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精(jīng)密注塑加工之技術把控
針對精密注塑過程中(zhōng)出現尺寸偏差缺陷現(xiàn)象,從注塑設備,模具設計與製造, 注塑工藝條件及成型原料等方麵, 分析了影響注塑(sù)製(zhì)品尺寸精度(dù)的各種因素, 並(bìng)給出(chū)了控製製品尺寸誤(wù)差的相應措施, 以提高製品尺寸的準確性。
一、精密注塑加工的重要性(xìng)
隨著(zhe)注塑成型(xíng)技術的不斷發展, 對製(zhì)品的尺寸精度要求越來越高。但在(zài)生產實踐中, 經常會因(yīn)製品尺寸偏差給裝配造成困(kùn)難, 導致資源浪費(fèi)。如何提高(gāo)注塑製品的尺寸精度, 是成型加工領域中非常重要的(de)課(kè)題之一。
針對塑料製品產生尺寸偏差這一缺陷(xiàn),草莓色版APP下载塑業對其產(chǎn)生因素進行了分(fèn)析和研(yán)究(jiū),導致其產生尺寸誤差的因素很多, 也(yě)很複雜。既有外部的溫度、濕度因素, 也有內部的分子結晶、取向和內應力變化等因素。經分(fèn)析認為造成製品尺寸誤差(chà)的主要因(yīn)素, 可歸結為模(mó)具設計與製造(zào)和注塑工藝條件的影(yǐng)響, 此二者引起的製品尺寸誤差約占製品尺(chǐ)寸誤差的2/3 ;其次是塑料材料性能,製品設計及注塑設備等其它因素的影響。
二、產生尺寸偏(piān)差的原因
尺寸偏差是由於(yú)收(shōu)縮率、流動(dòng)性及工藝參數等原因,造成加工(gōng)好的塑件實際尺寸與規定尺寸間出現的誤差。
1.注塑設(shè)備的影響
⑴注塑(sù)機塑化容量小
當製品質量超過注塑機實際最大注射質量時,顯然地供料量是入不(bú)敷出的。若製品質量接近注塑(sù)機實(shí)際注射質量時,就(jiù)有一個塑化不夠充分的問(wèn)題,料在機筒內受(shòu)熱時間不足,結果不能及時地向模具提供適當的熔料。
⑵液壓係統不(bú)穩定(dìng)
液壓係統不穩定, 直接影響注射壓力、保壓壓力和鎖模壓力的穩定, 造成製(zhì)品(pǐn)尺寸穩定性下降。
⑶噴嘴的影響
注塑機(jī)通常都因顧及壓力損失而隻裝直通式噴嘴。但是(shì)如果機筒前端和噴嘴
溫度過高,或在高壓狀態下機筒前(qián)端(duān)儲料過多,產生“流涎”,使塑(sù)料在未開始注射而模具敞開的情(qíng)況下,意外地搶先進(jìn)入主流道入口並在模板(bǎn)的冷卻作用下變硬,而妨礙熔料順暢(chàng)地進入型腔。
此外,噴嘴太小(xiǎo),則由於流通直(zhí)徑小,料條的(de)比容(róng)增大,容易致冷,堵塞進料通道或消耗注射壓力(lì);太大,則流通(tōng)截麵(miàn)積大,塑料進模的單位麵積壓力低,形(xíng)成射力小的狀況。
⑷其他的(de)影響
加料係統(tǒng)供料不穩定,螺杆的轉速不穩定,停止作用失常,溫度控(kòng)製係統出現熱電偶燒壞,加熱器斷路等,都會導(dǎo)致塑件的成型尺寸不(bú)穩定(dìng)[1]。
2.模具設計與製造的影響
模具設計製造的水平(píng)高低(dī),直接反映了塑件尺寸精度的高(gāo)低。模(mó)具設計的結構選擇,澆注係統形(xíng)式,型腔結構,脫模(mó)頂出係統,冷卻係統等設計,都會影響塑(sù)件成型後的尺(chǐ)寸(cùn)精(jīng)度高低。模具製(zhì)造的工藝設(shè)備不同,手段不同,加工精度不同等也都在(zài)改(gǎi)變著塑件尺寸(cùn)精(jīng)度有的不同命運。模具設計不合理, 零件加工不精確, 裝配誤差較大, 將直接造成製品尺寸誤(wù)差。
模具製造誤差對製品尺寸精度的影響很大,尤(yóu)其(qí)是成型零件的加工精度及裝配尺寸誤差等直接影響(xiǎng)製品尺寸。型腔尺寸(cùn)必須正確(què),保證在要求的公差範圍之內, 任何方向的偏差都將影響製品(pǐn)尺寸的準確性。此外, 模具總體加工質量也(yě)應保證, 因模具是由(yóu)多個零件組合(hé)而成(chéng), 尤其當型腔采用鑲拚結構時, 相關零件的尺寸(cùn)必須準確裝配是保證模具最終質量的關鍵環節。
單個零(líng)件加(jiā)工準確, 裝配(pèi)時調(diào)整不好, 也會導致製品誤差大。裝配過程中的零件碰傷, 型芯(xīn)固定不牢, 零件相對(duì)位置偏(piān)移及配合間(jiān)隙過大等, 都會造成製品尺寸偏差。因為注塑過程是多種因素綜合作用的結果模(mó)具對製品尺寸精(jīng)度(dù)的(de)影響, 除上述一些因素外, 模具使用過程中造成的碰傷或(huò)型腔型芯表麵被腐蝕等;也會影響製品尺寸。有些材料,在成型(xíng)時還會產生析出物附著於成型部位表麵形成模(mó)垢, 嚴重時也影響製品尺寸[2]。
3.注塑工藝條件的影響
想要實現精密注塑(sù),塑件成形操作條件非常(cháng)重要,如(rú)溫度、壓力、時間以及在成形期間塑件中產生的分子取向、纖維狀填料(liào)取向以及(jí)分子結晶等,均會對塑件尺寸精度產生影響。成(chéng)形條
件變化表現為塑件收縮波動,是產生塑件尺寸誤差的直接原因,僅(jǐn)次於模具加工精度的重要因素。
通常塑料熔體溫度(dù)高、模腔內壓力傳遞(dì)快、塑件收縮小(xiǎo),其尺寸(cùn)精度高。模內壓力高、保壓時(shí)間長,亦有塑件(jiàn)尺寸精度高的結果。但(dàn)模溫(wēn)高、溫差大、澆口(kǒu)凍結快,會(huì)得到塑件尺寸精度差(chà)的效果。
⑴模具溫度的影響
注塑成型中的溫度以模具(jù)溫度對製品尺(chǐ)寸精度影(yǐng)響(xiǎng)最(zuì)大。模具溫度是(shì)通過熔融態高分子(zǐ)的取向與結晶度高低, 直接影響製品收縮率變化,從而引起尺寸誤差(chà)。對於非結晶性樹脂,模溫高, 熔體(tǐ)冷卻慢, 分子有充分的鬆弛(chí)時間, 結晶趨於更完全, 結晶度高, 使收縮加大。
但對結晶性(xìng)樹脂, 高模溫可減小後收縮, 使(shǐ)製品尺寸穩(wěn)定。模溫低(dī),則冷卻快,熔體分子被凍結(jié)取向來不及鬆弛,不易結晶, 體積變化小(xiǎo),製(zhì)品收縮小。但低模溫使製品後收縮加大(dà),收縮(suō)時間加長,不易穩定(dìng)尺寸(cùn)。
溫度是結晶過程(chéng)中最敏感的因素,溫差1℃ ,結晶速度可相差(chà)幾倍。模具溫度不均或不穩定,直接影響結晶度大小,從而使製品(pǐn)收縮產生尺(chǐ)寸誤差。
⑵注射壓力的影響
注射壓(yā)力的變化導致製品尺寸的(de)波動。其它工藝參數(shù)不變時, 提高注射壓力, 可改善熔體充模流動性(xìng),增加流動長度,充模速度加快,製品密實,收縮減小,但易產生取向應力。壓力低時,製品得不到充分壓實(shí),收(shōu)縮加大。
⑶保壓壓力的影響
保壓壓力對穩定製品尺寸有重(chóng)要作用,提高保壓壓力,可對模(mó)內(nèi)製品的收(shōu)縮進(jìn)行補料壓實,減小收縮。但保壓壓力太(tài)高,會造成製(zhì)品脫(tuō)模時的殘餘應(yīng)力增大,引起變形或開裂,影響製(zhì)品尺寸(cùn)。
⑷注射時間的影響
在澆口封閉前,注射時間越短,收縮率越大,而(ér)且收(shōu)縮率的變化幅度也越大;當注射時間達到或超過澆口(kǒu)的凝固時間時,即使再延長注射時間,製品質量和收縮率也不再發生變化,注射時間控(kòng)製與所設計的澆口厚度關係密切,澆口(kǒu)厚度能夠在很(hěn)大程度上左右澆口封閉時間。
⑸保壓時間的影(yǐng)響
保壓時間越長有利於熔(róng)體補塑壓實,塑件密度越大,收縮率越小。當澆口凝封後,保壓對製品收縮的減小不再起作用,過長的保壓時間會延長(zhǎng)成型周期。
4.成型(xíng)原料的影響
成型原料的收縮率對塑件尺寸精度影響很大。如果成型設備和模具的(de)精度很高,但成型原料的收縮率很大,則很難保證塑件的尺寸精度。一般情況下,成型原料的收縮率越大,塑件的尺(chǐ)寸(cùn)精度越難保證。
通常,結晶型和半結晶型樹脂的收縮率比非結晶型樹脂大,而(ér)且收縮率變化範圍也比較大(dà),與之對應的塑件成型後產生的收縮率(lǜ)波動也比較大;對於結晶型樹脂,結晶(jīng)度高(gāo),分子體積縮(suō)小,塑件的(de)收(shōu)縮大。此外,如果成型原料的顆(kē)粒(lì)大小(xiǎo)不均,幹燥不良,再生(shēng)料(liào)與(yǔ)新料混合不均勻,每批(pī)原料的性(xìng)能不同,也會(huì)引起塑件成型(xíng)尺寸(cùn)的波動。
四、結語(yǔ)
注射成型過程中尺(chǐ)寸偏差的(de)存在是普遍的(de),想要實現精密注塑加工,需要(yào)通過優化模(mó)具結構及成型工藝參數,選擇合適的原料,可以減少甚至避免尺寸偏差的(de)產生,或減小(xiǎo)尺(chǐ)寸偏差,改(gǎi)善塑件產品的性(xìng)能,從而使製(zhì)品尺寸(cùn)及性(xìng)能能夠滿足(zú)設計要求.