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《PE管件注塑成型工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、44工程塑料應(yīng)用2011年,第39卷,第5期PE管件注塑成型工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)121宋財(cái)福張鵬譚建志(1.中國(guó)聯(lián)塑集團(tuán)控股有限公司,佛山528318;2.廣東工業(yè)大學(xué)材料與能源學(xué)院,廣州510090)摘要在制品結(jié)構(gòu)、材料、模具結(jié)構(gòu)已確定的情況下,將管件各孔口的不圓度作為評(píng)價(jià)其質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn),采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法及模擬分析研究注射時(shí)間、模具溫度、熔體溫度、保壓壓力、保壓時(shí)間、冷卻時(shí)間等注塑成型工藝參數(shù)及它們之間的交互作用對(duì)Y型PE三通管件孔口不圓度的影響。結(jié)果表明,保壓壓力和保壓時(shí)間的交互作用較小,
2、最佳工藝組合對(duì)孔口不圓度有所改善。關(guān)鍵詞注塑管件孔口失圓正交試驗(yàn)工藝參數(shù)隨著聚乙烯(PE)制備工藝的成熟及其安全環(huán)保的使用性能,PE管件在市政工程、化工、電信電氣等行業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越多,其所占市場(chǎng)份額大有超[1]越傳統(tǒng)的聚氯乙烯(PVC)、PP-R管件之勢(shì),但受材料本身流變性能及成型性能的影響,注塑出來(lái)的PE管件收縮大、孔口易失圓,使用時(shí)與其它管件或管材熔接時(shí)重疊面積小或難于承插,即使在夾具的作用下能夠得以熔接,但在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中易產(chǎn)圖1Y型三通管件[2]生蠕變失效,導(dǎo)致嚴(yán)重的質(zhì)量事故。當(dāng)制品
3、完全冷卻時(shí),體積收縮和線(xiàn)性收縮變化較小,不同密度PE的收縮率變化范圍都很大(低密產(chǎn)品的尺寸較穩(wěn)定,但隨著內(nèi)部殘余應(yīng)力的釋放,當(dāng)度PE收縮率在1.5%~5.0%之間,高密度PE在管件不足以抵抗變形時(shí),整個(gè)孔口沿徑向因不均勻2.5%~6.0%之間),使得管件的區(qū)域收縮不均更的拉力作用而發(fā)生變形,當(dāng)某方向拉應(yīng)力較大時(shí),整加突出。聚烯烴分子取向?qū)е碌母飨蚴湛s不均是個(gè)圓形便會(huì)向朝著與其垂直的方向發(fā)生橢圓形變。PE管件收縮不均的原因,而收縮不均、分子取向及[5]不圓度的度量可以采用以下公式計(jì)算:制品各處冷卻速率不同又導(dǎo)致
4、殘余應(yīng)力,這是管件不圓度=最大直徑-最小直徑(1)[3]孔口變形的直接原因。一般而言,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)決定1.2正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)了40%的變形,模具結(jié)構(gòu)及材料決定了30%的變正交試驗(yàn)是試驗(yàn)設(shè)計(jì)(DOE)最常用的試驗(yàn)方形,工藝決定了10%的變形,在制品結(jié)構(gòu)、模具結(jié)法之一,它以概率論及數(shù)理統(tǒng)計(jì)為理論基礎(chǔ),依據(jù)多構(gòu)、材料確定的情況下,只有利用科學(xué)合理的方法設(shè)因素、多水平試驗(yàn)中數(shù)據(jù)的正交性來(lái)設(shè)計(jì)試驗(yàn),充分[4]計(jì)制品成型工藝,才能減少PE管件孔口的變形。利用標(biāo)準(zhǔn)化的正交表來(lái)安排實(shí)驗(yàn)方案,并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)1實(shí)例分析果進(jìn)行計(jì)算分析,利
5、用它可以確定在影響產(chǎn)品質(zhì)量圖1為本公司生產(chǎn)的用于高層建筑同層排水的的諸多注塑工藝參數(shù)中各個(gè)參數(shù)對(duì)產(chǎn)品影響程度的Y型PE三通管件結(jié)構(gòu)(將各孔口分支按圖示進(jìn)行大小以及各個(gè)參數(shù)間是否有交互影響,交互影響的編號(hào))。Y型的夾角為60,整個(gè)管件壁厚均勻一程度有多大,對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有多大貢獻(xiàn),并挑選出較優(yōu)致,為4.8mm,最大輪廓尺寸為267mm279mm方案,以達(dá)到減少實(shí)驗(yàn)次數(shù)、縮短實(shí)驗(yàn)周期的目110mm,管件所需承受的標(biāo)稱(chēng)壓力為1.6MPa,因各[6]的?？卓谄矫嬗糜谂c管材或管件熔接,故對(duì)孔口圓度要(1)確定正交表的
6、因素和水平求很高,外觀(guān)要求次之,在已優(yōu)化制品及模具結(jié)構(gòu)的PE管件注塑生產(chǎn)時(shí),影響其孔口變形的因素有情況下,利用正交試驗(yàn)方法研究成型工藝參數(shù)對(duì)孔很多,而在一般設(shè)置工藝中可控制的主要工藝參數(shù)口變形的影響,以期減少變形失圓。有注射時(shí)間(A)、模具溫度(B)、熔體溫度(C)、保壓1.1不圓度的度量對(duì)于圓筒狀注塑管件,由于大分子鏈的柔順性,收稿日期:2011-02-25宋財(cái)福,等:PE管件注塑成型工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)45壓力(D)、保壓時(shí)間(E)、冷卻時(shí)間(F)等,每個(gè)因素和,R為極差,是不同水平下實(shí)驗(yàn)結(jié)果離差平方和的水
7、平的變化對(duì)制品質(zhì)量都有一定的影響。此外,保差值。由表2可以很容易地看出,第13號(hào)試驗(yàn)的數(shù)壓壓力和保壓時(shí)間的交互作用較明顯,亦不能忽略,據(jù)值最小,對(duì)于實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō),評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)是變形越小越將它們記作DE,每個(gè)因素取3個(gè)水平,以三通管好,僅從、、各水平不圓度之和來(lái)看,A、B、C、件孔口的平均不圓度作為評(píng)價(jià)產(chǎn)品質(zhì)量的指標(biāo),其D、E、F的水平選擇分別為A3、B2、C2、D1、E1、F2時(shí),因素水平設(shè)置見(jiàn)表1。實(shí)驗(yàn)結(jié)果最佳,但這只是729個(gè)全面試驗(yàn)中的極少表1因素水平表一部分,因此所得的結(jié)果未必就是最佳的工藝組合;
8、水平注射模具熔體保壓保壓冷卻此外,R值越大,說(shuō)明對(duì)應(yīng)的因素對(duì)結(jié)果的影響程度時(shí)間/s溫度/溫度/壓力/MPa時(shí)間/s時(shí)間/s越大,這個(gè)因素就越重要,反之則表明該因素對(duì)指標(biāo)12.83020020152023.540210272030的影響小,通常是不重要因素。根據(jù)表2的結(jié)果,進(jìn)34.350220352540行主次排序,可得各因素對(duì)變形影響的大小依次為:(2)正交試驗(yàn)方案D、E、A、B、F、DE
