塑料精密注射成型模具設(shè)計的七個要點

mold027

       隨著電子、電信、醫(yī)療,、汽車等行業(yè)的迅速發(fā)展，對塑料制品的高精度,、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)計是重要環(huán)節(jié)。
2 A( Q+ ]* D- j( l8 y, v% Z　　在精密注射成型設(shè)計中,，除了應(yīng)考慮一般模具設(shè)計事項外,，還要特別考慮如下事項:
　　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�差�?)要考慮防止產(chǎn)生成型收縮率波動,；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；7)要考慮維持模具精度,。
　　1,、適當(dāng)?shù)哪＞叱叽绾凸��?font class="jammer">1 y3 n( H# V! U" y8 ]. s. h* i+ C  Z
　　1.1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,、模具制作和成型過程,。
7 G4 {8 m: Y- Y) y$ S　　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,，得到模具的實際尺寸,。用此模具可得到成型的制品，得到制品實際尺寸,。間題是此實際尺寸如何在圖面所要尺寸公差內(nèi),。
: ?# k( b6 X5 L  Z  H/ f+ y6 k8 C　　1.2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)計收縮率和實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際收縮率來推定收縮率,，也有用實驗?zāi)Ｇ髮嶋H收縮率，再經(jīng)修正,、設(shè)計制作生產(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,，對凹部尺寸,，將收縮率設(shè)在小值，對于凸部尺寸將收縮率設(shè)在大值,。齒輪外徑尺寸變大時不能嚙合,，變小時僅齒隙變大，所以要將收縮率設(shè)在小值,。
　　2,、防止產(chǎn)生成型收縮率波動
4 F/ q% u6 J- I( E3 z# R3 O　　精密注射成型，必須以確實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。因成型機不同,，成型條件的設(shè)定,、再現(xiàn)性以及各成型周期的動作有波動，對實際收縮率產(chǎn)生波動等,，因而收縮的控制是困難的.
　　2.1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)計時，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)注射時間,，(6)冷卻時間，(7)制品壁厚,，(8)增強材料含盆,，(9)定向性，(10)注射速度,。這些影響因樹脂和成型條件等項目的變化不同而異,。
　　(1)樹脂壓力
　　樹脂壓力對收縮率影響很大，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。
' u% f5 Z& ~: y+ S( C. t0 A　　(2)模具溫度
. ]' t+ c! N% q2 u$ j1 P0 D2 \+ c　　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)計時,，必須注意冷卻回路設(shè)計,。
$ ]9 G( H3 C: h6 D8 t$ Q7 E　　(3)澆口截面積
, S( D' c! D5 }9 y　　一般說來，改變澆口截面積時,，收縮率也變化.收縮率隨著澆口尺寸變大而變小,，這與樹脂的流動性有關(guān)。
. N' r( E; E0 z. ?　　(4)制品壁厚度
  r0 U* V- ~* h2 g　　制品壁厚度也影響收率.對于非結(jié)晶性樹脂,，因樹脂對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.
8 q% j2 C- E: Q& l( `: w8 B　　(5)增強材料含量
　　用玻瑞纖維增強樹脂時,，加玻纖量愈多,，收縮率則愈小，流動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
) A8 R( a* B* D6 D4 z0 c　　定向性雖有較大差異,，然而對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,。
: f; b+ P9 `3 x, [7 k　　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.
8 E5 S* j: ]" ^6 y$ r7 t+ a　　2.2可采取的措施
" ?1 S# a, ^1 J2 e　　(1)流道,，澆口平衡
　　如上所述,，收縮率因樹脂壓力變化。在單腔模多點澆口以及多腔模的情形,，要同樣進行充模,，就要進行澆口平衡。樹脂流動與在流道中的流動阻力有關(guān),，所以在取澆口平衡前最好取流道平衡,。
　　(2)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,，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$ s0 n; ^8 u" Z2 O# [　　(3)精密注射成型的冷卻回路設(shè)計
4 [% M/ b! P8 F' w' Q( ?- T　　如上所述,，模具溫度對收縮率影響很大,，同時,，因時間不同溫度變化,，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,。
2 q9 Z( V% V. \1 e" y3 s. G* H& T　　從熱交換效率來看,，冷卻液的流動應(yīng)為紊流，冷卻回路最好設(shè)為串聯(lián)的折流板式。
' [) d. B, {! ]& x' x　　在回路設(shè)計中,，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,，用分別的溫調(diào)機進行溫度控制。
　　3,、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。
　　(1)澆口數(shù)
" ]$ m: f; M  E/ I% x　　在齒輪中心有孔的圓形制品的情形,，必須在中心設(shè)澆口.然而在樹脂的流動方向與垂直方向收縮率有較大差異時,，卻有產(chǎn)生橢圓的缺點，在需要更高精度的圓度時,，需要設(shè)成3點或6點澆口,。但需要充分注意各澆口的平衡。
　　在使用側(cè)澆口時,，3點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)多點勻分澆口，可以得到良好結(jié)果,。
) V& ~2 |- c( Z" n* V0 W; ^　　(2)澆口形狀和位置
　　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變形的影響。
, Z$ P* ?! ?) a5 x; y' G, F* r　　4,、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)計必須考慮使制品不變形,，而且可適當(dāng)脫棋。
; A" l, H/ x& B- Y* f" X( k2 i　　對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，齒輪部分模腔最好設(shè)計在頂出一側(cè)的模板上,。
: b  b& _7 n, h3 s　　在用頂銷時,，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,，這時為了有助于在頂出時平行頂出,，而需要設(shè)置頂出側(cè)模板上。
　　對于角狀制品,，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,。
. @  k, k3 b1 C" @- _6 A* ]　　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,。
　　5.最小的模具制作誤差
　　5.1按所要加工方式的適當(dāng)?shù)哪＞邩?gòu)造
　　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,，又受精加工機械限制,。
, z& J0 h. e* k+ t0 k0 n& b. h: e　　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床加工淬火模具的精度可達0.01毫米以內(nèi)。
　　由于用平面磨床無法加工封閉槽形,，可選用】形,，但因】形強度差，需要采用如圖2的增強措施,。
4 d; ^3 F! e1 e) r  i, Y　　用電火花加工機床彤模加工時,，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床加工時,，應(yīng)盡可能設(shè)計能夠貫通加工的構(gòu)造,。
　　從防止磨削變形和縮短加工時間方面來看，要選定淬火變形少的鋼材,，而且要設(shè)計為淬火變形少的形狀,。形狀復(fù)雜時，悴火冷卻不易均勻,，易產(chǎn)生淬火變形,。
: x# U3 Q8 S* M# A, M* U　　5.2總分割式模具
& y, @8 j! @, H2 ~3 L- x　　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:
: O( q2 o1 V3 \　　(1)因為可選擇適當(dāng)材料,，所以能夠使用適當(dāng)硬度模具材料,。
5 w( Q# C0 F6 T# R# Z　　(2)能夠利用耐蝕性和耐磨性高的模具材料。
　　(3)能夠分別熱處理,，所以容易設(shè)定熱處理條件,。
　　(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,。
4 M" b0 h9 Y( ]' @4 t% t　　(5)因為容易按拔模方向研磨，所以有利于采用拔模斜度小的模具,。
　　(6)由于硬化,，可延長模具精度保持時間，模具壽命長,。
　　(7)容易設(shè)在任意位置排氣,，所以充模容易。
+ C3 n1 G; }3 [  k　　(8)磨削加工容易,。
+ ?# t5 y  P6 W# H8 G7 K　　(9)能夠提高模具零件精度,，所以可能提高制品精度。
/ P/ @3 n1 c/ |- E  T; q( W　　(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。
　　(11)因為以磨削加工為主體,，所以加工效率高,。
　　(12)零件數(shù)多，需要極大提高各零件加工精度,。
4 ^' P* u9 ?  w/ k( u) ^　　(13)局限于特定加工方法,。
8 a6 n; p& S) K6 g6 J( A　　(14)采用完全淬火。
$ _- L% b8 Z& n　　5.3總分割式模具設(shè)計方面的注意點
　　關(guān)系精度和各部件所要精度必須從所要制品精度逆運算決定,。
* P2 x& b/ e$ a3 p4 u% O- Z　　因為分割數(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,。
　　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，也往往因應(yīng)力集中而引起破損,。
, j0 v; r1 v6 @- c! @' r　　因為磨削加工容易得到均勻的尺寸零件,，所以應(yīng)分割成可用研磨劑加工的形狀。
　　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,。
7 a+ c; l2 T- A& A7 u3 @8 E; k9 T" |  [　　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�必須正確研磨銷孔,。
　　6,、防止模具精度的誤差
　　確�,；瑒蛹�各周期的定��,，需要防止模具精度的波動,。為了維持滑動件的精度,，滑動件都應(yīng)悴火研磨,。側(cè)芯滑動部分的配合應(yīng)有定位退拔部分,，如圖4所示，在側(cè)芯尺寸大時,，中間部分可以設(shè)狹小的導(dǎo)槽。
　　7,、模具精度的維持
% d9 c/ z% u# g4 z! z  K　　7.1確保模腔與模芯的中心一致
　　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)計成兩模板可確實正確定位
　　7.2 防止模具變形
5 r- X1 z2 w- ]* p1 j& y. e　　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壓力,。
　　7.3預(yù)防時效變化
　　模具藉要淬火回火處理時,，如果有殘余奧氏體，將產(chǎn)生時效變化,，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。
　　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,，因為加工效率差，所以為了縮短加工時間,，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),。

( N& n+ |; x9 k1 a7 y$ P' ]

p_p_5566

zhangtao8689

恩  不錯~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

佛騾易锝式愛情

雖然經(jīng)�,？吹�總是記不住中麼半啊

齊天小小圣

喜歡這文章。。,。,。謝謝。,。,。我想問一下在塑料件中未注標(biāo)準是什么標(biāo)準呢？

libin2035

學(xué)習(xí)中�,。,。。,。,。。,。,。。,。,。。,。,。,�,！