靜平衡問題。

表1 2013年6～12月風(fēng)葉靜不平衡問題處理匯總

2 風(fēng)葉的動不平衡問題

在轉(zhuǎn)子（也就是本文的風(fēng)葉）兩個校正面上同時進行校正平衡，校正后的剩余不平衡量可以保證轉(zhuǎn)子風(fēng)葉在動態(tài)時是在許用不平衡量的規(guī)定范圍內(nèi)，為動平衡校正又稱雙面平衡。而根據(jù)我們實際生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，風(fēng)葉產(chǎn)品動不平衡問題的產(chǎn)生幾乎全部集中在風(fēng)葉的軸向跳動超差問題上。

所以下文所研究的幾類問題原因也都將針對風(fēng)葉的軸向跳動超差來分析。

2.1 與注塑工藝及設(shè)備相關(guān)的可能原因

在注塑的設(shè)備工藝參數(shù)設(shè)定上，對于風(fēng)葉的軸向跳動影響最大的就是注塑的保壓壓力及保壓速度。注塑時的保壓所起到的作用是維持注射動作完成后的模腔內(nèi)部壓力，并防止由于注射壓力的反作用力產(chǎn)生的塑料回流狀況。一般正常的保壓壓力和速度都僅有注射壓力和速度的20%～25%，如果注射壓力和速度不足導(dǎo)致產(chǎn)品不完全成型的時候，有的工藝設(shè)定人員會把保壓壓力和速度提高來補充注射時的不足。這樣確實可以確保普通塑料產(chǎn)品的成型。但是對于風(fēng)葉產(chǎn)品這就是萬萬不可的，因為過高的保壓壓力和速度會導(dǎo)致風(fēng)葉成型出模時內(nèi)部應(yīng)力還沒有完全釋放，從而在產(chǎn)品冷卻過程才慢慢得以釋放，這樣便造成了風(fēng)葉在出模冷卻的過程中發(fā)生嚴(yán)重的應(yīng)力變形，最終導(dǎo)致的結(jié)果便是風(fēng)葉軸向跳動超差。

2.2 與注塑模具相關(guān)的可能原因

在注塑模具方面，雖然核心問題也總是出在模具芯棒上，但是不同于靜不平衡問題的芯棒徑向偏心。影響風(fēng)葉動不平衡量的模具問題全都是中心芯棒在軸向竄動上。風(fēng)葉的軸向跳動是依靠模具中心芯棒對于產(chǎn)品的軸向水平壓緊來保障的，當(dāng)模具生產(chǎn)使用了一定數(shù)量后其軸向的壓緊部分往往會出現(xiàn)間隙，這是由于塑料材料在注射過程中最高壓部分總是沖擊在這個軸向壓緊部分，所以磨損得也最快。即使是使用高硬度合金鋼模具材料的軸向壓緊芯棒，當(dāng)尼龍材料生產(chǎn)超過10萬模數(shù)后必然會出現(xiàn)材料沖擊的磨損。當(dāng)繼續(xù)使用磨損量超過0.05 mm就會出現(xiàn)產(chǎn)品的軸向跳動失控，從而最終導(dǎo)致產(chǎn)品因軸向跳動超差而出現(xiàn)動不平衡問題。對于這樣的模具問題，只要定期更換模具的中心芯棒就能加以避免。

和第二章最后所羅列的車間靜不平衡解決情況相符，車間也在日常生產(chǎn)中通過上述問題排查解決了所有的動不平衡問題，在此不做逐一羅列。

［1］ 屈華昌，主編.塑料成型工藝與模具設(shè)計［M］. 機械工業(yè)出版社，1995.

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［3］ 陳曉天.風(fēng)扇電機機械特性測試技術(shù)研究［J］. 家用電器科技，1997（05） .

［4］ 呂恬生，沈乃勛編.機械原理實驗技術(shù)［M］. 上海科學(xué)技術(shù)文獻出版社，1988 .

［5］ 葉能安，余汝生主編.動平衡原理與動平衡機［M］. 華中工學(xué)院出版社，1985.

（P-01）

Injection molding solutions for imbalances of injected fan product

TQ320

1009-797X（2015）22-0149-02

B DOI：10.13520/j.cnki.rpte.2015.22.060

徐一峰（1981-），男，本科，工程師，研究方向為工業(yè)工程。

2015-09-30