本发明涉及一种注塑过程中从速度控制切换到压力控制的新方法以及实现该方法的注塑模具，属于塑料件注塑成型技术领域。
背景技术：
汽车车灯行业中使用最广泛的制造工艺为注射成型。注射成型的大致过程如下：首先注塑机的料筒将固体聚合物材料充分塑化，然后螺杆向前移动迫使熔化塑料进入模具，触到冷模具壁后，塑料会粘滞到模具壁上，复制模具型腔形状，冷却成型得到制品。为防止熔料冷却阻碍成型，制品的填充阶段注射速度通常比较快，这一阶段主要通过螺杆前进速度来控制熔料进入型腔的速度。这一阶段也是速度控制阶段。由于聚合物的体积收缩较大，冷却过程中体积会不断缩小，因此型腔填充后，注塑机仍会继续对塑料施压，即保压阶段，以便将更多材料推入模具补偿收缩。由于这一阶段型腔基本填满，如果仍以速度控制填充，则会导致注射压力急剧上升，造成局部过保压，模具飞边等缺陷，因此该补缩阶段通常使用压力控制，因此也是压力控制阶段。因此从填充阶段到保压阶段，对注塑机螺杆的控制方式需要从速度控制切换到压力控制(即v/p切换)。
速度/压力切换位置是注塑过程中非常重要的参数，过早或过晚均可能导致严重的后果。
切换过晚可能导致：
1.由于填充末端积聚的型腔压力过大而产生过保压、涨模和飞边；
2.由于塑料冲击零件的注塑末端型腔壁而产生烧焦；
3.由于螺杆前进过长伸出料筒头部损坏注塑机和/或模具。
切换过早可能导致：
1.由于螺杆位移不足而产生短射；
2.过早切换后填充速度下降，导致周期时间较长。
实际生产过程中，一般使用螺杆位置控制螺杆从速度控制切换到压力控制。通常是工艺员凭借经验多次尝试打短射件才能找到合适的切换位置，而且每个产品都需要按照此繁琐的方法寻找切换位置。由于每次成型周期塑化结束后螺杆的起始位置会有一定的偏差，因此即使找到了合适的v/p切换的螺杆位置，每次注塑切换时，型腔填充的百分比也会有一定差异，不利于精密注塑制品的品质把控。
技术实现要素：
本发明旨在提供一种注塑过程中速度控制到压力控制的切换方法和注塑模具，能实现精确控制速度/压力切换位置，从而改善注塑过程中欠注塑或过保压的问题。
本发明的主要技术方案有：
一种注塑过程中速度控制到压力控制的切换方法，注塑过程中速度控制阶段用压力传感器实时检测模具型腔内设定v/p切换位置的压力，当所述设定v/p切换位置的压力达到目标压力值时，将速度控制切换为压力控制，所述设定v/p切换位置是达到设定填充百分比时料流前沿所到达的位置，所述目标压力值的取值范围是所述设定v/p切换位置在成型周期内的设定压力范围的最大值的8％-12％。
所述设定v/p切换位置在成型周期内的设定压力范围及其最大值优选通过cae软件计算相应成型周期内的压力-时间曲线图获得。
优选利用cae软件进行产品的流动优化计算得到所述设定v/p切换位置。
注塑时，所述压力传感器的信号实时反馈给注塑机的注射单元控制系统，当所述压力传感器的实测压力值达到所述目标压力值时，所述注射单元控制系统发出指令，将速度控制切换为压力控制，注塑过程进入保压阶段。
对于既有模具，通过修模在所述模具的所述设定v/p切换位置设置压力传感器安装接口结构，安装所述压力传感器，对于处在开发阶段的模具产品，在该阶段在所述模具的所述设定v/p切换位置预留出所述压力传感器的安装接口结构，模具投入使用前，将所述压力传感器预先安装在所述模具上。
所述目标压力值优选为所述设定v/p切换位置在成型周期内的设定压力范围的最大值的10％。
一种注塑模具，其型腔的设定v/p切换位置安装有压力传感器，所述压力传感器的信号输出端接入注塑机的注射单元控制系统，所述压力传感器的实测压力值作为注塑过程中从速度控制切换到压力控制的触发信号，所述设定v/p切换位置是达到设定填充百分比时料流前沿所到达的位置，所述目标压力值的取值范围是所述设定v/p切换位置在成型周期内的设定压力范围的最大值的8％-12％。
所述设定v/p切换位置在成型周期内的设定压力范围及其最大值优选通过cae软件计算相应成型周期内的压力-时间曲线图获得。
所述设定v/p切换位置优选通过cae软件进行产品的流动优化计算得到。
所述目标压力值是所述设定v/p切换位置在成型周期内的设定压力范围的最大值的10％。
本发明的有益效果是：
1、该方法利用压力传感器在试模时能快速找到精确的最佳v/p切换位置，从而提高试模效率，而不需要工艺员用反复打短射件的方式寻找最佳的v/p切换位置，因此可以大幅度地减少人力物力、材料等成本，又能显著缩短试模周期。
2、该方法可以根据每次注塑产品的实际填充情况进行控制，不受注塑机稳定性的影响，消除注塑机原因的系统误差，便于自动化生产，并能够保证每模产品的一致性。
3、该方法适用范围广，各行业的注塑成型工艺均可使用，且调控准确，简单易行。对于既有的模具，可以通过修模在模具的设定v/p切换位置安装上压力传感器，对于处在开发阶段的模具产品，只需在该阶段找出所述设定v/p切换位置，并在模具上相应位置预留出压力传感器的安装接口结构即可，相比于前述修模安装压力传感器的方式，又节省了修模成本。
附图说明
图1是本发明的方法的原理示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明公开了一种注塑过程中速度控制到压力控制的切换方法，是在注塑过程中速度控制阶段，尤其是在速度控制阶段的末期，用压力传感器2实时检测模具型腔内设定v/p切换位置1处的压力，当所述设定v/p切换位置的压力达到目标压力值时，将速度控制切换为压力控制。所述设定v/p切换位置是达到设定填充百分比时料流前沿所到达的位置，所述目标压力值的取值范围是所述设定v/p切换位置在成型周期内的设定压力范围的最大值的8％-12％，例如8％、8.7％、9.2％、10.5％、11.3％、12％。
通常，v/p切换的时机选在型腔即将被充满的时候，因此所述设定填充百分比都比较接近100％，例如85％、90％、95％和98％等，只是因材料的流动性、成型产品的壁厚等差异有所区别。对于同一副确定的模具，所述设定v/p切换位置也是确定的。当料流前沿到达所述设定v/p切换位置时，该位置受到来自料流熔体的作用力，此后随着料流的继续填充，该处压力将会快速升高并迅速达到该位置在成型周期内的设定压力范围的最大值。最理想的v/p切换点是保证产品刚好可以打满，而不会造成过保压或欠注塑，也就是对应于该处压力快速升高的过程中、达到所述设定压力范围的最大值之前的某个时刻。为了使注塑机可以获得尽量接近最理想的v/p切换点的时刻，也就需要在此位置的压力达到设定压力范围的最大值之前及时进行v/p切换。为此，将升高到最大值之前经过的某个压力值设定为所述目标压力值，当实测压力值升高到所述目标压力值时，将速度控制切换为压力控制。
由于所述压力传感器直接设置在所述设定v/p切换位置处，当所述压力传感器检测到压力并达到目标压力值时，熔体料流的前沿已经真实到达了这个位置，相比于传统意义上的通过检测熔体射出瞬间的压力所进行的压力控制或者v/p切换控制方式，都更加的精准。
采用该方法，不管螺杆行程是多少，只要所述压力传感器检测到压力，就说明产品料流前沿到达了所述设定v/p切换位置，可以进行v/p切换，再通过压力监测，找出精确的v/p切换点。该方法消除了螺杆行程的影响，避免因螺杆的响应时间、塑化行程的不稳定性导致的产品均一性差的问题，也不受注塑机其他方面稳定性导致的系统误差影响，能够保证每模产品都几乎在相同的位置切换，因此每模产品的品质均一性好，可见本方法非常有利于精密注塑制品的品质把控。
所述设定v/p切换位置在成型周期内的设定压力范围及其最大值优选通过注塑cae软件(例如moldflow、wp-flow等)计算相应成型周期内的压力-时间曲线图获得。所述成型周期内的压力-时间曲线图与所述成型周期内的设定压力范围相对应。
所述设定v/p切换位置所对应的填充百分比的确定，需要综合考虑填充的平衡性、有无过保压、锁模力是否过大等因素，可以利用经验确定，但最便捷的方式是利用cae软件进行优化计算获得，即所述设定v/p切换位置可以利用cae软件进行产品的流动优化得到。由于多数情况下，型腔形状不规则，采用这种方式得到的所述设定v/p切换位置更为准确，计算效率也更高。并且，所述成型周期内的压力-时间曲线图也可以与所述设定v/p切换位置同时得出。
本实施例中，所述目标压力值优选为所述设定v/p切换位置在成型周期内的设定压力范围的最大值的10％，不仅使填充的平衡性、保压压力和锁模力都普遍达到一个较为适宜的状态，而且也能较好地保持v/p切换的及时性。
上述方法用于注塑机时，所述压力传感器的信号实时反馈给注塑机的注射单元控制系统3，当所述压力传感器的实测压力值达到所述目标压力值时，所述注射单元控制系统发出指令，将速度控制切换为压力控制，注塑过程进入保压阶段。
对于既有模具，可以通过修模在所述模具的所述设定v/p切换位置设置压力传感器安装接口结构，安装所述压力传感器。对于处在开发阶段的模具产品，在这个阶段，在所述模具的所述设定v/p切换位置预留出所述压力传感器的安装接口结构，模具投入使用前，将所述压力传感器预先安装在所述模具上即可。
为了实现上述切换方法，本发明还公开了一种注塑模具，4为模具上的进胶位置，其型腔的设定v/p切换位置1安装有压力传感器2，所述压力传感器的信号输出端接入注塑机的注射单元控制系统，所述压力传感器的实测压力值作为注塑过程中从速度控制切换到压力控制的触发信号，所述设定v/p切换位置是达到设定填充百分比时料流前沿所到达的位置，所述目标压力值的取值范围是所述设定v/p切换位置在成型周期内的设定压力范围的最大值的8％-12％，更优的取值是10％。
所述设定v/p切换位置在成型周期内的设定压力范围及其最大值优选通过cae软件计算相应成型周期内的压力-时间曲线图获得。
所述设定v/p切换位置可以利用cae软件进行产品的流动优化得到，同时还能计算出所述成型周期内的压力-时间曲线图。模具生产时预留出所述压力传感器的安装位置，既节省修模成本，又缩短试模周期。
所述压力传感器的信号输出端接入注塑机的注射单元控制系统3。注射单元控制系统根据所述压力传感器的反馈，依程序设定的规则找出最佳v/p切换时刻，控制执行v/p切换。
本发明可以用于包括汽车车灯用塑料件注塑在内的各个行业的注塑成型工艺中，由于每次注塑都是根据产品的实际填充情况找到的最理想的v/p切换时刻，不需要通过繁琐打短射件来寻找v/p切换位置，而且不受注塑机本身稳定性等的影响，便于注塑过程的自动化控制，调控准确，且简单易行，能有效解决或显著改善注塑过程中欠注塑或过保压的问题，提高注塑产品的品质。