注塑风叶产品不平衡问题在注塑中的解决

徐一峰

（上海日用友捷汽车电气有限公司，上海 201801）

注塑风叶产品不平衡问题在注塑中的解决

徐一峰

（上海日用友捷汽车电气有限公司，上海 201801）

在汽车发动机散热器风扇的日常生产中，遇到的最大问题就是注塑风叶的不平衡引发的发动机震动问题。如何正确的判断生产中发现的风叶动静两大类不平衡问题的产生原因以及做好之后的改善乃至后续防范措施是注塑风叶生产企业的重要课题。

注塑风叶；不平衡；震动；改善

随着民用汽车产业的不断壮大，我国民众的家庭汽车普及量也在飞速上升。而随着民众对汽车进入正常生活的逐渐适应和以后不断的深入使用体会。对于汽车驾驶过程中的震动问题便凸显了出来，当然车辆工作时的震动问题是整个车辆系统的大课题。但细化到了汽车发动机风扇部分的震动问题，在经过众多学者和工程师的研究后，就已经引申到了风叶在转动时的平衡问题了，即发动机散热器风叶转动时的不平衡造成了整个发动机的震动。本文就是针对典型的两大类注塑风叶不平衡问题：静平衡超范围和动平衡超范围，分别在注塑工艺、设备以及注塑模具三个方面进行了常见原因的分析。

1 风叶的静不平衡问题

所谓的静不平衡是表现在一个旋转体的质量轴线与旋转轴线不重合，但平行于旋转轴线，因此不平衡将发生在单个平面上。静不平衡所产生的离心力作用于两端支承上是相等的、同向的。而根据我们实际生产过程中的数据发现，风叶产品静不平衡问题的产生主要都出现在风叶的重量出现异常波动和风叶的径向跳动出现超出范围的情况时发生。

对于上述异常情况的发生原因，我做了如下归类：

1.1 与注塑工艺及设备相关的可能原因

注塑工艺上的各项数值调整可以说是影响产品重量的最大因素，当注塑的注射压力和注射速度过高很容易就会将原本对模具100%充填的产品打到110%甚至120%的充填。这样就势必会造成此类工艺下生产的成品超重。所以一般面对风叶的静不平衡问题发生，最先需要检查的既是注塑工艺是否存在压力和速度过高的情况。

而注塑设备本身的原因造成生产过程的注射压力失控就是造成产品超重的另一个原因。这种情况一般是在反复核对了设备工艺参数设定正确的情况下，仍然发现产品表现为压力过高的超重现象。遇到这类情况，需要由机修人员去检查注塑机油泵马达的运转是否正常，以及设备螺杆的传动系统是否正常了。但是需要指出的是，这一类的设备故障一般较难察觉，只有在全闭环系统的注塑机上才能查看到，否则通过一般设备的监控面板是无法发现异常的数据的，必须经由工艺工程师判断工艺无误后由机修人员检测。

1.2 与注塑模具相关的可能原因

影响静不平衡的问题主要是两种，一是模具的型腔由于受到塑料材料的长期冲击，造成了叶形的磨损，而导致了成品风叶某一块叶面的体积发生了变化，体积变化自然就产生了重量变化，从而就导致了这一片叶面上存在了超差的静不平衡量。此类情况需要直接在模具上进行修整，一般多采用在变形叶面的轴向180 °叶面进行静不平衡量补偿，以达到成品重新平衡的状态。

另一种情况就是风叶的中心位置出现了偏移（成品风叶径向跳动超差），这是由于模具上风叶中心的芯棒出现偏移造成的。这个情况较容易发现，在测试成品风叶发现径向跳动超差后即可拆开模具，对模具的中心芯棒进行测量，然后针对偏差值进行模具上的修复即可。就算是最普通的风叶模具，其中心芯棒相对理论圆心的误差也不应大于0.02 mm。

1.3 实际案例

下面的图表是我所在的注塑车间对于生产中发现风叶静平衡问题的处理记录表（表1），从表中可以发现通过排查上述原因解决了所有的风叶静平衡问题。

表1 2013年6～12月风叶静不平衡问题处理汇总

2 风叶的动不平衡问题

在转子（也就是本文的风叶）两个校正面上同时进行校正平衡，校正后的剩余不平衡量可以保证转子风叶在动态时是在许用不平衡量的规定范围内，为动平衡校正又称双面平衡。而根据我们实际生产过程中的数据发现，风叶产品动不平衡问题的产生几乎全部集中在风叶的轴向跳动超差问题上。

所以下文所研究的几类问题原因也都将针对风叶的轴向跳动超差来分析。

2.1 与注塑工艺及设备相关的可能原因

在注塑的设备工艺参数设定上，对于风叶的轴向跳动影响最大的就是注塑的保压压力及保压速度。注塑时的保压所起到的作用是维持注射动作完成后的模腔内部压力，并防止由于注射压力的反作用力产生的塑料回流状况。一般正常的保压压力和速度都仅有注射压力和速度的20%～25%，如果注射压力和速度不足导致产品不完全成型的时候，有的工艺设定人员会把保压压力和速度提高来补充注射时的不足。这样确实可以确保普通塑料产品的成型。但是对于风叶产品这就是万万不可的，因为过高的保压压力和速度会导致风叶成型出模时内部应力还没有完全释放，从而在产品冷却过程才慢慢得以释放，这样便造成了风叶在出模冷却的过程中发生严重的应力变形，最终导致的结果便是风叶轴向跳动超差。

2.2 与注塑模具相关的可能原因

在注塑模具方面，虽然核心问题也总是出在模具芯棒上，但是不同于静不平衡问题的芯棒径向偏心。影响风叶动不平衡量的模具问题全都是中心芯棒在轴向窜动上。风叶的轴向跳动是依靠模具中心芯棒对于产品的轴向水平压紧来保障的，当模具生产使用了一定数量后其轴向的压紧部分往往会出现间隙，这是由于塑料材料在注射过程中最高压部分总是冲击在这个轴向压紧部分，所以磨损得也最快。即使是使用高硬度合金钢模具材料的轴向压紧芯棒，当尼龙材料生产超过10万模数后必然会出现材料冲击的磨损。当继续使用磨损量超过0.05 mm就会出现产品的轴向跳动失控，从而最终导致产品因轴向跳动超差而出现动不平衡问题。对于这样的模具问题，只要定期更换模具的中心芯棒就能加以避免。

和第二章最后所罗列的车间静不平衡解决情况相符，车间也在日常生产中通过上述问题排查解决了所有的动不平衡问题，在此不做逐一罗列。

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［5］ 叶能安，余汝生主编.动平衡原理与动平衡机［M］. 华中工学院出版社，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，工程师，研究方向为工业工程。

2015-09-30