塑料模具課外資料（一） 

　　——塑料收縮率和模具尺寸 

　　設(shè)計塑料模時庇鸭，確定了模具結(jié)構(gòu)之後即可對模具的各部分進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計嘱杆，即確定各模板和零件的尺寸锨蹄，型腔和型芯尺寸等杈鸵。這時將涉及有關(guān)材料收縮率等主要的設(shè)計參數(shù)。因而只有具體地掌握成形塑料的收縮率才能確定型腔各部分的尺寸。即使所選模具結(jié)構(gòu)正確岸欣，但所用參數(shù)不當(dāng)亏傅，就不可能生產(chǎn)出品質(zhì)合格的塑件。 

　　一凰届、塑料收縮率及其影響因素 

　　熱塑性塑料的特性是在加熱後膨脹醉装，冷卻後收縮，當(dāng)然加壓以後體積也將縮小坚伍。 在注塑成形過程中宵睦，首先將熔融塑料注射入模具型腔內(nèi)，充填結(jié)束後熔料冷卻固化墅诡，從模具中取出塑件時即出現(xiàn)收縮壳嚎，此收縮稱為成形收縮。塑件從模具取出到穩(wěn)定這一段時間內(nèi)末早，尺寸仍會出現(xiàn)微小的變化烟馅，一種變化是繼續(xù)收縮，此收縮稱為後收縮然磷。另一種變化是某些吸濕性塑料因吸濕而出現(xiàn)膨脹郑趁。例如尼龍610含水量為3%時，尺寸增加量為2%姿搜；玻璃纖維增強(qiáng)尼龍66的含水量為40%時尺寸增加量為0.3%寡润。但其中起主要作用的是成形收縮。 目前確定各種塑料收縮率（成形收縮＋後收縮）的方法舅柜，一般都推薦德國國家標(biāo)準(zhǔn)中DIN16901的規(guī)定梭纹。即以23℃±0.1℃時模具型腔尺寸與成形後放置24小時，在溫度為23℃致份，相對濕度為50±5%條件下測量出的相應(yīng)塑件尺寸之差算出晶襟。 

　　收縮率S由下式表示： S={(D－M)/D}×100%(1) 

　　其中：S-收縮率； D-模具尺寸种洛； M-塑件尺寸百览。 

　　如果按已知塑件尺寸和材料收縮率計算模具型腔則為 D=M/(1-S) 在模具設(shè)計中為了簡化計算映情，一般使用下式求模具尺寸： 

　　D=M+MS(2) 

　　如果需實施較為精確的計算拔泪，則應(yīng)用下式： D=M+MS+MS2(3) 

　　但在確定收縮率時，由於實際的收縮率要受眾多因素的影響也只能使用近似值阱墩，因而用式(2)計算型腔尺寸也基本上滿足要求谍臀。在制造模具時，型腔則按照下偏差加工局该，型芯則按上偏差加工抡杈，便於必要時可作適當(dāng)?shù)男拚?nbsp;

　　難於精確確定收縮率的主要原因，首先是因各種塑料的收縮率不是一個定值涉佑，而是一個范圍加梁。因為不同工廠生產(chǎn)的同種材料的收縮率不相同顶质，即使是一個工廠生產(chǎn)的不同批號同種材料的收縮率也不一樣。因而各廠只能為用戶提供該廠所生產(chǎn)塑料的收縮率范圍融蹂。其次旺订，在成形過程中的實際收縮率還受到塑件形狀，模具結(jié)構(gòu)和成形條件等因素的影響超燃。下面對這些因素的影響作一介紹区拳。 

　　二、塑件形狀 

　　對於成形件壁厚來說意乓，一般由於厚壁的冷卻時間較長樱调，因而收縮率也較大，如圖1所示届良。 對一般塑件來說笆凌，當(dāng)熔料流動方向L尺寸與垂直於熔料流方向W尺寸的差異較大時，則收縮率差異也較大士葫。 從熔料流動距離來看菩颖，遠(yuǎn)離澆口部分的壓力損失大，因而該處的收縮率也比靠近澆口部位大为障。 因加強(qiáng)筋晦闰、孔、凸臺和雕刻等形狀具有收縮抗力鳍怨，因而這些部位的收縮率較小散烂。 

　　三、模具結(jié)構(gòu) 

　　澆口形式對收縮率也有影響估横。用小澆口時变钙，因保壓結(jié)束之前澆口即固化而使塑件的收縮率增大。 注塑模中的冷卻回路結(jié)構(gòu)也是模具設(shè)計中的一個關(guān)鍵台筷。冷卻回路設(shè)計得不適當(dāng)挥棒，則因塑件各處溫度不均衡而產(chǎn)生收縮差，其結(jié)果是使塑件尺寸超差或變形售微。在薄壁部分芭惠，模具溫度分布對收縮率的影響則更為明顯。 
成形條件 

　　料筒溫度：料筒溫度（塑料溫度）較高時甩腻，壓力傳遞較好而使收縮力減小弦离。但用小澆口時，因澆口固化早而使收縮率仍較大昭仲。對於厚壁塑件來說棵章，即使料筒溫度較高，其收縮仍較大。 

　　補(bǔ)料：在成形條件中缓溅，盡量減少補(bǔ)料以使塑件尺寸保持穩(wěn)定蛇损。但補(bǔ)料不足則無法保持壓力，也會使收縮率增大坛怪。 

　　注射壓力：注射壓力是對收縮率影響較大的因素州藕，特別是充填結(jié)束後的保壓頁號335壓力。在一般情況下酝陈，壓力較大的時因材料的密度大床玻，收縮率就較小。 

　　注射速度：注射速度對收縮率的影響較小沉帮。但對於薄壁塑件或澆口非常小锈死，以及使用強(qiáng)化材料時，注射速度加快則收縮率小穆壕。 

　　模具溫度：通常模具溫度較高時收縮率也較大待牵。但對於薄壁塑件，模具溫度高則熔料的流動阻抗小喇勋，*]而收縮率反而較小缨该。 

　　成形周期：成形周期與收縮率無直接關(guān)系。但需注意判逊，當(dāng)加快成形周期時饿遏，模具溫度、熔料溫度等必然也發(fā)生變化殊纫，從而也影響收縮率的變化替熊。在作材料試驗時，應(yīng)按照由所需產(chǎn)量決定的成形周期進(jìn)行成形厌哈，并對塑件尺寸進(jìn)行檢驗掘顾。用此模具進(jìn)行塑料收縮率試驗的實例如下。 注射機(jī)：鎖模力70t 螺桿直徑Φ35mm 螺桿轉(zhuǎn)速80rpm 成形條件：最高注射壓力178MPa 料筒溫度230(225-230-220-210)℃ 240(235-240-230-220)℃ 250(245-250-240-230)℃ 260(225-260-250-240)℃ 注射速度57cm3/s 注射時間0.44～0.52s 保壓時間6.0s 冷卻時間15.0s 

　　四钟肴、模具尺寸和制造公差 

　　模具型腔和型芯的加工尺寸除了通過D=M(1+S)公式計算基本尺寸之外累踱，還有一個加工公差的問題。按照慣例苏狠，模具的加工公差為塑件公差的1/3惫借。但由於塑料收縮率范圍和穩(wěn)定性各有差異，首先必須合理化確定不同塑料所成形塑件的尺寸公差舒贼。即由收縮率范圍較大或收縮率穩(wěn)定較差塑料成形塑件的尺寸公差應(yīng)取得大一些丰吐。否則就可能出現(xiàn)大量尺寸超差的廢品虑稼。 為此琳钉，各國對塑料件的尺寸公差專門制訂了國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。中國也曾制訂了部級專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。但大都無相應(yīng)的模具型腔的尺寸公差歌懒。德國國家標(biāo)準(zhǔn)中專門制訂了塑件尺寸公差的DIN16901標(biāo)準(zhǔn)及相應(yīng)的模具型腔尺寸公差的DIN16749標(biāo)準(zhǔn)啦桌。此標(biāo)準(zhǔn)在世界上具有較大的影響，因而可供塑料模具行業(yè)參考及皂。 

　　五甫男、關(guān)於塑件的尺寸公差和允許偏差 

　　為了合理地確定不同收縮特性材料所成形塑件的尺寸公差，讓標(biāo)準(zhǔn)引入了成形收縮差△VS這一概念验烧。 　　△VS＝VSR_VST(4) 

　　式中： VS－成形收縮差　VSR－熔料流動方向的成形收縮率　VST－與熔料流動垂直方向的成形收縮率板驳。 

　　根據(jù)塑料△VS值，將各種塑料的收縮特性分為4個組碍拆∪糁危△VS值最小的組是高精度組，以此類推感混，△VS值最大的組為低精度組端幼。 并按照基本尺寸編制了精密技術(shù)、110憨箍、120王捧、130、140遇娜、150和160公差組匹忙。并規(guī)定，用收縮特性最穩(wěn)定的塑料成形塑件的尺寸公差可選用110区呕、120和130組类繁。用收縮特性中等穩(wěn)定的塑料成形塑件的尺寸公差選用120、130和140乌骇。如果用這類塑料成形塑件的尺寸公差選用110組時撞浪，即可能出大量尺寸超差塑件。用收縮特性較差的塑料成形塑件的尺寸公差選用130序摔、140和150組炭央。用收縮特性最差的塑料成形塑件的尺寸公差選用140、150和160組柱悬。 在使用此公差表時熙掺，還需注意以下各點(diǎn)。 表中的一般公差用於不注明公差的尺寸公差咕宿。直接標(biāo)注偏差的公差是用於對塑件尺寸標(biāo)注公差的公差帶币绩。其上、下偏差可設(shè)計人員自行確定府阀。例如公差帶為0.8mm缆镣，則可以選用以下各種上芽突、下偏差構(gòu)成。0.0;-0.8;±0.4;-0.2;-0.5等董瞻。 每一公差組中均有A寞蚌、B兩組公差值。其中A是由模具零件組合形成的尺寸钠糊，增加了模具零件對合處不密合所形成的錯差挟秤。此增加值為0.2mm。其中B是直接由模具零件所決定的尺寸抄伍。 精密技術(shù)是專門設(shè)立的一組公差值艘刚，供具有高精度要求塑件使用。 在此用塑件公差之前截珍，首先必須知道所使用的塑料適用哪幾個公差組讹荣。 

　　六、模具的制造公差 

　　德國國家標(biāo)準(zhǔn)針對塑件公差制訂了相應(yīng)模具制造公差的標(biāo)準(zhǔn)DIN16749保跨。該表中共設(shè)4種公差合杜。不論何種材料的塑件，其中不注明尺寸公差尺寸的模具制造公差均使用序號1的公差强媚。具體公差值由基本尺寸范圍確定断迁。 不論何種材料塑件中等精度尺寸的模具制造公差為序號2的公差。不論何種材料塑件較高精度尺寸的模具制造公差為序號3的公差捞幅。精密技術(shù)相應(yīng)的模具制造公差為序號4的公差迎硼。 

　　可以合理地確定各種材料塑件的合理公差和相應(yīng)的模具制造公差，這不僅給模具制造帶來方便闲窃，還可以減少廢品雹税，提高經(jīng)濟(jì)效期益。

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