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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。可以認為引起成型收縮的原因是熱、彈性恢復結晶化、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據來源
動、定模與成型零件的尺寸首先要知道塑料的成型收縮率,才能計算。獲得成型收縮率
數據有以下幾個途徑。
①查表獲得成型收縮率的數據。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通常由客戶指定經驗數值,提供給模具供應商
③收縮率范圍較小的,一般情況下根據理論值取其平均值。
④為了獲得準確的收縮率,可在設計模具之前,選擇類似塑件的模具進行試驗并實際測算收縮率的值,作為模具設計的依據。精密注塑模具通常采用該方法來獲得準確的收
縮率
⑤在沒有把握的情況下,采取制造樣條模來驗證收縮率的正確性。目前確定各種塑料收縮率(成型收縮+后收縮)的方法,一般都推薦德國國家標準中DIN16901的規定。即以23℃±0.1℃時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%條件下測量出的相應塑件尺寸之差來計算。
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、應力分布、分子取向等。同一種塑料由于樹脂的相對分子質量、填料及配方等的不同,其收縮率及各向異性也不同。例如,樹脂的相對分子質量大,填料為有機物,樹脂含量較多,則塑料的收縮率就大。熱塑性塑料在成型過程中,由于還存在結晶引起的體積變化、內應力大、凍結在塑件內的殘留應力大以及分子取向性強等因素,與熱固性塑料相比,則表現為收縮率較大,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塑件形狀及結構,如壁厚、有無嵌件及嵌件的位置
③模具結構及模具的澆注系統,如澆口形式、尺寸、數量、位置等。
④模溫控制系統,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,如壓力、時間、料筒溫度、注射速度等。保持壓力及持續時間對收縮也影響較大,壓力大、時間長則收縮小,但方向性強。因此在成型時調整模具溫度、壓力、注塑速度及冷卻時間等因素也可適當改變塑件收縮情況。
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,而且相當復雜。在設計模具時,常需按塑件各部位的形狀、尺寸、壁厚等特點選取不同的收縮率。對精度高的塑件應選取收縮率波動范圍小的塑料,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,注塑時調整各項成型條件也能夠適當地改變塑件的收縮情況
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據設計,對數據有懷疑時需要驗證。
b.當制品精度要求較高時,或者在成型收縮率沒有把握的情況下,應先開制樣條模驗證制品成型收縮率。
c.制品尺寸要求不很高的,可用查表法,根據所得的成型收縮率的中間值計算模具的型腔、型芯尺寸。如ABS的收縮率是0.4%~0.7%,取0.55%,計算時把制品的尺寸乘以1.0055,所得的數即為型腔或型芯尺寸。
d.根據經驗值確定成型收縮率:制品的成型收縮率各方向是不一致的,同制品的形狀結構有關。如洗衣機的脫水外桶(PP塑料)的成型收縮率的經驗值是:上口為1.7%,下口為1.4%,高度為1.6%。
e.根據制品的尺寸大小、形狀、結構選取成型收縮率,大制品取偏大值;對收縮率波動范圍較大的塑料,可根據塑件形狀、壁厚(壁厚的收縮大,取偏大值)及熔料流動方向來確定,因制品成型收縮率同注塑的流向有關(縱向的比橫向收縮率小)
③對一般精度的塑料成型收縮率波動的誤差控制在制品尺寸的1/3以內
注塑模具高精度塑件的成型收縮率的確定
對于高精度塑件的成型收縮率,通常從以下方面內容進行考慮,進行設計和制造模具
①對塑件外型取較小收縮率,內型取較大收縮率,以確保試模后留有修正的余量。
②確定收縮率時,要綜合考慮制品形狀、結構、澆注系統形式、尺寸公差及成型工藝和工作環境。
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按實際收縮情況修正模具。一般型腔選下極限,動模取上極限,便于模具修整
⑤試模并適當地調整工藝,略微修正收縮值,以滿足塑件要求。
⑥有金屬嵌件時,收縮率應取小值。