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模具尺寸和塑料收縮率完整詳細介紹

2021-03-02 01:04:28 編輯:旺振興 來源:本站原創
在設計塑料模具時,在確定模具結構后,可以對模具的各個部分進行詳細設計,即每個模板和零件的尺寸、型腔和型芯的尺寸等。此時,將涉及材料收縮率等主要設計參數。因此,空腔各部分的尺寸只能通過掌握成型塑料的收縮率來確定。即使選擇的模具結構正確,但使用的參數不當,也不可能生產出合格的塑件。

一、塑性收縮及其影響因素

熱塑性塑料的特點是加熱后膨脹,冷卻后收縮。當然,加壓后體積也會縮小。在注射成型過程中,首先,熔融塑料被注射到模腔中。填充后,熔體冷卻并凝固。當塑料零件從模具中取出時,就會發生收縮,這就是所謂的成型收縮。從取出模具到穩定期間,塑料零件的尺寸仍會略有變化。一個變化就是繼續縮水,這叫后縮。另一個變化是,一些吸濕塑料由于吸濕而膨脹。

例如,當尼龍610的含水量為3%時,尺寸增加為2%;當玻璃纖維增強尼龍66的含水量為40%時,尺寸增加0.3%。但成型收縮起主要作用。目前各種塑料收縮率(成型收縮后的收縮率)的測定方法一般推薦德國國家標準DIN16901。即計算230.1時的型腔尺寸與對應的塑料件在23和相對濕度為505%條件下成形24小時后的尺寸之差。

收縮率S用以下公式表示:S={(D-M)/D}100%(1)

其中:S-收縮;D-模具尺寸;m尺寸的塑料零件。

如果根據已知的塑件尺寸和材料收縮率計算模腔,則為D=M/(1-S)。為了簡化模具設計中的計算,通常使用以下公式計算模具尺寸:

D=M  MS(2)

如果需要更精確的計算,應采用以下公式:D=MS2(3)

但在確定收縮率時,由于實際收縮率受多種因素影響,只能近似,公式(2)計算的型腔尺寸基本滿足要求。制造模具時,型腔按下偏差加工,型芯按上偏差加工,必要時可適當修整。

很難準確確定收縮率的主要原因是各種塑料的收縮率不是一個固定值,而是一個范圍。因為同一種材料在不同工廠生產的收縮率是不同的,甚至同一種材料在一個工廠生產的不同批次的收縮率也是不同的。所以每個工廠只能給用戶提供工廠生產的塑料的收縮范圍。其次,成型過程中的實際收縮量也受到塑件形狀、模具結構和成型條件的影響。以下是對這些因素影響的介紹。第二,塑料零件的形狀

至于成型件的壁厚,一般由于厚壁冷卻時間較長,收縮率也較大,如圖1所示。對于一般的塑料零件,當熔體流動方向L上的尺寸與垂直于熔體流動方向W的尺寸不同時,收縮率也不同。從熔體流動距離來看,遠離澆口的壓力損失大,所以那里的收縮率也比靠近澆口的大。由于加強筋、孔、凸臺、雕刻的形狀都有抗收縮性,所以這些部位的收縮率很小。

三、模具結構

澆口類型也會影響收縮率。當使用小澆口時,塑料零件的收縮增加,因為澆口在保壓結束前固化。注塑模具中的冷卻回路結構也是模具設計的關鍵。如果冷卻回路設計不當,各處塑件溫度不均勻會造成收縮差,結果是塑件超差或變形。在薄壁件中,模具溫度分布對收縮的影響更加明顯。

分型面和澆口

分型面、澆口形式和尺寸等因素直接影響材料的流動方向、密度分布、保壓和送料功能以及成型時間。

采用直澆口或大截面澆口可以減少收縮,但各向異性大,沿物流方向收縮小,沿垂直物流方向收縮大;相反,當澆口厚度較小時,澆口部分會過早凝結硬化,縮孔后型腔內的塑料得不到及時補充,導致收縮較大。

點澆口可以快速固化和密封。如果零件條件允許,可以設置多個澆口,可以有效延長保壓時間,增加型腔壓力,降低收縮率。

四.成型條件

料筒溫度:料筒溫度(塑料溫度)越高,壓力傳遞越好,收縮力降低。然而,當使用小澆口時,由于澆口的早期凝固,收縮率仍然很大。對于厚壁塑料件,即使桶溫很高,其收縮量仍然很大。

進料:在成型條件下,盡量減少進料,以保持塑料零件的尺寸穩定。但是,如果進料不足,壓力無法保持,收縮率會增加。

注射壓力:注射壓力是對收縮率影響較大的因素,尤其是灌裝后保持頁碼335的壓力。一般情況下,壓力高時,由于材料密度大,收縮率小。

注射成型中的壓力包括注射壓力、保壓壓力和型腔壓力。所有這些因素對塑料件的收縮行為都有明顯的影響。

增加注射壓力可以減少產品的收縮。這是因為注射速度隨著壓力的增加而增加,在充模過程加速后,一方面由于塑料熔體的剪切加熱,熔體溫度升高,流動阻力減??;另一方面,在熔體溫度尚高、流動阻力小的情況下,也可以在早期進入保壓加料階段。特別是薄壁塑料件和小澆口塑料件,由于冷卻速度快,灌裝過程應盡可能縮短。較高的保壓壓力和型腔壓力使型腔內的產品致密收縮,尤其是保壓階段的壓力對產品的收縮影響更大。這可以解釋為熔融樹脂在模塑壓力下被壓縮。壓力越高,壓縮越大,壓力釋放后彈性回復越大,使得塑件的尺寸更接近型腔尺寸,所以收縮越小。

但即使是同一產品,模具型腔內樹脂的壓力在各個部位也不一致;注射壓力難以作用的部位和容易作用的部位注射壓力不同。此外,多腔模具各腔上的壓力應設計均勻,否則各腔內產品的收縮率會不一致。

注射速度:注射速度對收縮率影響不大。然而,對于非常小的薄壁塑料零件或澆口,并且當使用增強材料時,當注射速度增加時,收縮率較小。

模具溫度:熱塑性塑料熔體注入模具型腔后,釋放大量熱量,凝固。不同的塑料品種需要模具型腔保持在合適的溫度。在這個溫度下,將最有利于塑料零件的成型,成型效率最高,內應力和翹曲最小。

模具溫度是控制產品冷卻和成型的主要因素,它對成型收縮的影響主要表現在澆口凍結后和產品脫模前的過程中。但在澆口凍結前,模具溫度的升高有增加熱收縮的趨勢,但正是模具溫度越高,澆口凍結時間越長,導致注射壓力和保壓壓力增強,補縮和負收縮增加。

所以總收縮是兩種反向收縮的結果,其值并不一定隨著模具溫度的升高而增加。

如果閘門凍結,注射壓力和填料壓力的影響將消失。隨著模具溫度的升高,冷卻和凝固時間也會延長,因此脫模后產品的收縮率一般會增加。

成型周期:成型周期與收縮沒有直接關系。但需要注意的是,當成型周期加快時,模具溫度和熔體溫度必然會發生變化,也會影響收縮率。在材料試驗中,應根據所需產量確定的成形周期進行成形,并檢查塑料零件的尺寸。用這種模具進行塑性收縮試驗的例子如下。注塑機:鎖模力70t,螺桿直徑35mm,螺桿轉速80rpm,成型條件:最大注射壓力178MPa,料筒溫度230(225-230-220-210)240(235-240-230-220)250(245-250-240-230)動詞(verb的縮寫)模具尺寸和制造公差

除了D=M(1 S)公式計算的基本尺寸外,還有加工公差的問題。按照慣例,模具的加工公差是塑料零件公差的1/3。但是,由于塑料收縮范圍和穩定性的差異,需要合理確定不同塑料形成的塑料零件的尺寸公差。也就是說,收縮范圍大或者收縮穩定性差的塑料成型件的尺寸公差要大一些。否則,可能會出現大量尺寸超差的廢品。為此,各國都專門制定了塑料零件尺寸公差的國家或行業標準。中國還制定了部級專業標準。然而,它們大多沒有相應的模腔尺寸公差。德國國家標準特別制定了DIN16901塑料零件尺寸公差標準和DIN16749模具型腔尺寸公差標準。該標準在國際上影響較大,可作為塑料模具行業的參考。

不及物動詞塑料零件的尺寸公差和允許偏差

為了合理確定不同收縮特性材料形成的塑件尺寸公差,在標準中引入了成型收縮差VS的概念。VS=VSR_VST(4)

其中:VS-成型收縮差VSR-熔體流動方向成型收縮VST-垂直于熔體流動方向成型收縮。

根據塑料的VS值,將各種塑料的收縮特性分為四組。VS值最小的組為高精度組,以此類推,VS值最大的組為低精度組。精密工藝的公差組,110,120,130,140,150,160是根據基本尺寸編制的。還規定對于收縮特性最穩定的塑料成型件,可以選擇110、120、130套尺寸公差。具有適度穩定收縮特性的塑料零件的尺寸公差為120、130和140。如果對這類塑料形成的塑料件選擇110組尺寸公差,可能會產生大量的尺寸公差塑料件。130、140和150組尺寸公差是為收縮特性差的塑料零件選擇的。為收縮特性最差的塑料零件選擇140、150和160組尺寸公差。使用此公差表時,請注意以下幾點。表中的一般公差用于尺寸公差,不表示公差。直接標記偏差的公差是用于標記塑料零件公差的公差帶。上下偏差可由設計者自行確定。例如,如果公差帶為0.8毫米,則可以選擇以下上下偏差。0.0;-0.8;0.4;-0.2;-0.5等。每個公差組中有兩組公差值A和B。其中a是由模具部件組合而成的尺寸,這增加了由模具部件的非緊密接合所引起的誤差。附加值為0.2毫米.其中b是由模具零件直接確定的尺寸。精密技術是專門為具有高精度要求的塑料零件設置的一組公差值。在使用塑料零件進行公差之前,您必須首先知道哪些公差組適用于所使用的塑料。七、模具制造公差

德國國家標準建立了相應的塑料零件制造公差標準DIN16749。該表中有四種公差。無論是哪種塑料件,模具制造公差均采用序號1的公差,不注明尺寸公差。具體公差值由基本尺寸范圍決定。無論何種材質,中等精度尺寸模具的制造公差都是序號2的公差。無論什么樣的材料,精度尺寸較高的模具的制造公差都是序號3的公差。精密工藝對應的模具制造公差為序號4的公差。

可以合理確定各種材料制成的塑料零件的合理公差和模具制造的相應公差,不僅給模具制造帶來方便,而且減少了廢品,提高了經濟效益和效益。
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