模具尺寸和塑料收缩率完整详细介绍

2021-03-02 01:04:28 编辑:旺振兴 来源:本站原创
在设计塑料模具时,在确定模具结构后,可以对模具的各个部分进行详细设计,即每个模板和零件的尺寸、型腔和型芯的尺寸等。此时,将涉及材料收缩率等主要设计参数。因此,空腔各部分的尺寸只能通过掌握成型塑料的收缩率来确定。即使选择的模具结构正确,但使用的参数不当,也不可能生产出合格的塑件。

一、塑性收缩及其影响因素

热塑性塑料的特点是加热后膨胀,冷却后收缩。当然,加压后体积也会缩小。在注射成型过程中,首先,熔融塑料被注射到模腔中。填充后,熔体冷却并凝固。当塑料零件从模具中取出时,就会发生收缩,这就是所谓的成型收缩。从取出模具到稳定期间,塑料零件的尺寸仍会略有变化。一个变化就是继续缩水,这叫后缩。另一个变化是,一些吸湿塑料由于吸湿而膨胀。

例如,当尼龙610的含水量为3%时,尺寸增加为2%;当玻璃纤维增强尼龙66的含水量为40%时,尺寸增加0.3%。但成型收缩起主要作用。目前各种塑料收缩率(成型收缩后的收缩率)的测定方法一般推荐德国国家标准DIN16901。即计算230.1时的型腔尺寸与对应的塑料件在23和相对湿度为505%条件下成形24小时后的尺寸之差。

收缩率S用以下公式表示:S={(D-M)/D}100%(1)

其中:S-收缩;D-模具尺寸;m尺寸的塑料零件。

如果根据已知的塑件尺寸和材料收缩率计算模腔,则为D=M/(1-S)。为了简化模具设计中的计算,通常使用以下公式计算模具尺寸:

D=M  MS(2)

如果需要更精确的计算,应采用以下公式:D=MS2(3)

但在确定收缩率时,由于实际收缩率受多种因素影响,只能近似,公式(2)计算的型腔尺寸基本满足要求。制造模具时,型腔按下偏差加工,型芯按上偏差加工,必要时可适当修整。

很难准确确定收缩率的主要原因是各种塑料的收缩率不是一个固定值,而是一个范围。因为同一种材料在不同工厂生产的收缩率是不同的,甚至同一种材料在一个工厂生产的不同批次的收缩率也是不同的。所以每个工厂只能给用户提供工厂生产的塑料的收缩范围。其次,成型过程中的实际收缩量也受到塑件形状、模具结构和成型条件的影响。以下是对这些因素影响的介绍。第二,塑料零件的形状

至于成型件的壁厚,一般由于厚壁冷却时间较长,收缩率也较大,如图1所示。对于一般的塑料零件,当熔体流动方向L上的尺寸与垂直于熔体流动方向W的尺寸不同时,收缩率也不同。从熔体流动距离来看,远离浇口的压力损失大,所以那里的收缩率也比靠近浇口的大。由于加强筋、孔、凸台、雕刻的形状都有抗收缩性,所以这些部位的收缩率很小。

三、模具结构

浇口类型也会影响收缩率。当使用小浇口时,塑料零件的收缩增加,因为浇口在保压结束前固化。注塑模具中的冷却回路结构也是模具设计的关键。如果冷却回路设计不当,各处塑件温度不均匀会造成收缩差,结果是塑件超差或变形。在薄壁件中,模具温度分布对收缩的影响更加明显。

分型面和浇口

分型面、浇口形式和尺寸等因素直接影响材料的流动方向、密度分布、保压和送料功能以及成型时间。

采用直浇口或大截面浇口可以减少收缩,但各向异性大,沿物流方向收缩小,沿垂直物流方向收缩大;相反,当浇口厚度较小时,浇口部分会过早凝结硬化,缩孔后型腔内的塑料得不到及时补充,导致收缩较大。

点浇口可以快速固化和密封。如果零件条件允许,可以设置多个浇口,可以有效延长保压时间,增加型腔压力,降低收缩率。

四.成型条件

料筒温度:料筒温度(塑料温度)越高,压力传递越好,收缩力降低。然而,当使用小浇口时,由于浇口的早期凝固,收缩率仍然很大。对于厚壁塑料件,即使桶温很高,其收缩量仍然很大。

进料:在成型条件下,尽量减少进料,以保持塑料零件的尺寸稳定。但是,如果进料不足,压力无法保持,收缩率会增加。

注射压力:注射压力是对收缩率影响较大的因素,尤其是灌装后保持页码335的压力。一般情况下,压力高时,由于材料密度大,收缩率小。

注射成型中的压力包括注射压力、保压压力和型腔压力。所有这些因素对塑料件的收缩行为都有明显的影响。

增加注射压力可以减少产品的收缩。这是因为注射速度随着压力的增加而增加,在充模过程加速后,一方面由于塑料熔体的剪切加热,熔体温度升高,流动阻力减小;另一方面,在熔体温度尚高、流动阻力小的情况下,也可以在早期进入保压加料阶段。特别是薄壁塑料件和小浇口塑料件,由于冷却速度快,灌装过程应尽可能缩短。较高的保压压力和型腔压力使型腔内的产品致密收缩,尤其是保压阶段的压力对产品的收缩影响更大。这可以解释为熔融树脂在模塑压力下被压缩。压力越高,压缩越大,压力释放后弹性回复越大,使得塑件的尺寸更接近型腔尺寸,所以收缩越小。

但即使是同一产品,模具型腔内树脂的压力在各个部位也不一致;注射压力难以作用的部位和容易作用的部位注射压力不同。此外,多腔模具各腔上的压力应设计均匀,否则各腔内产品的收缩率会不一致。

注射速度:注射速度对收缩率影响不大。然而,对于非常小的薄壁塑料零件或浇口,并且当使用增强材料时,当注射速度增加时,收缩率较小。

模具温度:热塑性塑料熔体注入模具型腔后,释放大量热量,凝固。不同的塑料品种需要模具型腔保持在合适的温度。在这个温度下,将最有利于塑料零件的成型,成型效率最高,内应力和翘曲最小。

模具温度是控制产品冷却和成型的主要因素,它对成型收缩的影响主要表现在浇口冻结后和产品脱模前的过程中。但在浇口冻结前,模具温度的升高有增加热收缩的趋势,但正是模具温度越高,浇口冻结时间越长,导致注射压力和保压压力增强,补缩和负收缩增加。

所以总收缩是两种反向收缩的结果,其值并不一定随着模具温度的升高而增加。

如果闸门冻结,注射压力和填料压力的影响将消失。随着模具温度的升高,冷却和凝固时间也会延长,因此脱模后产品的收缩率一般会增加。

成型周期:成型周期与收缩没有直接关系。但需要注意的是,当成型周期加快时,模具温度和熔体温度必然会发生变化,也会影响收缩率。在材料试验中,应根据所需产量确定的成形周期进行成形,并检查塑料零件的尺寸。用这种模具进行塑性收缩试验的例子如下。注塑机:锁模力70t,螺杆直径35mm,螺杆转速80rpm,成型条件:最大注射压力178MPa,料筒温度230(225-230-220-210)240(235-240-230-220)250(245-250-240-230)动词(verb的缩写)模具尺寸和制造公差

除了D=M(1 S)公式计算的基本尺寸外,还有加工公差的问题。按照惯例,模具的加工公差是塑料零件公差的1/3。但是,由于塑料收缩范围和稳定性的差异,需要合理确定不同塑料形成的塑料零件的尺寸公差。也就是说,收缩范围大或者收缩稳定性差的塑料成型件的尺寸公差要大一些。否则,可能会出现大量尺寸超差的废品。为此,各国都专门制定了塑料零件尺寸公差的国家或行业标准。中国还制定了部级专业标准。然而,它们大多没有相应的模腔尺寸公差。德国国家标准特别制定了DIN16901塑料零件尺寸公差标准和DIN16749模具型腔尺寸公差标准。该标准在国际上影响较大,可作为塑料模具行业的参考。

不及物动词塑料零件的尺寸公差和允许偏差

为了合理确定不同收缩特性材料形成的塑件尺寸公差,在标准中引入了成型收缩差VS的概念。VS=VSR_VST(4)

其中:VS-成型收缩差VSR-熔体流动方向成型收缩VST-垂直于熔体流动方向成型收缩。

根据塑料的VS值,将各种塑料的收缩特性分为四组。VS值最小的组为高精度组,以此类推,VS值最大的组为低精度组。精密工艺的公差组,110,120,130,140,150,160是根据基本尺寸编制的。还规定对于收缩特性最稳定的塑料成型件,可以选择110、120、130套尺寸公差。具有适度稳定收缩特性的塑料零件的尺寸公差为120、130和140。如果对这类塑料形成的塑料件选择110组尺寸公差,可能会产生大量的尺寸公差塑料件。130、140和150组尺寸公差是为收缩特性差的塑料零件选择的。为收缩特性最差的塑料零件选择140、150和160组尺寸公差。使用此公差表时,请注意以下几点。表中的一般公差用于尺寸公差,不表示公差。直接标记偏差的公差是用于标记塑料零件公差的公差带。上下偏差可由设计者自行确定。例如,如果公差带为0.8毫米,则可以选择以下上下偏差。0.0;-0.8;0.4;-0.2;-0.5等。每个公差组中有两组公差值A和B。其中a是由模具部件组合而成的尺寸,这增加了由模具部件的非紧密接合所引起的误差。附加值为0.2毫米.其中b是由模具零件直接确定的尺寸。精密技术是专门为具有高精度要求的塑料零件设置的一组公差值。在使用塑料零件进行公差之前,您必须首先知道哪些公差组适用于所使用的塑料。七、模具制造公差

德国国家标准建立了相应的塑料零件制造公差标准DIN16749。该表中有四种公差。无论是哪种塑料件,模具制造公差均采用序号1的公差,不注明尺寸公差。具体公差值由基本尺寸范围决定。无论何种材质,中等精度尺寸模具的制造公差都是序号2的公差。无论什么样的材料,精度尺寸较高的模具的制造公差都是序号3的公差。精密工艺对应的模具制造公差为序号4的公差。

可以合理确定各种材料制成的塑料零件的合理公差和模具制造的相应公差,不仅给模具制造带来方便,而且减少了废品,提高了经济效益和效益。
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