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模具工业发展趋势塑料收缩率和模具尺寸设计塑料模时, 确定了模具结构之後即可对模具的各部分进行详细设计, 即确定各模板和零件的尺寸, 型腔和型芯尺寸等。这时将涉及有关材料收缩率等主要的设计参数。因而只有具体地掌握成形塑料的收缩率才能确定型腔各部分的尺寸。即使所选模具结构正确, 但所用参数不当,就不可能生产出品质合格的塑件。一、塑料收缩率及其影响因素热塑性塑料的特性是在加热後膨胀, 冷却後收缩, 当然加压以後体积也将缩小。在注塑成形过程中,首先将熔融塑料注射入模具型腔内, 充填结束後熔料冷却固化, 从模具中取出塑件时即出现收缩, 此收缩称为成形收缩。塑件从模具取出到稳定这一段时间内, 尺寸仍会出现微小的变化, 一种变化是继续收缩, 此收缩称为後收缩。另一种变化是某些吸湿性塑料因吸湿而出现膨胀。例如尼龙 610 含水量为 3% 时,尺寸增加量为 2% ;玻璃纤维增强尼龙 66 的含水量为 40% 时尺寸增加量为 % 。但其中起主要作用的是成形收缩。目前确定各种塑料收缩率( 成形收缩+後收缩) 的方法, 一般都推荐德国国家标准中 DIN16901 的规定。即以 23 ℃± ℃时模具型腔尺寸与成形後放置 24 小时, 在温度为 23℃, 相对湿度为 50± 5% 条件下测量出的相应塑件尺寸之差算出。收缩率 S 由下式表示: S={(D - M)/D} × 100%(1) 其中: S- 收缩率; D- 模具尺寸; M- 塑件尺寸。如果按已知塑件尺寸和材料收缩率计算模具型腔则为 D=M/(1-S) 在模具设计中为了简化计算, 一般使用下式求模具尺寸: D=M+MS(2) 如果需实施较为精确的计算,则应用下式: D=M+MS+MS2(3) 但在确定收缩率时, 由於实际的收缩率要受众多因素的影响也只能使用近似值,因而用式(2) 计算型腔尺寸也基本上满足要求。在制造模具时, 型腔则按照下偏差加工, 型芯则按上偏差加工, 便於必要时可作适当的修整。难於精确确定收缩率的主要原因,首先是因各种塑料的收缩率不是一个定值, 而是一个范围。因为不同工厂生产的同种材料的收缩率不相同,即使是一个工厂生产的不同批号同种材料的收缩率也不一样。因而各厂只能为用户提供该厂所生产塑料的收缩率范围。其次, 在成形过程中的实际收缩率还受到塑件形状, 模具结构和成形条件等因素的影响。下面对这些因素的影响作一介绍: 1 、塑件形状对於成形件壁厚来说,一般由於厚壁的冷却时间较长,因而收缩率也较大,如图 1 所示。对一般塑件来说,当熔料流动方向 L 尺寸与垂直於熔料流方向 W 尺寸的差异较大时, 则收缩率差异也较大。从熔料流动距离来看, 远离浇口部分的压力损失大, 因而该处的收缩率也比靠近浇口部位大。因加强筋、孔、凸台和雕刻等形状具有收缩抗力,因而这些部位的收缩率较小。 2 、模具结构浇口形式对收缩率也有影响。用小浇口时,因保压结束之前浇口即固化而使塑件的收缩率增大。注塑模中的冷却回路结构也是模具设计中的一个关键。冷却回路设计得不适当, 则因塑件各处温度不均衡而产生收缩差, 其结果是使塑件尺寸超差或变形。在薄壁部分, 模具温度分布对收缩率的影响则更为明显。 3 、成形条件料筒温度:料筒温度(塑料温度)较高时,压力传递较好而使收缩力减小。但用小浇口时, 因浇口固化早而使收缩率仍较大。对於厚壁塑件