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精密注射成型6个必要条件

时间:2019-10-01 14:43
在注射成型设计中,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.  

1、适当的模具尺寸和公差   
1.1制品尺寸精度与模具尺寸精度的关连  
绘出制品图,考虑模具设计、模具制作和成型过程。 

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。问题是此实际尺寸如何在图面所要尺寸公差内。 

1.2适当的收缩率  
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.  

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。 

2、防止产生成型收缩率波动  
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.

2.1影响收缩率的主要因素  
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素.

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。 

(1)树脂压力  
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。 

(2)模具温度  
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。 

(3)浇口截面积 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。 

(4)制品壁厚度   
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.  

(5)增强材料含量  
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.  

(6)定向性  
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。 
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.  

2.2可采取的措施 
(1)流道,浇口平衡 
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。
 
(2)模腔排列
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
 
3、防止产生成型变形
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。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。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。
  
4、防止脱模产生变形
精密制品一般较小,制品壁厚较薄,有的还有许多薄筋。棋具设计必须考虑使制品不变形,而且可适当脱棋。对于收缩率较小的树脂。

当成型压力高的情形,需要注意制品易留在模腔。.用收缩率小的树脂成型齿轮时,齿轮部分模腔最好设计在顶出一侧的模板上。

在用顶销时,需要注意无变形的顶销数和顶压位置。带孔齿轮需要芯销,这时为了有助于在顶出时平行顶出,而需要设置顶出侧模板上。
 
对于角状制品,可以使用冲孔模板顶出,用这种模板顶出可以防止产生变形。一般精密制品拔模斜度较小。为了减小脱模力,需要镜面加工,研磨方向必为拔模方向。要按拔模方向设容易研磨的分块型芯。
  
5、最小的模具制作误差
5.1按所要加工方式的适当的模具构造
为了得到所要精度的制品尺寸,必须有相应的模具尺寸,而模具需要有极高精度的加工,又受精加工机械限制.  

为了维持模具精度,需要耐磨性高,为此需要采用淬火.用磨床及电火花加工机床加工淬火模具的精度可达0.01毫米以内。 

用电火花加工机床彤模加工时,必须注意电极端的磨损变大。加工图3的齿轮用模腔以及用钢丝电火花加工机床加工时,应尽可能设计能够贯通加工的构造。
 
从防止磨削变形和缩短加工时间方面来看,要选定淬火变形少的钢材,而且要设计为淬火变形少的形状。形状复杂时,悴火冷却不易均匀,易产生淬火变形。 

 5.2总分割式模具  
为了将淬火零件加工成较高精度,要使用磨床。因此,需要采用镶件组成分割式模具。

这种模具有如下特征:  
(1)因为可选择适当材料,所以能够使用适当硬度模具材料。 
    
(2)能够利用耐蚀性和耐磨性高的模具材料.  

(3)能够分别热处理,所以容易设定热处理条件。
 
(4)能够使用镜面加工性良好的模具材料,镜面加工操作也容易,所以能够提高镜面度。 

(5)因为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,可延长模具精度保持时间,模具寿命长。
     
(7)容易设在任意位置排气,所以充模容易.      

(8)磨削加工容易.  

(9)能够提高模具零件精度,所以可能提高制品精度。 

(10)可在较小的公差内制作备模腔和型芯,所以部件互换性高,容易维修。

(11)因为以磨削加工为主体,所以加工效率高。

(12)零件数多,需要极大提高各零件加工精度.
   
(13)局限于特定加工方法      

(14)采用完全淬火    

6、防止模具精度的误差  
确保滑动件各周期的定位,需要防止模具精度的波动。为了维持滑动件的精度,滑动件都应悴火研磨.侧芯滑动部分的配合应有定位退拔部分。


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