CN107351341A - 一种直升机驾驶舱门滑动窗u型导轨的成型方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于注射成型技术领域，涉及一种直升机驾驶舱门滑动窗U型导轨的成型方法。本发明利用Moldflow进行模流分析优化进胶点数量和位置分布，通过多点时序进胶的方式，消除导轨熔接线，利用动模侧模具温度与定模侧模具温度存在温度差的方法，控制导轨的翘曲变形。成型方法不仅涉及加工工序少，大大提高生产效率、节约时间、降低成本，而且极大地提高了产品的质量，保证了产品的外形尺寸和精度。产品的外形偏差≤±0.1mm，贴膜度≤0.1mm，开口偏差≤0.4mm。本发明利用复杂结构件注射成型一次整体成型技术，取得高效率、低成本、高合格率的U型导轨高精度成型方法，利用本发明成型的产品具有高外形质量、高尺寸精度特点，可满足整机使用要求。

Description

一种直升机驾驶舱门滑动窗U型导轨的成型方法
技术领域
本发明属于注射成型技术领域，涉及一种直升机驾驶舱门滑动窗U型导轨的成型方法。
背景技术
塑料因其轻质高强、耐腐蚀、价格低廉等特点广泛应用于建筑、船舶、汽车、航空航天等滑动窗导轨领域，用以实现推拉窗户在导轨内推拉滑动。导轨的外形结构特点，直接关系到导轨的成型方法，而成型方法的选择又直接关系到产品的质量、成本和进度等。由于直升机驾驶窗门滑动窗U型导轨具有双曲率特点，弯曲不在同一平面，且具有变厚度、不规则U型结构，其加工成型较为复杂、困难。目前，U型导轨的成型方法多采用机械加工方法，极少数采用注射成型方法。机械加工方法是先采用数控机床进行分段切割、铣削，然后进行打磨抛光，最后进行整合拼接。此种方法存在较多问题和不足，主要有以下几点：1)加工工序复杂、多；2)生产效率低；3)耗时、成本高；4)整合拼接后外形尺寸无法保证；5)贴膜度无法保证；6)开口尺寸无法保证；7)使用过程中，拼接处易开裂。而现有用于成型U型导轨注射成型方法成型出的导轨存在熔接线、翘曲变形大和尺寸精度差等缺陷。
发明内容
本发明的目的是针对现有U型导轨注射成型方法存在的问题，提出一种直升机驾驶舱门滑动窗U型导轨的成型方法。本发明的技术方案是，
(1)进胶点分布设计：采用Moldflow模流分析软件对U型导轨的注射成型过程进行仿真分析，以制件的熔接线和翘曲变形作为考察依据，对进胶点数量和位置进行优化，获得无熔接线和低翘曲变形的进胶点设计；
(2)粒料干燥：将透明塑料粒料在80～120℃下，鼓风干燥4～8小时；
(3)设定注射成型机参数：设置螺杆温度为180～300℃，注射速度为100～110g/s，一阶保压压力为5～15MPa，二阶保压压力为45～65MPa，一阶保压时间为15～25s，二阶保压时间为25～35s，冷却时间为15～25s；保压结束后即刻关闭热流道针阀，热流道采用与进胶点数量相同的针阀式热流道，注射过程中热流道进胶点逐级打开，即前一个进胶点的熔体覆盖到后一个进胶点时，后一个进胶点再开启，热流道温度设置为230～300℃；设置动模侧模具温度为70～120℃，定模侧模具温度为50～100℃，动模侧模具温度高于定模侧模具温度20±2℃；加热注射成型机螺杆、热流道和模具，至温度达到设置值；
(4)塑化：将干燥完的透明塑料粒料送入注射成型机螺杆内，进行塑化；
(5)注射：将塑化完全的透明塑料熔体按设定的进胶顺序和注射速度注入成型模具内；
(6)保压：熔体注射结束后，按设定的保压压力和保压时间进行保压；
(7)冷却：保压结束后，开始冷却，冷却时间为15～25s；
(8)开模取件：冷却结束后，模具在打开的同时进行顶出系统顶出，至模具完全打开后，取出成型产品；
(9)性能测试：将产品室温下放置至少24h，充分冷却定型后再进行性能测试。
所述成型的透明塑料为有机玻璃，有机玻璃粒料在80～90℃下，鼓风干燥4～6小时。
所述的注胶点数量为4～6点。
所述的注胶点数量为5点。
所述的动模侧模具温度为80℃、定模侧模具温度为60℃。
所述的一阶保压压力优选为10±2MPa，二阶保压压力优选为55±2MPa，一阶保压时间优选为20±2s，二阶保压压力优选为30±2s。
所述的U型导轨为5点进胶方式时，进胶点的分布为U型导轨底边1个，左、右边的各2个。
本发明具有的优点和有益效果，本发明利用Moldflow进行模流分析优化进胶点数量和位置分布，通过多点时序进胶的方式，消除导轨熔接线，利用动模侧模具温度与定模侧模具温度存在温度差的方法，控制导轨的翘曲变形。成型方法不仅涉及加工工序少，大大提高生产效率、节约时间、降低成本，而且极大地提高了产品的质量，保证了产品的外形尺寸和精度。产品的外形偏差≤±0.1mm，贴膜度≤0.1mm，开口偏差≤0.4mm。
本发明利用复杂结构件注射成型一次整体成型技术，取得高效率、低成本、高合格率的U型导轨高精度成型方法，利用本发明成型的产品具有高外形质量、高尺寸精度特点，可满足整机使用要求。本发明适用于制备具有双曲率、变厚度、复杂结构特点的直升机驾驶舱门滑动窗U型导轨。
附图说明
图1是本发明实施例中的直升机驾驶舱门滑动窗U型导轨的主视图；
图2是图1的侧视图；
图3是图1的俯视图；
在以上图中，1～5分别为第1～第5进胶点。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细说明。
(1)进胶点分布设计：采用Moldflow模流分析软件对U型导轨的注射成型过程进行仿真分析，以制件的熔接线和翘曲变形作为考察依据，对进胶点数量和位置进行优化，获得无熔接线和低翘曲变形的进胶点设计；
(2)粒料干燥：将透明塑料粒料在80～120℃下，鼓风干燥4～8小时，确保有机玻璃粒料干燥完全；
(3)设定注射成型机参数：设置螺杆温度为180～300℃，注射速度为100～110g/s，一阶保压压力为5～15MPa，二阶保压压力为45～65MPa，一阶保压时间为15～25s，二阶保压时间为25～35s，冷却时间为15～25s；保压结束后即刻关闭热流道针阀，热流道采用与进胶点数量相同的针阀式热流道，注射过程中热流道进胶点逐级打开，即前一个进胶点的熔体覆盖到后一个进胶点时，后一个进胶点再开启，热流道温度设置为230～300℃；设置动模侧模具温度为70～120℃，定模侧模具温度为50～100℃，动模侧模具高于定模侧模具温度20±2℃；加热注射成型机螺杆、热流道和模具，至温度达到设置值；
(4)塑化：将干燥完的透明塑料粒料送入注射成型机螺杆内，进行塑化，每次塑化的透明塑料料量为500～550g；
(5)注射：将塑化完全的透明塑料熔体按设定的多点进胶顺序和注射速度注入成型模具内；
(6)保压：熔体注射结束后，按设定的保压压力和保压时间进行保压；
(7)冷却：保压结束后，开始冷却，冷却时间为15～25s。冷却时间过短，注入的熔体未能有效地凝固，制件容易发生翘曲变形；冷却时间过长，注入的熔体凝固完全，收缩过紧，脱模取件困难；
(8)开模取件：冷却结束后，模具在打开的同时进行顶出系统顶出，至模具完全打开后，取出成型产品；
(9)性能测试：将产品室温下放置至少24h，充分冷却定型后再进行性能测试。充分冷却的目的是为了确保成型产品最终状态，性能测试所得数据准确。
所述的多点进胶方式优选为4～6点进胶，更优选为5点进胶。进胶点过多，产品表面存在熔接线多，影响产品表面质量；进胶点过少，充填时流长比大，容易发生欠注现象。
所述的动模侧模具温度优选为80℃、定模侧模具温度优选为60℃。动、定侧模具温度设定值不同，可以更好的控制导轨的收缩方向和翘曲变形量，保证产品的高外形尺寸精度。
所述的一阶保压压力优选为10±2MPa，二阶保压压力优选为55±2MPa，一阶保压时间优选为20±2s，二阶保压压力优选为30±2s。保压压力过大，保压时间过长，产品残余应力增大，翘曲变形增大；保压压力过小，保压时间过短，熔体补缩不充分，产品容易出现缩孔、凹洞和真空泡等缺陷。
实施例
以成型的导轨具有双曲率、变厚度和U型薄壁结构特点，导轨长741.15mm，宽359.98mm，高62.39mm，厚2.2～4.4mm，导轨槽宽13mm为例。
使用高精度成型方法是注射成型一次整体成型，采用的是海天1200T注射成型机，螺杆直径为110mm，热流道采用的是YUDO公司的5点针阀式热流道方式，采用的树酯颗粒原料为法国阿珂玛公司生产的牌号为Altuglas V040有机玻璃。
成型时螺杆温度按七段设定，分别为190℃、210℃、235℃、240℃、245℃、245℃和240℃；注射速度为106g/s，一阶保压压力为10MPa，二阶保压压力为55MPa，一阶保压时间为20s，二阶保压时间为30s，冷却时间为20s；热流道采用5点针阀式热流道，热流道温度全部设定为245℃，第1至第5进胶点打开等待时间依次为0s、2.5s、2.5s、2.2s、2.5s，保压结束后即刻关闭热流道针阀，防止熔体从浇口向螺杆逆流；设置动模侧模具温度为80℃，定模侧模具温度为60℃。具体成型过程如下：
(1)将有机玻璃粒料在85℃下干燥4小时。
(2)加热注射成型机螺杆、热流道和模具，至温度达设定值。
(3)将干燥完的有机玻璃粒料送入螺杆内，进行塑化，螺杆塑化行程为88mm。
(4)将塑化后的有机玻璃熔体按设定注射速度106g/s注入模具型腔内，螺杆移动至40mm处，注射停止。
(5)注射结束后，保压启动，一阶保压压力为10MPa，二阶保压压力为55MPa，一阶保压时间为20s，二阶保压时间为30s。保压结束后，螺杆移动至37.6mm。
(6)保压结束后，开始冷却阶段，冷却时间为20s。
(7)冷却结束后，进行开模取件，将取出的产品于室温放置24小时后，进行性能测试。
采用本发明的成型方法制备的U型导轨与理论数模的外形偏差≤±0.1mm，贴膜度≤0.1mm，开口偏差≤0.4mm。
根据本发明，利用注射成型一次整体成型能够得到高精度外形、尺寸和双曲率、变厚度的有机玻璃U型结构导轨。

Claims (7)

1.一种直升机驾驶舱门滑动窗U型导轨的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)进胶点分布设计：采用Moldflow模流分析软件对U型导轨的注射成型过程进行仿真分析，以制件的熔接线和翘曲变形作为考察依据，对进胶点数量和位置进行优化，获得无熔接线和低翘曲变形的进胶点设计；
(2)粒料干燥：将透明塑料粒料在80～120℃下，鼓风干燥4～8小时；
(3)设定注射成型机参数：设置螺杆温度为180～300℃，注射速度为100～110g/s，一阶保压压力为5～15MPa，二阶保压压力为45～65MPa，一阶保压时间为15～25s，二阶保压时间为25～35s，冷却时间为15～25s；保压结束后即刻关闭热流道针阀，热流道采用与进胶点数量相同的针阀式热流道，注射过程中热流道进胶点逐级打开，即前一个进胶点的熔体覆盖到后一个进胶点时，后一个进胶点再开启，热流道温度设置为230～300℃；设置动模侧模具温度为70～120℃，定模侧模具温度为50～100℃，动模侧模具温度高于定模侧模具温度20±2℃；加热注射成型机螺杆、热流道和模具，至温度达到设置值；
(4)塑化：将干燥完的透明塑料粒料送入注射成型机螺杆内，进行塑化；
(5)注射：将塑化完全的透明塑料熔体按设定的进胶顺序和注射速度注入成型模具内；
(6)保压：熔体注射结束后，按设定的保压压力和保压时间进行保压；
(7)冷却：保压结束后，开始冷却，冷却时间为15～25s；
(8)开模取件：冷却结束后，模具在打开的同时进行顶出系统顶出，至模具完全打开后，取出成型产品；
(9)性能测试：将产品室温下放置至少24h，充分冷却定型后再进行性能测试。
2.根据权利要求1所述的一种直升机驾驶舱门滑动窗U型导轨的成型方法，其特征是，所述成型的透明塑料为有机玻璃，有机玻璃粒料在80～90℃下，鼓风干燥4～6小时。
3.根据权利要求1所述的一种直升机驾驶舱门滑动窗U型导轨的成型方法，其特征是，所述的进胶点数量为4～6点。
4.根据权利要求1所述的一种直升机驾驶舱门滑动窗U型导轨的成型方法，其特征是，所述的进胶点数量为5点。
5.根据权利要求1所述的一种直升机驾驶舱门滑动窗U型导轨的成型方法，其特征是，所述的动模侧模具温度为80℃、定模侧模具温度为60℃。
6.根据权利要求1所述的一种直升机驾驶舱门滑动窗U型导轨的成型方法，其特征是，所述的一阶保压压力优选为10±2MPa，二阶保压压力优选为55±2MPa，一阶保压时间优选为20±2s，二阶保压压力优选为30±2s。
7.根据权利要求4所述的一种直升机驾驶舱门滑动窗U型导轨的成型方法，其特征是，所述的U型导轨为5点进胶方式时，进胶点的分布为U型导轨底边1个，左、右边各2个。
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