注塑風葉產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）

注塑風葉產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）

在汽車發動機散熱器風扇的日常生產中，遇到的最大問題就是注塑風葉的不平衡引發的發動機震動問題。如何正確的判斷生產中發現的風葉動靜兩大類不平衡問題的產生原因以及做好之后的改善乃至后續防范措施是注塑風葉生產企業的重要課題。

注塑風葉；不平衡；震動；改善

隨著民用汽車產業的不斷壯大，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，當然車輛工作時的震動問題是整個車輛系統的大課題。但細化到了汽車發動機風扇部分的震動問題，在經過眾多學者和工程師的研究后，就已經引申到了風葉在轉動時的平衡問題了，即發動機散熱器風葉轉動時的不平衡造成了整個發動機的震動。本文就是針對典型的兩大類注塑風葉不平衡問題：靜平衡超范圍和動平衡超范圍，分別在注塑工藝、設備以及注塑模具三個方面進行了常見原因的分析。

1 風葉的靜不平衡問題

所謂的靜不平衡是表現在一個旋轉體的質量軸線與旋轉軸線不重合，但平行于旋轉軸線，因此不平衡將發生在單個平面上。靜不平衡所產生的離心力作用于兩端支承上是相等的、同向的。而根據我們實際生產過程中的數據發現，風葉產品靜不平衡問題的產生主要都出現在風葉的重量出現異常波動和風葉的徑向跳動出現超出范圍的情況時發生。

對于上述異常情況的發生原因，我做了如下歸類：

1.1 與注塑工藝及設備相關的可能原因

注塑工藝上的各項數值調整可以說是影響產品重量的最大因素，當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的成品超重。所以一般面對風葉的靜不平衡問題發生，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。

而注塑設備本身的原因造成生產過程的注射壓力失控就是造成產品超重的另一個原因。這種情況一般是在反復核對了設備工藝參數設定正確的情況下，仍然發現產品表現為壓力過高的超重現象。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是否正常，以及設備螺桿的傳動系統是否正常了。但是需要指出的是，這一類的設備故障一般較難察覺，只有在全閉環系統的注塑機上才能查看到，否則通過一般設備的監控面板是無法發現異常的數據的，必須經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，而導致了成品風葉某一塊葉面的體積發生了變化，體積變化自然就產生了重量變化，從而就導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。

另一種情況就是風葉的中心位置出現了偏移（成品風葉徑向跳動超差），這是由于模具上風葉中心的芯棒出現偏移造成的。這個情況較容易發現，在測試成品風葉發現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即可。就算是最普通的風葉模具，其中心芯棒相對理論圓心的誤差也不應大于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中發現風葉靜平衡問題的處理記錄表（表1），從表中可以發現通過排查上述原因解決了所有的風葉靜平衡問題。

表1 2013年6～12月風葉靜不平衡問題處理匯總

2 風葉的動不平衡問題

在轉子（也就是本文的風葉）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子風葉在動態時是在許用不平衡量的規定范圍內，為動平衡校正又稱雙面平衡。而根據我們實際生產過程中的數據發現，風葉產品動不平衡問題的產生幾乎全部集中在風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葉的軸向跳動超差來分析。

2.1 與注塑工藝及設備相關的可能原因

在注塑的設備工藝參數設定上，對于風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部壓力，并防止由于注射壓力的反作用力產生的塑料回流狀況。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致產品不完全成型的時候，有的工藝設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品的成型。但是對于風葉產品這就是萬萬不可的，因為過高的保壓壓力和速度會導致風葉成型出模時內部應力還沒有完全釋放，從而在產品冷卻過程才慢慢得以釋放，這樣便造成了風葉在出模冷卻的過程中發生嚴重的應力變形，最終導致的結果便是風葉軸向跳動超差。

2.2 與注塑模具相關的可能原因

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。風葉的軸向跳動是依靠模具中心芯棒對于產品的軸向水平壓緊來保障的，當模具生產使用了一定數量后其軸向的壓緊部分往往會出現間隙，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，當尼龍材料生產超過10萬模數后必然會出現材料沖擊的磨損。當繼續使用磨損量超過0.05 mm就會出現產品的軸向跳動失控，從而最終導致產品因軸向跳動超差而出現動不平衡問題。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計［M］. 機械工業出版社，1995.

［2］ 楊孝謙.關于低噪聲風扇中風葉設計的一點見解［J］. 中小型電機，1998（02）.

［3］ 陳曉天.風扇電機機械特性測試技術研究［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［M］. 上?？茖W技術文獻出版社，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，研究方向為工業工程。

2015-09-30