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发表于 2009-11-16 10:33:03
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来自： 中国广东广州
塑料精密注射成型模具设计的七个要点
随着电子、电信、医疗、汽车等行业的迅速发展，对塑料制品的高精度、高性能要求与日俱增，精密注射成型要求制品不仅具有较高的尺寸精度、较低的翘曲变形，而且还应有优异的光学性能等.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术水平，生产出高精度的塑料制品，创造附加值高的产品，模具的设计是重要环节。 + i( `! a7 Y7 j o5 B; u
4 Z) A1 v6 I5 x; b6 C在精密注射成型设计中，除了应考虑一般模具设计事项外，还要特别考虑如下事项:1)为了得到所要尺寸公差的制品，要考虑适当的模具尺寸公差。2)要考虑防止产生成型收缩率波动。3)要考虑防止产生成型变形.4)要考虑防止产生脱模变形。5)要使模具制作误差最小.6)要考虑防止模具精度波动.7)要考虑维持模具精度.
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1、适当的模具尺寸和公差 ' E+ b. L, b2 ^6 ^- U7 x( I9 V
& e2 m5 r5 r4 m6 z! J1.1制品尺寸精度与模具尺寸精度的关连
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绘出制品图，考虑模具设计、模具制作和成型过程。
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首先可从制品图面尺寸求模具图面尺寸。按此模具图画尺寸制作模具，得到模具的实际尺寸。用此模具可得到成型的制品，得到制品实际尺寸。间题是此实际尺寸如何在图面所要尺寸公差内。
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0 C% W$ ` C5 m9 V5 X# B# [1.2适当的收缩率
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' }/ g1 `, p: @如上所述，即使在用同一颜料的同一树脂中，收缩率也因成型条件不同而异。在精密成型中，收缩率变化程度要小，预计收缩率和实际收缩半要尽可能无差异。主要是采用整理以往的类似制品的实际收缩率来推定收缩率，也有用实验模求实际收缩率，再经修正、设计制作生产模的情形.
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% H8 k' r( K& R& Y0 ?- _但完全恰当推定收缩率几乎是不可能的，不可避免地要在试成型后修正模具。修正结果，凹部将增大尺寸，凸部将缩小尺寸。因此，对凹部尺寸，将收缩率设在小值，对于凸部尺寸将收缩率设在大值。齿轮外径尺寸变大时不能啮合，变小时仅齿隙变大，所以要将收缩率设在小值。 f$ T+ K* o t) m. y
0 h- \# f8 C) f; n, P" {2、防止产生成型收缩率波动 ( N# n( S( G, O( j
; p0 R5 ]* J2 f: i精密注射成型，必须以确实可按所要尺寸制作模具为前提。然而，即使模具尺寸一定，制品实际尺寸也因实际收缩不同而异.所以在精密注射成型中，收缩率的控制是十分重要的.模具设计的合适与否支配收缩率，还因树脂批次不同而异，若改变颜料，收缩率也产生差异。因成型机不同，成型条件的设定、再现性以及各成型周期的动作有波动，对实际收缩率产生波动等，因而收缩的控制是困难的. 3 u. F% }5 K# a. A3 M4 P- t9 n
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2.1影响收缩率的主要因素 & h$ s, g" j, [( L
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模具尺寸可由制品尺寸加上收缩率求得，所以在模具设计时，需要考虑收缩率的主要因家.影响成型收缩率的主要因素有(1)树脂压力，(2)树脂温度，(3)模具温度，(4)浇口截面积，(5)注射时间，(6)冷却时间，(7)制品壁厚，(8)增强材料含盆，(9)定向性，(10)注射速度。这些影响因树脂和成型条件等项目的变化不同而异。 3 k( D8 a- e. i% Z- a
3 F/ ~ [4 |6 A$ n/ ^0 c+ Y G(1)树脂压力
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* y T" X- I: {7 k3 j! b- K树脂压力对收缩率影响很大，树脂压力若大，收缩率变小，制品尺寸则大。即使在同一模腔内，树脂压力也因制品形状不同而异，因此产生收缩率差异。在多腔模的场合，各模腔内树脂压力容易产生差异，结果各模腔的收缩率也不相同。 - k2 m1 D6 H( L; A2 w1 x* ^, `& j) b
: p( Y e- e* Q3 b( r9 S3 X; H(2)模具温度
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: k) [( H3 J% Z5 h无论是非结晶性树脂或是结晶性树脂，模具温度若高，收缩率则变大.精密成型要将模具温度维持在特定温度。在模具设计时，必须注意冷却回路设计。
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(3)浇口截面积 7 u8 I2 e- O; {8 e
- s; u; I( X# z- ~; I一般说来，改变浇口截面积时，收缩率也变化.收缩率随着浇口尺寸变大而变小，这与树脂的流动性有关。
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2 K }# }) D( G& i(4)制品壁厚度 g7 d; P& [) q2 ^9 ^
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制品壁厚度也影响收率.对于非结晶性树脂，因树脂对壁厚的收缩率影响倾向不同，壁厚大，收缩率也大，反之，收缩率变小。而对于结晶性树脂，必须避免壁厚变化特别大。在多腔模的情形，如果模腔壁厚有差异，收缩率也将产生差异. 6 ]7 U E9 \$ n1 v. ^
6 s! y/ Y3 Y* E! L0 L- s(5)增强材料含量 + D" l+ Y( I- x/ @+ ^' g" Y3 \
( Z6 B$ W+ ^ d5 K( f用玻瑞纤维增强树脂时，加玻纤量愈多，收缩率则愈小，流动方向的收缩率比横向收缩率小，根据树脂其差较大，为了防止扭曲飞翘曲，必须考虑浇口形状飞侥口位置和浇口数.
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( w$ q' [% X T, k0 j( z& g/ g) G(6)定向性 2 l U5 W4 _/ i: \7 i0 N/ l! L
- W* ?. L g, W! V3 k5 q定向性虽有较大差异，然而对所有树脂都存在定向性。结晶性树脂的定向性特别大，由于壁厚和成型条件而有差异。 ! _6 I0 M! ] J
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此外，还有产生成型后收缩。影响成型后收缩的主要因素有①内部应力缓和，②结晶，③温度，④湿度.
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2.2可采取的措施
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(1)流道，浇口平衡 ' T( e/ A6 q* m6 g0 ^
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如上所述，收缩率因树脂压力变化。在单腔模多点浇口以及多腔模的情形，要同样进行充模，就要进行浇口平衡。树脂流动与在流道中的流动阻力有关，所以在取浇口平衡前最好取流道平衡。 ; i; m0 a& @5 j) K* s, j% X. Z. z: R
/ m" \- \9 W. s(2)模腔排列 4 Y6 ~6 q0 M, m2 r& @$ S
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为了使成型条件的设定容易，所以需要注意模腔排列。由于熔融树脂将热带入模具，在一般模腔排列的情况下，模具温度分布呈以浇口为中心的同心圆状。所以在选择多腔模的模腔排列时，既要易取流道平衡，又要取以浇口为中心的同心回状排列.
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(3)精密注射成型的冷却回路设计
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! y5 i6 |/ f* t* p如上所述，模具温度对收缩率影响很大，同时，因时间不同温度变化，多腔模各模腔的温度差也难以避免，所以需要注意冷却回路设计。 # Y7 e6 x9 W/ {* s: U. o1 ]' z
8 X8 J( S2 h, x4 r& K从热交换效率来看，冷却液的流动应为紊流，冷却回路最好设为串联的折流板式。
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在回路设计中，型腔与型芯应带出的热量也不同，热阻力也因回路构造不同而异，入口水温在模腔与型芯产生较大差异.因此，精密成型模具的冷却回路为型腔与型芯分别设计，用分别的温调机进行温度控制。
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+ |/ d4 W. w# f9 s3、防止产生成型变形 - N& i- ]) i+ ?. n9 S: d
7 w9 \4 @1 O% }2 w8 B( s: Z" c1 w成型变形产生的原因是在不均匀的收缩下有内应力，所以需要防止不均匀地收缩。 0 L D" ^. ~8 _& g, T
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(1)浇口数
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. c( P" P8 C% F1 \+ R在齿轮中心有孔的圆形制品的情形，必须在中心设浇口.然而在树脂的流动方向与垂直方向收缩率有较大差异时，却有产生椭圆的缺点，在需要更高精度的圆度时，需要设成3点或6点浇口。但需要充分注意各浇口的平衡。
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在使用侧浇口时，3点浇口将使圆筒状制品内径增大，在外表和端面不允许浇口痕迹的情形少使用内侧多点匀分浇口，可以得到良好结果。 E. U# D) c, `3 n) `0 V
8 ]' m8 V1 [* N* O) e3 F) N( w3 U(2)浇口形状和位置 # {: K# {7 p D( |/ A5 h
% H6 z( A8 q8 m需要根据制品形状选用适当形状的浇口。图置表示浇口形状和位置对变形的影响。 |
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发表于 2009-11-14 22:46:59
言语一下无法要表达我内心的渴望，希望大家能帮我开开窍！！！谢过！
楼主
发表于 2009-11-15 22:40:35