注塑件尺寸偏差分析及解決方案

1、注塑件尺寸偏差分析及解決案摘要 :針對(duì)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(jì)與制造, 注塑工藝條件及成型原料等面 , 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(dòng)性一、引言隨著注塑成型技術(shù)的不斷發(fā)展 , 對(duì)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(huì)因制品尺寸偏差給裝配造成困難 , 導(dǎo)致資源浪費(fèi)。如提高注塑制 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(duì)塑料制品產(chǎn)生尺 寸偏差這一缺陷， 本文對(duì)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

2、 , 也很復(fù)雜。既有外部的溫度、濕度因素 , 也有部的分子結(jié)晶、取向和 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(jì) 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(jì)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(dòng)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(shí)，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(shí)， 就有一個(gè)塑化不夠充分的問題， 料在機(jī) 筒受

3、熱時(shí)間不足，結(jié)果不能及時(shí)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(chǔ)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)

4、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(huì)導(dǎo)致塑件的成型尺寸不穩(wěn)定 1。2. 模具設(shè)計(jì)與制造的影響模具設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)，都會(huì)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(jì)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(duì)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

5、確，保證在要求的公差圍之 , 任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(gè)零件組合而成 , 尤其當(dāng)型腔采用鑲拼結(jié)構(gòu)時(shí) , 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(gè)零件加工準(zhǔn)確 , 裝配時(shí)調(diào)整不好 , 也會(huì)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(duì)位置偏 移及配合間隙過大等 , 都會(huì)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(duì)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(huì)影響制品尺寸。有些材料，在成型時(shí)還會(huì) 產(chǎn)生析出物附著于

6、成型部位表面形成模垢 , 重時(shí)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(shí)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(huì)對(duì)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(dòng)， 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、模腔壓力傳遞快、塑件收縮小 , 其尺寸 精度高。模壓力高、保壓時(shí)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(huì)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(duì)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

7、低 , 直接影響制品收縮率變化 ,從而引起尺寸誤差。 對(duì)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(shí)間 , 結(jié)晶趨于更 完全, 結(jié)晶度高 , 使收縮加大。但對(duì)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(shí)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1C，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(dòng)。 其它工藝參數(shù)不變時(shí) , 提

8、高注射壓力 , 可改善熔體充模流動(dòng)性 , 增加流動(dòng)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(shí) ,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(duì)穩(wěn)定制品尺寸有重要作用 ,提高保壓壓力 ,可對(duì)模制品的收縮進(jìn)行 補(bǔ)料壓實(shí) ,減小收縮。但保壓壓力太高 , 會(huì)造成制品脫模時(shí)的殘余應(yīng)力增大 ,引起變 形或開裂 ,影響制品尺寸。注射時(shí)間的影響 在澆口封閉前，注射時(shí)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(shí)間達(dá)到或超過澆口的凝固時(shí)間時(shí)， 即使再延長注射時(shí)間， 制品質(zhì)量和收 縮率也不再發(fā)生變化， 注射時(shí)間控制與所設(shè)計(jì)的澆口厚度關(guān)系密切， 澆口厚

9、度能 夠在很大程度上左右澆口封閉時(shí)間。保壓時(shí)間的影響 保壓時(shí)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(duì)制品收縮的減小不再起作用，過長的保壓時(shí)間會(huì)延長成型期。4. 成型原料的影響成型原料的收縮率對(duì)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， 而且收縮率變化圍也比較大， 與之對(duì)應(yīng)的塑件成型后產(chǎn)生的收縮率波動(dòng)也比較大；對(duì)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

10、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(huì)引起塑件成型尺寸的波動(dòng)。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(hào)51A1-05021/22，材料牌號(hào)TPO （黑色），毛重1587g,凈重1561g,成型期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(huì)相差810mm。758.1輪弧下飾板裝配分布圖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(shí)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(shí)間。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，可以減少