塑料模具尺寸和收縮率(熱恒熱流道)

1、塑料模具尺寸和收縮率（熱恒熱流道）熱恒周小艷設(shè)計(jì)塑料模時(shí)，確定了模具結(jié)構(gòu)之後即可對(duì)模具的各部分進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，即確定各模板和零件的尺寸，型腔和型芯尺寸等。這時(shí)將涉及有關(guān)材料收縮率等主要的設(shè)計(jì)參數(shù)。因而只有具體地掌握成形塑料的收縮率才能確定型腔各部分的尺寸。即使所選模具結(jié)構(gòu)正確，但所用參數(shù)不當(dāng)，就不可能生產(chǎn)出品質(zhì)合格的塑件。        塑料收縮率及其影響因素        熱塑性塑料的特性是在加熱後膨脹，冷卻後收縮，當(dāng)然加壓以後體積也將縮小。在注塑成形過(guò)程中，首先將熔融塑料注射入模具型

2、腔內(nèi)，充填結(jié)束後熔料冷卻固化，從模具中取出塑件時(shí)即出現(xiàn)收縮，此收縮稱(chēng)為成形收縮。塑件從模具取出到穩(wěn)定這一段時(shí)間內(nèi)，尺寸仍會(huì)出現(xiàn)微小的變化，一種變化是繼續(xù)收縮，此收縮稱(chēng)為後收縮。另一種變化是某些吸濕性塑料因吸濕而出現(xiàn)膨脹。例如尼龍610含水量為3%時(shí)，尺寸增加量為2%；玻璃纖維增強(qiáng)尼龍66的含水量為40%時(shí)尺寸增加量為0.3%。但其中起主要作用的是成形收縮。目前確定各種塑料收縮率（成形收縮後收縮）的方法，一般都推薦德國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中DIN16901的規(guī)定。即以23±0.1時(shí)模具型腔尺寸與成形後放置24小時(shí)，在溫度為23，相對(duì)濕度為50±5%條件下測(cè)量出的相應(yīng)塑件尺寸之差算出。&#

3、160;       收縮率S由下式表示： S=（DM）/D×100%（1）        其中：S-收縮率； D-模具尺寸； M-塑件尺寸。        如果按已知塑件尺寸和材料收縮率計(jì)算模具型腔則為 D=M/（1-S） 在模具設(shè)計(jì)中為了簡(jiǎn)化計(jì)算，一般使用下式求模具尺寸：        D=M MS（2）        如果需實(shí)施較為精確的計(jì)算

4、，則應(yīng)用下式： D=M MS MS2（3）        但在確定收縮率時(shí)，由於實(shí)際的收縮率要受眾多因素的影響也只能使用近似值，因而用式（2）計(jì)算型腔尺寸也基本上滿(mǎn)足要求。在制造模具時(shí)，型腔則按照下偏差加工，型芯則按上偏差加工，便於必要時(shí)可作適當(dāng)?shù)男拚?#160;       難於精確確定收縮率的主要原因，首先是因各種塑料的收縮率不是一個(gè)定值，而是一個(gè)范圍。因?yàn)椴煌S(chǎng)生產(chǎn)的同種材料的收縮率不相同，即使是一個(gè)工廠(chǎng)生產(chǎn)的不同批號(hào)同種材料的收縮率也不一樣。因而各廠(chǎng)只能為用戶(hù)提供該廠(chǎng)所生產(chǎn)塑料的收縮率范圍。其

5、次，在成形過(guò)程中的實(shí)際收縮率還受到塑件形狀，模具結(jié)構(gòu)和成形條件等因素的影響。下面對(duì)這些因素的影響作一介紹。        塑件形狀        對(duì)於成形件壁厚來(lái)說(shuō)，一般由於厚壁的冷卻時(shí)間較長(zhǎng)，因而收縮率也較大，如圖1所示。對(duì)一般塑件來(lái)說(shuō)，當(dāng)熔料流動(dòng)方向L尺寸與垂直於熔料流方向W尺寸的差異較大時(shí)，則收縮率差異也較大。從熔料流動(dòng)距離來(lái)看，遠(yuǎn)離澆口部分的壓力損失大，因而該處的收縮率也比*近澆口部位大。因加強(qiáng)筋、孔、凸臺(tái)和雕刻等形狀具有收縮抗力，因而這些部位的收縮率較小。   &#

6、160;    模具結(jié)構(gòu)        澆口形式對(duì)收縮率也有影響。用小澆口時(shí)，因保壓結(jié)束之前澆口即固化而使塑件的收縮率增大。注塑模中的冷卻回路結(jié)構(gòu)也是模具設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵。冷卻回路設(shè)計(jì)得不適當(dāng)，則因塑件各處溫度不均衡而產(chǎn)生收縮差，其結(jié)果是使塑件尺寸超差或變形。在薄壁部分，模具溫度分布對(duì)收縮率的影響則更為明顯。        成形條件        料筒溫度：料筒溫度（塑料溫度）較高時(shí)，壓力傳遞較好而使收縮力減小。但用小澆口時(shí)，

7、因澆口固化早而使收縮率仍較大。對(duì)於厚壁塑件來(lái)說(shuō)，即使料筒溫度較高，其收縮仍較大。        補(bǔ)料：在成形條件中，盡量減少補(bǔ)料以使塑件尺寸保持穩(wěn)定。但補(bǔ)料不足則無(wú)法保持壓力，也會(huì)使收縮率增大。        注射壓力：注射壓力是對(duì)收縮率影響較大的因素，特別是充填結(jié)束後的保壓頁(yè)號(hào)335壓力。在一般情況下，壓力較大的時(shí)因材料的密度大，收縮率就較小。        注射速度：注射速度對(duì)收縮率的影響較小。但對(duì)於薄壁塑件或澆口非常小，以及使用強(qiáng)化材料時(shí)，

8、注射速度加快則收縮率小。        模具溫度：通常模具溫度較高時(shí)收縮率也較大。但對(duì)於薄壁塑件，模具溫度高則熔料的流動(dòng)阻抗小，*而收縮率反而較小。        成形周期：成形周期與收縮率無(wú)直接關(guān)系。但需注意，當(dāng)加快成形周期時(shí)，模具溫度、熔料溫度等必然也發(fā)生變化，從而也影響收縮率的變化。在作材料試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)按照由所需產(chǎn)量決定的成形周期進(jìn)行成形，并對(duì)塑件尺寸進(jìn)行檢驗(yàn)。用此模具進(jìn)行塑料收縮率試驗(yàn)的實(shí)例如下。注射機(jī)：鎖模力70t 螺桿直徑35mm 螺桿轉(zhuǎn)速80rpm 成形條件：最高注射壓力178MPa

9、 料筒溫度230（225-230-220-210） 240（235-240-230-220） 250（245-250-240-230） 260（225-260-250-240） 注射速度57cm3/s 注射時(shí)間0.440.52s 保壓時(shí)間6.0s 冷卻時(shí)間15.0s        模具尺寸和制造公差        模具型腔和型芯的加工尺寸除了通過(guò)D=M（1 S）公式計(jì)算基本尺寸之外，還有一個(gè)加工公差的問(wèn)題。按照慣例，模具的加工公差為塑件公差的1/3。但由於塑料收縮率范圍和穩(wěn)定性各有差異，首先必須

10、合理化確定不同塑料所成形塑件的尺寸公差。即由收縮率范圍較大或收縮率穩(wěn)定較差塑料成形塑件的尺寸公差應(yīng)取得大一些。否則就可能出現(xiàn)大量尺寸超差的廢品。為此，各國(guó)對(duì)塑料件的尺寸公差專(zhuān)門(mén)制訂了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。中國(guó)也曾制訂了部級(jí)專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。但大都無(wú)相應(yīng)的模具型腔的尺寸公差。德國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中專(zhuān)門(mén)制訂了塑件尺寸公差的DIN16901標(biāo)準(zhǔn)及相應(yīng)的模具型腔尺寸公差的DIN16749標(biāo)準(zhǔn)。此標(biāo)準(zhǔn)在世界上具有較大的影響，因而可供塑料模具行業(yè)參考。        關(guān)於塑件的尺寸公差和允許偏差        為了合理地確定

11、不同收縮特性材料所成形塑件的尺寸公差，讓標(biāo)準(zhǔn)引入了成形收縮差VS這一概念。VSVSR_VST（4）        式中： VS成形收縮差VSR熔料流動(dòng)方向的成形收縮率VST與熔料流動(dòng)垂直方向的成形收縮率。        根據(jù)塑料VS值，將各種塑料的收縮特性分為4個(gè)組。VS值最小的組是高精度組，以此類(lèi)推，VS值最大的組為低精度組。并按照基本尺寸編制了精密技術(shù)、110、120、130、140、150和160公差組。并規(guī)定，用收縮特性最穩(wěn)定的塑料成形塑件的尺寸公差可選用110、120和130組。用收縮特性中等穩(wěn)定的塑料成形塑件的尺寸公差選用120、130和140。如果用這類(lèi)塑料成形塑件的尺寸公差選用110組時(shí)，即可能出大量尺寸超差塑件。用收縮特性較差的塑料成形塑件的尺寸公差選用130、140和150組。用收縮特性最差的塑料成形塑件的尺寸公差選用140、150和160組。在使用此公差表時(shí)，還需注意以下各點(diǎn)。表中的一般公差用於不注明公差的尺寸公差。直接標(biāo)注偏差的公差是用於對(duì)塑件尺寸標(biāo)注公差的公差帶。其上、下偏差可設(shè)計(jì)人員自行確定。例如公差帶為0.8mm，則可以選用