模具尺寸以及塑料膨胀率究竟是甚么干系?

By | 2020年7月23日

计划塑料模时,断定了模具构造之後便可对于模具的各局部停止具体计划,即断定各模板以及整机的尺寸,型腔以及型芯尺寸等。这时候将触及无关资料膨胀率等次要的计划参数。因此只要详细地把握成形塑料的膨胀率才干断定型腔各局部的尺寸。即便所选模具构造精确,但所用参数不妥,就不成能消费出质量及格的塑件。

    1、塑料膨胀率及其影响要素

    热塑性塑料的特征是正在加热後收缩,冷却後膨胀,固然加压以後体积也将减少。正在注塑成形进程中,起首将熔融塑料打针入模具型腔内,充填完毕後熔料冷却固化,从模具中掏出塑件时即呈现膨胀,此膨胀称为成形膨胀。塑件从模具掏出到波动这一段工夫内,尺寸仍会呈现巨大的变革,一种变革是持续膨胀,此膨胀称为後膨胀。另外一种变革是某些吸湿性塑料因吸湿而呈现收缩。

    比方尼龙610含水量为3%时,尺寸添加量为2%;玻璃纤维加强尼龙66的含水量为40%时尺寸添加量为0.3%。但此中起次要感化的是成形膨胀。今朝断定各类塑料膨胀率(成形膨胀+後膨胀)的办法,普通都引荐德国国度规范中DIN16901的规则。即以23℃±0.1℃时模具型腔尺寸与成形後安排24小时,正在温度为23℃,绝对湿度为50±5%前提下丈量出的响应塑件尺寸之差算出。

    膨胀率S由下式透露表现:S={(D-M)/D}×100%(1)

    此中:S-膨胀率;D-模具尺寸;M-塑件尺寸。

    假如按已经知塑件尺寸以及资料膨胀率较量争论模具型腔则为D=M/(1-S)正在模具计划中为了简化较量争论,普通运用下式求模具尺寸:

    D=M+MS(2)。

    假如需施行较为准确的较量争论,则使用下式:D=M+MS+MS2(3)

    但正在断定膨胀率时,由於实践的膨胀率要受浩繁要素的影响也只能运用类似值,因此用式(2)较量争论型腔尺寸也根本上满意请求。正在制作模具时,型腔则依照下偏向加工,型芯则按上偏向加工,便於须要时可作得当的修整。

    难於准确断定膨胀率的次要缘由,起首是因各类塑料的膨胀率没有是一个定值,而是一个范畴。由于差别工场消费的同种资料的膨胀率没有相反,即便是一个工场消费的差别批号同种资料的膨胀率也纷歧样。因此各厂只能为用户供给该厂所消费塑料的膨胀率范畴。其次,正在成形进程中的实践膨胀率还遭到塑件外形,模具构造以及成形前提等要素的影响。

    2、塑件外形

    对于於成形件壁厚来讲,普通由於厚壁的冷却工夫较长,因此膨胀率也较年夜,如图1所示。对于普通塑件来讲,当熔料活动标的目的L尺寸与垂直於熔料流标的目的W尺寸的差别较年夜时,则膨胀率差别也较年夜。从熔料活动间隔来看,阔别浇口局部的压力丧失年夜,因此该处的膨胀率也比接近浇口部位年夜。因增强筋、孔、凸台以及雕琢等外形具备膨胀抗力,因此这些部位的膨胀率较小。

    3、模具构造

    浇口方式对于膨胀率也有影响。用小浇口时,因保压完毕以前浇口即固化而使塑件的膨胀率增年夜。注塑模中的冷却回路构造也是模具计划中的一个关头。冷却回路计划患上没有得当,则因塑件遍地温度没有平衡而发生膨胀差,其后果是使塑件尺寸超差或者变形。正在薄壁局部,模具温度散布对于膨胀率的影响则更加分明。

    分型面及浇口

    模具的分型面、浇口方式及尺寸等要素间接影响料流标的目的、密度散布、保压补缩感化及成型工夫。

    采纳间接浇口或者年夜截面浇口可增加膨胀,但各向同性年夜,沿料流标的目的膨胀小,沿垂直料流标的目的膨胀年夜;反之,当浇口厚度较小时,浇口局部会过早固结软化,型腔内的塑料膨胀后患上没有到实时弥补,膨胀较年夜。

    点浇口凝封快,正在制件前提答应的状况下,可设多点浇口,可无效地延伸保压工夫以及增年夜型腔压力,使膨胀率减小。

    4、成形前提

    料筒温度:料筒温度(塑料温度)较高时,压力传送较好而使膨胀力减小。但用小浇口时,因浇口固化早而使膨胀率仍较年夜。对于於厚壁塑件来讲,即便料筒温度较高,其膨胀仍较年夜。

    补料:正在成形前提中,只管即便增加补料以使塑件尺寸坚持波动。但补料缺乏则没法坚持压力,也会使膨胀率增年夜。

    打针压力:打针压力是对于膨胀率影响较年夜的要素,出格是充填完毕後的保压页号335压力。正在普通状况下,压力较年夜的时因资料的密度年夜,膨胀率就较小。

    打针成型中压力包含打针压力、保压压力以及模腔压力等。这些要素均对于塑件膨胀行动有分明的影响。

    进步打针压力可以低落成品的膨胀率。这是由于压力增年夜,使打针速率进步,充模进程放慢后,一方面因塑料熔体的剪切发烧而进步了熔体温度、减小了活动阻力;另外一方面还能够正在熔体温度尚高、活动阻力较小的形态下较早进入保压补料阶段。特别关于薄壁塑件以及小浇口塑件,因为冷却速率快,更该当只管即便延长充模进程。

    较高的保压压力以及模腔压力使型腔内成品密实,膨胀减小,特别是保压阶段的压力对于成品的膨胀率发生影响更年夜。这可表明为熔融树脂正在成型压力感化下遭到紧缩,压力越高,发作的紧缩量越年夜,压力排除后的弹性规复也越年夜,使患上塑件塑件尺寸愈加靠近型腔尺寸,因而膨胀量越小。

    但是,即便是关于统一成品来讲,模腔内树脂的压力正在各局部其实不分歧;正在打针压力难以感化的部位以及简单感化的部位,所受打针压力也纷歧样。别的,多型腔模具的各模腔所受压力应计划平均,不然就会发生各模腔的成品膨胀率纷歧致。

    打针速率:打针速率对于膨胀率的影响较小。但对于於薄壁塑件或者浇口十分小,和运用强化资料时,打针速率放慢则膨胀率小。

    模具温度:热塑性塑料熔体注入型腔后,开释少量的热量而凝结,差别的塑料种类,需求模腔保持正在一得当温度。正在此温度下,将最有益于塑件的成型,塑件成型服从最高,内应力以及翘曲变形最小。

    模具温度是把持成品冷却定型的次要要素,它对于成型膨胀率的影响次要施展阐发正在浇口解冻后成品脱模以前这段进程。而正在浇口解冻以前,模温降低虽有增年夜热膨胀的趋向,但也恰是较高的模温使患上浇口解冻工夫延伸,招致打针压力以及保压力的影响加强,补缩感化以及负膨胀量均会增年夜。

    以是,总膨胀是两种反向膨胀综协作用的后果,其数值纷歧定跟着模温的降低而增年夜。

假如浇口发作解冻,打针压力以及保压压力的影响将会消逝,跟着模温的降低,冷却定型工夫亦将延伸,故脱模后成品膨胀率普通城市增年夜。

    成形周期:成形周期与膨胀率无间接干系。但需留意,当放慢成形周期时,模具温度、熔料温度等必定也发作变革,从而也影响膨胀率的变革。正在作资料实验时,应依照由所需产量决议的成形周期停止成形,并对于塑件尺寸停止查验。用此模具停止塑料膨胀率实验的实比方下。

    打针机:锁模力70t,螺杆直径Φ35妹妹,螺杆转速80rpm。

    成形前提:最高打针压力178MPa,料筒温度230(225-230-220-210)℃,240(235-240-230-220)℃,250(245-250-240-230)℃,260(225-260-250-240)℃,打针速率57cm3/s,打针工夫0.44~0.52s,保压工夫6.0s,冷却工夫15.0s。

    5、模具尺寸以及制作公役

    模具型腔以及型芯的加工尺寸除经过D=M(1+S)公式较量争论根本尺寸以外,另有一个加工公役的成绩。依照常规,模具的加工公役为塑件公役的1/3。但由於塑料膨胀率范畴以及波动性各有差别,起首必需公道化断定差别塑料所成形塑件的尺寸公役。即由膨胀率范畴较年夜或者膨胀率波动较差塑料成形塑件的尺寸公役应获得年夜一些。不然便可能呈现少量尺寸超差的成品。为此,列国对于塑料件的尺寸公役特地制定了国度规范或者行业规范。中国也曾经制定了部级业余规范。但多数无响应的模具型腔的尺寸公役。德国国度规范中特地制定了塑件尺寸公役的DIN16901规范及响应的模具型腔尺寸公役的DIN16749规范。此规范活着界上具备较年夜的影响,因此可供塑料模具行业参考。

    6、对于塑件的尺寸公役以及答应偏向

    为了公道地断定差别膨胀特征资料所成形塑件的尺寸公役,让规范引入了成形膨胀差△VS这一律念。△VS=VSR_VST(4)

    式中:VS-成形膨胀差VSR-熔料活动标的目的的成形膨胀率VST-与熔料活动垂直标的目的的成形膨胀率。

    依据塑料△VS值,将各类塑料的膨胀特征分为4个组。△VS值最小的组是高精度组,以此类推,△VS值最年夜的组为低精度组。并依照根本尺寸体例了精细技能、1十、120、130、140、150以及160公役组。并规则,用膨胀特征最波动的塑料成形塑件的尺寸公役可选用1十、120以及130组。用膨胀特征中等波动的塑料成形塑件的尺寸公役选用120、130以及140。假如用这种塑料成形塑件的尺寸公役选用110组时,便可能出少量尺寸超差塑件。用膨胀特征较差的塑料成形塑件的尺寸公役选用130、140以及150组。用膨胀特征最差的塑料成形塑件的尺寸公役选用140、150以及160组。正在运用此公役表时,还需留意如下各点。表中的普通公役用於没有说明公役的尺寸公役。间接标注偏向的公役是用於对于塑件尺寸标注公役的公役带。其上、下偏向可计划职员自行断定。比方公役带为0.8妹妹,则能够选用如下各类上、下偏向组成,0.0;-0.8;±0.4;-0.2;-0.5等。每公役组中均有A、B两组公役值。此中A是由模具整机组合构成的尺寸,添加了模具整机对于合处没有密合所构成的错差。此添加值为0.2妹妹。此中B是间接由模具整机所决议的尺寸。精细技能是特地设立的一组公役值,供具备高精度请求塑件运用。正在此用塑件公役以前,起首必需晓得所运用的塑料合用哪多少个公役组。

    7、模具的制作公役

    德国国度规范针对于塑件公役制定了响应模具制作公役的规范DIN16749。该表中共设4种公役。不管何种资料的塑件,此中没有说明尺寸公役尺寸的模具制作公役均运用序号1的公役。详细公役值由根本尺寸范畴断定。不管何种资料塑件中等精度尺寸的模具制作公役为序号2的公役。不管何种资料塑件较高精度尺寸的模具制作公役为序号3的公役。精细技能响应的模具制作公役为序号4的公役。

    能够公道地断定各类资料塑件的公道公役以及响应的模具制作公役,这不只给模具制作带来便当,还能够增加成品,进步经济效期益。