深圳市科(kē)翔(xiáng)模具有限公司
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(1)從模具加工精度方麵考慮:由於注射塑件必須(xū)在型腔內成型,因此,它們的精度無論如何也(yě)不會超(chāo)過型腔的精度。就目前精密模具製造技術而言,型腔大部分采用銑削、磨削(xuē)或(huò)電加(jiā)工方法製(zhì)造,這些加工方(fāng)法可以達到的高精度和實用的經(jīng)濟精度列於表.從該表數值可知,欲(yù)使塑件能夠達到較高的精(jīng)度(dù),必須對型(xíng)腔進行磨削。然而,由於塑件(jiàn)形狀的原(yuán)因,型腔形狀一般都很複(fù)雜,若要(yào)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(xíng)腔設(shè)計成鑲拚(pīn)結構,以便對各個鑲(xiāng)件(jiàn)進行磨(mó)削。但也正是由於為了(le)解決這一問題,這一措施,導致精密(mì)模具精度受(shòu)到限製,即對型腔進行鑲拚時,各鑲件必須采用配合尺寸,由於目(mù)前能夠使用的配合公差等級高為(wéi)IT5,所以,確定精(jīng)密模具注射塑件的精度時,一般(bān)都不(bú)要使模具的公差等級因塑件(jiàn)精(jīng)度過高而超過TT5~IT6級。如果需要根據模(mó)具公(gōng)差(chà)確定塑(sù)件精度。
(2)從精密模(mó)具(jù)結(jié)構和品種兩方(fāng)麵考(kǎo)慮(lǜ):如果(guǒ)綜(zōng)合模(mó)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,其中,後者(zhě)是由日本塑料工業技術研究(jiū)會提出的。極(jí)限是指(zhǐ)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,這些數值不適於多型腔(qiāng)模大(dà)批(pī)量生產。實用極限是指采(cǎi)用四腔以下的精密模具結構時,注射塑件所能達到的公差數值。
(3)從塑料的工藝特性(xìng)方麵考慮:如果需要根據收縮率確定精密注射塑件(jiàn)精度,這兩級(jí)公(gōng)差組所規定的公(gōng)差數值,對於精密注射要求來講,顯得偏低一些。有關精密(mì)注射塑件的(de)精度要求,還有其他一些標準,特別是日本在這方麵做了較多工作。就目前情況來講,精密模具注(zhù)射塑件的公差等(děng)級可以按照我國已頒布(bù)的塑料模塑件尺寸公差的標準中的MT2級。從精密(mì)模具注射成(chéng)型的(de)概念可知(zhī),判斷塑件是否需要精密(mì)注射的依據是其公差數值。但是,對於精(jīng)密注射(shè)的公差數值,並不是所有的塑料品種都能達到。由於(yú)采用的聚合物和填(tián)料的種(zhǒng)類及其配比不同,在注射成型時流動性和成型性能將會具有很大差異,即使對於組分和配比完全相同的塑(sù)料,由於生產廠家、出廠時間和環境條(tiáo)件等因素影響,用它們注射(shè)出來的塑件之間也還(hái)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(yào)求它們必須具有(yǒu)良好的流動性能和成型性能之外,還要求用它們成型出的塑(sù)件(jiàn)具有穩定性。否則,製(zhì)件精度就很難保證。因此,必須對塑料品種及其成型物料的狀態和品級(jí)進行嚴格選(xuǎn)擇。就目前情況而言,適合精密注(zhù)射(shè)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PBT等。
一、精密注射成型的工藝特點
精密模具(jù)注射成型的主要工藝特點是注射壓力高、注射速度快和溫度(dù)控製必須準確。
1.注射壓力高
精密模具注射成型的工藝特點,普通注射所用的注(zhù)射壓力一般為40~200MPa,而對於精密模具注射則要提高到180~ 250MPa,在某些特殊情況下甚至要求更高一些,采(cǎi)取這種做法的原(yuán)因有以下幾個。
(1)提高注射壓力(lì)可以增大塑料熔體的體積壓縮量,使其密度增大,線膨脹係(xì)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,采用60℃的溫模和98 MPa的注射壓力成型壁厚為3mm的塑件時,塑件的收縮率接近2.5%;當濕度(dù)和塑件條件不變時,將注射壓力提高到392MPa時,塑件的收縮率(lǜ)可降到0.5%左右。
(2)提高注射壓力可以使成型允許使用的流動距離增大,有助於改變塑件(jiàn)的成型(xíng)性能並能成型超薄壁厚塑件。例如,對聚碳酸酯,在77MPa的注(zhù)射壓力時(shí),可成型的塑件壁厚為 0.2~0.8mm;當注射(shè)壓力提高(gāo)到392MPa時,塑件的壁厚可降到0.15~0.6mm.
(3)提高注射壓力(lì)有助於充分發(fā)揮注射速度的功效(xiào)。這是因(yīn)為形狀複雜的塑件一(yī)般(bān)都必須采用較快(kuài)的注射速度,而(ér)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(zhù)射(shè)成型時,如果采用較快(kuài)的注射速(sù)度,不僅能夠成型形狀比較複雜的塑件,而且還能減小(xiǎo)塑件的尺寸公差,這一結論(lùn)目前已經(jīng)得到證實(shí)。
3.溫度控製(zhì)必須(xū)準確(què)
精(jīng)密模具(jù)注射成(chéng)型的工(gōng)藝特點,溫度對塑件成型質量影響很大(dà),對於(yú)精密(mì)模具注射,不(bú)僅存在溫度的高低問題,而(ér)且還存在溫度控製精度的問題。很顯然,在精密模具注射成型過(guò)程中,如果溫度控製得不(bú)準確,則塑料熔體的流動性以及塑件的(de)成(chéng)型性能和收縮率就不會穩定,因此也就無法保證(zhèng)塑件的(de)精度。從這個(gè)角度來講,采用精密模具注射成型時,不論對(duì)於料筒和噴嘴,或是對於注射模具,都必須嚴加控製它們的溫度範圍。例如,在某些專(zhuān)用的精密模具注射機上,對料筒(tǒng)和噴嘴處溫度采用PID控製器,溫控(kòng)精度可達±0.5℃.而在某些普通注射機上,料筒和(hé)噴嘴升(shēng)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,為了保證塑件的精度,除了必須嚴格控製料筒(tǒng)、噴嘴和精密模具的溫度之外(wài),還要(yào)注意脫模(mó)後周圍(wéi)環境溫(wēn)度對塑件精度的影響(xiǎng)。
二、精密注射成型工藝對注射機的要求
由(yóu)於精密模具注射成型具有較高的精度要求,所以,它們一般都(dōu)需要(yào)在專門的精密注射機上進行。下麵簡單介紹一些有關精密模具注射機的(de)特征問(wèn)題(tí)。
1.注射功率大精密注射機一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速度方麵的要求之外,注射功率本身還會對塑(sù)料製件起到(dào)一定的作用。
2.控製精度高精(jīng)密注(zhù)射機的控製係統一般都具有很高的(de)控製精度,這一點是精密模具注射成(chéng)型精度本身所要求的(de)。精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證各種(zhǒng)注射工藝(yì)參數具有良好的重複精度,以避免精密模具注射(shè)成型精度因工藝參數(shù)波動而發生變化。為此,精密注射機一般都對注(zhù)射量、注射壓力、注射速度、保壓壓力、螺杆背壓和螺杆轉速(sù)等工藝參數(shù)采取多級反饋控製,而對料筒和噴嘴溫度則采用PID控製器。
(2)注射機對其合(hé)模係統的合模力大小必(bì)須能夠準確控製,否則,過(guò)大或過小的(de)合模(mó)力都會對塑(sù)件精度產(chǎn)生不良影響。例如,合模力過大時,精密注射(shè)成(chéng)型精度將會因模具的彈性變形過大而下降。
(3)精密(mì)注射機必須具有很強的塑化能力,並且還(hái)要保證物料能夠得到良好的塑化效果。因此,除了(le)螺杆必須采用較大的驅動轉矩之外,控製係統還(hái)應能夠對螺杆進行無級調速。
(4)精密注射(shè)機控(kòng)製係統(tǒng)還必(bì)須對液壓回路中的工作油(yóu)溫進行準確控製,以(yǐ)防工作油因為溫度變化而引起黏(nián)度(dù)和流(liú)量變化,並進一步導致注射工藝參數變動(dòng),從而使塑件失去應有的精度。實驗已證(zhèng)明,小型注射機中的液壓油在沒有溫度(dù)調節的情況下,連續工作5h以後,油溫就升高28℃,油壓升高0.19MPa,保壓(yā)壓力升高1.9~2.9MPa。很顯然,這種壓(yā)力變化必然導致精密模具注射成(chéng)型尺寸偏差(chà)增大。為此,精(jīng)密模具注(zhù)射機一般(bān)都對其液壓油進行加熱和(hé)冷卻(què)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(kuài)
精密模(mó)具注射成型的工藝特點,由於精密注射經常采(cǎi)用高速成型,所以也要求為工作服務(wù)的液壓係統必須具有很快的反應速度(dù),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(gāo)、響應快的液壓元件(jiàn)外,還可以采用插裝比(bǐ)例技術,或在設(shè)計時縮短控製元件到(dào)執行元件之間的油路,必要時也(yě)可(kě)加裝蓄能器。液(yè)壓係統加裝蓄能器後,不僅可以(yǐ)提高係統的壓力反應速度,而且也能起到吸(xī)振和穩定壓力以及節能等作用。隨著計(jì)算機應用技術不斷發展,精密注射機(jī)的液壓控製(zhì)係統目前(qián)正朝著機、電、液、儀方向發展,這將(jiāng)能(néng)進一步促使注射機實現穩定、靈敏和 準確的工(gōng)作。
4.合模係統要有(yǒu)足夠的剛性
精密模具注射成型的工藝特點(diǎn),精(jīng)密模具注射需要的(de)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(dù)將會因為合模係統的彈性變形而下(xià)降。為此,在設計注(zhù)射機移動模板(bǎn)、固定模板(bǎn)和(hé)拉杆等合模係統的結(jié)構零(líng)部件時(shí),都必須圍繞著剛(gāng)性這一問題進行設計和選材。
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