塑料：變形對(duì)策要點(diǎn)

1、變形對(duì)策對(duì)奪鋼、duranex及其它結(jié)晶性工程塑料 進(jìn)行注塑成型 時(shí)，會(huì)遇到許多變形問(wèn)題。這種變形是由于成型中成 型品各部分收 縮不均勻所造成的。要充分使用 結(jié)晶性工程塑料，就必 須克服這個(gè)變形問(wèn)題。不均勻的成型收 縮是變形問(wèn)題的原因所在，而造成不均勻成型收 縮的因素可分 為以下三點(diǎn)：1）形狀設(shè)計(jì)因素（參照下面說(shuō)明）2）模具設(shè)計(jì)因素（澆口設(shè)計(jì)、模具溫度 調(diào)節(jié)）3）成型條件因素現(xiàn)在對(duì)各因素 對(duì)策的指導(dǎo)思想及其手法，以 奪鋼和duranex為例進(jìn)行逐個(gè) 說(shuō)明。1）形狀設(shè)計(jì)因素請(qǐng)點(diǎn)擊與圖中形狀相當(dāng)?shù)?標(biāo)示。請(qǐng)首先理解 變形原因，然后閱讀變形對(duì)策。l形狀圓筒形狀| l形狀箱形狀箱板形狀齒輪連接器現(xiàn)狀請(qǐng)

2、點(diǎn)擊上面圖示，進(jìn)行跳躍澆口設(shè)計(jì)下面說(shuō)明一下變形時(shí)澆口設(shè)計(jì)的基本指 導(dǎo)思想。1）統(tǒng)一樹(shù)脂的流動(dòng)方向此對(duì)策對(duì)于樹(shù)脂充填時(shí)因流動(dòng)方向的不同而容易 產(chǎn)生異向性（厚度薄、玻璃 纖維類(lèi)材料）的場(chǎng)合 有效。例）細(xì)長(zhǎng)平板按照從長(zhǎng)度方向進(jìn)行充填的形態(tài)設(shè)置澆口，可提高平面度（圖4-1-1 ）。例）圓盤(pán)齒輪）盡可能按照從中央向外 圍描畫(huà)年輪的充填形 態(tài)在制品的中央部位 設(shè)定（點(diǎn)）澆口，可提高正圓度 （照片4-1-1 ）。如果殳計(jì)為多個(gè)澆口，可進(jìn)一步提高正 圓度。所以，大直徑圓盤(pán)采取多澆口化設(shè)計(jì) 更為有利（圖4-1-2 ）。e 4-1-1細(xì)長(zhǎng)平板的澆口設(shè)計(jì)h 4-1-2奪鋼m90點(diǎn)澆口數(shù)與正亙度i處澆口址中央）1能澆

3、口1薄邊中央）9處漏口正b度mm(，1項(xiàng)4點(diǎn)2點(diǎn) a點(diǎn)國(guó)片4tt齒輪的溪口空置超不；入模式4出）軸東輪韻描面4處港口的錄動(dòng)厘式2）加大澆口尺寸如果質(zhì)量方面沒(méi)有 問(wèn)題，由于縮短成型周期和修整 澆口等因素，有時(shí)將澆口尺寸設(shè)定得較小 然而，過(guò)小的澆口尺寸對(duì)于變形不利?？紤]到強(qiáng)度及外觀等品質(zhì)要求，一般的澆口尺寸如表 4-1-1 所示。a 4-ni 一觸淡口尺寸澆口方式旗口尺寸點(diǎn)淡口宜徑工或生品諄度蝌冰雁渙口厚度】成型品厚度的阿一70% 寬度澆口周度的11方俺另外，一般而言，所謂成型品厚度是指“進(jìn)入澆口后成型品的厚度”。成型品整體厚度差異 較大 時(shí)，應(yīng)為“成型品的平均厚度”。返回模具溫度調(diào)節(jié)1）冷卻孔位

4、置設(shè)計(jì)冷卻孔時(shí)，請(qǐng)務(wù)必使冷卻孔盡可能地靠近模腔。從模具強(qiáng)度的角度考 慮，建議您一般采取如圖4-2-1所示的結(jié)構(gòu)。圖冷卻孔配置實(shí)例凹模面w-1模芯冷卻的大致目標(biāo)札桂3倍孔徑?lfi5<=5d r|梗芯直徑模芯冷卻方法凝e汗-錢(qián)幫艮昌5efd第梅加熱管水冷劑板考慮冷卻的配置通常配置2）凸模冷卻凸模是最容易滯留 熱量的部分，越是狹窄而 細(xì)長(zhǎng)的形狀越容易滯留 熱量。圖4-2-2表示了各凸模的冷卻方法，表4-2-1列出了用這些方法可設(shè)置的最小直徑的大致目 標(biāo)值，務(wù)請(qǐng)按照凸模的粗 細(xì)決定冷卻方法。34-2-2凸模冷卻例示般焦首使用例示摺板使用制示入口鍍銅含金使用例示3）模具材質(zhì)難以設(shè)置冷卻孔的部位或

5、溫度可能升高的場(chǎng)合，使用表4-2-2中熱傳導(dǎo)率好的材 質(zhì)可收到良好的冷卻效果。但由于成本或 強(qiáng)度等因素，需要慎重 選定。表44噸模具材料的熱傳導(dǎo)率i單位之kcal/m-h-t）熱傳導(dǎo)率一 - -二一熱傳導(dǎo)率（s）332鋅合金«*«2dc轅青桐2涉10494oflssocskd61喝29鋁的）190skd 1123畦鋁合金141不鐫輛13cr2270不鐫鋸18-8依成型條件因素注射、保壓時(shí)間：原則上設(shè)定為澆口封閉時(shí)間。如圖5-1-1所示，如果注射、保壓時(shí)間比澆口封閉時(shí)間短，對(duì)模腔 充分傳遞并保持壓力的保壓工程就會(huì)不足，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生變形。圖5-1t 澆口封閉町間與變形量冷卻時(shí)間：

6、因?yàn)槌尚推吩谀Ｇ粌?nèi)的形狀保持 時(shí)間延長(zhǎng)，所以許多場(chǎng)合下增加冷卻 時(shí)間會(huì)減少變形。但對(duì)于 某些形狀 則相反，因模具（模芯）的報(bào)緊等原因，有時(shí)增加冷卻 時(shí)間會(huì)造成脫模不良而 產(chǎn)生變形，故不能一概 而論。因此，設(shè)定冷卻時(shí)間時(shí)，需注意成型品的頂出平衡、厚度及模具溫度等 問(wèn)題。模具溫度：與冷卻時(shí)間同樣，在成型品的形狀保持效果方面，許多場(chǎng)合下降低模具溫度會(huì)減少 變形。但 它也并非只要溫度低即可。 對(duì)于有些形狀，溫度低反而會(huì) 導(dǎo)致模腔與模芯 間的溫度差增大而容易 產(chǎn)生變形。并 且，模具溫度低于成型品的使用 環(huán)境溫度時(shí)，因后收縮會(huì)產(chǎn)生變形或尺寸 變化等問(wèn)題。因此可以說(shuō)，在模具溫度方面，重要的不是溫度高低而是包

7、括模芯冷卻在內(nèi)的溫度均勻（均衡），以 實(shí)現(xiàn)均 勻的成型收縮。返回l形狀l形的傾倒變形l形成型品一般產(chǎn)生向內(nèi)側(cè)的傾倒變形。其原因有：l部分的成型品在向模具放熱過(guò)程中，內(nèi)側(cè)比外側(cè)差，相應(yīng)地，內(nèi)側(cè)比外側(cè)冷卻慢。因此，內(nèi)側(cè)比 外側(cè)的成型收縮率大，產(chǎn)生向內(nèi)側(cè)的傾倒變形。(1)非增強(qiáng)品種非增強(qiáng)品種時(shí)，由于收縮率對(duì)模具溫度及冷卻速度等因素的依存性大，微小的模具溫度差及冷卻 速度差就會(huì)造成變形。由于l形的內(nèi)側(cè)拐角與外側(cè)拐角的放熱面積不同，內(nèi)側(cè)收縮大而外側(cè)收縮小，因此一般向內(nèi)側(cè)傾(2)玻璃纖維增強(qiáng)等品種玻璃纖維增強(qiáng)等品種時(shí)，纖維按下面左側(cè)斷面圖的形態(tài)取向。如果是纖維充填材料，則流動(dòng)方向的收縮率小，流動(dòng)垂直方向的

8、收縮率大，即厚度方向的收縮率大，長(zhǎng)度方向的收縮率小，如下面中間圖所示。因此，拐角的角度因收縮率的不同而不同，這就表現(xiàn)為變形。當(dāng)材料為玻璃纖維增強(qiáng)類(lèi)品種時(shí)，由于收縮率對(duì)模具溫度的依存性小，據(jù)反映，上述模具溫度差 的影響也相應(yīng)變小。l形的變形對(duì)策l形的內(nèi)側(cè)傾倒變形對(duì)策如下：減少拐角內(nèi)側(cè)材料如圖2-3-1所示，通過(guò)拐角內(nèi)側(cè)的減料，非增強(qiáng)品種及玻璃纖維增強(qiáng)品種的內(nèi)側(cè)傾倒變形均得到 大幅度改善。(deg)愀 倒 角改變澆口位置峨型簫的模具溫度：的心轅射壓力：80回療注射速度；1rmw【試瞪材家打奪銅m90:非增握標(biāo)準(zhǔn)g85 : gb25%充填低貓曲gc-25 ： gf25%增著juranex2005二非

9、增強(qiáng)3300 ： gf30%增強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)7407二值fil強(qiáng)低釉曲如圖2-3-2所示，通過(guò)澆口位置的改變，使內(nèi)側(cè)傾倒發(fā)生改變。特別是在玻璃纖維增強(qiáng)品種中,從拐角處設(shè)置澆口后，內(nèi)側(cè)傾倒變形得到改善。b2-3-2澆口位置與l部分傾倒角度份劇角度.o力cdqjoq 5 4 3 2 1澆口位置：株頭部位.澆口位置：拐角部位圖2-37減料的有無(wú)與l部分的傾倒角度改變無(wú)澆口側(cè)的厚度如圖2-3-3所示，在非增強(qiáng)品種中，通過(guò)反澆口側(cè)的厚度變薄，使內(nèi)側(cè)傾倒變形得到改善。薄部位與厚部位之比小于 1/2時(shí)，變?yōu)橄蛲鈧?cè)傾倒。但是，在玻璃纖維增強(qiáng)品種中沒(méi)有此效果。圖2 3 3奪銅470的厚度變化與l部分表倒角度在拐角的內(nèi)側(cè)

10、與外側(cè)之間設(shè)置模具溫度差如圖2-3-4所示，通過(guò)拐角內(nèi)側(cè)模具的充分冷卻，可使非增強(qiáng)品種的內(nèi)側(cè)傾倒變形得到改善。但是我們看到，要使傾倒角度接近0度，溫度差需要達(dá)到 20c以上。如果模具結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，可只對(duì)拐角內(nèi)側(cè)進(jìn)行局部冷卻時(shí)，則沒(méi)有問(wèn)題。但如果模具的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，由于溫度差增大會(huì)對(duì)模具的 嚙合產(chǎn)生影響，需要注意。另外，在玻璃纖維增強(qiáng)品種中幾乎沒(méi)有此效果。圖234奪鋼陶。的模具溫度差與l部分傾倒角度立)1 ffi制角度十 ri.在拐角的內(nèi)側(cè)設(shè)置三角肋條此手法最為有效，非增強(qiáng)品種及玻璃纖維增強(qiáng)品種的內(nèi)側(cè)傾倒變形均可得到大幅度改善。三角肋條必須從盡可能高的位置設(shè)置才有好的效果。其厚度設(shè)定為l形厚度的

11、1/31/2,由此還可防止產(chǎn)生凹痕。但是，由于受到部件性能上的制約，有時(shí)不能設(shè)置肋條，因此需要充分的注意和確認(rèn)。將以上效果的情況進(jìn)行匯總后，得到表 2-3-1表27t內(nèi)腳候倒效果對(duì)策/品種聿增砥祖始陰圾羯地蚓s制,0壹je澆口位""x 3x犢具程度差0x5三角舫條1 6。：效果大 。；噌做累 x:設(shè)有效拉對(duì)上述變形采取事前對(duì)策是解決問(wèn)題的捷徑。無(wú)庸置疑，解決變形問(wèn)題所需要的時(shí)間（人力物力） 和費(fèi)用，因?qū)Σ叩挠袩o(wú)而大不相同。返回圓筒形狀1）非墻雖品種當(dāng)樹(shù)脂為非增強(qiáng)品種時(shí)，可得到直徑（mm）/1000程度的正圓度。需要小于它的精度時(shí)，由于有非常 微小的收縮率分布的影響，一般采取

12、減少收 縮率絕對(duì)值的方法。具體而言，就是高壓注射、注射壓縮、局部加壓及低溫模具等方法。2）玻璃纖維等增強(qiáng)品種當(dāng)樹(shù)脂為玻璃纖維充填增強(qiáng)品種時(shí)，因其材料及品種的不同而不同，熔合 紋的凸起一般約為50微 米，正圓度受到的影響也相 應(yīng)變大。最有效的對(duì)策就是設(shè)計(jì)為不產(chǎn)生熔合紋的形狀，例如，設(shè)置圓盤(pán)澆口或外圍肋條等。磨含紋的凸起rz返回箱形狀箱型形狀內(nèi)倒箱型形狀可 認(rèn)為是由l型形狀圍成的形狀。因此，如 圖3-1-1所示，箱型形狀的四 邊產(chǎn)生l形的內(nèi)倒。特別是四 邊的中央部分，由于受其它 邊限制的影響小而向內(nèi) 側(cè)產(chǎn)生較大的翹曲變形。一般而言，在四方框的 長(zhǎng)邊與短邊中，長(zhǎng)邊的內(nèi)翹更大。如圖3-1-2所示，跨度

13、越大，則內(nèi)翹越大。其原因與l形 同樣，一般認(rèn)為有以下幾點(diǎn)。圖建度距離與箱體的內(nèi)弼屬度距的（mm）1）非增強(qiáng)品種非增強(qiáng)型時(shí)，由于收縮率對(duì)模具溫度及冷卻速度等因素的依存性大，微小的模具溫度差及冷卻速度差就會(huì)造成變形。箱型形狀的內(nèi) 翹變形與l形同樣，由于內(nèi)側(cè)與外側(cè)的放熱面積不同，內(nèi)側(cè)收縮大而外側(cè)收縮小，因此產(chǎn)生向內(nèi)側(cè) 傾倒的變形。2）玻璃纖維等增強(qiáng)品玻璃纖維等增強(qiáng)品種時(shí)，在箱型形狀的l形部分的內(nèi) 側(cè)與外側(cè)，玻璃纖維的取向不同。在外 側(cè)，玻璃纖維沿流動(dòng)方 向的取向強(qiáng)烈，難以收縮。而在內(nèi)側(cè)，取向雜亂，容易收縮。因此，內(nèi)側(cè)的成型收縮相對(duì)增大，產(chǎn)生內(nèi)倒變形（圖 3-1-4 ）。圖37-3箱體變形模型圖3t7

14、箱體變形模型，玻璃纖維增強(qiáng)品種）放熱工大凹根的模具放熱工大，凸模惻模具一放熱：小放熱：?。簀夕收抽大氐，l e j *過(guò)去，人們一直是上述 觀點(diǎn)，但最近開(kāi)始有了下面 觀點(diǎn)。由縱橫比值大的充填材料制作增 強(qiáng)品種制品 時(shí)，充填材料在l形部分按下面斷面 圖的形態(tài)進(jìn)行取向。如果是 纖 維充填材料，則流動(dòng)方向的收縮率小，流動(dòng)垂直方向的收縮率大。即，長(zhǎng)度方向的收縮率小，厚度方向的收縮率 大，如右圖所示。因此，拐角的傾倒角度因收 縮率的不同而 變化。這就表現(xiàn)為箱型形狀的內(nèi)倒 變形。當(dāng)材料為玻璃 纖維增強(qiáng)類(lèi)品種時(shí)，由于收縮率對(duì)模具溫度的依存性小，據(jù) 說(shuō)上述模具溫度差的影響也相 應(yīng)變小。箱型形狀的變形對(duì)策箱型形

15、狀的內(nèi) 翹變形對(duì)策如下:冷卻模芯部分箱型形狀的內(nèi)翹變形的主要原因是模芯部分的冷卻效果差，因此對(duì)模芯部分的冷卻極其有效。如圖3-1-5所示，特別是非增強(qiáng)品種的內(nèi)翹變形可得到大幅度改善。m90 gb-25 gc-25 soqfi 3300 7407【成型條件模具溫度：奪銅t模芯冷卻） 80七伊口七）60x；t4 口七） 注射壓力：bqokgt防f 注射通度：2mmi.門(mén)juranax1模芯冷卻）【試驗(yàn)材料】奪銅m9o;非帽強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)gb-25：g日"力充填低超曲go25：gfz5累增強(qiáng) juranak抑九:非增強(qiáng)330o;gf3g增強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)7407:gfita 低翹曲返回改變澆口位置如圖3-1

16、-6所示，改變澆口位置，內(nèi)翹變形發(fā)生改變。特別是在玻璃纖維增強(qiáng)類(lèi)品種中，從頂面設(shè) 置中心點(diǎn)澆口后，可收到改善內(nèi)翹變形的效果。在開(kāi)口外圍設(shè)置肋條如圖3-1-7所示，在開(kāi)口外圍按照增加凸緣的形態(tài)設(shè)置肋條，可收到改善內(nèi)翹變形的效果。特別 是玻璃纖維增強(qiáng)類(lèi)品種的內(nèi)翹變形可得到大幅度改善。內(nèi)翹變雅量圖377外圖肋條的有無(wú)與箱體內(nèi)翅2.52,01.51.0oe【成型條件】模具僵度c奪銅甌juran*jt 60七注射壓力：800kgt3f注射速度：2m/mni無(wú)外圍肋條 _有外的助條m90 gb 25 gc 25 2002 3300 7407改變側(cè)面與頂面間厚度比如圖3-1-8所示，對(duì)側(cè)面與頂面之間的厚度設(shè)

17、置偏差，可收到改善內(nèi)翹變形的效果。特別是非增強(qiáng)品種的內(nèi)翹變形可得到大幅度改善。圖3t8厚度比改變與箱體內(nèi)翹內(nèi)糊變影量m成型條件 模具溫度匚奪銅配七juranajl 60'c注射壓力iaoqkge/icm2注射速由匯總以上效果，得到表3-1-1 o表3tt內(nèi)麴效果平板形狀有肋條平板的翹曲變形為了提高剛性或矯正翹曲，通常成型品都 設(shè)置有肋條。但是，當(dāng)肋條比成型品的冷卻速度快 時(shí)，就會(huì)因成 型收縮的差異而產(chǎn)生變形。1）相雖化品種如果肋條收 縮大導(dǎo)致基體突起 時(shí)，則肋條 發(fā)生凹曲變形。非強(qiáng)化品種的收縮率基本上由厚度、模具溫 度及保壓壓力決定?？傮w而言，如果設(shè)計(jì)為均 等的厚度，就不會(huì)發(fā)生變形。有

18、肋條平板的變形對(duì)策這里用實(shí)例表示了最常 見(jiàn)的周?chē)鷰в欣邨l的平板的 變形對(duì)策。對(duì)于這種平板的適用原 則是進(jìn)行圖2-2-1 所示的h型設(shè)計(jì)，但需要注意的是，從部件性能上考慮，許多情況下只能 設(shè)計(jì)在單側(cè)。2）玻璃纖維等強(qiáng)化品種對(duì)于充填強(qiáng)化品種，因充填物的取向而使流 動(dòng)方向的收縮率小，流動(dòng)垂直方向的收縮率 大。同時(shí)，厚度厚的部分取向 趨勢(shì)大。由于上述原因，肋條的收 縮率小，容易產(chǎn)生 肋條凸起變形。重要的是，盡可能在 長(zhǎng)度方向上設(shè)計(jì)澆口以 加強(qiáng)流動(dòng)，使肋條與基體的取向達(dá)到相同。b 2-2-1有助條平板的形狀但是，根據(jù)材料的不同，有 時(shí)可通過(guò)調(diào)整基體與肋條的厚度比來(lái)解決變形問(wèn)題。請(qǐng)見(jiàn)下面示例。用形狀如圖2

19、-2-2所示的試片，改變其基體與肋條的厚度比，測(cè)定翹曲變形量，便得到如 圖2-2-3、2-2-4所示的結(jié)果。從中我們看到，通過(guò)與材料品種（特性）相吻合的最佳厚度 設(shè)計(jì)，可以減少翹曲變形圖"2"2有肋條平板的試片形狀與成型條件工4白丫朵00 - j基體厚度；2mt6肋條厚度:d.6 1.2 2.0 z631240mmt點(diǎn)澆口 si,m側(cè)澆口 owxio（成型條件梅恩1廛-8附注箍壓力：hdokwcnr'渤耀# j叱njurwhh r znvminm&o :非增強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)ge35 ：gh25存充填斑曲33。石國(guó)口離爆強(qiáng)區(qū)準(zhǔn)74q7:gf增強(qiáng)低糊曲圖上2-3有肋條平板的形狀（點(diǎn)澆口 ）劭條側(cè)凸起0-5101520肋條厚度/基體原席bh2-2m有勘條平坂的形狀（側(cè)澆口）肋條側(cè)凸起-"i=lu *96 （18-25