注塑件尺寸偏差分析及解決方案.doc

注塑件尺寸偏差分析及解決方案摘要:針對注塑過程中出現(xiàn)尺寸偏差缺陷現(xiàn)象，從注塑設(shè)備，模具設(shè)計與制造, 注塑工藝條件及成型原料等方面, 分析了影響注塑制品尺寸精度的各種因素, 并給出了控制制品尺寸誤差的相應(yīng)措施, 以提高制品尺寸的準(zhǔn)確性。關(guān)鍵詞：尺寸精度;收縮率;流動性一、引言隨著注塑成型技術(shù)的不斷發(fā)展, 對制品的尺寸精度要求越來越高。但在生產(chǎn)實(shí)踐中, 經(jīng)常會因制品尺寸偏差給裝配造成困難, 導(dǎo)致資源浪費(fèi)。如何提高注塑制品的尺寸精度, 是成型加工領(lǐng)域中非常重要的課題之一。 針對塑料制品產(chǎn)生尺寸偏差這一缺陷，本文對其產(chǎn)生因素進(jìn)行了分析和研究，導(dǎo)致其產(chǎn)生尺寸誤差的因素很多, 也很復(fù)雜。既有外部的溫度、濕度因素, 也有內(nèi)部的分子結(jié)晶、取向和內(nèi)應(yīng)力變化等因素。經(jīng)分析認(rèn)為造成制品尺寸誤差的主要因素, 可歸結(jié)為模具設(shè)計與制造和注塑工藝條件的影響, 此二者引起的制品尺寸誤差約占制品尺寸誤差的2/3 ；其次是塑料材料性能，制品設(shè)計及注塑設(shè)備等其它因素的影響。二、產(chǎn)生尺寸偏差的原因尺寸偏差是由于收縮率、流動性及工藝參數(shù)等原因，造成加工好的塑件實(shí)際尺寸與規(guī)定尺寸間出現(xiàn)的誤差。1.注塑設(shè)備的影響注塑機(jī)塑化容量小當(dāng)制品質(zhì)量超過注塑機(jī)實(shí)際最大注射質(zhì)量時，顯然地供料量是入不敷出的。若制品質(zhì)量接近注塑機(jī)實(shí)際注射質(zhì)量時，就有一個塑化不夠充分的問題，料在機(jī)筒內(nèi)受熱時間不足，結(jié)果不能及時地向模具提供適當(dāng)?shù)娜哿?。液壓系統(tǒng)不穩(wěn)定液壓系統(tǒng)不穩(wěn)定, 直接影響注射壓力、保壓壓力和鎖模壓力的穩(wěn)定, 造成制品尺寸穩(wěn)定性下降。噴嘴的影響注塑機(jī)通常都因顧及壓力損失而只裝直通式噴嘴。但是如果機(jī)筒前端和噴嘴溫度過高，或在高壓狀態(tài)下機(jī)筒前端儲料過多，產(chǎn)生“流涎”，使塑料在未開始注射而模具敞開的情況下，意外地?fù)屜冗M(jìn)入主流道入口并在模板的冷卻作用下變硬，而妨礙熔料順暢地進(jìn)入型腔。此外，噴嘴太小，則由于流通直徑小，料條的比容增大，容易致冷，堵塞進(jìn)料通道或消耗注射壓力；太大，則流通截面積大，塑料進(jìn)模的單位面積壓力低，形成射力小的狀況。其他的影響加料系統(tǒng)供料不穩(wěn)定，螺桿的轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定，停止作用失常，溫度控制系統(tǒng)出現(xiàn)熱電偶燒壞，加熱器斷路等，都會導(dǎo)致塑件的成型尺寸不穩(wěn)定1。2.模具設(shè)計與制造的影響模具設(shè)計制造的水平高低，直接反映了塑件尺寸精度的高低。模具設(shè)計的結(jié)構(gòu)選擇，澆注系統(tǒng)形式，型腔結(jié)構(gòu)，脫模頂出系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)等設(shè)計，都會影響塑件成型后的尺寸精度高低。模具制造的工藝設(shè)備不同，手段不同，加工精度不同等也都在改變著塑件尺寸精度有的不同命運(yùn)。模具設(shè)計不合理, 零件加工不精確, 裝配誤差較大, 將直接造成制品尺寸誤差。模具制造誤差對制品尺寸精度的影響很大,尤其是成型零件的加工精度及裝配尺寸誤差等直接影響制品尺寸。型腔尺寸必須正確，保證在要求的公差范圍之內(nèi), 任何方向的偏差都將影響制品尺寸的準(zhǔn)確性。此外, 模具總體加工質(zhì)量也應(yīng)保證, 因模具是由多個零件組合而成, 尤其當(dāng)型腔采用鑲拼結(jié)構(gòu)時, 相關(guān)零件的尺寸必須準(zhǔn)確裝配是保證模具最終質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。單個零件加工準(zhǔn)確, 裝配時調(diào)整不好, 也會導(dǎo)致制品誤差大。裝配過程中的零件碰傷, 型芯固定不牢, 零件相對位置偏移及配合間隙過大等, 都會造成制品尺寸偏差。因?yàn)樽⑺苓^程是多種因素綜合作用的結(jié)果模具對制品尺寸精度的影響, 除上述一些因素外, 模具使用過程中造成的碰傷或型腔型芯表面被腐蝕等;也會影響制品尺寸。有些材料，在成型時還會產(chǎn)生析出物附著于成型部位表面形成模垢, 嚴(yán)重時也影響制品尺寸2。3.注塑工藝條件的影響塑件成形操作條件，如溫度、壓力、時間以及在成形期間塑件中產(chǎn)生的分子取向、纖維狀填料取向以及分子結(jié)晶等，均會對塑件尺寸精度產(chǎn)生影響。成形條件變化表現(xiàn)為塑件收縮波動，是產(chǎn)生塑件尺寸誤差的直接原因，僅次于模具加工精度的重要因素。通常塑料熔體溫度高、模腔內(nèi)壓力傳遞快、塑件收縮小,其尺寸精度高。模內(nèi)壓力高、保壓時間長，亦有塑件尺寸精度高的結(jié)果。但模溫高、溫差大、澆口凍結(jié)快，會得到塑件尺寸精度差的效果。模具溫度的影響注塑成型中的溫度以模具溫度對制品尺寸精度影響最大。模具溫度是通過熔融態(tài)高分子的取向與結(jié)晶度高低, 直接影響制品收縮率變化,從而引起尺寸誤差。對于非結(jié)晶性樹脂，模溫高, 熔體冷卻慢, 分子有充分的松弛時間, 結(jié)晶趨于更完全, 結(jié)晶度高, 使收縮加大。但對結(jié)晶性樹脂, 高模溫可減小后收縮, 使制品尺寸穩(wěn)定。模溫低,則冷卻快,熔體分子被凍結(jié)取向來不及松弛,不易結(jié)晶, 體積變化小,制品收縮小。但低模溫使制品后收縮加大,收縮時間加長,不易穩(wěn)定尺寸。溫度是結(jié)晶過程中最敏感的因素,溫差1 ,結(jié)晶速度可相差幾倍。模具溫度不均或不穩(wěn)定,直接影響結(jié)晶度大小,從而使制品收縮產(chǎn)生尺寸誤差。注射壓力的影響注射壓力的變化導(dǎo)致制品尺寸的波動。其它工藝參數(shù)不變時, 提高注射壓力, 可改善熔體充模流動性,增加流動長度,充模速度加快,制品密實(shí),收縮減小,但易產(chǎn)生取向應(yīng)力。壓力低時,制品得不到充分壓實(shí),收縮加大。保壓壓力的影響保壓壓力對穩(wěn)定制品尺寸有重要作用,提高保壓壓力,可對模內(nèi)制品的收縮進(jìn)行補(bǔ)料壓實(shí),減小收縮。但保壓壓力太高,會造成制品脫模時的殘余應(yīng)力增大,引起變形或開裂,影響制品尺寸。注射時間的影響在澆口封閉前，注射時間越短，收縮率越大，而且收縮率的變化幅度也越大；當(dāng)注射時間達(dá)到或超過澆口的凝固時間時，即使再延長注射時間，制品質(zhì)量和收縮率也不再發(fā)生變化，注射時間控制與所設(shè)計的澆口厚度關(guān)系密切，澆口厚度能夠在很大程度上左右澆口封閉時間。保壓時間的影響保壓時間越長有利于熔體補(bǔ)塑壓實(shí)，塑件密度越大，收縮率越小。當(dāng)澆口凝封后，保壓對制品收縮的減小不再起作用，過長的保壓時間會延長成型周期。4.成型原料的影響成型原料的收縮率對塑件尺寸精度影響很大。如果成型設(shè)備和模具的精度很高，但成型原料的收縮率很大，則很難保證塑件的尺寸精度。一般情況下，成型原料的收縮率越大，塑件的尺寸精度越難保證。通常，結(jié)晶型和半結(jié)晶型樹脂的收縮率比非結(jié)晶型樹脂大，而且收縮率變化范圍也比較大，與之對應(yīng)的塑件成型后產(chǎn)生的收縮率波動也比較大；對于結(jié)晶型樹脂，結(jié)晶度高，分子體積縮小，塑件的收縮大。此外，如果成型原料的顆粒大小不均，干燥不良，再生料與新料混合不均勻，每批原料的性能不同，也會引起塑件成型尺寸的波動。三、典型實(shí)例分析輪弧下飾板圖該輪弧下飾板是在1600T注塑機(jī)中生產(chǎn)的，產(chǎn)品圖號51A1-05021/22，材料牌號TPO（黑色），毛重1587g,凈重1561g,成型周期90s。輪弧下飾板的標(biāo)準(zhǔn)尺寸為1345mm（上圖紅色線條所標(biāo)長度），出現(xiàn)尺寸偏差的不合格產(chǎn)品會相差810mm。輪弧下飾板裝配孔分布圖1. 輪弧下飾板產(chǎn)生尺寸偏差的原因經(jīng)分析造成尺寸偏差的原因主要有：注射量不足；模具澆注系統(tǒng)有缺陷；背壓過低或熔膠量不穩(wěn)定；注射壓力及保壓壓力偏低；模溫過低塑料結(jié)晶不充分；保壓時間過短；模具溫度不均勻。2.改進(jìn)措施增大注射量。先檢查粒料是否均一、加料口有無架橋。調(diào)整改善模具冷卻水流量，保證模具溫度均勻。提升背壓，增大熔料密度。增大注射壓力或保壓壓力。提高模具溫度，使熔料充分結(jié)晶。增加保壓時間。3四、結(jié)語注射成型過程中尺寸偏差的存在是普遍的的，通過優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)及成型工藝參數(shù)，選擇合適的原料，可以