注塑模具成型零件的成型收缩率的确定
注塑模具成型收缩率的定义
注塑制品因其成型冷却后收缩而引起的尺寸变化同模具型腔的尺寸的比值,称为成型收缩率(简称收缩率)。成型收缩率,一般是指制件成型后的尺寸收缩的程度。
在成型作业中,由于受到热或者压力等外因引起的成型收缩可以分为三种:一是由树固有收缩引起的成型收缩,二是由制品形状引起的成型收缩,三是由成型条件引起的成型收缩。可以认为引起成型收缩的原因是热、弹性恢复结晶化、子定向缓和。除此之外,还有塑性变形等因素
注塑模具收缩率的数据来源
动、定模与成型零件的尺寸首先要知道塑料的成型收缩率,才能计算。获得成型收缩率
数据有以下几个途径。
①查表获得成型收缩率的数据。由于塑料特性不同,其收缩率也有所不同，收缩率范围较宽,一般取其平均值
②通常由客户指定经验数值,提供给模具供应商
③收缩率范围较小的,一般情况下根据理论值取其平均值。
④为了获得准确的收缩率,可在设计模具之前,选择类似塑件的模具进行试验并实际测算收缩率的值,作为模具设计的依据。精密注塑模具通常采用该方法来获得准确的收
缩率
⑤在没有把握的情况下,采取制造样条模来验证收缩率的正确性。目前确定各种塑料收缩率(成型收缩+后收缩)的方法,一般都推荐德国国家标准中DIN16901的规定。即以23℃±0.1℃时模具型腔尺寸与成型后放置24h,在温度为23℃0湿度为50%土5%条件下测量出的相应塑件尺寸之差来计算。
模具影响成型收缩率的因素
①塑料品种特性,如塑料的玻璃纤维含量、应力分布、分子取向等。同一种塑料由于树脂的相对分子质量、填料及配方等的不同,其收缩率及各向异性也不同。例如,树脂的相对分子质量大,填料为有机物,树脂含量较多,则塑料的收缩率就大。热塑性塑料在成型过程中,由于还存在结晶引起的体积变化、内应力大、冻结在塑件内的残留应力大以及分子取向性强等因素,与热固性塑料相比,则表现为收缩率较大,收缩率范围宽、方向性明显。另外,热塑性塑成型后的收缩、退火或调湿处理后的收缩一般也都比热固性塑料大
②塑件形状及结构,如壁厚、有无嵌件及嵌件的位置
③模具结构及模具的浇注系统,如浇口形式、尺寸、数量、位置等。
④模温控制系统,如模温高低及模温分布的均匀性、平衡性等。
⑤成型工艺参数,如压力、时间、料筒温度、注射速度等。保持压力及持续时间对收缩也影响较大,压力大、时间长则收缩小,但方向性强。因此在成型时调整模具温度、压力、注塑速度及冷却时间等因素也可适当改变塑件收缩情况。
⑥塑件脱模之后的放置方式以及后处理方式
模具制品成型收缩率的确定
①由上述可知,影响成型收缩率的因素较多,而且相当复杂。在设计模具时,常需按塑件各部位的形状、尺寸、壁厚等特点选取不同的收缩率。对精度高的塑件应选取收缩率波动范围小的塑料,并留有试模后修正的余地。另外,成型收缩还受到各成型因素的影响,注塑时调整各项成型条件也能够适当地改变塑件的收缩情况
②成型收缩率的确定,一般可以按以下几种办法
a、按客户指定的成型收缩率数据设计,对数据有怀疑时需要验证。
b.当制品精度要求较高时,或者在成型收缩率没有把握的情况下,应先开制样条模验证制品成型收缩率。
c.制品尺寸要求不很高的,可用查表法,根据所得的成型收缩率的中间值计算模具的型腔、型芯尺寸。如ABS的收缩率是0.4%~0.7%,取0.55%,计算时把制品的尺寸乘以1.0055,所得的数即为型腔或型芯尺寸。
d.根据经验值确定成型收缩率:制品的成型收缩率各方向是不一致的,同制品的形状结构有关。如洗衣机的脱水外桶(PP塑料)的成型收缩率的经验值是:上口为1.7%,下口为1.4%,高度为1.6%。
e.根据制品的尺寸大小、形状、结构选取成型收缩率,大制品取偏大值;对收缩率波动范围较大的塑料,可根据塑件形状、壁厚(壁厚的收缩大,取偏大值)及熔料流动方向来确定,因制品成型收缩率同注塑的流向有关(纵向的比横向收缩率小)
③对一般精度的塑料成型收缩率波动的误差控制在制品尺寸的1/3以内
注塑模具高精度塑件的成型收缩率的确定
对于高精度塑件的成型收缩率,通常从以下方面内容进行考虑,进行设计和制造模具
①对塑件外型取较小收缩率,内型取较大收缩率,以确保试模后留有修正的余量。
②确定收缩率时,要综合考虑制品形状、结构、浇注系统形式、尺寸公差及成型工艺和工作环境。
③需要后处理的塑件,其收缩率的确定要考虑后处理的具体情况。
④按实际收缩情况修正模具。一般型腔选下极限,动模取上极限,便于模具修整
⑤试模并适当地调整工艺,略微修正收缩值,以满足塑件要求。
⑥有金属嵌件时,收缩率应取小值。