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塑件尺寸精度
 
像大多数加工过程一样,模塑成形的塑料制件将有一偏离公称尺寸的范围,通称为公差。公差范围越窄,塑件尺寸精度越高。精度的高低取决于成形过程与所使用的材料。
材料因素的影响
塑料的某些性能,如刚性、收缩性等会对塑件尺寸公差造成重要影响。收缩率是影响塑件尺寸精度的最基本、最重要的因素。不同塑料的收缩率当然不同,即便是同种塑料,也存在批量间的收缩差别。一般说来。收缩率小、收缩波动范围窄的塑料,如聚碳酸酯、聚苯乙烯、ABS、硬聚氯乙烯、聚砜等,因其成形工艺条件的波动造成尺寸误差小,能获得较高尺寸精度的塑料制作。反之亦然。收缩波动居中的聚丙烯、尼龙、聚甲醛等,能获得中等尺寸精度的塑料制作。
热固性塑料,通常比热塑性塑料的收缩波动范围小,一般为0.4%~0.5%,而热塑性塑料竟达2%。因此,热固性塑料制件能获得比热塑性塑件较高的尺寸精度。
用碎布,石棉等作为填料的耐冲击或耐热塑料,在模压成形中毛边厚、压力不易均匀分布,因此难以获得较高的、跨越分型面的塑件尺寸精度。无机填料可降低塑料的收缩波动值,因而有利于提高塑件尺寸精度。
模具因素影响
模具类型不同对塑件尺寸精度的影响各异。用压模成形时在其分型面上存在有行刺,对塑件尺寸精度有不良影响。用注射模、压注模成形的塑件尺寸精度与浇口数量和位置有关。浇口数量少、离浇口远、塑件收缩程度大、尺寸精度低;反之尺寸精度就高些。也就是说,大型塑件尺寸精度低,小型塑件尺寸精度高。用固定式模具成形的塑件尺寸精度比移动式模具成形的精度要高些。对于小尺寸塑件,模具加工误差约占塑件总成形误差的1/3;对于大中型塑件,其所占比例要小些。多型腔模具成形的塑件尺寸精度差;而用单型腔模具成形的塑件尺寸精度高。模具脱模装置不合理或冷却系统设计不恰当,也会使塑件变形、产生形位误差。
设计因素的影响
遵循塑件设计原则,合理确定其几何结构,正确选择塑件材料,充分考虑塑件成形工艺性,必要时可增设加强肋、金属嵌件等,以降低塑件的收缩程度,借以提高塑件的尺寸精度及尺寸稳定性。否则,塑件就可因收缩程度大、或翘曲变形、或吸湿膨胀而使其尺寸精度及稳定性降低。
工艺因素的影响
塑件成形操作条件,如温度、压力、时间以及在成形期间塑件中产生的分子取向、纤维状填料取向以及分子结晶等,均会对塑件尺寸精度产生影响。成形条件变化表现为塑件收缩波动,是产生塑件尺寸误差的直接原因,仅次于模具加工精度的重要因素。通常塑料熔体温度高、模腔内压力传递快、塑件收缩小,其尺寸精度高。模内压力高、保压时间长,亦有塑件尺寸精度高。模内压力高、保压时间长,亦有塑件尺寸精度高的结果。但模温高、温差大、浇口冻结快,会得到塑件尺寸精度差的效果。
热固性塑件的尺寸精度受到模压时间、模温及其成形压力的影响外,还与成形方法有关。若有预压工序,延长成形时间、提高成形温度酚醛塑件的收缩值随之增大。
一般认为成形条件波动而造成的误差约占塑件成形总公差的1/3。
使用因素的影响
塑件由于存放、使用条件的变化,会导致其性能变化。像尼龙、醋酸纤维那样吸湿性强的塑件,环境温度与湿度均对其尺寸精度有重要影响。结晶型聚合物的玻璃态温度低于室温或其塑件的使用温度,大分子链段尚有运动能力,后结晶不可避免地导致塑件密度、尺寸和力学性能发生变化。酚醛塑料制件因冬天气温低、干燥,进一步收缩,其尺寸变小;夏季气温高、潮湿,导致吸湿膨胀、尺寸变大。
塑料的热胀系数大,因此高精度塑件在温度变化条件下工作十分不利,这对于工业用途的塑件影响甚大。在这方面增强改性的热塑性塑料,如玻纤填充聚碳酸酯、聚酰胺、聚苯醚以及硬聚氯乙烯等,其塑件尺寸稳定性已有相当好的效果。热固性塑料中的DAP(邻苯二甲酸二烯丙酯)、环氧树脂等,其塑件尺寸稳定性特好。
此外,热塑性塑件即使是在常温条件下使用,也会因外力作用而产生蠕变,造成其尺寸变化。模塑件尺寸变化极为复杂,预测其变化量十分困难。因此,对其尺寸稳定性要求高的塑件,须进行实验考核,事先要加以考虑其各种影响因素,并予以合理、巧妙安排,使之达到预期目的。
 
 
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