|
|
隨著電子,、電信,、醫(yī)療,、汽車等行業(yè)的迅速發(fā)展,，對(duì)塑料制品的高精度,、高性能要求與日俱增,，精密注射成型要求制品不僅具有較高的尺寸精度、較低的翹曲變形,，而且還應(yīng)有優(yōu)異的光學(xué)性能等.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),。
) ]7 b2 e- A0 A/ _( Q' X 在精密注射成型設(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):- u' E5 d3 S, V d7 V# ]3 M
1)為了得到所要尺寸公差的制品,，要考慮適當(dāng)?shù)哪＞叱叽绻睿?)要考慮防止產(chǎn)生成型收縮率波動(dòng),；3)要考慮防止產(chǎn)生成型變形；4)要考慮防止產(chǎn)生脫模變形,；5)要使模具制作誤差最�,�,；6)要考慮防止模具精度波動(dòng)；7)要考慮維持模具精度,。( a% w/ L+ x, |9 N' N( [
1,、適當(dāng)?shù)哪＞叱叽绾凸?font class="jammer">$ l3 E" z- a# l, \9 }- e
1.1制品尺寸精度與模具尺寸精度的關(guān)連
y* d( O! K+ b* W 繪出制品圖，考慮模具設(shè)計(jì),、模具制作和成型過程,。
! i- l3 ~8 x9 G# l: i, d4 w* R3 Y 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),。
7 d& n: m% ]$ H) q3 Y$ C& @# j 1.2適當(dāng)?shù)氖湛s率
0 a) A, F, N9 x( l2 K 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.5 _# l# |7 U: f7 \# l* `" ~; I
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,。
n/ C+ }; l2 x% G+ H8 `) z& U 2、防止產(chǎn)生成型收縮率波動(dòng)
' `: Q! H# f; J$ U4 w( g 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.3 ]9 W, a4 V% Z. e; u
2.1影響收縮率的主要因素; ]) Q8 e# K0 m: P6 V0 H; R
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家。影響成型收縮率的主要因素有(1)樹脂壓力,，(2)樹脂溫度,，(3)模具溫度，(4)澆口截面積,，(5)注射時(shí)間,，(6)冷卻時(shí)間，(7)制品壁厚,，(8)增強(qiáng)材料含盆,，(9)定向性，(10)注射速度,。這些影響因樹脂和成型條件等項(xiàng)目的變化不同而異,。
! k/ Z# ~' j2 ?+ | (1)樹脂壓力
$ | E& J7 E( ~! d0 o 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。( a# X7 Q) t2 o: P' I
(2)模具溫度
+ Y2 N( q1 ?: r! J+ T 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)。6 _9 C7 V) v' Y, R2 D1 Q7 B( K6 l
(3)澆口截面積6 C7 @2 C& {% O% Z) g; V$ f# P
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)。
; u9 q: E% @& _ (4)制品壁厚度
5 w3 }/ y; L; ~$ @# |2 s 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.
! v3 j8 P$ V/ l H (5)增強(qiáng)材料含量, q# f$ q1 [5 \
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).
. B# c* K7 `* \6 a% R* w( H: ? (6)定向性
1 O' U( E2 b( S) R' X' x 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,。
, I8 }" Z3 R" V- { 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①內(nèi)部應(yīng)力緩和,，②結(jié)晶，③溫度,，④濕度.
& U: e9 Q9 Y+ B9 Z# R; z: k8 ? S 2.2可采取的措施! h! h$ y; N( y
(1)流道,，澆口平衡8 L3 \8 r1 ]4 O+ N( P
如上所述，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。; I! o7 [/ { _" U5 V/ l$ v
(2)模腔排列' c: C: S; Q0 s8 e9 F0 a+ v
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.
. b. L$ e, b j/ S ?- R (3)精密注射成型的冷卻回路設(shè)計(jì)
$ f b. b& R; {4 i$ d, ]9 x 如上所述,，模具溫度對(duì)收縮率影響很大,，同時(shí)，因時(shí)間不同溫度變化,，多腔模各模腔的溫度差也難以避免,，所以需要注意冷卻回路設(shè)計(jì)。
2 }; F- e5 q' y7 W 從熱交換效率來看,，冷卻液的流動(dòng)應(yīng)為紊流,，冷卻回路最好設(shè)為串聯(lián)的折流板式。1 i. \- W7 ^: K6 Q
在回路設(shè)計(jì)中,，型腔與型芯應(yīng)帶出的熱量也不同,，熱阻力也因回路構(gòu)造不同而異，入口水溫在模腔與型芯產(chǎn)生較大差異.因此,，精密成型模具的冷卻回路為型腔與型芯分別設(shè)計(jì),，用分別的溫調(diào)機(jī)進(jìn)行溫度控制。
" b; B: H+ K% K* p* Q* t 3,、防止產(chǎn)生成型變形$ i7 H# {4 V1 V3 F5 ?6 m
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。# Q' y1 w- s% Z0 `+ z
(1)澆口數(shù)
1 Z% H, X9 ~) h 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。
3 {0 L7 ~* S( r: f7 a1 m 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,。
) J0 y# Y% ~, y) a (2)澆口形狀和位置
; u: X3 W6 B( O0 v: j2 P7 j 需要根據(jù)制品形狀選用適當(dāng)形狀的澆口,。圖置表示澆口形狀和位置對(duì)變形的影響。+ ~* f7 r, S4 B) {% H1 m
4,、防止脫模產(chǎn)生變形" d3 o- l9 q: V1 F8 F2 C4 G
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,。
; k* ? ?' w5 K% C/ ] 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內(nèi).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,。
' ]# \& k. t/ x% s$ s+ n1 W4 k9 v% E 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。
( @! v# d4 |9 H$ S 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。( ~0 }! `! _8 l4 d6 x4 B
一般精密制品拔模斜度較小,。為了減小脫模力,，而需要鏡面加工，研磨方向必須為拔模方向,。要按拔模方向設(shè)容易研磨的分塊型芯,。2 X6 \# _' L% X- Z' ?
5.最小的模具制作誤差
& P6 |, } _! K" f+ u7 W 5.1按所要加工方式的適當(dāng)?shù)哪＞邩?gòu)造) J# Y* g$ I# [: ?: l
為了得到所要精度的制品尺寸，必須有相應(yīng)的模具尺寸,，而模具需要有極高精度的加工,，又受精加工機(jī)械限制。
5 w; K. j+ u* A, B3 n 為了維持模具精度,，需要耐磨性高,，為此需要采用淬火，用磨床及電火花加工機(jī)床加工淬火模具的精度可達(dá)0.01毫米以內(nèi),。& s" T/ M& [" P9 D1 _
由于用平面磨床無法加工封閉槽形,，可選用】形，但因】形強(qiáng)度差,，需要采用如圖2的增強(qiáng)措施,。# P9 @) x! Z/ W: \9 M
用電火花加工機(jī)床彤模加工時(shí)，必須注意電極端的磨損變大,。加工圖3的齒輪用模腔以及用鋼絲電火花加工機(jī)床加工時(shí),，應(yīng)盡可能設(shè)計(jì)能夠貫通加工的構(gòu)造。
' E" N- `+ k) y5 s 從防止磨削變形和縮短加工時(shí)間方面來看,，要選定淬火變形少的鋼材,，而且要設(shè)計(jì)為淬火變形少的形狀。形狀復(fù)雜時(shí),，悴火冷卻不易均勻,，易產(chǎn)生淬火變形,。) _2 P) R. E" a
5.2總分割式模具, K- }& `+ V- O$ \* I
為了將淬火零件加工成較高精度，要使用磨床,。因此,，需要采用鑲件組成分割式模具。這種模具有如下特征:
K' g' ?% w, S$ ~( _$ o (1)因?yàn)榭蛇x擇適當(dāng)材料,，所以能夠使用適當(dāng)硬度模具材料,。
* _3 W7 H% }3 V. l G (2)能夠利用耐蝕性和耐磨性高的模具材料。5 h D, o( i+ Z$ T0 z% l4 W4 W" k
(3)能夠分別熱處理,，所以容易設(shè)定熱處理?xiàng)l件,。
1 a* |+ {% I f$ J% r2 f8 c (4)能夠使用鏡面加工性良好的模具材料，鏡面加工操作也容易,，所以能夠提高鏡面度,。: L6 E. s1 e4 G) o
(5)因?yàn)槿菀装窗文７较蜓心ィ杂欣诓捎冒文Ｐ倍刃〉哪＞摺?br />
: A9 @6 L7 s/ L: Z, [ (6)由于硬化,，可延長(zhǎng)模具精度保持時(shí)間,，模具壽命長(zhǎng)。
1 R! v% A8 h" E! U. \" `0 l. @8 } (7)容易設(shè)在任意位置排氣,，所以充模容易,。
. Z# H% N1 }; v (8)磨削加工容易。! e/ e! M2 d! k _. O
(9)能夠提高模具零件精度,，所以可能提高制品精度,。
8 V0 C/ `4 V4 R+ z4 z& q (10)可在較小的公差內(nèi)制作備模腔和型芯，所以部件互換性高,，容易維修,。1 [" ?( F1 ]) p4 \
(11)因?yàn)橐阅ハ骷庸橹黧w，所以加工效率高,。
8 |' G5 @0 L( U0 E" ^2 M (12)零件數(shù)多,，需要極大提高各零件加工精度。 u; S2 ?2 ]& y2 b M+ S' |2 t
(13)局限于特定加工方法,。, M/ N: Z0 g( i! e6 ?
(14)采用完全淬火,。
' \; w% S* m( a* R9 Z 5.3總分割式模具設(shè)計(jì)方面的注意點(diǎn)
" Z0 T7 s* v. x% _% L7 O2 C$ S 關(guān)系精度和各部件所要精度必須從所要制品精度逆運(yùn)算決定。+ J- \* m: \& P! e: m) J: I" J
因?yàn)榉指顢?shù)愈多,，積象誤差愈大,，愈要提高加工精度，所以分割數(shù)僻要定在最小限度,。
: [- N; j" e5 N0 g6 D 一般禁止在制品表面設(shè)分型線,，不僅外觀上嫌棄，而且在功能上也將成為障礙,。若在產(chǎn)生應(yīng)力處有分型線時(shí),，也往往因應(yīng)力集中而引起破損,。2 E7 E: v0 f' E! q0 N- J
因?yàn)槟ハ骷庸と菀椎玫骄鶆虻某叽缌慵詰?yīng)分割成可用研磨劑加工的形狀,。$ s7 `/ ~% A, D/ W$ B: M4 t
易損易壞部分應(yīng)分割成易更換的,，并且考慮選用高耐磨性合金。
" D& u- \4 R. P7 j8 |% T( j 此外,，要考慮組裝和拆卸容易,。必須用能夠容易、正確地復(fù)原精度的機(jī)構(gòu),，組裝模腔和型芯的各部件,，如果分別裝在基座上,，則模腔與型芯必須同心,。在使用安裝銷釘?shù)那樾危仨氄_研磨銷孔,。
3 _4 f3 T: v: V1 ^% f' v0 ?! N4 |' N 6,、防止模具精度的誤差6 a# O" k6 H$ O5 l7 S9 Q( c' P
確保滑動(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,，如圖4所示，在側(cè)芯尺寸大時(shí),，中間部分可以設(shè)狹小的導(dǎo)槽,。
7 D/ @' H H: n( C; Y 7、模具精度的維持
1 o2 E8 Q0 m& g* x% T; A 7.1確保模腔與模芯的中心一致' ]$ _' z/ |- k# A9 A
為了經(jīng)常正確地合模,，的構(gòu)造.圖5-7表示其例必須設(shè)計(jì)成兩模板可確實(shí)正確定位7 T% z) k& j' V0 p6 h
7.2 防止模具變形
- Y1 H' s! m4 @ _/ t 為了避免因樹脂壓力作用于模腔而產(chǎn)生的模具變形,，棋具強(qiáng)度就要足夠大。在型芯板中間常加支柱,，銷的材料也選用高強(qiáng)度鋼,，并且將容易受彎曲的銷設(shè)在接近澆口，還要降低作用于銷的樹脂流動(dòng)壓力,。( k' D9 r) i5 _, |$ R* z1 m
7.3預(yù)防時(shí)效變化
1 w. a8 g8 O% \3 W8 y+ R& G G 模具藉要淬火回火處理時(shí),，如果有殘余奧氏體，將產(chǎn)生時(shí)效變化,，導(dǎo)致模具尺寸精度變化,，所以再使殘余奧氏體分解的溫度回火，并且孺要用冷處理,。, k E- N7 l9 B0 `, l8 {
為了防止因磨損的變化,，需要提高硬度,，還應(yīng)考慮使用因淬回火尺寸變化極小的鋼種。磨削與刀具切削加工相比,，因?yàn)榧庸ば什�,，所以為了縮短加工時(shí)間，需要盡量減少磨量,。既要設(shè)成縮小淬火變形的零件形狀,，又應(yīng)選定可縮小變形的材質(zhì)。: b3 b' l; h+ f+ V8 s6 o- {
" p% R; q7 k/ ^0 u! u p& F |
評(píng)分
-
查看全部評(píng)分
|
發(fā)表于 2011-5-31 11:39:10
QQ好友和群
收藏
淘帖
問題專業(yè)，描述清楚
伸手黨/灌水/看不懂
