注塑模顶针变弯,和长度、温度、顶出是否均衡都有关
顶针是细长压杆,会先失稳再留下弯曲。顶出板一斜,一批针会弯向同一边。

注塑模的顶针变弯,最容易被归结为顶针太细。顶针确实是一根受压的细杆,失稳弯曲和杆的长度、支承方式关系很大,可真正把力加到失稳以上的,常常是脱模力不均匀,或者顶出板在行程里已经倾斜。只把弯了的那一根改粗,力会转移到旁边还细的针上。
顶针先失稳,后才被压弯
细长杆受压时,应力还没到材料的抗压强度,杆就可能突然拱出,这是失稳。拱出后继续顶,杆就留下塑性弯曲。所以顶针设计要看无支撑长度和直径的关系,还要看顶针是两端都有导向,还是只有一头插在顶出板里、另一头悬在型芯孔中。悬出越长,能承受的顶出力下降很快。
塑件粘模时,脱模力会集中到少数先接触制品的顶针上。拔模斜度小、表面咬花太深、局部倒扣、冷却不足导致收缩抱紧型芯,都会让这一侧的力远高于平均估算。真空也要算进去:盲孔型芯在顶出瞬间,空气来不及补入,吸力加在顶针上。这些力在模具设计的顶出力表格里经常被平均掉,现场看到的却是同一根针反复弯。
温度会把间隙吃掉
顶针和孔的间隙是在室温下配的。模具升到工作温度后,型芯孔和顶针的膨胀不一定同步,间隙变小。间隙留得太小,高温时发涩、拉毛,顶针在孔里卡住,回位时被拉弯。间隙留得太大,塑料钻进孔里形成飞边,飞边再把孔堵死,结果同样是卡。合适的间隙要按工作温度和塑料的溢边值一起取,只按常温能插进抽出,热模之后会变。
润滑要耐模温。常温润滑脂在模温下变稀流到制品上,造成油斑,操作者就不敢再润滑,顶针转入干摩擦。干摩擦一段时间,孔壁拉出轴向划痕,划痕又成为飞边的通道。耐温的干膜或专用油脂,量要少,涂在顶针工作段,不要堆在顶出板上。
顶出板倾斜时,每根针都在受侧向力
回位销卡滞、顶出板导套缺油、两边顶杆长短不一致,顶出板会在行程中倾斜。顶针根部被板带着走一条斜线,头部仍卡在型芯孔里,侧向力就把针弯成弧。这种弯曲往往是一批针同时带弧度,而且弧度方向一致。单根针弯、方向随机,更多是该针自己的脱模力或孔已经拉毛。
加粗顶针要成组看。只加粗受力最大的那一根,它更不容易弯,脱模力却更多由它承担,周围的针仍然可能先把制品顶白、顶穿。更好的做法是把脱模力分散:增加顶针数量、加大拔模、改善冷却让收缩均匀,再核对顶出板是否平行。顶出行程也不宜在脱模力最大的那一段还用很高的速度,速度高时惯性会把瞬时力放大。
换下来的弯针值得留下。看弯的方向是否一致,看工作段有没有拉毛,看端部有没有撞凹。方向一致,查顶出板和回位;单根反复弯并伴有拉毛,查该孔的间隙和那一块的脱模力。顶针直径只是这几项里最容易改的一项,它解释不了全部弯针。
顶针头部的形状也参与受力。扁针、台阶针用于筋位和深腔,支承面更小,同样的脱模力下压强更大,头部容易墩粗,杆部接着弯。台阶的过渡若没有圆角,应力集中在台阶根部,断口出现在台阶上,杆身仍然是直的。这种断法加粗杆部没有帮助,要改台阶圆角或把力分到附近的圆针上。
制品上的顶白和顶穿说明力已经超过塑料能承受的局部强度。顶白处的针不一定自己弯,因为它把力传到了制品上。旁边负责深腔的针却因为接触更晚、行程里受力更突然而弯曲。所以要看制品缺陷和弯针是不是同一根。是同一根,这根针的接触面积或位置要改;不是同一根,说明顶出先后不一致,顶出板或针的长短有差别。
模具温度不均匀时,收缩抱紧也不均匀。冷却水走不到的型芯,局部温度高,收缩大,包紧力集中。改善那一段冷却之后,顶针的力会下降,比单纯加粗顶针更有效。冷却改不了的深腔,才用更大的针或增加针的数量来分力。顺序如果反过来,型芯仍然过热,新加的针也会弯。
顶出速度和位置要分开看。速度高,制品还没脱离型芯,惯性已经把针推到行程末端,瞬时载荷大。速度低而仍然弯,则是脱模力本身大,减速只能减轻冲击,不能去掉包紧。可以在脱模力最大的前半段用较低速度,脱离之后再加快。这个设置解决的是冲击,解决不了拔模和倒扣。
孔已拉毛时,换新针会再次拉毛。要看孔壁有没有轴向沟,有沟应铰孔或换套,再配新针,间隙按工作温度复核。只换针、孔继续刮,新针工作段很快出现同样的亮痕,随后发卡、变弯。顶出板上的固定螺丝若松了,针会在板里窜动,头部撞击制品,端部墩粗,这也不是杆太细。
一组弯针按方向、位置和表面分开摆,原因会清楚很多。方向一致的弧,查顶出板和回位销。只有深腔那几根弯,查包紧和冷却。工作段拉毛,查间隙和润滑。端部墩粗,查台阶、顶白和固定是否松动。直径修改放在这些判断之后,改过的直径才留得住。
顶出次数多的模具,还要看针的固定是否在板上窜动。固定螺丝按对角线紧,针的台肩应贴死顶出板。台肩下面垫了杂物,针会高出其他针,先撞到制品,端部墩粗之后杆部受弯。新模试模时量一下各针端面是否齐平,比等制品上出现顶白再查更快。
塑料里的玻纤会磨损顶针孔。孔磨大以后飞边增加,飞边又把孔挤住,针在回程被拉弯。这种弯伴随孔口发亮、孔径变大。加硬顶针只能减慢磨损,孔已经大了就要修复孔。只换针,飞边仍在,新针仍会被拉弯。
把弯针、顶白位置和孔的拉毛记在同一张模具履历上。下次保养先看履历里重复出现的针号,那个型腔的冷却、拔模或顶出板就是检查对象。直径改动如果没有写进履历,备件仍按原图加工,改过的针会在下次维修时被换回原尺寸,弯曲再次出现。履历里写上改过的直径和改的原因,备件才不会被悄悄换回去。直径、冷却和顶出板这三项里,重复出现的那一项就是下一次保养要先打开的地方。只改直径,冷却和顶出板仍会把新针再次弄弯。