塑料：變形對策要點

1、變形對策對奪鋼、duranex及其它結晶性工程塑料 進行注塑成型 時，會遇到許多變形問題。這種變形是由于成型中成 型品各部分收 縮不均勻所造成的。要充分使用 結晶性工程塑料，就必 須克服這個變形問題。不均勻的成型收 縮是變形問題的原因所在，而造成不均勻成型收 縮的因素可分 為以下三點：1）形狀設計因素（參照下面說明）2）模具設計因素（澆口設計、模具溫度 調節(jié)）3）成型條件因素現(xiàn)在對各因素 對策的指導思想及其手法，以 奪鋼和duranex為例進行逐個 說明。1）形狀設計因素請點擊與圖中形狀相當?shù)?標示。請首先理解 變形原因，然后閱讀變形對策。l形狀圓筒形狀| l形狀箱形狀箱板形狀齒輪連接器現(xiàn)狀請

2、點擊上面圖示，進行跳躍澆口設計下面說明一下變形時澆口設計的基本指 導思想。1）統(tǒng)一樹脂的流動方向此對策對于樹脂充填時因流動方向的不同而容易 產(chǎn)生異向性（厚度薄、玻璃 纖維類材料）的場合 有效。例）細長平板按照從長度方向進行充填的形態(tài)設置澆口，可提高平面度（圖4-1-1 ）。例）圓盤齒輪）盡可能按照從中央向外 圍描畫年輪的充填形 態(tài)在制品的中央部位 設定（點）澆口，可提高正圓度 （照片4-1-1 ）。如果殳計為多個澆口，可進一步提高正 圓度。所以，大直徑圓盤采取多澆口化設計 更為有利（圖4-1-2 ）。e 4-1-1細長平板的澆口設計h 4-1-2奪鋼m90點澆口數(shù)與正亙度i處澆口址中央）1能澆

3、口1薄邊中央）9處漏口正b度mm(，1項4點2點 a點國片4tt齒輪的溪口空置超不；入模式4出）軸東輪韻描面4處港口的錄動厘式2）加大澆口尺寸如果質量方面沒有 問題，由于縮短成型周期和修整 澆口等因素，有時將澆口尺寸設定得較小 然而，過小的澆口尺寸對于變形不利?？紤]到強度及外觀等品質要求，一般的澆口尺寸如表 4-1-1 所示。a 4-ni 一觸淡口尺寸澆口方式旗口尺寸點淡口宜徑工或生品諄度蝌冰雁渙口厚度】成型品厚度的阿一70% 寬度澆口周度的11方俺另外，一般而言，所謂成型品厚度是指“進入澆口后成型品的厚度”。成型品整體厚度差異 較大 時，應為“成型品的平均厚度”。返回模具溫度調節(jié)1）冷卻孔位

4、置設計冷卻孔時，請務必使冷卻孔盡可能地靠近模腔。從模具強度的角度考 慮，建議您一般采取如圖4-2-1所示的結構。圖冷卻孔配置實例凹模面w-1模芯冷卻的大致目標札桂3倍孔徑?lfi5<=5d r|梗芯直徑模芯冷卻方法凝e汗-錢幫艮昌5efd第梅加熱管水冷劑板考慮冷卻的配置通常配置2）凸模冷卻凸模是最容易滯留 熱量的部分，越是狹窄而 細長的形狀越容易滯留 熱量。圖4-2-2表示了各凸模的冷卻方法，表4-2-1列出了用這些方法可設置的最小直徑的大致目 標值，務請按照凸模的粗 細決定冷卻方法。34-2-2凸模冷卻例示般焦首使用例示摺板使用制示入口鍍銅含金使用例示3）模具材質難以設置冷卻孔的部位或

5、溫度可能升高的場合，使用表4-2-2中熱傳導率好的材 質可收到良好的冷卻效果。但由于成本或 強度等因素，需要慎重 選定。表44噸模具材料的熱傳導率i單位之kcal/m-h-t）熱傳導率一 - -二一熱傳導率（s）332鋅合金«*«2dc轅青桐2涉10494oflssocskd61喝29鋁的）190skd 1123畦鋁合金141不鐫輛13cr2270不鐫鋸18-8依成型條件因素注射、保壓時間：原則上設定為澆口封閉時間。如圖5-1-1所示，如果注射、保壓時間比澆口封閉時間短，對模腔 充分傳遞并保持壓力的保壓工程就會不足，有時會產(chǎn)生變形。圖5-1t 澆口封閉町間與變形量冷卻時間：

6、因為成型品在模腔內的形狀保持 時間延長，所以許多場合下增加冷卻 時間會減少變形。但對于 某些形狀 則相反，因模具（模芯）的報緊等原因，有時增加冷卻 時間會造成脫模不良而 產(chǎn)生變形，故不能一概 而論。因此，設定冷卻時間時，需注意成型品的頂出平衡、厚度及模具溫度等 問題。模具溫度：與冷卻時間同樣，在成型品的形狀保持效果方面，許多場合下降低模具溫度會減少 變形。但 它也并非只要溫度低即可。 對于有些形狀，溫度低反而會 導致模腔與模芯 間的溫度差增大而容易 產(chǎn)生變形。并 且，模具溫度低于成型品的使用 環(huán)境溫度時，因后收縮會產(chǎn)生變形或尺寸 變化等問題。因此可以說，在模具溫度方面，重要的不是溫度高低而是包

7、括模芯冷卻在內的溫度均勻（均衡），以 實現(xiàn)均 勻的成型收縮。返回l形狀l形的傾倒變形l形成型品一般產(chǎn)生向內側的傾倒變形。其原因有：l部分的成型品在向模具放熱過程中，內側比外側差，相應地，內側比外側冷卻慢。因此，內側比 外側的成型收縮率大，產(chǎn)生向內側的傾倒變形。(1)非增強品種非增強品種時，由于收縮率對模具溫度及冷卻速度等因素的依存性大，微小的模具溫度差及冷卻 速度差就會造成變形。由于l形的內側拐角與外側拐角的放熱面積不同，內側收縮大而外側收縮小，因此一般向內側傾(2)玻璃纖維增強等品種玻璃纖維增強等品種時，纖維按下面左側斷面圖的形態(tài)取向。如果是纖維充填材料，則流動方向的收縮率小，流動垂直方向的

8、收縮率大，即厚度方向的收縮率大，長度方向的收縮率小，如下面中間圖所示。因此，拐角的角度因收縮率的不同而不同，這就表現(xiàn)為變形。當材料為玻璃纖維增強類品種時，由于收縮率對模具溫度的依存性小，據(jù)反映，上述模具溫度差 的影響也相應變小。l形的變形對策l形的內側傾倒變形對策如下：減少拐角內側材料如圖2-3-1所示，通過拐角內側的減料，非增強品種及玻璃纖維增強品種的內側傾倒變形均得到 大幅度改善。(deg)愀 倒 角改變澆口位置峨型簫的模具溫度：的心轅射壓力：80回療注射速度；1rmw【試瞪材家打奪銅m90:非增握標準g85 : gb25%充填低貓曲gc-25 ： gf25%增著juranex2005二非

9、增強3300 ： gf30%增強標準7407二值fil強低釉曲如圖2-3-2所示，通過澆口位置的改變，使內側傾倒發(fā)生改變。特別是在玻璃纖維增強品種中,從拐角處設置澆口后，內側傾倒變形得到改善。b2-3-2澆口位置與l部分傾倒角度份劇角度.o力cdqjoq 5 4 3 2 1澆口位置：株頭部位.澆口位置：拐角部位圖2-37減料的有無與l部分的傾倒角度改變無澆口側的厚度如圖2-3-3所示，在非增強品種中，通過反澆口側的厚度變薄，使內側傾倒變形得到改善。薄部位與厚部位之比小于 1/2時，變?yōu)橄蛲鈧葍A倒。但是，在玻璃纖維增強品種中沒有此效果。圖2 3 3奪銅470的厚度變化與l部分表倒角度在拐角的內側

10、與外側之間設置模具溫度差如圖2-3-4所示，通過拐角內側模具的充分冷卻，可使非增強品種的內側傾倒變形得到改善。但是我們看到，要使傾倒角度接近0度，溫度差需要達到 20c以上。如果模具結構比較簡單，可只對拐角內側進行局部冷卻時，則沒有問題。但如果模具的結構比較復雜，由于溫度差增大會對模具的 嚙合產(chǎn)生影響，需要注意。另外，在玻璃纖維增強品種中幾乎沒有此效果。圖234奪鋼陶。的模具溫度差與l部分傾倒角度立)1 ffi制角度十 ri.在拐角的內側設置三角肋條此手法最為有效，非增強品種及玻璃纖維增強品種的內側傾倒變形均可得到大幅度改善。三角肋條必須從盡可能高的位置設置才有好的效果。其厚度設定為l形厚度的

11、1/31/2,由此還可防止產(chǎn)生凹痕。但是，由于受到部件性能上的制約，有時不能設置肋條，因此需要充分的注意和確認。將以上效果的情況進行匯總后，得到表 2-3-1表27t內腳候倒效果對策/品種聿增砥祖始陰圾羯地蚓s制,0壹je澆口位""x 3x犢具程度差0x5三角舫條1 6。：效果大 。；噌做累 x:設有效拉對上述變形采取事前對策是解決問題的捷徑。無庸置疑，解決變形問題所需要的時間（人力物力） 和費用，因對策的有無而大不相同。返回圓筒形狀1）非墻雖品種當樹脂為非增強品種時，可得到直徑（mm）/1000程度的正圓度。需要小于它的精度時，由于有非常 微小的收縮率分布的影響，一般采取

12、減少收 縮率絕對值的方法。具體而言，就是高壓注射、注射壓縮、局部加壓及低溫模具等方法。2）玻璃纖維等增強品種當樹脂為玻璃纖維充填增強品種時，因其材料及品種的不同而不同，熔合 紋的凸起一般約為50微 米，正圓度受到的影響也相 應變大。最有效的對策就是設計為不產(chǎn)生熔合紋的形狀，例如，設置圓盤澆口或外圍肋條等。磨含紋的凸起rz返回箱形狀箱型形狀內倒箱型形狀可 認為是由l型形狀圍成的形狀。因此，如 圖3-1-1所示，箱型形狀的四 邊產(chǎn)生l形的內倒。特別是四 邊的中央部分，由于受其它 邊限制的影響小而向內 側產(chǎn)生較大的翹曲變形。一般而言，在四方框的 長邊與短邊中，長邊的內翹更大。如圖3-1-2所示，跨度

13、越大，則內翹越大。其原因與l形 同樣，一般認為有以下幾點。圖建度距離與箱體的內弼屬度距的（mm）1）非增強品種非增強型時，由于收縮率對模具溫度及冷卻速度等因素的依存性大，微小的模具溫度差及冷卻速度差就會造成變形。箱型形狀的內 翹變形與l形同樣，由于內側與外側的放熱面積不同，內側收縮大而外側收縮小，因此產(chǎn)生向內側 傾倒的變形。2）玻璃纖維等增強品玻璃纖維等增強品種時，在箱型形狀的l形部分的內 側與外側，玻璃纖維的取向不同。在外 側，玻璃纖維沿流動方 向的取向強烈，難以收縮。而在內側，取向雜亂，容易收縮。因此，內側的成型收縮相對增大，產(chǎn)生內倒變形（圖 3-1-4 ）。圖37-3箱體變形模型圖3t7

14、箱體變形模型，玻璃纖維增強品種）放熱工大凹根的模具放熱工大，凸模惻模具一放熱：小放熱：小：j夕收抽大氐，l e j *過去，人們一直是上述 觀點，但最近開始有了下面 觀點。由縱橫比值大的充填材料制作增 強品種制品 時，充填材料在l形部分按下面斷面 圖的形態(tài)進行取向。如果是 纖 維充填材料，則流動方向的收縮率小，流動垂直方向的收縮率大。即，長度方向的收縮率小，厚度方向的收縮率 大，如右圖所示。因此，拐角的傾倒角度因收 縮率的不同而 變化。這就表現(xiàn)為箱型形狀的內倒 變形。當材料為玻璃 纖維增強類品種時，由于收縮率對模具溫度的依存性小，據(jù) 說上述模具溫度差的影響也相 應變小。箱型形狀的變形對策箱型形

15、狀的內 翹變形對策如下:冷卻模芯部分箱型形狀的內翹變形的主要原因是模芯部分的冷卻效果差，因此對模芯部分的冷卻極其有效。如圖3-1-5所示，特別是非增強品種的內翹變形可得到大幅度改善。m90 gb-25 gc-25 soqfi 3300 7407【成型條件模具溫度：奪銅t模芯冷卻） 80七伊口七）60x；t4 口七） 注射壓力：bqokgt防f 注射通度：2mmi.門juranax1模芯冷卻）【試驗材料】奪銅m9o;非帽強標準gb-25：g日"力充填低超曲go25：gfz5累增強 juranak抑九:非增強330o;gf3g增強標準7407:gfita 低翹曲返回改變澆口位置如圖3-1

16、-6所示，改變澆口位置，內翹變形發(fā)生改變。特別是在玻璃纖維增強類品種中，從頂面設 置中心點澆口后，可收到改善內翹變形的效果。在開口外圍設置肋條如圖3-1-7所示，在開口外圍按照增加凸緣的形態(tài)設置肋條，可收到改善內翹變形的效果。特別 是玻璃纖維增強類品種的內翹變形可得到大幅度改善。內翹變雅量圖377外圖肋條的有無與箱體內翅2.52,01.51.0oe【成型條件】模具僵度c奪銅甌juran*jt 60七注射壓力：800kgt3f注射速度：2m/mni無外圍肋條 _有外的助條m90 gb 25 gc 25 2002 3300 7407改變側面與頂面間厚度比如圖3-1-8所示，對側面與頂面之間的厚度設

17、置偏差，可收到改善內翹變形的效果。特別是非增強品種的內翹變形可得到大幅度改善。圖3t8厚度比改變與箱體內翹內糊變影量m成型條件 模具溫度匚奪銅配七juranajl 60'c注射壓力iaoqkge/icm2注射速由匯總以上效果，得到表3-1-1 o表3tt內麴效果平板形狀有肋條平板的翹曲變形為了提高剛性或矯正翹曲，通常成型品都 設置有肋條。但是，當肋條比成型品的冷卻速度快 時，就會因成 型收縮的差異而產(chǎn)生變形。1）相雖化品種如果肋條收 縮大導致基體突起 時，則肋條 發(fā)生凹曲變形。非強化品種的收縮率基本上由厚度、模具溫 度及保壓壓力決定?？傮w而言，如果設計為均 等的厚度，就不會發(fā)生變形。有

18、肋條平板的變形對策這里用實例表示了最常 見的周圍帶有肋條的平板的 變形對策。對于這種平板的適用原 則是進行圖2-2-1 所示的h型設計，但需要注意的是，從部件性能上考慮，許多情況下只能 設計在單側。2）玻璃纖維等強化品種對于充填強化品種，因充填物的取向而使流 動方向的收縮率小，流動垂直方向的收縮率 大。同時，厚度厚的部分取向 趨勢大。由于上述原因，肋條的收 縮率小，容易產(chǎn)生 肋條凸起變形。重要的是，盡可能在 長度方向上設計澆口以 加強流動，使肋條與基體的取向達到相同。b 2-2-1有助條平板的形狀但是，根據(jù)材料的不同，有 時可通過調整基體與肋條的厚度比來解決變形問題。請見下面示例。用形狀如圖2

19、-2-2所示的試片，改變其基體與肋條的厚度比，測定翹曲變形量，便得到如 圖2-2-3、2-2-4所示的結果。從中我們看到，通過與材料品種（特性）相吻合的最佳厚度 設計，可以減少翹曲變形圖"2"2有肋條平板的試片形狀與成型條件工4白丫朵00 - j基體厚度；2mt6肋條厚度:d.6 1.2 2.0 z631240mmt點澆口 si,m側澆口 owxio（成型條件梅恩1廛-8附注箍壓力：hdokwcnr'渤耀# j叱njurwhh r znvminm&o :非增強標準ge35 ：gh25存充填斑曲33。石國口離爆強區(qū)準74q7:gf增強低糊曲圖上2-3有肋條平板的形狀（點澆口 ）劭條側凸起0-5101520肋條厚度/基體原席bh2-2m有勘條平坂的形狀（側澆口）肋條側凸起-"i=lu *96 （18-25