深圳市科翔模具有限公司(sī)
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(1)從模具加工精度方(fāng)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(jiù)目前精密模具製造技術而言,型腔大部分采用銑削、磨削或電加(jiā)工方法製造,這些加工方法可(kě)以達到的高精度和實用的經濟(jì)精(jīng)度列於表.從該表數(shù)值可(kě)知,欲使塑件能夠達到較高的精度(dù),必須對型腔進行磨削。然而,由於塑件形狀的原(yuán)因,型腔形狀一般都很複雜,若要對其整(zhěng)體磨削,往往是一項十分困難或難以做到(dào)的工作。經常把型腔設計成鑲拚結(jié)構,以便(biàn)對各個鑲件進行磨削。但也正是由於為了解決這一問題,這一措施,導致精密模具精度受到限製(zhì),即對型腔進行鑲拚時,各鑲件必須(xū)采用(yòng)配合尺寸,由於目前能夠使用的配合公差等級高(gāo)為IT5,所以,確定精密模(mó)具注射塑件的精度時,一般(bān)都不要使模具的公差等級因塑件精度過高而超過TT5~IT6級。如果需要根據模具公差確定塑件精度。
(2)從(cóng)精密模具結構和品種兩方(fāng)麵考慮:如果綜合模具結構和塑料品種兩方麵的因素確定(dìng)精(jīng)密模具注(zhù)射塑(sù)件的公差,其中,後者是由日本塑料工業技術研究會提出的。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(chà)數值,很顯然,這些數值(zhí)不適於多型腔模大批量生產。實用極限是指采用(yòng)四腔以(yǐ)下的精密模(mó)具結構時,注(zhù)射塑件所能達到的公差數值(zhí)。
(3)從塑料的工藝(yì)特性方麵考慮:如果需要根據收縮率(lǜ)確定精密注射塑件精度,這(zhè)兩級公差(chà)組所規定的公差數值,對於(yú)精密注射要求來講(jiǎng),顯得偏低一(yī)些。有關(guān)精(jīng)密注(zhù)射塑件(jiàn)的精度要求,還有其他一些標準,特別是(shì)日本在這方麵做了較多工作。就目前情況來講,精密模具注射塑(sù)件的(de)公差等級可以按照我國已頒布的塑料模塑件尺(chǐ)寸公差的(de)標(biāo)準中的MT2級(jí)。從精密(mì)模具注射成型的(de)概念可知,判斷塑件(jiàn)是否需要精密注射的依據是其公差數值(zhí)。但是,對於精密注射(shè)的公差數值,並不是(shì)所有(yǒu)的塑料品種都能達到。由於采用(yòng)的聚合物和填(tián)料的種類及其配比不同,在注射成型時流動性和成型(xíng)性能(néng)將會具有很大差異,即使(shǐ)對於組(zǔ)分和配比完全相同的塑料,由於生(shēng)產廠家、出廠時間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尺寸是否穩定的問題。因此,欲要將某種塑料進行精密注射,除了要求它們必須具有良好的流動性(xìng)能和成型性能之外,還要求用它們成型出的塑件具有穩定性。否則,製件精度就很難保證。因此,必須對塑料(liào)品種(zhǒng)及其(qí)成型物料的狀態和品級進行嚴格選擇。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(jí)ABS和PBT等。
一、精密注射成型的工藝特點
精密(mì)模具注射(shè)成型的主要工藝特點是注射壓力高、注射速度快和溫度控(kòng)製(zhì)必須準確。
1.注(zhù)射壓力高
精密模具注射成型(xíng)的工藝特點,普通(tōng)注射所用的(de)注射壓力一般為40~200MPa,而對於(yú)精密模(mó)具注射則要提高到180~ 250MPa,在某些特殊情況下(xià)甚至要求更高一些,采取這種做法的(de)原因(yīn)有以下幾個。
(1)提高注射壓力可以增大塑料熔體的體積壓縮量,使其密度增(zēng)大,線膨脹係數小,降低塑件的收縮率以及收縮(suō)率的(de)波動數值。例如,對(duì)於溫度為209℃的聚甲(jiǎ)醛,采用60℃的溫模和98 MPa的注射壓力成型壁厚為3mm的塑(sù)件時,塑件的收縮率接近2.5%;當濕度和塑件條件不(bú)變時,將(jiāng)注射壓力提高到392MPa時,塑件的(de)收縮率可降到0.5%左右。
(2)提高注射壓力可以(yǐ)使成型允許使用的流動距離增大,有助於改變塑件的成型性能並能(néng)成型超薄壁厚塑件。例如,對聚(jù)碳酸酯,在77MPa的注射壓力時(shí),可成型的塑件壁厚為 0.2~0.8mm;當注射壓力提高到392MPa時,塑件的壁厚可降到0.15~0.6mm.
(3)提高注射壓力有助於充分發(fā)揮注射速度的功效。這(zhè)是因為形狀複雜的塑件一般(bān)都必須采用較快的注射速度,而較快的注射速度又必須靠較高的注射壓力來保證。
2.注射速度快
注射成型時,如果采用較快的注射速度,不僅能夠成型形狀比較複雜的塑件,而且還能減小塑件的尺寸公差,這一(yī)結論目前已經得到證實。
3.溫度控製必須準確
精密模具注射成型的工藝特點,溫度對(duì)塑件成型質(zhì)量影(yǐng)響很大,對於精密模具注射,不僅(jǐn)存在(zài)溫度的高低問題,而且還存在溫度(dù)控製精度的(de)問(wèn)題。很顯然,在(zài)精密模具注射成型過程中,如果溫度控製得不準確,則塑料熔體的流動性以及(jí)塑件的成(chéng)型(xíng)性能和(hé)收縮率就不(bú)會(huì)穩定(dìng),因此也就無法保證塑件的精度(dù)。從這個角度(dù)來講,采用精密模具注射成型時,不論對於料(liào)筒和噴嘴,或是對(duì)於(yú)注射模具,都必須嚴加控製(zhì)它們的溫度範(fàn)圍。例如,在某些專用(yòng)的精密模具注射機(jī)上,對料(liào)筒和噴嘴處溫度采用PID控製(zhì)器,溫控精度可達±0.5℃.而在某些普通(tōng)注射機(jī)上,料筒和噴嘴升溫時的(de)超調量可達25~30℃,螺杆(gǎn)計量時引起的溫度波動可達4℃以上。進(jìn)行精密注射成型生產時,為了(le)保證塑件的精度,除了必須嚴格控製料筒、噴嘴和精密模具的溫度之外,還要注意脫模後周圍環境(jìng)溫度對塑(sù)件精度的影響。
二、精密注射成型工藝(yì)對注射機的要求
由於精密模具注射成型(xíng)具有較高的精度要求,所以,它們一般都需要在專門的精密注射(shè)機上進(jìn)行。下麵簡單介紹一些有關精密模具注射機的特征問題。
1.注射(shè)功率大精密注射(shè)機一般都采用比較大的注射功率,這樣做除了可以滿足注(zhù)射(shè)壓力和注射速(sù)度方(fāng)麵的要求之外,注射功率本身還(hái)會對塑料製(zhì)件起到一定的作(zuò)用。
2.控製精度高精密注(zhù)射機的控製(zhì)係統一般都具有很高(gāo)的控(kòng)製精度,這一點是精密模具注射成型精度本身所要求的。精密注射成(chéng)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證各種注射工藝(yì)參數具有良好的重複精度,以避免精密模(mó)具注(zhù)射成型精度因工藝參數波(bō)動而發生變化。為此,精(jīng)密注射機一般都對注射量、注射壓力、注射速(sù)度、保壓壓力、螺杆背壓和螺杆轉速等工藝參數(shù)采取多級反(fǎn)饋控製,而對料(liào)筒和噴嘴溫度則采用PID控製器。
(2)注射(shè)機對其合模係統的(de)合模(mó)力大小必須能夠準確(què)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(lì)過(guò)大(dà)時,精密注射成型精度將會(huì)因模具的(de)彈性變形過(guò)大而下降。
(3)精密注射機必須(xū)具有很強的塑化能力,並且還要保證物料能夠得到良好(hǎo)的塑化效果。因此,除了螺杆必須(xū)采(cǎi)用較大(dà)的驅動轉矩之外(wài),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(xì)統還必須對液壓回路中的工作油溫(wēn)進行準確控製(zhì),以防工作油因為溫度變化而引起黏度和流量變化,並進一步導致(zhì)注射工藝參數(shù)變動,從而使塑件失去應有的精度。實驗已證明(míng),小型注射機中的(de)液壓油在沒有溫度調節的情況下,連續工作5h以後,油溫(wēn)就升高28℃,油壓(yā)升高0.19MPa,保壓(yā)壓力升(shēng)高1.9~2.9MPa。很(hěn)顯然(rán),這種壓力變化必然導致(zhì)精密模具(jù)注射成型尺寸偏(piān)差增大。為此,精密模具注射機一般都對其液壓(yā)油進行加熱和冷卻閉環控製,油溫經常穩定在50~55℃。
3.液壓係統的反應速度要快
精密模具注射成型的工藝特點,由於精密注射經常采用高(gāo)速成型,所以也要求為工(gōng)作服務(wù)的液壓係統必須具有很快的反應速度,以滿足高速成型對液壓係統的工藝要求。為此,液壓係統除了必須選用靈敏度高、響應快的液(yè)壓元件外,還可以采用插裝比(bǐ)例技術,或在(zài)設計(jì)時縮短控(kòng)製元件到執行元件之間的油路,必要時也可加裝蓄能器。液壓係統加裝蓄能器後,不僅可(kě)以提高係統的壓力(lì)反應速度,而(ér)且也能起到吸振和穩定壓力以及節能等作用。隨著計算機應用技術不斷發展,精密注射機的液壓控製係統目前(qián)正朝著機、電、液、儀方向發展(zhǎn),這將(jiāng)能進一步促使注射機實現穩定、靈敏和 準確的工作。
4.合模係統要有足夠的剛性
精密模具注射成(chéng)型的工藝特點,精密模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降。為此,在設計注射機移動模板、固定模板和拉杆等合模係統的結構零部件時,都必須圍繞著剛性這(zhè)一問題進行設計和選材。
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