注塑零件從模具設計到產品端的尺寸控制分析

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隨著近年來模具工業(yè)的快速發(fā)展，同時新技術，新工藝的應用范圍不斷擴大和進步，從傳統(tǒng)的經驗積累到軟件開發(fā)的應用已有了質的變化。



CAD，CAM和CAE的廣范應用為我們的模具和模具產品的幾何尺寸控制技術打開了上升空間，由于模具和模具產品的市場需求差異很大，種類繁多，在外形，尺寸，材料，結構等各方面變化大，要求高，使得我們在模具和產品的生產過程中遇到了不少問題和困難，其中如何有效控制模具及產品的幾何尺寸也就非常直觀地放在了我們面前。



對于不同類型模具和產品會有不同的控制技術及方法。今天我在這里就注塑產品成形尺寸控制談點體會，談到注塑產品必定又會談到注塑模具，一般情況下我是從下列幾個方面著手的。


一、模具設計方面的控制  


1、首先要對模具結構，材料，硬度，精度等著多方面用戶的技術要求進行充分了解，包括成形塑材的收縮率是否正確，產品3D尺寸造型是否完整，合理進行處理分析。  

2、對注塑產品的縮孔、流痕、撥模斜度、熔接線及裂紋等外觀有影響的各個地方作充分考慮。  

3、在不妨礙注塑件產品功能及圖案造形的前提下，盡可能簡化模具的加工方法。  
4、分型面的選擇是否適當，對模具加工、成形外觀和成形件去毛刺都要作仔細的選擇。  

5、推頂方式是否適當，采用推桿、卸料板、推頂套管等方式還是其它方式，推桿和卸料板的位置是否恰當。
  
6、側面抽芯機構的采用是否合適，動作靈活可靠，應無卡滯現象。
  
7、溫度控制用何種方法容易對塑件產品更合適，對控溫油、控溫水、冷卻液等用哪種結構循環(huán)糸統(tǒng)，冷卻液孔的大小，數量，位置等是否恰當。  

8、澆口形式，料道和進料口的大小，澆口位置及大小是否恰當。
  
9、各類模塊與模芯熱處理變形影響及標準件的選用是否合適。  

10、注射成形機械的注射量，注射壓力和鎖模力是否充分，噴嘴 R，澆口套孔徑等是否匹配合適。  

從這些方面進行綜合分析準備，從產品件初始階段就應受到嚴格控制。  


二、工藝制造方面的控制  


雖然在設計階段進行了全面充分考慮和安排，但在實際生產中還會出現不少問題和困難，我們要盡可能在生產中符合設計的原意圖，找出實際加工中更加有效、更加經濟合理的工藝手段。  

1、選擇經濟適應的機床設備，作2D和3D的加工方案。  

2、也可考慮適當的工裝夾具進行生產中的輔助準備工作，刀具的合理運用，防止產品件出現變形，防止產品件收縮率的波動，防止產品件脫模變形，提高模具制造的精度，減小誤差，防止模具精度發(fā)生變化等等，一系列生產工藝要求和解決措施。
  
3、這里提一下有關英國塑料協會 （BPF） 的成形件尺寸誤差產生原因及其所占比例的分配情況：  

A：模具制造誤差約1/3 ，B由模具磨損產生的誤差1/6　C 由成形件收縮率不均衡所產生的誤差約1/3， D 預定收縮率與實際收縮率不一致所產生的誤差約1/6  

總的誤差=A+B+C+D，　因此可見模具制造公差應是成形件尺寸公差的1/3以下，否則模具難以保證成形件的幾何尺寸。



  

三、通常生產方面的控制  


塑件成形后發(fā)生幾何尺寸的波動是普遍存在的問題，并且是經常會發(fā)生的現象：  

1、料溫、模溫的控制



不同牌號的塑料必需不同的溫度要求，塑材流動性差的和二種以上混合料的使用都會有不一樣的情況發(fā)生，應該把塑材控制在最佳流動值范圍內，這些通常容易做到，但模溫的控制就比較復雜一些，不同的成形件幾何形狀、尺寸，壁厚比例的不同對冷卻糸統(tǒng)有一定的要求，模具溫度在很大程度上控制著冷卻時間；



因此盡量使模具保持在可允許的低溫狀態(tài)，以利于縮短注射周期，提高生產效率，模具溫度發(fā)生變化，那么收縮率也會有變化，模溫保持穩(wěn)定，尺寸精度也就穩(wěn)定，從而防止成形件的變形、光澤不良、冷卻斑等缺陷，使塑料的物理性能處于最佳狀態(tài)，當然這還有一個調試的過程，特別是多腔模成形件更復雜一些。  
2、壓力與排氣的調整控制

注射壓力的恰當，鎖模力的匹配應在調試模具時得到確定，在模具型腔和型芯所形成空隙中的空氣以及塑料所產生的氣體必須要從排氣槽排出模具之外，如排氣不暢會出現充填不足，產生熔接痕或燒傷，這三種成形缺陷有時會間或地在同一部位出現；



當成形件薄壁部分的周圍有厚壁存在時，模具溫度過低時就會出現充填不足，模具溫度過高則又會出現燒傷現象，通常在燒傷部位又會同時出現熔接痕，排氣槽往往會被忽視，一般都處于偏小狀態(tài)，因此通常情況下只要不產生毛邊，排氣凸肩的深度盡量深些，凸肩后部開設尺寸較大的通氣槽，以便通過凸肩后的氣體能迅速排出模具外，如有特別需要的時候在頂桿上開排氣槽，道理是一樣的，一是不出現飛邊，二是出氣快能很好起到效果就行。  

3、注塑成形件尺寸的補充整形控制


有些塑件因外形和尺寸的不同，脫模后隨溫度與失壓的變化，會發(fā)生不同情況的變形翹曲等，這時可作些輔助工裝夾具進行調整，在成形件出模后及時迅速采取補救措施，待其自然冷卻定形后就能取得較好的校正、調整效果。如果在整個注塑工藝上保證嚴格管理，那么注塑成形件的尺寸就會得到非常理想的控制。  

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