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注塑模具成型零件的成型收縮率的確定
注塑模具成型收縮率的定義
注塑制品因其成型冷卻后收縮而引起的尺寸變化同模具型腔的尺寸的比值,稱為成型收縮率(簡(jiǎn)稱收縮率)。成型收縮率,一般是指制件成型后的尺寸收縮的程度。
在成型作業(yè)中,由于受到熱或者壓力等外因引起的成型收縮可以分為三種:一是由樹(shù)固有收縮引起的成型收縮,二是由制品形狀引起的成型收縮,三是由成型條件引起的成型收縮。可以認(rèn)為引起成型收縮的原因是熱、彈性恢復(fù)結(jié)晶化、子定向緩和。除此之外,還有塑性變形等因素
注塑模具收縮率的數(shù)據(jù)來(lái)源
動(dòng)、定模與成型零件的尺寸首先要知道塑料的成型收縮率,才能計(jì)算。獲得成型收縮率
數(shù)據(jù)有以下幾個(gè)途徑。
①查表獲得成型收縮率的數(shù)據(jù)。由于塑料特性不同,其收縮率也有所不同，收縮率范圍較寬,一般取其平均值
②通常由客戶指定經(jīng)驗(yàn)數(shù)值,提供給模具供應(yīng)商
③收縮率范圍較小的,一般情況下根據(jù)理論值取其平均值。
④為了獲得準(zhǔn)確的收縮率,可在設(shè)計(jì)模具之前,選擇類似塑件的模具進(jìn)行試驗(yàn)并實(shí)際測(cè)算收縮率的值,作為模具設(shè)計(jì)的依據(jù)。精密注塑模具通常采用該方法來(lái)獲得準(zhǔn)確的收
縮率
⑤在沒(méi)有把握的情況下,采取制造樣條模來(lái)驗(yàn)證收縮率的正確性。目前確定各種塑料收縮率(成型收縮+后收縮)的方法,一般都推薦德國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中DIN16901的規(guī)定。即以23℃±0.1℃時(shí)模具型腔尺寸與成型后放置24h,在溫度為23℃0濕度為50%土5%條件下測(cè)量出的相應(yīng)塑件尺寸之差來(lái)計(jì)算。
模具影響成型收縮率的因素
①塑料品種特性,如塑料的玻璃纖維含量、應(yīng)力分布、分子取向等。同一種塑料由于樹(shù)脂的相對(duì)分子質(zhì)量、填料及配方等的不同,其收縮率及各向異性也不同。例如,樹(shù)脂的相對(duì)分子質(zhì)量大,填料為有機(jī)物,樹(shù)脂含量較多,則塑料的收縮率就大。熱塑性塑料在成型過(guò)程中,由于還存在結(jié)晶引起的體積變化、內(nèi)應(yīng)力大、凍結(jié)在塑件內(nèi)的殘留應(yīng)力大以及分子取向性強(qiáng)等因素,與熱固性塑料相比,則表現(xiàn)為收縮率較大,收縮率范圍寬、方向性明顯。另外,熱塑性塑成型后的收縮、退火或調(diào)濕處理后的收縮一般也都比熱固性塑料大
②塑件形狀及結(jié)構(gòu),如壁厚、有無(wú)嵌件及嵌件的位置
③模具結(jié)構(gòu)及模具的澆注系統(tǒng),如澆口形式、尺寸、數(shù)量、位置等。
④模溫控制系統(tǒng),如模溫高低及模溫分布的均勻性、平衡性等。
⑤成型工藝參數(shù),如壓力、時(shí)間、料筒溫度、注射速度等。保持壓力及持續(xù)時(shí)間對(duì)收縮也影響較大,壓力大、時(shí)間長(zhǎng)則收縮小,但方向性強(qiáng)。因此在成型時(shí)調(diào)整模具溫度、壓力、注塑速度及冷卻時(shí)間等因素也可適當(dāng)改變塑件收縮情況。
⑥塑件脫模之后的放置方式以及后處理方式
模具制品成型收縮率的確定
①由上述可知,影響成型收縮率的因素較多,而且相當(dāng)復(fù)雜。在設(shè)計(jì)模具時(shí),常需按塑件各部位的形狀、尺寸、壁厚等特點(diǎn)選取不同的收縮率。對(duì)精度高的塑件應(yīng)選取收縮率波動(dòng)范圍小的塑料,并留有試模后修正的余地。另外,成型收縮還受到各成型因素的影響,注塑時(shí)調(diào)整各項(xiàng)成型條件也能夠適當(dāng)?shù)馗淖兯芗氖湛s情況
②成型收縮率的確定,一般可以按以下幾種辦法
a、按客戶指定的成型收縮率數(shù)據(jù)設(shè)計(jì),對(duì)數(shù)據(jù)有懷疑時(shí)需要驗(yàn)證。
b.當(dāng)制品精度要求較高時(shí),或者在成型收縮率沒(méi)有把握的情況下,應(yīng)先開(kāi)制樣條模驗(yàn)證制品成型收縮率。
c.制品尺寸要求不很高的,可用查表法,根據(jù)所得的成型收縮率的中間值計(jì)算模具的型腔、型芯尺寸。如ABS的收縮率是0.4%~0.7%,取0.55%,計(jì)算時(shí)把制品的尺寸乘以1.0055,所得的數(shù)即為型腔或型芯尺寸。
d.根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值確定成型收縮率:制品的成型收縮率各方向是不一致的,同制品的形狀結(jié)構(gòu)有關(guān)。如洗衣機(jī)的脫水外桶(PP塑料)的成型收縮率的經(jīng)驗(yàn)值是:上口為1.7%,下口為1.4%,高度為1.6%。
e.根據(jù)制品的尺寸大小、形狀、結(jié)構(gòu)選取成型收縮率,大制品取偏大值;對(duì)收縮率波動(dòng)范圍較大的塑料,可根據(jù)塑件形狀、壁厚(壁厚的收縮大,取偏大值)及熔料流動(dòng)方向來(lái)確定,因制品成型收縮率同注塑的流向有關(guān)(縱向的比橫向收縮率小)
③對(duì)一般精度的塑料成型收縮率波動(dòng)的誤差控制在制品尺寸的1/3以內(nèi)
注塑模具高精度塑件的成型收縮率的確定
對(duì)于高精度塑件的成型收縮率,通常從以下方面內(nèi)容進(jìn)行考慮,進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造模具
①對(duì)塑件外型取較小收縮率,內(nèi)型取較大收縮率,以確保試模后留有修正的余量。
②確定收縮率時(shí),要綜合考慮制品形狀、結(jié)構(gòu)、澆注系統(tǒng)形式、尺寸公差及成型工藝和工作環(huán)境。
③需要后處理的塑件,其收縮率的確定要考慮后處理的具體情況。
④按實(shí)際收縮情況修正模具。一般型腔選下極限,動(dòng)模取上極限,便于模具修整
⑤試模并適當(dāng)?shù)卣{(diào)整工藝,略微修正收縮值,以滿足塑件要求。
⑥有金屬嵌件時(shí),收縮率應(yīng)取小值。