模具尺寸和塑料收缩率.docx

设计塑料模时，确定了模具结构之後即可对模具的各部分进行详细设计，即确定各模板和零件的尺寸，型腔和型芯尺寸等。这时将涉及有关材料收缩率等主要的设计参数。因而只有具体地掌握成形塑料的收缩率才能确定型腔各部分的尺寸。即使所选模具结构正确，但所用参数不当，就不可能生产出品质合格的塑件。一、塑料收缩率及其影响因素一、塑料收缩率及其影响因素热塑性塑料的特性是在加热後膨胀，冷却後收缩，当然加压以後体积也将缩小。在注塑成形过程中，首先将熔融塑料注射入模具型腔内，充填结束後熔料冷却固化，从模具中取出塑件时即出现收缩，此收缩称为成形收缩。塑件从模具取出到稳定这一段时间内，尺寸仍会出现微小的变化，一种变化是继续收缩，此收缩称为後收缩。另一种变化是某些吸湿性塑料因吸湿而出现膨胀。例如尼龙610含水量为3%时，尺寸增加量为2%;玻璃纤维增强尼龙66的含水量为40%时尺寸增加量为 0.3%。但其中起主要作用的是成形收缩。目前确定各种塑料收缩率(成形收缩+後收缩)的方法，一般都推荐德国国家标准中 DIN16901 的规定。即以 230.1时模具型腔尺寸与成形後放置 24 小时，在温度为 23，相对湿度为 505%条件下测量出的相应塑件尺寸之差算出。收缩率 S 由下式表示：S=(D-M)/D100%(1)其中：S-收缩率;D-模具尺寸;M-塑件尺寸。如果按已知塑件尺寸和材料收缩率计算模具型腔则为 D=M/(1-S)在模具设计中为了简化计算，一般使用下式求模具尺寸：D=M+MS(2)如果需实施较为精确的计算，则应用下式：D=M+MS+MS2(3)但在确定收缩率时，由於实际的收缩率要受众多因素的影响也只能使用近似值，因而用式(2)计算型腔尺寸也基本上满足要求。在制造模具时，型腔则按照下偏差加工，型芯则按上偏差加工，便於必要时可作适当的修整。难於精确确定收缩率的主要原因，首先是因各种塑料的收缩率不是一个定值，而是一个范围。因为不同工厂生产的同种材料的收缩率不相同，即使是一个工厂生产的不同批号同种材料的收缩率也不一样。因而各厂只能为用户提供该厂所生产塑料的收缩率范围。其次，在成形过程中的实际收缩率还受到塑件形状，模具结构和成形条件等因素的影响。下面对这些因素的影响作一介绍。二、塑件形状二、塑件形状对於成形件壁厚来说，一般由於厚壁的冷却时间较长，因而收缩率也较大，如图 1 所示。对一般塑件来说，当熔料流动方向 L 尺寸与垂直於熔料流方向 W 尺寸的差异较大时，则收缩率差异也较大。从熔料流动距离来看，远离浇口部分的压力损失大，因而该处的收缩率也比靠近浇口部位大。因加强筋、孔、凸台和雕刻等形状具有收缩抗力，因而这些部位的收缩率较小。三、模具结构三、模具结构浇口形式对收缩率也有影响。用小浇口时，因保压结束之前浇口即固化而使塑件的收缩率增大。注塑模中的冷却回路结构也是模具设计中的一个关键。冷却回路设计得不适当，则因塑件各处温度不均衡而产生收缩差，其结果是使塑件尺寸超差或变形。在薄壁部分，模具温度分布对收缩率的影响则更为明显。分型面及浇口模具的分型面、浇口形式及尺寸等因素直接影响料流方向、密度分布、保压补缩作用及成型时间。采用直接浇口或大截面浇口可减少收缩,但各向异性大,沿料流方向收缩小,沿垂直料流方向收缩大;反之,当浇口厚度较小时,浇口部分会过早凝结硬化,型腔内的塑料收缩后得不到及时补充,收缩较大。点浇口凝封快,在制件条件允许的情况下,可设多点浇口,可有效地延长保压时间和增大型腔压力,使收缩率减小。四、成形条件四、成形条件料筒温度：料筒温度(塑料温度)较高时，压力传递较好而使收缩力减小。但用小浇口时，因浇口固化早而使收缩率仍较大。对於厚壁塑件来说，即使料筒温度较高，其收缩仍较大。补料：在成形条件中，尽量减少补料以使塑件尺寸保持稳定。但补料不足则无法保持压力，也会使收缩率增大。注射压力：注射压力是对收缩率影响较大的因素，特别是充填结束後的保压页号 335压力。在一般情况下，压力较大的时因材料的密度大，收缩率就较小。注射成型中压力包括注射压力、保压压力和模腔压力等。这些因素均对塑件收缩行为有明显的影响。提高注射压力能够降低制品的收缩率。这是因为压力增大,使注射速度提高,充模过程加快后,一方面因塑料熔体的剪切发热而提高了熔体温度、减小了流动阻力;另一方面还可以在熔体温度尚高、流动阻力较小的状态下较早进入保压补料阶段。尤其对于薄壁塑件和小浇口塑件,由于冷却速度快,更应该尽量缩短充模过程。较高的保压压力和模腔压力使型腔内制品密实,收缩减小,尤其是保压阶段的压力对制品的收缩率产生影响更大。这可解释为熔融树脂在成型压力作用下受到压缩,压力越高,发生的压缩量越大,压力解除后的弹性恢复也越大,使得塑件塑件尺寸更加接近型腔尺寸,因此收缩量越小。可是,即使是对于同一制品来说,模腔内树脂的压力在各部