深圳市科(kē)翔模具有限公司
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(1)從模(mó)具加工精度方麵考慮:由於注射塑件必須在型腔內成型,因此,它們的精度無論如何也不會超過型腔的精度。就目前精密模具(jù)製造技術而言(yán),型腔(qiāng)大部分采用銑削、磨削或電加工方法製造,這些加(jiā)工方法可以達到的(de)高精度和實用的經(jīng)濟精度列於(yú)表.從該表數值可知(zhī),欲使塑件能(néng)夠達到較高的精度(dù),必須對型腔進行(háng)磨削。然而,由(yóu)於塑件形狀的原因,型腔形狀(zhuàng)一般都很複雜,若要對其整體磨削,往往是一項十分困難或難以做到的工作。經常把型腔(qiāng)設計成鑲(xiāng)拚結構,以便對各個鑲件進行磨削。但也正是由於為了(le)解決這(zhè)一(yī)問題(tí),這一措施,導致精密模具精度受到(dào)限製,即對(duì)型腔進行鑲拚時,各鑲件必須采用配合尺寸,由於目前能夠使用的配合公差等(děng)級高(gāo)為IT5,所以,確定精密模(mó)具注射塑件的精度時,一般都不要使模具的公差等級因(yīn)塑件精度過高而超過TT5~IT6級。如果需要根據模(mó)具公差確定塑件精度。
(2)從精密模具結構和品種兩方麵考慮(lǜ):如果綜合模具結構和塑料品種兩方麵的因素確定精密模具注射塑件的公差(chà),其中,後者(zhě)是由日本塑料工業技(jì)術研究會提出的。極限是指采用單型腔模具結構時,注射塑件所能達到的公差數值,很顯然,這些數值不(bú)適(shì)於(yú)多型腔(qiāng)模大批量生產。實用極限是指采用四腔以下的精(jīng)密模具結構時,注射塑件所能達到的公差數(shù)值。
(3)從塑料的工藝特性方麵(miàn)考(kǎo)慮:如(rú)果(guǒ)需(xū)要(yào)根據(jù)收縮率確定精密注射塑件精度,這兩(liǎng)級公差組所規定的公差數值,對於精密注射要求(qiú)來講,顯(xiǎn)得偏低一些。有關精密注射(shè)塑件的精度要求,還有其他一些標準,特別是日本在(zài)這方麵做了較多工作。就目前情況來講(jiǎng),精密模具注射塑件的公差等級可以按照我國已頒布的塑料模塑件尺寸公差的標準中的MT2級。從精密模具注射成型的概念可知,判斷塑件是否需要精(jīng)密注射的依(yī)據是其公差數值。但是,對(duì)於精密注射的公差數值,並不是所有的塑料品種都能達到。由(yóu)於(yú)采用的(de)聚合(hé)物和填料的(de)種類及其配比不同,在注射成型(xíng)時流(liú)動性和成型性能將會具有很(hěn)大差異,即使對於組分和配(pèi)比完全相同的(de)塑(sù)料,由於生產廠家、出廠時間(jiān)和環境條件等因素影響,用它們注射出來的塑件之間也還會存在一個形狀及(jí)尺寸是(shì)否穩定的問題。因此,欲要將某種塑料進行精密注射,除了要求它們必(bì)須具(jù)有良好的流動性能和(hé)成型性(xìng)能之外,還要求用它(tā)們(men)成型(xíng)出的塑件具有穩定性。否則(zé),製件精度就很難保(bǎo)證。因此(cǐ),必須對塑料品種及其成型物料的狀態和(hé)品(pǐn)級進行嚴(yán)格選(xuǎn)擇。就目前情況而言,適合精密注射成型的塑料品種主要有聚碳酸酯、聚酰胺及其增強型、聚甲醛以及ABS和(hé)PBT等。
一、精密注射成型的工藝特點
精(jīng)密模具注射成型(xíng)的主(zhǔ)要工藝特點是注射(shè)壓力高、注射速度快和溫度控製必須準確。
1.注射壓力高
精密模具注射成型的(de)工藝特點,普通注(zhù)射所用的(de)注射壓力一般(bān)為40~200MPa,而對於精密模具注射(shè)則要(yào)提高到180~ 250MPa,在(zài)某些特殊情況下甚至要求更高一些,采取這種做法的原因有以下幾個。
(1)提高注射壓力可以增大塑料熔體的體積(jī)壓縮量(liàng),使其密(mì)度增大,線膨脹(zhàng)係數小,降低塑件的收縮率以及收縮率的波動數值。例如(rú),對於溫度為209℃的聚甲醛,采(cǎi)用60℃的溫模和98 MPa的注射壓力(lì)成型壁厚為3mm的塑件時,塑件的收縮率接近2.5%;當濕度和塑件條件不變時,將注射壓力提高到392MPa時,塑件(jiàn)的(de)收縮率可降到(dào)0.5%左右。
(2)提高注射壓力可以使成型允許使用的(de)流動距離增大,有(yǒu)助於改變(biàn)塑件的成(chéng)型性能並能成型超薄壁(bì)厚(hòu)塑件。例如,對聚碳酸酯,在(zài)77MPa的注射壓力時,可成型的塑件壁厚為(wéi) 0.2~0.8mm;當注(zhù)射壓力提高到392MPa時,塑件的壁(bì)厚可降(jiàng)到0.15~0.6mm.
(3)提高注射壓力有助於充分發揮注射速度的功效。這是因為形狀複雜的(de)塑件一(yī)般(bān)都必須采用較快(kuài)的注射速度,而較快的注射(shè)速度又必須靠較高的注射壓力(lì)來保證(zhèng)。
2.注射速度快
注射成型時,如果采(cǎi)用較快的(de)注射速度,不僅能夠成型形狀比較複雜的塑件,而且(qiě)還能減小塑件的尺寸公差,這一結論目前已經得到證實。
3.溫(wēn)度控製必(bì)須準確
精密(mì)模具(jù)注射成型的工藝特點,溫度對(duì)塑件成型質量影響很大,對於精密模具注射,不僅存在溫度的高低問題,而且還存在溫度(dù)控製精度的問題。很顯然,在精密模具注射成(chéng)型過程中,如果溫度控製得不準確,則塑料熔體的流動(dòng)性以及塑件的成型(xíng)性能和收縮率就不會穩定,因此也就無法保證塑件的精度。從這個角度來講,采用精密模具注(zhù)射成型時,不論對於料(liào)筒和噴嘴,或是對於注射模具,都必(bì)須嚴加控製它們的溫度範(fàn)圍。例如,在某些專用的精密模具注射機上,對料筒和噴嘴處溫度采用PID控製器,溫控精度可達±0.5℃.而在某(mǒu)些普通注射機上(shàng),料筒和噴嘴升溫時的超調量可達25~30℃,螺杆計量時引起的溫度波動可達4℃以(yǐ)上。進行精密注(zhù)射成型生產時,為了保證塑件的精度,除了必須嚴格控製料筒、噴嘴和(hé)精密模具的溫度(dù)之(zhī)外,還要注意脫模後周圍環境溫度對塑件精度的影響。
二、精密注(zhù)射成型(xíng)工藝(yì)對注射機的要求
由於精密(mì)模具注射成型具有較高的精度要求,所以,它們一般都需要在專門(mén)的精密注射機上進行。下(xià)麵簡單(dān)介紹一些有關精(jīng)密模具注射機的特(tè)征問題。
1.注射功率大(dà)精密注射機一(yī)般都采用比較大的注射功率,這樣做(zuò)除了可以滿足注射壓力和注射(shè)速度方(fāng)麵的要求(qiú)之外,注射功率本身還會對塑料(liào)製件起到一定(dìng)的作用。
2.控製精度高精密注射機(jī)的控製係統一(yī)般都具有很高的控製精度,這一點是精密(mì)模具注射成型精度(dù)本身所要求的。精(jīng)密注射成型對於注射機控製係統的要求如下:
(1)注射機控製係統必須保(bǎo)證各(gè)種注射工藝參數具有良(liáng)好的重複精度,以(yǐ)避免精密模具(jù)注射成型(xíng)精度因工藝參數波動而發生變化。為此,精密注射機一般都對注射量、注射壓力、注射速度、保(bǎo)壓(yā)壓力、螺杆背壓和螺杆轉速等工藝參數采取多級(jí)反饋控製(zhì),而對料筒和噴(pēn)嘴溫度則(zé)采用PID控製器(qì)。
(2)注射機對(duì)其合模係統(tǒng)的合模力大小必須能夠準確控製,否則,過大或過小的合模力都會對塑件精度產生不良影響。例如,合模力過大時,精密注射成型精度將(jiāng)會因模具的(de)彈(dàn)性變形過大而下降。
(3)精密注射機必須具有很強(qiáng)的塑化能力,並且還要保證物料能(néng)夠得到良好的塑化效果。因(yīn)此,除了螺(luó)杆必(bì)須采用較大的驅動(dòng)轉矩之外,控製係統還應能夠對螺杆進行無級調速。
(4)精密注射機控製係統還必須對液壓回路中的工作油溫進行準確控(kòng)製(zhì),以防工作油因為溫度變化而(ér)引起黏度和流量變化,並進一步導致注(zhù)射工藝參數變動,從而使塑件失去應有的精度。實驗已證明,小型注射機中的液壓(yā)油在沒有溫度調節的情況下,連續工作5h以後,油(yóu)溫就升高28℃,油壓升高0.19MPa,保壓(yā)壓力升高1.9~2.9MPa。很顯然,這種壓力變化必然導致精密模具注射成(chéng)型(xíng)尺寸偏差增大。為此,精密模具注射機一(yī)般都對其液壓油進行加熱和(hé)冷卻閉環控製,油(yóu)溫經常穩定在50~55℃。
3.液壓(yā)係統的(de)反應速度要快
精密模具注射成型的工藝特點,由於精(jīng)密注射經常采用高(gāo)速成型,所以也要求為工作服(fú)務的液壓係統必須具有很快的(de)反應速度,以滿足(zú)高速成(chéng)型對液壓係統的工藝要求。為此,液壓係統除了必須選(xuǎn)用靈敏(mǐn)度高、響應快的液壓(yā)元件外,還可以采用插(chā)裝比例技術,或在設計時縮短控製元件到執行元件之間的油路,必要時也可加裝蓄能器(qì)。液壓係統加裝蓄能器後,不僅可以提高係統的(de)壓力(lì)反應(yīng)速度(dù),而且也(yě)能(néng)起到吸振和穩定(dìng)壓力以及節能等(děng)作用。隨著計算機應用(yòng)技術不斷發展,精密注射機的液壓控製係統目(mù)前正(zhèng)朝著機(jī)、電、液、儀方向發(fā)展,這將能進一步促使注射機實現穩定、靈敏和 準(zhǔn)確的工作。
4.合模係統要有足(zú)夠的剛性
精密模具注射成型的(de)工藝特點,精密模(mó)具注射需要的注射壓力較高,因此,注射機合模係統必須具有足夠的剛性,否則,精密模具注射成型精度將會因為合模係統的彈性變形而下(xià)降。為此,在(zài)設計注射(shè)機移動模板、固定模板和拉(lā)杆等合模係統(tǒng)的結構零部件時,都必須圍繞著剛性這一問題進行設計和選材。
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文章關鍵詞:精密模具(jù)注射成型的工藝特點下一篇(piān):注塑模具材料及其選用
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