При проектировании пластиковой формы после определения структуры формы можно выполнить детальное проектирование каждой части формы, то есть размер каждого шаблона и частей, размер полости и сердечника и т. д. определенный. Это будет включать в себя ключевые параметры конструкции, такие как усадка материала. Поэтому размер каждой части полости можно определить, только зная степень усадки формируемого пластика. Даже если выбрана правильная структура пресс-формы, но используемые параметры не подходят, невозможно произвести качественные пластмассовые детали.
Характеристика термопластов заключается в том, что они расширяются после нагрева и сжимаются после охлаждения, и, конечно же, объем также будет уменьшаться после повышения давления. В процессе литья под давлением расплавленный пластик сначала впрыскивается в полость формы, а после заполнения расплавленный материал охлаждается, затвердевает и дает усадку, когда пластиковую деталь вынимают из формы, что называется усадкой при литье. В течение периода времени, когда пластиковая деталь вынимается из формы и стабилизируется, все еще будут небольшие изменения в размере. Одним из видов изменений является дальнейшее сжатие, и это сжатие называется постусадкой.
Другой вариант заключается в том, что некоторые гигроскопичные пластмассы набухают из-за поглощения влаги. Например, когда содержание воды в нейлоне 610 составляет 3 процента, увеличение размера составляет 2 процента; когда содержание воды в нейлоне 66, армированном стекловолокном, составляет 40 процентов, увеличение размера составляет 0,3 процента. Но именно формирующаяся усадка играет основную роль.
В настоящее время метод определения степени усадки различных пластиков (усадка при формовании плюс постусадка) обычно рекомендует положения DIN16901 в немецком национальном стандарте. То есть рассчитывается разница между размером полости пресс-формы при 23 градусах ± 0,1 градуса и соответствующим размером пластиковой детали, измеренным при 23 градусах и относительной влажности 50 ± 5 процентов после формования в течение 24 часов.
Коэффициент усадки S выражается по следующей формуле: S={(D－M)/D}×100 процентов (1)
Среди них: S - скорость усадки; D- размер пресс-формы; M- размер пластиковой детали.
Если полость пресс-формы рассчитывается на основе известного размера пластмассовой детали и скорости усадки материала, она равна D=M/(1-S). Для упрощения расчетов при проектировании пресс-формы обычно используется следующая формула для определения размера пресс-формы:
Д=М плюс МС(2)
Если требуется более точный расчет, следует применить следующую формулу: D=M плюс MS плюс MS2(3)
Однако при определении степени усадки, поскольку на фактическую скорость усадки влияет множество факторов, можно использовать лишь приблизительные значения, поэтому расчет размера полости по формуле (2) в основном удовлетворяет требованиям. При изготовлении пресс-формы полость обрабатывается по нижнему отклонению, а стержень - по верхнему отклонению, чтобы при необходимости его можно было правильно подрезать.
Основная причина, по которой трудно точно определить скорость усадки, заключается в том, что скорость усадки различных пластиков представляет собой не фиксированное значение, а диапазон. Поскольку степень усадки одного и того же материала, произведенного на разных фабриках, различна, даже степень усадки одного и того же материала, произведенного разными партиями на фабрике, также различна.
Поэтому каждая фабрика может предоставить пользователям только диапазон усадки пластмасс, производимых фабрикой. Во-вторых, на фактическую скорость усадки в процессе формования также влияют такие факторы, как форма пластиковой детали, структура пресс-формы и условия формования. Влияние этих факторов представлено ниже.
Пластиковая форма
Для толщины стенки формованной детали, как правило, из-за более длительного времени охлаждения толстой стенки, скорость усадки также больше. Для обычных пластиковых деталей, когда разница между размером L в направлении потока расплавленного материала и размером W, перпендикулярным направлению потока расплавленного материала, велика, разница в скорости усадки также велика. С точки зрения дальности протекания расплава потери давления в части, удаленной от шибера, велики, поэтому усадка в этом месте также больше, чем у шибера. Такие формы, как ребра, отверстия, бобышки и гравировки, устойчивы к усадке, поэтому эти области будут меньше сжиматься.
Структура пресс-формы
Форма ворот также влияет на усадку. При использовании малого затвора усадка пластиковой детали увеличивается, потому что затвор затвердевает до окончания выдерживающего давления. Структура контура охлаждения в пресс-форме для литья под давлением также является ключевым моментом в конструкции пресс-формы. Если контур охлаждения не спроектирован должным образом, разница в усадке возникнет из-за неравномерной температуры пластиковых деталей, и в результате размер пластиковой детали выйдет за пределы допустимого или деформируется. В тонкостенных деталях влияние распределения температуры формы на усадку более очевидно.
Размеры формы и производственные допуски
В дополнение к расчету основных размеров по формуле D=M(1 плюс S), размеры обработки полости пресс-формы и стержня также имеют проблему допуска обработки. По соглашению допуск обработки пресс-формы составляет 1/3 допуска пластиковой детали. Однако, поскольку диапазон усадки и устойчивость пластмасс различны, в первую очередь необходимо рационально определить размерные допуски пластмассовых деталей, образованных разными пластмассами. Другими словами, размерный допуск пластиковых формованных деталей должен быть больше, если диапазон усадки велик или устойчивость к усадке плохая. В противном случае может быть большое количество отходов с недопустимыми размерами.
По этой причине в различных странах были специально сформулированы национальные стандарты или отраслевые стандарты для допусков размеров пластиковых деталей. Китай также сформулировал профессиональные стандарты министерского уровня. Но большинство из них не имеют соответствующих допусков на размеры полости пресс-формы. В немецком национальном стандарте специально сформулированы стандарт DIN16901 для допуска размеров пластиковых деталей и соответствующий стандарт DIN16749 для допуска размеров полости пресс-формы. Этот стандарт имеет большое влияние в мире, поэтому его можно использовать в качестве справочного материала для производства пластиковых форм.
Размерный допуск и допустимое отклонение пластиковых деталей
Для обоснованного определения допусков на размеры пластмассовых деталей, образованных материалами с различными характеристиками усадки, в стандарте вводится понятие разности формообразующих усадок △VS. в
△VS＝VSR_VST(4)
В формуле: VS-формирующая усадка разность VSR-образующая усадка в направлении течения расплава VST-образующая усадка в направлении, перпендикулярном течению расплава.
В зависимости от значения пластмассы △ VS характеристики усадки различных пластмасс делятся на 4 группы. Группа с наименьшим значением △VS является группой высокой точности, и, по аналогии, группа с наибольшим значением △VS является группой низкой точности. А по основному размеру, прецизионной технологии составляют 110, 120, 130, 140, 150 и 160 группы допуска. Также оговаривается, что допуски размеров пластмассовых деталей с наиболее стабильными усадочными свойствами можно выбирать из групп 110, 120 и 130.
120, 130 и 140 используются для допусков размеров пластиковых формованных деталей с умеренными и стабильными свойствами усадки. Если использовать 110 наборов допусков на размеры для формования пластиковых деталей из этого типа пластика, может быть изготовлено большое количество пластиковых деталей, не соответствующих допускам. Группы 130, 140 и 150 выбраны для допусков размеров пластмассовых деталей с плохими свойствами усадки.
Размерный допуск пластиковых фасонных деталей с наихудшими усадочными свойствами выбирают из групп 140, 150 и 160. При использовании этой таблицы допусков также обратите внимание на следующие моменты. Общие допуски в таблице относятся к допускам на размеры, где допуски не указаны.
Допуск, который непосредственно отмечает отклонение, представляет собой зону допуска, используемую для обозначения допуска пластиковой детали. Верхние и нижние отклонения могут быть определены проектировщиком. Например, если зона допуска составляет {{0}},8 мм, можно выбрать следующие верхнее и нижнее отклонения. 0.0;-0.8;±0.4;-0.2;-0.5 и т. д. Существует два набора значений допуска A и B. в каждой группе толерантности. Среди них A представляет собой размер, образованный комбинацией частей пресс-формы, что увеличивает ошибку, вызванную несоответствием деталей пресс-формы.
Это увеличение составляет 0,2 мм. Где B – размер, непосредственно определяемый деталями пресс-формы. Прецизионная технология представляет собой набор значений допусков, специально установленных для пластиковых деталей с высокими требованиями к точности. Прежде чем использовать допуски пластмассовых деталей, необходимо сначала узнать, какие группы допусков применимы к используемым пластмассам.
