設(shè)計塑料模時,確定了模具結(jié)構(gòu)之後即可對模具的各部分進行詳細設(shè)計,即確定各模板和零件的尺寸,型腔和型芯尺寸等。這時將涉及有關(guān)材料收縮率等主要的設(shè)計參數(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,就不可能生產(chǎn)出品質(zhì)合格的塑件。
熱塑性塑料的特性是在加熱後膨脹,冷卻後收縮,當然加壓以後體積也將縮小。在注塑成形過程中,首先將熔融塑料注射入模具型腔內(nèi),充填結(jié)束後熔料冷卻固化,從模具中取出塑件時即出現(xiàn)收縮,此收縮稱為成形收縮。塑件從模具取出到穩(wěn)定這一段時間內(nèi),尺寸仍會出現(xiàn)微小的變化,一種變化是繼續(xù)收縮,此收縮稱為後收縮。
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,尺寸增加量為2%;玻璃纖維增強尼龍66的含水量為40%時尺寸增加量為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,一般都推薦德國國家標準中DIN16901的規(guī)定。即以23℃±0.1℃時模具型腔尺寸與成形後放置24小時,在溫度為23℃,相對濕度為50±5%條件下測量出的相應(yīng)塑件尺寸之差算出。
收縮率S由下式表示:S={(D-M)/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算模具型腔則為 D=M/(1-S) 在模具設(shè)計中為了簡化計算,一般使用下式求模具尺寸:
△VS=VSR_VST(4)
式中:VS-成形收縮差 VSR-熔料流動方向的成形收縮率 VST-與熔料流動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個組?!鱒S值※小的組是高精度組,以此類推,△VS值※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※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。如果用這類塑料成形塑件的尺寸公差選用110組時,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※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,還需注意以下各點。表中的一般公差用於不注明公差的尺寸公差。
直接標注偏差的公差是用於對塑件尺寸標注公差的公差帶。其上、下偏差可設(shè)計人員自行確定。例如公差帶為0.8mm,則可以選用以下各種上、下偏差構(gòu)成。0.0;-0.8;±0.4;-0.2;-0.5等。每一公差組中均有A、B兩組公差值。其中A是由模具零件組合形成的尺寸,增加了模具零件對合處不密合所形成的錯差。
此增加值為0.2mm。其中B是直接由模具零件所決定的尺寸。精密技術(shù)是專門設(shè)立的一組公差值,供具有高精度要求塑件使用。在此用塑件公差之前,首先必須知道所使用的塑料適用哪幾個公差組。