塑料薄壁制件注射翘曲变形分析(二)
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塑料薄壁制件注射翘曲变形分析(二)

文章出处:网责任编辑:作者:人气:-发表时间:2017-07-27 09:39:00

(续上)

2.2冷却系统的设计 

在注射过程中,塑件冷却速度的不均匀也将形成塑件收缩的不均匀,这种收缩差别导致弯曲力矩的产生而使塑件发生翘曲。 

 

如精密扁平状较大塑壳件模具型腔、型芯的温度相差过大,冷模腔面的熔体很快冷却下来,而贴近热模腔面的料层则会继续收缩,收缩的不均匀将使塑件翘曲。因此,注塑模的冷却系统设计应严格控制型芯、型腔的温度平衡。对精密扁平状塑壳件,成型收缩率较大而易变形的材料,生产试验表明,温差不宜超过5°~8°。 

 

其次,还应考虑塑件各侧温度的一致,即保持型芯、型腔各处温度均匀一致,使塑件各处的冷却速度均衡,收缩均匀,有效防止变形的产生。冷却系统的设计在理论计算的基础上,应经严格的工艺试模确定。

 

因此,模具上冷却水孔的设置至关重要。管壁至型腔表面距离确定后,应尽可能使冷却水孔之间的距离小,必要时采用疏密不均的排列形式,即料温高处冷却水孔排密一些,料温低处冷却水孔排稀疏一些,以维持冷却速度基本相同。同时,由于冷却介质的温度随冷却水道长度的增加而上升,冷却回路的水道长度不宜过长。

 

2.3顶出机构的设计 

顶出机构的设计也直接影响塑件的变形。如果顶出机构布置不平衡,造成顶出力的不均衡而使塑件变形。

 

因此,在设计顶出机构时应力求与脱模阻力相平衡。顶杆的截面积不宜太小,以防塑件单位面积受力过大而产生变形。顶杆的布置应尽量靠近脱模阻力大的部位。对于精密扁平状塑壳件,应尽可能多设顶杆以减少塑件的变形,并采用顶杆脱模与推件板脱模相结合的复合脱模机构。 

 

用软质塑料来生产大型深腔薄壁的塑件时,由于脱模阻力较大,而材料又较软,如果完全采用机械式顶出方式,将使塑件产生变形,若改用多元件联合或气(液)压与机械式顶出相结合的方式效果会更好。

 

 

3 充模冷却与翘曲变形 

熔融的塑料在注射压力的作用下,充入模具型腔并在型腔内冷却、凝固。在这个过程中,温度、压力、速度三者相互耦合作用,对塑件的质量产生较大的影响。

 

较高的压力和流速会产生高剪切应力,引起平行于流动方向和垂直于流动方向的分子取向的差异,形成塑件较大的内应力。

 

温度对翘曲变形的影响主要体现在以下几个方面: 

(1)塑件内外表面温差会引起热应力和热变形; 

(2)塑件不同区域之间的温度差引起不均匀收缩; 

(3)不同的温度状态会影响塑料件的收缩率。 

 

因此,严格控制适宜的注射工艺参数是减少翘曲变形的重要手段。

 

 

4 制件收缩与翘曲变形 

注塑件翘曲变形的直接原因在于塑件的不均匀收缩。对翘曲变形分析而言,收缩本身并不重要,重要的是收缩的差异。

 

在注塑成型过程中,熔料在注射充模阶段由于聚合物分子沿流动方向的排列使塑料在流动方向上的收缩率比垂直方向的收缩率大,而使注塑件产生翘曲变形。

 

一般均匀收缩只引起塑料件体积上的变化,只有不均匀收缩才会引起翘曲变形。结晶型塑料在流动方向与垂直方向上的收缩率之差较非结晶型塑料大,而且其收缩率也较非结晶型塑料大。因此,结晶型塑料件翘曲变形的倾向较非结晶型塑料大得多。

 

 

5 残余热应力与翘曲变形 

在注射成型过程中,残余热应力是引起翘曲变形的一个重要因素,由于残余热应力对制件翘曲变形的影响非常复杂,模具设计通常借助注塑CAE软件进行分析和预测。

 

 

6 结束语 

影响精密扁薄形塑料制件翘曲变形的因素有很多,模具的结构、塑料材料的热物理性能以及注射成型过程的工艺参数均对制件的翘曲变形有不同程度的影响。

因此,对制件翘曲变形机理的试验研究必须突出重点综合考虑诸多的因素。
 

 

 

 

 

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