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(1)從模具加工精度方麵考慮:由(yóu)於注射塑件必(bì)須在型腔內(nèi)成型,因(yīn)此(cǐ),它們的精度無論如何也不會超(chāo)過型腔的精度。就目前精密模(mó)具製造(zào)技術而言,型(xíng)腔大部分采用銑削、磨削或電加工方法製造(zào),這些加工方法可以達到(dào)的高精度和實(shí)用的經濟精度列於表.從(cóng)該表數值可知,欲使塑件能(néng)夠達到較高(gāo)的精度(dù),必(bì)須對型腔進(jìn)行磨削。然而,由於塑件形狀的原因,型腔形狀一般都很複雜,若要對其整體磨削,往往是一項十分困難或難(nán)以做到的工作。經常把型腔設計成鑲拚(pīn)結構(gòu),以便對(duì)各個鑲件進行磨削。但也正是由於為了解決這一問題,這一措施,導致精密模具精度受到限製,即(jí)對型腔進行鑲拚時,各鑲(xiāng)件必須采用(yòng)配合尺寸,由於目前能夠使用的配合公(gōng)差等級(jí)高為IT5,所以,確定精密模具注射塑件的精度時,一般(bān)都不要使模(mó)具的公差(chà)等級因塑件精度過(guò)高而超過TT5~IT6級。如(rú)果需要根據模具公差確(què)定(dìng)塑件精(jīng)度。
(2)從(cóng)精密模(mó)具結構(gòu)和品種兩方(fāng)麵考慮:如果綜合模具結構和塑料品種兩(liǎng)方麵(miàn)的因素確定精密模具注射塑件的公差,其中(zhōng),後者是由日本塑料工業技術研究會提出(chū)的。極限是指采用(yòng)單型腔模具結構時,注射塑件所能(néng)達到的公差數值,很顯(xiǎn)然,這些數值不適於多(duō)型腔模大批量生產。實用極限(xiàn)是指采用(yòng)四腔以下(xià)的精密模具結構時,注射塑件(jiàn)所能達到的公差數值(zhí)。
(3)從塑料的工藝特性方麵考慮:如果需要根據收縮率確定精密注射塑件精度,這兩級公差組所規定的公差數值,對於精密注射要求來講,顯得偏低一些。有關精(jīng)密注(zhù)射塑件的精度要求,還有其他(tā)一些標準,特別是日本在這方麵做了較多工作。就目前情況來講,精密模具注(zhù)射塑(sù)件的公差等級可以(yǐ)按照我國已頒布的塑料模塑件尺寸公差的標(biāo)準(zhǔn)中的(de)MT2級。從精密模(mó)具注射(shè)成型的概念可知,判斷塑件是否需(xū)要(yào)精密注射(shè)的依據是其公差數值。但是,對於精密注(zhù)射的公差數值,並不(bú)是所有的(de)塑料品(pǐn)種都能達到。由於采用的聚合物和填料的種類及其配比不同,在注射成(chéng)型時流動性(xìng)和(hé)成型性能(néng)將會(huì)具有很大差異,即使對於組分和配比完全相同的塑料,由(yóu)於(yú)生產廠家、出廠時間和環境條件等因素影響,用它們注射出來的塑件之間也還會存在一個形狀(zhuàng)及尺(chǐ)寸(cùn)是否穩定的(de)問題。因此,欲(yù)要將某(mǒu)種塑料進行精密注射(shè),除了要求它們必須具有良好的流動性能和成型性能之外,還要求用它們成型出的塑件具有穩(wěn)定性。否則,製件精度就很難保證。因此,必(bì)須對塑料品種(zhǒng)及其成型(xíng)物料的狀態和品級進行(háng)嚴格選擇。就目前情況而言,適合精密注射成型的塑料(liào)品種主(zhǔ)要有聚碳酸酯、聚酰胺及其增強型、聚甲(jiǎ)醛以及ABS和PBT等。
一、精密注(zhù)射成型的工藝特點
精密模具注射成(chéng)型的主(zhǔ)要工(gōng)藝特點是注射壓力高、注射速度快和溫度控製必(bì)須準確。
1.注射(shè)壓力高
精密模具注射成型的工藝特點,普通注(zhù)射所用的注射壓力一般(bān)為40~200MPa,而對於精密模具注射則要提高到180~ 250MPa,在某些特殊(shū)情(qíng)況下甚至要求更高一些,采(cǎi)取這種做法的原因有以下幾個(gè)。
(1)提高注射壓力可以增大塑料熔體的體積壓縮量,使其密度增大,線膨脹係(xì)數小,降低塑件(jiàn)的收縮率以及收縮率的波動數值。例如,對於溫度為209℃的聚甲醛,采用60℃的溫模(mó)和98 MPa的注射壓力成型壁厚為3mm的塑件時,塑件的收縮率接近2.5%;當(dāng)濕度和塑件(jiàn)條件不變時(shí),將注射壓力提高到392MPa時,塑件的收縮率(lǜ)可降到(dào)0.5%左右。
(2)提高注射壓力可以使成型允許(xǔ)使用的流動距離增大,有助於改變塑件的成型性能並(bìng)能成型超薄壁(bì)厚塑件。例如,對聚碳酸酯,在77MPa的注射壓力時,可(kě)成型的塑件壁厚為 0.2~0.8mm;當注射壓力提高到392MPa時,塑件(jiàn)的壁厚可降到0.15~0.6mm.
(3)提高注射壓力有助於充分發揮注射速度的功效。這是因為形狀複雜的塑件一般都必須采用(yòng)較(jiào)快的注射速度,而較快的注射速度又必須靠較高的注射(shè)壓力(lì)來保證。
2.注射速度快
注射成型時,如果采用較快的注(zhù)射速度,不僅能夠(gòu)成型形狀比較(jiào)複(fù)雜的塑件(jiàn),而且還能減小塑件(jiàn)的尺寸公差,這一(yī)結論(lùn)目前已經得到(dào)證實。
3.溫度控製必須準確
精密模具注射(shè)成型的工藝特點,溫度對塑(sù)件成型質量影響很大,對於(yú)精密(mì)模具注射,不僅存在(zài)溫度的高低問題,而且還存在溫度控製精度的問題。很顯然,在精密模具注射成型(xíng)過程中,如(rú)果溫度控製得不準確,則塑料熔體(tǐ)的流動性以及(jí)塑件的成型性能(néng)和收縮率就不會穩定,因此也就無法保證塑件的精度。從這個角度來講,采用精密模具注射成型時,不論對於料筒和噴嘴,或是對於注(zhù)射(shè)模具,都必須嚴加控(kòng)製它們的溫度範圍。例如,在某些(xiē)專用的精密模具注(zhù)射機上,對料筒和噴嘴處溫度采用PID控製器,溫控精度(dù)可達±0.5℃.而在某些普通注射機(jī)上,料筒(tǒng)和噴嘴升溫時的超調量可達25~30℃,螺杆(gǎn)計(jì)量(liàng)時引起的溫度波動可達4℃以上。進行精密注射成型生產時,為了保證塑件的精度,除(chú)了必須嚴(yán)格控(kòng)製料筒、噴嘴(zuǐ)和(hé)精密模具的溫度之外,還(hái)要注意脫模後周圍環(huán)境溫度對塑件精度的影響。
二(èr)、精密注射成型工藝(yì)對注射機的(de)要求
由於精密模具注(zhù)射成型具(jù)有較高的精度要求,所以,它們一般都需要在專門的精密注射機上進行。下麵簡單介紹一些有關精密(mì)模(mó)具注射機的特征問題。
1.注射功率大精密注射機一般都采用比(bǐ)較大的注射功率,這樣做除了可以(yǐ)滿足注射壓力和注射速度方麵的要求(qiú)之外,注射功率本身還會對塑料製件起到一定(dìng)的作用(yòng)。
2.控(kòng)製精度高精密注(zhù)射機的控製(zhì)係統一般都(dōu)具有很高的控製精度,這(zhè)一點是精密模(mó)具注射成型精度(dù)本身所要求的。精密注射成型對於(yú)注射(shè)機控製係(xì)統的要求如下:
(1)注射機控製係統必須保證各種注射(shè)工藝參數具有良(liáng)好的重複精度,以避免精密模具注射成型精度因工藝參數波動而發生變化。為此,精密注射機一般都對注射量、注射壓力、注射速度、保壓壓力、螺杆背壓和螺杆轉速等工(gōng)藝參數采取多級反饋(kuì)控製,而(ér)對料筒和噴嘴溫度則采用PID控製器。
(2)注射(shè)機對其(qí)合模係統的合模力大小必(bì)須能夠準確控製(zhì),否則,過大或過小的合(hé)模力都會對塑件精度產生(shēng)不良影響。例如,合模(mó)力過大時,精密注(zhù)射成型精度將會因模具的彈性變形過大而(ér)下降(jiàng)。
(3)精密注射機必須具有(yǒu)很(hěn)強的塑化能力,並且還要保證物料能夠得到良好的塑化效果(guǒ)。因此,除了螺杆必須采用較大的驅動轉矩之外,控製係統還應能夠對螺杆進行(háng)無級調速(sù)。
(4)精密注射(shè)機控製係統還必須對液(yè)壓回路中的工作油溫進行準確(què)控(kòng)製,以防工作油因為溫度變化而(ér)引起黏度和流量變化,並進一(yī)步導致注射工(gōng)藝(yì)參數變動,從而使塑件失去應有的精度。實驗已證明,小型注(zhù)射機中的液壓(yā)油在(zài)沒有溫度調(diào)節的(de)情況下,連續工作5h以後,油溫就升高28℃,油(yóu)壓升高(gāo)0.19MPa,保壓壓力(lì)升高1.9~2.9MPa。很顯然,這種壓力變化必然導致精密模具注射成型(xíng)尺寸偏差增大。為此(cǐ),精密模具注射機一般都對其液壓油進行加熱和冷卻閉環控製,油溫經常(cháng)穩定在50~55℃。
3.液壓係統的反應速度要快
精(jīng)密模具注射成型的工藝特點,由於精(jīng)密注射經(jīng)常采用高速成型,所以也要求為工作服務的液壓係統必須具有很快的反(fǎn)應速(sù)度,以滿足高速成型對(duì)液(yè)壓係統的工(gōng)藝要(yào)求。為此,液壓係統(tǒng)除了必須選用靈(líng)敏度高、響應快的液壓元件外,還可以采用插裝比例技術,或在(zài)設計時縮短控製元件(jiàn)到執行元件之(zhī)間的油路,必要時也可加裝蓄能器。液壓係統加裝蓄能(néng)器(qì)後(hòu),不僅可以提高係統的壓力反應速度(dù),而且(qiě)也能起(qǐ)到吸振和穩定壓力以及(jí)節能等作用。隨著計算機應用技術(shù)不斷發展,精密注射機的液壓控製係統目前正朝著機、電、液、儀方向發展,這(zhè)將(jiāng)能進一步促(cù)使注(zhù)射機實現穩定、靈敏(mǐn)和 準確(què)的工作。
4.合模係統要有足夠的剛性
精密模具注射成型的工藝特點(diǎn),精密模具注(zhù)射需要的注射壓力較高,因此,注射機合模(mó)係統必須具有足夠的剛性,否則,精密模具注(zhù)射成型精度將會因為合模係統的彈性變形而下降。為(wéi)此(cǐ),在設計注射機移(yí)動模板、固(gù)定模板和拉杆等合模係統的結構零部件時,都必須圍繞著剛(gāng)性(xìng)這一問題進行設計和選材(cái)。
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