注射成型是最重要的塑料成型方法之一,如何提高注射成型技術(shù)水平,生產(chǎn)出高精度的塑料制品,創(chuàng)造附加值高的產(chǎn)品,模具的設(shè)計(jì)是重要環(huán)節(jié)。
在注射成型設(shè)計(jì)中,除了應(yīng)考慮一般模具設(shè)計(jì)事項(xiàng)外,還要特別考慮如下事項(xiàng):
a.為了得到所要尺寸公差的制品,要考慮適當(dāng)?shù)哪>叱叽绻?/span>
b.要考慮防止產(chǎn)生成型收縮率波動(dòng)
c.要考慮防止產(chǎn)生成型變形
d.要考慮防止產(chǎn)生脫模變形
e.要使模具制作誤差最小
f.要考慮防止模具精度波動(dòng)
一、適當(dāng)?shù)哪>叱叽绾凸?/strong>
·制品尺寸精度與模具尺寸精度的關(guān)連
繪出制品圖,考慮模具設(shè)計(jì)、模具制作和成型過程。首先可從制品圖面尺寸求模具圖面尺寸。按此模具圖畫尺寸制作模具,得到模具的實(shí)際尺寸。用此模具可得到成型的制品,得到制品實(shí)際尺寸。間題是此實(shí)際尺寸如何在圖面所要尺寸公差內(nèi)。
·適當(dāng)?shù)氖湛s率
如上所述,即使在用同一顏料的同一樹脂中,收縮率也因成型條件不同而異。在精密成型中,收縮率變化程度要小,預(yù)計(jì)收縮率和實(shí)際收縮半要盡可能無差異。主要是采用整理以往的類似制品的實(shí)際收縮率來推定收縮率,也有用實(shí)驗(yàn)?zāi)G髮?shí)際收縮率,再經(jīng)修正、設(shè)計(jì)制作生產(chǎn)模的情形。
但完全恰當(dāng)推定收縮率幾乎是不可能的,不可避免地要在試成型后修正模具。修正結(jié)果,凹部將增大尺寸,凸部將縮小尺寸。因此,對(duì)凹部尺寸,將收縮率設(shè)在小值,對(duì)于凸部尺寸將收縮率設(shè)在大值。齒輪外徑尺寸變大時(shí)不能嚙合,變小時(shí)僅齒隙變大,所以要將收縮率設(shè)在小值。
二、防止產(chǎn)生成型收縮率波動(dòng)
精密注射成型,必須以確實(shí)可按所要尺寸制作模具為前提。然而,即使模具尺寸一定,制品實(shí)際尺寸也因?qū)嶋H收縮不同而異。
所以在精密注射成型中,收縮率的控制是十分重要的.模具設(shè)計(jì)的合適與否支配收縮率,還因樹脂批次不同而異,若改變顏料,收縮率也產(chǎn)生差異。因成型機(jī)不同,成型條件的設(shè)定、再現(xiàn)性以及各成型周期的動(dòng)作有波動(dòng),對(duì)實(shí)際收縮率產(chǎn)生波動(dòng)等,因而收縮的控制是困難的。
·影響收縮率的主要因素
模具尺寸可由制品尺寸加上收縮率求得,所以在模具設(shè)計(jì)時(shí),需要考慮收縮率的主要因素。這些影響因樹脂和成型條件等項(xiàng)目的變化不同而異。
影響成型收縮率的主要因素有:
·樹脂壓力
·樹脂溫度
·模具溫度
·澆口截面積
·注射時(shí)間
·冷卻時(shí)間
·制品壁厚
·增強(qiáng)材料含盆
·定向性
·注射速度
1、樹脂壓力
樹脂壓力對(duì)收縮率影響很大,樹脂壓力若大,收縮率變小,制品尺寸則大。即使在同一模腔內(nèi),樹脂壓力也因制品形狀不同而異,因此產(chǎn)生收縮率差異。在多腔模的場(chǎng)合,各模腔內(nèi)樹脂壓力容易產(chǎn)生差異,結(jié)果各模腔的收縮率也不相同。
2、模具溫度
無論是非結(jié)晶性樹脂或是結(jié)晶性樹脂,模具溫度若高,收縮率則變大.精密成型要將模具溫度維持在特定溫度。在模具設(shè)計(jì)時(shí),必須注意冷卻回路設(shè)計(jì)。
3、澆口截面積
一般說來,改變澆口截面積時(shí),收縮率也變化.收縮率隨著澆口尺寸變大而變小,這與樹脂的流動(dòng)性有關(guān)。
4、制品壁厚度
制品壁厚度也影響收率.對(duì)于非結(jié)晶性樹脂,因樹脂對(duì)壁厚的收縮率影響傾向不同,壁厚大,收縮率也大,反之,收縮率變小。而對(duì)于結(jié)晶性樹脂,必須避免壁厚變化特別大。在多腔模的情形,如果模腔壁厚有差異,收縮率也將產(chǎn)生差異。
5、增強(qiáng)材料含量
用玻瑞纖維增強(qiáng)樹脂時(shí),加玻纖量愈多,收縮率則愈小,流動(dòng)方向的收縮率比橫向收縮率小,根據(jù)樹脂其差較大,為了防止扭曲飛翹曲,必須考慮澆口形狀飛僥口位置和澆口數(shù)。
6、定向性
定向性雖有較大差異,然而對(duì)所有樹脂都存在定向性。結(jié)晶性樹脂的定向性特別大,由于壁厚和成型條件而有差異。
此外,還有產(chǎn)生成型后收縮。影響成型后收縮的主要因素有:
a.內(nèi)部應(yīng)力緩和
b.結(jié)晶
c.溫度
d.濕度
可采取的措施有:
·流道,澆口平衡
收縮率因樹脂壓力變化。在單腔模多點(diǎn)澆口以及多腔模的情形,要同樣進(jìn)行充模,就要進(jìn)行澆口平衡。樹脂流動(dòng)與在流道中的流動(dòng)阻力有關(guān),所以在取澆口平衡前最好取流道平衡。
·模腔排列
為了使成型條件的設(shè)定容易,所以需要注意模腔排列。由于熔融樹脂將熱帶入模具,在一般模腔排列的情況下,模具溫度分布呈以澆口為中心的同心圓狀。所以在選擇多腔模的模腔排列時(shí),既要易取流道平衡,又要取以澆口為中心的同心回狀排列。
三、防止產(chǎn)生成型變形
成型變形產(chǎn)生的原因是在不均勻的收縮下有內(nèi)應(yīng)力,所以需要防止不均勻地收縮。在齒輪中心有孔的圓形制品的情形,必須在中心設(shè)澆口.然而在樹脂的流動(dòng)方向與垂直方向收縮率有較大差異時(shí),卻有產(chǎn)生橢圓的缺點(diǎn),在需要更高精度的圓度時(shí),需要設(shè)成3點(diǎn)或6點(diǎn)澆口。
但需要充分注意各澆口的平衡。在使用側(cè)澆口時(shí),3點(diǎn)澆口將使圓筒狀制品內(nèi)徑增大,在外表和端面不允許澆口痕跡的情形少使用內(nèi)側(cè)多點(diǎn)勻分澆口,可以得到良好結(jié)果。
四、防止脫模產(chǎn)生變形
精密制品一般較小,制品壁厚較薄,有的還有許多薄筋。棋具設(shè)計(jì)必須考慮使制品不變形,而且可適當(dāng)脫棋。對(duì)于收縮率較小的樹脂,當(dāng)成型壓力高的情形,需要注意制品易留在模腔。.用收縮率小的樹脂成型齒輪時(shí),齒輪部分模腔最好設(shè)計(jì)在頂出一側(cè)的模板上。
在用頂銷時(shí),濡要注意無變形的頂銷數(shù)和頂壓位置。帶孔齒輪需要芯銷,這時(shí)為了有助于在頂出時(shí)平行頂出,而需要設(shè)置頂出側(cè)模板上。
對(duì)于角狀制品,可以使用沖孔模板頂出,用這種模板頂出可以防止產(chǎn)生變形。一般精密制品拔模斜度較小。為了減小脫模力,需要鏡面加工,研磨方向必為拔模方向。要按拔模方向設(shè)容易研磨的分塊型芯。
五、防止模具精度的誤差
確?;瑒?dòng)件各周期的定位,需要防止模具精度的波動(dòng)。為了維持滑動(dòng)件的精度,滑動(dòng)件都應(yīng)悴火研磨.側(cè)芯滑動(dòng)部分的配合應(yīng)有定位退拔部分。