熱門關(guān)鍵詞: 衛浴花灑塑膠製品 電腦鑼加工 汽車模(mó)具加(jiā)工 精密模具開發
轎車的塑料零部件,如(rú)線圈骨架、基座、保險絲盒、燈座、片(piàn)式熔斷器、中央配電盒、護套、推動架、簧片排(pái)組件及外罩等大都采用注(zhù)塑件成型,由於這(zhè)些塑料件本身具有(yǒu)較高的(de)設計精度,使得對這些塑料件不能采用常規的注塑件成(chéng)型,而必須采用精密注塑件成型工藝技術。為了保證轎車精(jīng)密塑料件的性能、質量與可靠性(xìng),注塑件成型出質量較高、符合(hé)產品設計要(yào)求的塑料(liào)製品,必(bì)須對塑料材料、注(zhù)塑件設備與注塑件模具及注(zhù)塑件工藝不斷進(jìn)行改進。 一、影響精密注塑(sù)件的主要因素 判定精密注塑件的依據是(shì)注塑(sù)件製品的精度,即製品的尺寸公差、形位公(gōng)差和表麵粗(cū)糙度。要進行精密注塑件必須有許多相關的條件,而最(zuì)本質的(de)是塑料材料、注塑件注塑件模(mó)具、注塑件工藝和注塑件設備這四項(xiàng)基本因素(sù)。設計塑料(liào)製品時,應首先選定工程(chéng)塑料(liào)材料,而能進行精密注塑件的工程塑料又必須選用那些(xiē)力(lì)學性能高、尺(chǐ)寸穩定(dìng)、抗(kàng)蠕變性能好、耐環境應力開裂的材料。其次應根(gēn)據所選擇(zé)的塑(sù)料(liào)材料、成(chéng)品尺寸精度(dù)、件重、質量要求以及預想的注塑件模具結構(gòu)選用適用的注塑件機。在加工(gōng)過程中,影響精密注塑件製品的因(yīn)素(sù)主要來自注塑件模具的精度(dù)、注塑件收縮,以及製品的環境溫度和濕度變化幅度等方麵。 在精密注(zhù)塑件(jiàn)中,注塑件模具是用(yòng)以取得符合質量要求的精密塑(sù)料製品的關鍵之一,精密注塑件用的注塑件模具應切實(shí)符合製品尺寸、精度及形狀的要求。但即(jí)使注塑件模具的精度、尺寸一致,其模塑的塑料(liào)製品之實際尺寸也會因收縮量差(chà)異而不一致。因此,有效地控製塑料製(zhì)品的收縮率在精密注塑件技術(shù)中就顯得(dé)十分(fèn)重要。 注(zhù)塑件模具設計得合理與否會直接影響塑料製品的收縮率,由(yóu)於注塑件模具型腔尺(chǐ)寸是由(yóu)塑料製品尺寸加(jiā)上所估算(suàn)的收縮率求得的,而收縮率則是由塑料生產注塑件(jiàn)加工家或工程塑(sù)料手冊推薦的一個範圍內的數(shù)值,它不僅與注塑件模具(jù)的澆口形式、澆口(kǒu)位置與分布有關,而且(qiě)與工程塑料的結晶取向性(各向異性)、塑料製品的形狀、尺寸、到澆口的距離及位置有關。影響塑料收縮率的主要有熱收縮、相(xiàng)變(biàn)收(shōu)縮、取向收縮、壓縮收縮與(yǔ)彈性回複等因素,而這些影(yǐng)響(xiǎng)因素與精密注塑件製(zhì)品的成型條件或操作條件有關。因此,在設計(jì)注塑件模具時(shí)必須考慮這(zhè)些影響因素與注塑件條件的(de)關係及其表觀因素,如注(zhù)塑件壓力與模腔壓(yā)力及充模速度、注射熔體溫度與注塑件模具溫度、注塑件模具結構(gòu)及澆口形式與分布,以及澆(jiāo)口截麵積、製品壁(bì)厚、塑料材料中增強填料(liào)的含量、塑料材料的結晶度與(yǔ)取向性等因素的影響。上述因素的影響也(yě)因塑料材料不同、其它成型條件如溫度、濕度、繼續結晶化、成型後的(de)內應力、注塑件機的變化而(ér)不同。 由於注塑(sù)件過程是把塑料(liào)從固(gù)態(粉料或粒料)向液態(熔體)又向固態(製品)轉變(biàn)的過程。從粒料到熔體,再由熔體到製品,中間要經過溫度(dù)場、應力(lì)場、流場以及密度場等(děng)的作用,在(zài)這些場的共同作用下,不同的塑料(熱固性或熱塑性(xìng)、結晶性或非結晶性、增強型或非增強型等)具有不同的聚合物結構形態和流變性能。凡是影響到(dào)上述"場"的因素必將會影響到塑料製品的物理力學性能、尺寸、形狀、精度與外觀質量。 這樣,工藝因素與聚合物的性能、結(jié)構形態和塑料製品之間的內在聯係會通(tōng)過塑料製品表現出來(lái)。分析清楚這些內(nèi)在的聯係,對合理地擬定注塑(sù)件加工工藝、合(hé)理地設計並按圖紙製造注塑(sù)件模具、乃至合理(lǐ)選(xuǎn)擇注塑件加工設備都有重要意義。精密注(zhù)塑件與普通注塑件在注(zhù)塑件壓力和注射速率上也有(yǒu)區別,精密注塑件(jiàn)常采用高壓或超高壓注射、高速注射以(yǐ)獲得較(jiào)小的成型收縮率。綜合(hé)上述各種原(yuán)因,設計精密注塑件注塑(sù)件模具時除考慮一般注塑件模具的設計要素(sù)外(wài),還須考慮(lǜ)以下幾點(diǎn):①采用適當的注塑件模具尺寸公差;②防(fáng)止產(chǎn)生(shēng)成(chéng)型收縮率誤差;③防(fáng)止發生注塑件變形;④防止發生脫模變形;⑤使注塑件模具製造誤差降至最(zuì)小(xiǎo);⑥防止注塑件模具精(jīng)度的誤差;⑦保持注塑件模具(jù)精度。 二、防止產(chǎn)生成型收縮(suō)率誤差 由於收(shōu)縮率會因注塑件(jiàn)壓力而發生變化,因(yīn)此,對(duì)於(yú)單型腔注塑件模具,型腔內的模腔壓力(lì)應盡量一致;至(zhì)於多型腔注塑件模具,型腔之間的模腔壓力(lì)應(yīng)相差很小。在單型腔多澆口(kǒu)或多型腔多澆口的情況下,必須以相同的注塑件壓力注射,使型腔壓力一致。為此,必須確保使澆口位置均衡。為了使型腔內的模腔壓力一致,最好使澆口入口處的壓力保持一致。澆口處壓力(lì)的均衡與流道中的(de)流動阻力(lì)有關。所(suǒ)以,在澆口壓力達到均衡之前,應先使流通均衡。由(yóu)於熔體溫度和注塑件模具溫(wēn)度對實際收縮率產生影響,因此在設計精密注(zhù)塑件注塑件模具型腔時,為了便於確定成型條件,必須注意型腔的排列。因為熔(róng)融塑料把熱量帶入注塑件模具,而注塑件(jiàn)模具的溫度梯度分布一般是圍繞在型腔的周圍,呈以主流道為中心的同心圓形狀。 因此,流(liú)道均衡、型腔排列和以主流道為中心的同心圓狀排列等設計措施,對減小各型腔之(zhī)間的收縮率誤差、擴大成型條件的允許範圍以及降低成本都是必要的。精密注塑件(jiàn)注塑(sù)件模具的型腔排列方式(shì)應滿足流道均衡和以主流(liú)道為中心排列兩方麵的要(yào)求,且必須采用以主流道為對稱線的型腔排列方式(shì),否則會造成各型腔的收縮率差異。 由於注塑(sù)件模具溫度對成型收縮率的影響(xiǎng)很大,同時也直接影響(xiǎng)注塑件製品的力(lì)學性能,還會引起製品表麵發花等各種成型缺陷,因此必(bì)須使摸具保持在規定(dìng)的溫度範圍內,而且還要使注塑件模具溫度不隨時間變(biàn)化而變化。多(duō)型腔注塑件模具的各型腔之間的溫(wēn)差也不得發生變化。為此,在注塑件模具設計中必須(xū)采取對注塑件(jiàn)模具加熱或冷卻的溫度控製措施,且為了使注塑件模具各型腔間的溫差(chà)盡量縮小,必須注意溫控(kòng)-冷卻回(huí)路的設計。在型腔、型芯溫控回路中,主要有(yǒu)串聯冷卻與並聯冷卻兩種連接方式。 從熱交換效(xiào)率來看,冷卻水的流動應呈紊流。但是在並聯冷卻回路中(zhōng),成為分流的一條回路中的流量比在串聯冷卻回路中的流量小,這樣可能會形成層流(liú),而且實際進入每條回路(lù)中的流量也不一定相同。由於進入(rù)各回路的冷卻水溫度相同,各型腔的溫度也應相同,但實(shí)際上因各(gè)回(huí)路中的流量(liàng)不同,且每條回路的冷卻能力也不相同(tóng),致使各模腔的溫度也不可能一致。采用串聯冷卻回路的缺點是冷卻水(shuǐ)的流(liú)動阻力大,最(zuì)前麵的型腔入口(kǒu)處的冷卻水溫度同最後型腔入口處(chù)的冷卻水溫度有明顯的差別。冷卻水出入口的溫(wēn)差因(yīn)流量的大(dà)小而(ér)變化。對於加工轎車塑料件的小(xiǎo)型精密注塑(sù)件注塑件模具而言,一般從降低(dī)注塑件模具成本考慮(lǜ),采用串聯冷卻回路較適宜。如果所使用的模溫調節控製儀(機)的性能能在2℃內控製冷卻(què)水的流量,則各型腔的溫差最大也可保持在2℃範圍內。 注塑件模具型腔和型芯應有各自的冷卻水回路係統。在冷卻回路的設計上,由於從型腔和(hé)型芯上所攝取(qǔ)的熱量不同,回路結構的熱阻力也(yě)不一(yī)樣,型(xíng)腔與(yǔ)型芯入口處(chù)的水溫會產生很大的溫差。若采用同(tóng)一係統,冷卻回路設計也較困難。一般轎車(chē)塑料件用的小型注塑件注塑件模具型芯都很小,采用冷卻水係統有很大的困難。如有可能,可以采用被青銅材料製造型芯,對實心鈹青銅型芯(xīn)則可采用插入式冷卻的方法。另外,在對注塑件製品采取防止翹曲的對策時,也(yě)希望型腔與型芯之(zhī)間(jiān)保持一定的溫(wēn)差。因此設汁型(xíng)腔與型(xíng)芯的冷卻回路時應能分(fèn)別進行溫度的調節和控製。 三、注塑件模具精度的保持 為了(le)保持在注塑件壓(yā)力、鎖模力(lì)下(xià)的注塑件模具精度,設計注塑件模具結構時必須考慮對(duì)型腔零(líng)件進行磨削、研磨和拋光等(děng)加工的可行性。盡管型腔、型芯(xīn)的加工已經達到高精度的要(yào)求,而(ér)且收縮率也同(tóng)所預計的一樣,但由於成型時的中心偏移,其所成(chéng)型的製品內側、外側(cè)的相關尺寸都(dōu)很難達到塑(sù)料零部件的(de)設計(jì)要求。為(wéi)了保持動、定模型腔在(zài)分型麵上的尺寸精度(dù),除了設置常規注塑件模具所常用的導柱、導套定中心(xīn)外,還必須加裝錐形(xíng)定位銷或楔(xiē)形塊等定位副,以確保(bǎo)定位精度準(zhǔn)確、可靠(kào)。 製作精密注塑件(jiàn)注塑件模具的材料要選擇力學(xué)性能高、熱蠕變(biàn)小的優質合金工具鋼,製(zhì)作型腔、澆道的注塑(sù)件模(mó)具材料要選擇經過嚴(yán)格熱處理的硬度高、耐(nài)磨性好、耐腐蝕性強、抗熱變形的(de)材料,同時還要考慮機械(xiè)加工、電加(jiā)工的難易性和經濟性。為防止發生時效變化而改(gǎi)變注塑件模具的尺寸精度,必須在設計注塑(sù)件模具時規定降低注塑件模(mó)具材料熱(rè)處理的殘存(cún)奧氏體組(zǔ)織的回火處(chù)理或低溫處理。 對(duì)精密注塑件注塑件模(mó)具的易損零件,尤(yóu)其是型腔、型芯等易損件,要在設計時(shí)考慮修理的可能性,以保持注塑(sù)件模具維修後仍具有較高精度。 四、結語 精密注塑件(jiàn)技術(shù)是轎車塑(sù)料零部件的主要和關鍵生產技術,而精密注塑件(jiàn)注塑件(jiàn)模具的設計是這項生產技術的(de)主要部分,合理地設計精密注塑件注塑件模(mó)具是獲(huò)得精密製品的基礎和必(bì)要前(qián)提。通過(guò)合(hé)理地確定注塑件模具的尺寸與公差、采取防止(zhǐ)注塑件製品產生收縮率誤差、注塑(sù)件變形、脫模變(biàn)形、溢邊等,以及確保注塑件模(mó)具精度(dù)等(děng)技術(shù)措施,並采用正確的精密注塑件工藝、適用的工(gōng)程塑料材料和精密的注塑件(jiàn)設(shè)備,使之達到最佳的(de)匹配,對於提高轎(jiào)車精密塑料件的(de)質量、可靠性和性能,降(jiàng)低生產成本,提高生產效率具有十分重要的意義。
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