一、引言

　　翹曲變形是指注塑制品的形狀偏離了模具型腔的形狀诵两，它是塑料制品常見的缺陷之一或祖。隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，人們對塑料制品的外觀和使用性能要求越來越高佳绩，翹曲變形程度作為評定產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)之一也越來越多地受到模具設(shè)計(jì)者的關(guān)注與重視腿伟。模具設(shè)計(jì)者希望在設(shè)計(jì)階段預(yù)測出塑料件可能產(chǎn)生翹曲的原因，以便加以優(yōu)化設(shè)計(jì)舰搜，從而提高注塑生產(chǎn)的效率和質(zhì)量芬过，縮短模具設(shè)計(jì)周期，降低成本蚪桐。

　　本文主要對在注塑模具設(shè)計(jì)過程中影響注塑制品翹曲變形的因素加以分析佣今。

　　二唁映、模具的結(jié)構(gòu)對注塑制品翹曲變形的影響

　　在模具設(shè)計(jì)方面，影響塑件變形的因素主要有澆注系統(tǒng)靠汁、冷卻系統(tǒng)與頂出系統(tǒng)等蜂大。

　　1．澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

　　注塑模具澆口的位置、形式和澆口的數(shù)量將影響塑料在模具型腔內(nèi)的填充狀態(tài)蝶怔，從而導(dǎo)致塑件產(chǎn)生變形奶浦。

　　流動距離越長，由凍結(jié)層與中心流動層之間流動和補(bǔ)縮引起的內(nèi)應(yīng)力越大踢星；反之澳叉，流動距離越短，從澆口到制件流動末端的流動時間越短沐悦，充模時凍結(jié)層厚度減薄耳高，內(nèi)應(yīng)力降低，翹曲變形也會因此大為減少所踊。大型平板形塑件泌枪，如果只使用一個中心澆口或一個側(cè)澆口，因直徑方向上的收縮率大于圓周方向上的收縮率秕岛，成型后的塑件會產(chǎn)生扭曲變形碌燕；若改用多個點(diǎn)澆口或薄膜型澆口，則可有效地防止翹曲變形继薛。

　　a) 中心澆口 b) 側(cè)澆口 c)多點(diǎn)澆口 d) 薄膜型澆口

　　當(dāng)采用點(diǎn)澆進(jìn)行成型時预旺，同樣由于塑料收縮的異向性，澆口的位置灯彩、數(shù)量都對塑件的變形程度有很大的影響浪熙。

　　a)直澆口 b)10個點(diǎn)澆口 c)8個點(diǎn)澆口　d)4個點(diǎn)澆口 e) 6個點(diǎn)澆口 f) 4個點(diǎn)澆口

　　由于采用的是30％玻璃纖維增強(qiáng)PA6，而得到的是重量為4.95kg的大型注塑件阵蔚，因此沿四周壁流動方向上設(shè)有許多加強(qiáng)肋锨蹄，這樣，對各個澆口都能獲得充分的平衡扶免。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明努墩，按圖f設(shè)置澆口具有較好的效果。但并非澆口數(shù)目越多越好紧视。

　　另外引晌，多澆口的使用還能使塑料的流動比（L／t）縮短，從而使模腔內(nèi)物料密度更趨均勻硝荚，收縮更均勻赌骏。同時，整個塑件能在較小的注塑壓力下充滿。而較小的注射壓力可減少塑料的分子取向傾向晒杈，降低其內(nèi)應(yīng)力嫂伞，因而可減少塑件的變形。

　　2．冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

　　在注射過程中桐智，塑件冷卻速度的不均勻也將形成塑件收縮的不均勻末早，這種收縮差別導(dǎo)致彎曲力矩的產(chǎn)生而使塑件發(fā)生翹曲。

　　如果在注射成型平板形塑件時所用的模具型腔说庭、型芯的溫度相差過大然磷，如圖3所示，由于貼近冷模腔面的熔體很快冷卻下來刊驴，而貼近熱模腔面的料層則會繼續(xù)收縮姿搜，收縮的不均勻?qū)⑹顾芗N曲。因此捆憎，注塑模的冷卻應(yīng)當(dāng)注意型腔舅柜、型芯的溫度趨于平衡，兩者的溫差不能太大躲惰。

　　除了考慮塑件內(nèi)外表面的溫度趨于平衡外致份，還應(yīng)考慮塑件各側(cè)的溫度一致，即模具冷卻時要盡量保持型腔驳达、型芯各處溫度均勻一致挣仅，使塑件各處的冷卻速度均衡，從而使各處的收縮更趨均勻缆瑟，有效地防止變形的產(chǎn)生胀司。因此，模具上冷卻水孔的布置至關(guān)重要嫁慌。在管壁至型腔表面距離確定后坚达，應(yīng)盡可能使冷卻水孔之間的距離小，才能保證型腔壁的溫度均勻一致爆始。同時鹦卫，由于冷卻介質(zhì)的溫度隨冷卻水道長度的增加而上升，使模具的型腔涉佑、型芯沿水道產(chǎn)生溫差加梁。因此，要求每個冷卻回路的水道長度小于2m淮超。在大型模具中應(yīng)設(shè)置數(shù)條冷卻回路，一條回路的進(jìn)口位于另一條回路的出口附近旺订。對于長條形塑件弄企，應(yīng)采用如圖4所示的冷卻回路，減少冷卻回路的長度，即減少模具的溫差拘领，從而保證塑件均勻冷卻意乓。

　　3．頂出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

　　頂出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也直接影響塑件的變形。如果頂出系統(tǒng)布置不平衡约素，將造成頂出力的不平衡而使塑件變形届良。因此，在設(shè)計(jì)頂出系統(tǒng)時應(yīng)力求與脫模阻力相平衡圣猎。另外士葫，頂出桿的截面積不能太小，以防塑件單位面積受力過大（尤其在脫模溫度太高時）而使塑件產(chǎn)生變形送悔。頂桿的布置應(yīng)盡量靠近脫模阻力大的部位慢显。在不影響塑件質(zhì)量（包括使用要求、尺寸精度與外觀等）的前提下欠啤，應(yīng)盡可能多設(shè)頂桿以減少塑件的總體變形荚藻。

　　用軟質(zhì)塑料來生產(chǎn)大型深腔薄壁的塑件時，由于脫模阻力較大称桶，而材料又較軟硬碳，如果完全采用單一的機(jī)械式頂出方式，將使塑件產(chǎn)生變形枚甫，甚至頂穿或產(chǎn)生折疊而造成塑件報(bào)廢祈前，如改用多元件聯(lián)合或氣（液）壓與機(jī)械式頂出相結(jié)合的方式效果會更好。

　　三仓脓、塑化階段對制品翹曲變形的影響

　　塑化階段即玻璃態(tài)的料粒轉(zhuǎn)化為粘流態(tài)售微，提供充模所需的熔體。在這個過程中锨间，聚合物的溫度在軸向甩腻、徑向(相對螺桿而言)的溫差會使塑料產(chǎn)生應(yīng)力；另外婿芝，注射機(jī)的注射壓力昭仲、速率等參數(shù)會極大地影響充填時分子的取向程度，進(jìn)而引起翹曲變形挨让。

　　四枚冗、充模及冷卻階段對制品翹曲變形的影響

　　熔融態(tài)的塑料在注射壓力的作用下，充入模具型腔并在型腔內(nèi)冷卻蛇损、凝固的過程是注射成型的關(guān)鍵環(huán)節(jié)赁温。在這個過程中，溫度淤齐、壓力股囊、速度三者相互耦合作用袜匿，對塑件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率均有極大的影響。較高的壓力和流速會產(chǎn)生高剪切速率稚疹，從而引起平行于流動方向和垂直于流動方向的分子取向的差異居灯，同時產(chǎn)生“凍結(jié)效應(yīng)”∧诠罚“凍結(jié)效應(yīng)”將產(chǎn)生凍結(jié)應(yīng)力怪嫌，形成塑件的內(nèi)應(yīng)力。溫度對翹曲變形的影響體現(xiàn)在以下幾個方面柳沙。

　　(1) 塑件上岩灭、下表面溫差會引起熱應(yīng)力和熱變形；

　　(2) 塑件不同區(qū)域之間的溫度差將引起不同區(qū)域間的不均勻收縮偎行；

　　(3) 不同的溫度狀態(tài)會影響塑料件的收縮率判逊。

　　五、脫模階段對制品翹曲變形的影響

　　塑件在脫離型腔并冷卻至室溫的過程中多為玻璃態(tài)聚合物医狡。脫模力不平衡殊纫、推出機(jī)構(gòu)運(yùn)動不平穩(wěn)或脫模頂出面積不當(dāng)很容易使制品變形。同時肿车，在充模和冷卻階段凍結(jié)在塑件內(nèi)的應(yīng)力由于失去外界的約束厌哈，將會以變形的形式釋放出來，從而導(dǎo)致翹曲變形到讽。

　　六钟肴、注塑制品的收縮對翹曲變形的影響

　　注塑制品翹曲變形的直接原因在于塑件的不均勻收縮。如果在模具設(shè)計(jì)階段不考慮填充過程中收縮的影響保媒，則制品的幾何形狀會與設(shè)計(jì)要求相差很大苏狠，嚴(yán)重的變形會致使制品報(bào)廢。除填充階段會引起變形外辟昏，模具上下壁面的溫度差也將引起塑件上下表面收縮的差異钻宠，從而產(chǎn)生翹曲變形。

　　對翹曲分析而言获列，收縮本身并不重要谷市，重要的是收縮上的差異。在注塑成型過程中击孩，熔融塑料在注射充模階段由于聚合物分子沿流動方向的排列使塑料在流動方向上的收縮率比垂直方向的收縮率大迫悠，而使注塑件產(chǎn)生翹曲變形。一般均勻收縮只引起塑料件體積上的變化巩梢，只有不均勻收縮才會引起翹曲變形创泄。結(jié)晶型塑料在流動方向與垂直方向上的收縮率之差較非結(jié)晶型塑料大，而且其收縮率也較非結(jié)晶型塑料大括蝠，結(jié)晶型塑料大的收縮率與其收縮的異向性疊加后導(dǎo)致結(jié)晶型塑料件翹曲變形的傾向較非結(jié)晶型塑料大得多验烧。

　　七板驳、殘余熱應(yīng)力對制品翹曲變形的影響

　　在注射成型過程中又跛，殘余熱應(yīng)力是引起翹曲變形的一個重要因素碍拆，而且對注塑制品的質(zhì)量有較大的影響。由于殘余熱應(yīng)力對制品翹曲變形的影響非常復(fù)雜慨蓝，模具設(shè)計(jì)者可以借助于注塑CAE軟件進(jìn)行分析和預(yù)測感混。

　　八、結(jié)論

　　影響注塑制品翹曲變形的因素有很多缩髓，模具的結(jié)構(gòu)憨箍、塑料材料的熱物理性能以及注射成型過程的條件和參數(shù)均對制品的翹曲變形有不同程度的影響。因此学释，對注塑制品翹曲變形機(jī)理的研究必須綜合考慮整個成型過程和材料性能等多方面的因素遇娜。

聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開資料來源于互聯(lián)網(wǎng)，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡(luò)分享粱思，并不代表本站贊同其觀點(diǎn)和對其真實(shí)性負(fù)責(zé)区呕，也不構(gòu)成任何其他建議。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布槐芹、編輯整理上傳海拾，對此類作品本站僅提供交流平臺，不為其版權(quán)負(fù)責(zé)填阅。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻眉脖、圖片、文字如涉及作品版權(quán)問題茶壹，請第一時間告知头趴，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認(rèn)版權(quán)并按國家標(biāo)準(zhǔn)支付稿酬或立即刪除內(nèi)容，以保證您的權(quán)益咆蒿！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn东抹。