塑料收縮率及其影響因素 

      熱塑性塑料的特性是在加熱後膨脹妇斤，冷卻後收縮，當(dāng)然加壓以後體積也將縮小。在注塑成形過程中趟济，首先將熔融塑料注射入模具型腔內(nèi)，充填結(jié)束後熔料冷卻固化咽笼，從模具中取出塑件時(shí)即出現(xiàn)收縮顷编，此收縮稱為成形收縮。塑件從模具取出到穩(wěn)定這一段時(shí)間內(nèi)剑刑，尺寸仍會(huì)出現(xiàn)微小的變化媳纬，一種變化是繼續(xù)收縮，此收縮稱為後收縮施掏。

    另一種變化是某些吸濕性塑料因吸濕而出現(xiàn)膨脹钮惠。例如尼龍610含水量為3%時(shí)，尺寸增加量為2%七芭；玻璃纖維增強(qiáng)尼龍66的含水量為40%時(shí)尺寸增加量為0.3%素挽。但其中起主要作用的是成形收縮。目前確定各種塑料收縮率（成形收縮＋後收縮）的方法狸驳，一般都推薦德國國家標(biāo)準(zhǔn)中DIN16901的規(guī)定预明。即以23℃±0.1℃時(shí)模具型腔尺寸與成形後放置24小時(shí)，在溫度為23℃耙箍，相對(duì)濕度為50±5%條件下測(cè)量出的相應(yīng)塑件尺寸之差算出撰糠。

     收縮率S由下式表示： S={(D－M)/D}×100%(1)

 其中：S-收縮率； D-模具尺寸辩昆； M-塑件尺寸阅酪。

  如果按已知塑件尺寸和材料收縮率計(jì)算模具型腔則為 D=M/(1-S) 在模具設(shè)計(jì)中為了簡化計(jì)算，一般使用下式求模具尺寸：

D=M+MS(2)

    如果需實(shí)施較為精確的計(jì)算汁针，則應(yīng)用下式： D=M+MS+MS2(3)

      但在確定收縮率時(shí)术辐，由於實(shí)際的收縮率要受眾多因素的影響也只能使用近似值，因而用式(2)計(jì)算型腔尺寸也基本上滿足要求扇丛。在制造模具時(shí)术吗，型腔則按照下偏差加工，型芯則按上偏差加工帆精，便於必要時(shí)可作適當(dāng)?shù)男拚?br />
      難於精確確定收縮率的主要原因较屿，首先是因各種塑料的收縮率不是一個(gè)定值，而是一個(gè)范圍卓练。因?yàn)椴煌S生產(chǎn)的同種材料的收縮率不相同隘蝎，即使是一個(gè)工廠生產(chǎn)的不同批號(hào)同種材料的收縮率也不一樣。因而各廠只能為用戶提供該廠所生產(chǎn)塑料的收縮率范圍襟企。其次嘱么，在成形過程中的實(shí)際收縮率還受到塑件形狀，模具結(jié)構(gòu)和成形條件等因素的影響顽悼。下面對(duì)這些因素的影響作一介紹曼振。

      塑件形狀
 
      對(duì)於成形件壁厚來說几迄，一般由於厚壁的冷卻時(shí)間較長，因而收縮率也較大冰评，如圖1所示映胁。對(duì)一般塑件來說，當(dāng)熔料流動(dòng)方向L尺寸與垂直於熔料流方向W尺寸的差異較大時(shí)甲雅，則收縮率差異也較大解孙。從熔料流動(dòng)距離來看，遠(yuǎn)離澆口部分的壓力損失大抛人，因而該處的收縮率也比靠近澆口部位大弛姜。因加強(qiáng)筋、孔妖枚、凸臺(tái)和雕刻等形狀具有收縮抗力廷臼，因而這些部位的收縮率較小。

     模具結(jié)構(gòu)

     澆口形式對(duì)收縮率也有影響盅惜。用小澆口時(shí)中剩，因保壓結(jié)束之前澆口即固化而使塑件的收縮率增大。注塑模中的冷卻回路結(jié)構(gòu)也是模具設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵抒寂。冷卻回路設(shè)計(jì)得不適當(dāng)结啼，則因塑件各處溫度不均衡而產(chǎn)生收縮差，其結(jié)果是使塑件尺寸超差或變形屈芜。在薄壁部分郊愧，模具溫度分布對(duì)收縮率的影響則更為明顯。

    成形條件

     料筒溫度：料筒溫度（塑料溫度）較高時(shí)井佑，壓力傳遞較好而使收縮力減小属铁。但用小澆口時(shí)，因澆口固化早而使收縮率仍較大躬翁。對(duì)於厚壁塑件來說焦蘑，即使料筒溫度較高，其收縮仍較大盒发。

      補(bǔ)料：在成形條件中例嘱，盡量減少補(bǔ)料以使塑件尺寸保持穩(wěn)定。但補(bǔ)料不足則無法保持壓力宁舰，也會(huì)使收縮率增大拼卵。

      注射壓力：注射壓力是對(duì)收縮率影響較大的因素，特別是充填結(jié)束後的保壓頁號(hào)335壓力蛮艰。在一般情況下腋腮，壓力較大的時(shí)因材料的密度大，收縮率就較小。

 
      注射速度：注射速度對(duì)收縮率的影響較小即寡。但對(duì)於薄壁塑件或澆口非常小徊哑，以及使用強(qiáng)化材料時(shí)，注射速度加快則收縮率小聪富。

      模具溫度：通常模具溫度較高時(shí)收縮率也較大实柠。但對(duì)於薄壁塑件，模具溫度高則熔料的流動(dòng)阻抗小善涨，*]而收縮率反而較小。

      成形周期：成形周期與收縮率無直接關(guān)系草则。但需注意钢拧，當(dāng)加快成形周期時(shí)，模具溫度炕横、熔料溫度等必然也發(fā)生變化源内，從而也影響收縮率的變化。在作材料試驗(yàn)時(shí)份殿，應(yīng)按照由所需產(chǎn)量決定的成形周期進(jìn)行成形膜钓，并對(duì)塑件尺寸進(jìn)行檢驗(yàn)。用此模具進(jìn)行塑料收縮率試驗(yàn)的實(shí)例如下卿嘲。注射機(jī)：鎖模力70t 螺桿直徑Φ35mm 螺桿轉(zhuǎn)速80rpm

      模具尺寸和制造公差

      模具型腔和型芯的加工尺寸除了通過D=M(1+S)公式計(jì)算基本尺寸之外颂斜，還有一個(gè)加工公差的問題。按照慣例拾枣，模具的加工公差為塑件公差的1/3沃疮。但由於塑料收縮率范圍和穩(wěn)定性各有差異，首先必須合理化確定不同塑料所成形塑件的尺寸公差梅肤。即由收縮率范圍較大或收縮率穩(wěn)定較差塑料成形塑件的尺寸公差應(yīng)取得大一些司蔬。否則就可能出現(xiàn)大量尺寸超差的廢品。

      為此姨蝴，各國對(duì)塑料件的尺寸公差專門制訂了國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)俊啼。中國也曾制訂了部級(jí)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。但大都無相應(yīng)的模具型腔的尺寸公差左医。德國國家標(biāo)準(zhǔn)中專門制訂了塑件尺寸公差的DIN16901標(biāo)準(zhǔn)及相應(yīng)的模具型腔尺寸公差的DIN16749標(biāo)準(zhǔn)授帕。此標(biāo)準(zhǔn)在世界上具有較大的影響，因而可供塑料模具行業(yè)參考炒辉。

    關(guān)於塑件的尺寸公差和允許偏差
    為了合理地確定不同收縮特性材料所成形塑件的尺寸公差豪墅，讓標(biāo)準(zhǔn)引入了成形收縮差△VS這一概念∏埽　　

△VS＝VSR_VST(4)

式中： VS－成形收縮差　VSR－熔料流動(dòng)方向的成形收縮率　VST－與熔料流動(dòng)垂直方向的成形收縮率偶器。

    根據(jù)塑料△VS值，將各種塑料的收縮特性分為4個(gè)組∑梁洌△VS值最小的組是高精度組颊郎，以此類推，△VS值最大的組為低精度組霎苗。并按照基本尺寸編制了精密技術(shù)姆吭、110、120唁盏、130内狸、140、150和160公差組厘擂。并規(guī)定昆淡，用收縮特性最穩(wěn)定的塑料成形塑件的尺寸公差可選用110、120和130組刽严。用收縮特性中等穩(wěn)定的塑料成形塑件的尺寸公差選用120昂灵、130和140。

      如果用這類塑料成形塑件的尺寸公差選用110組時(shí)舞萄，即可能出大量尺寸超差塑件眨补。

      用收縮特性較差的塑料成形塑件的尺寸公差選用130、140和150組倒脓。用收縮特性最差的塑料成形塑件的尺寸公差選用140撑螺、150和160組。在使用此公差表時(shí)崎弃，還需注意以下各點(diǎn)实蓬。表中的一般公差用於不注明公差的尺寸公差。直接標(biāo)注偏差的公差是用於對(duì)塑件尺寸標(biāo)注公差的公差帶吊履。

      其上安皱、下偏差可設(shè)計(jì)人員自行確定。例如公差帶為0.8mm艇炎，則可以選用以下各種上酌伊、下偏差構(gòu)成。0.0;-0.8;±0.4;-0.2;-0.5等缀踪。每一公差組中均有A居砖、B兩組公差值。其中A是由模具零件組合形成的尺寸驴娃，增加了模具零件對(duì)合處不密合所形成的錯(cuò)差奏候。此增加值為0.2mm。其中B是直接由模具零件所決定的尺寸唇敞。精密技術(shù)是專門設(shè)立的一組公差值蔗草，供具有高精度要求塑件使用咒彤。在此用塑件公差之前，首先必須知道所使用的塑料適用哪幾個(gè)公差組咒精。

    模具的制造公差 
 
    德國國家標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)塑件公差制訂了相應(yīng)模具制造公差的標(biāo)準(zhǔn)DIN16749镶柱。該表中共設(shè)4種公差。不論何種材料的塑件模叙，其中不注明尺寸公差尺寸的模具制造公差均使用序號(hào)1的公差歇拆。具體公差值由基本尺寸范圍確定。不論何種材料塑件中等精度尺寸的模具制造公差為序號(hào)2的公差范咨。不論何種材料塑件較高精度尺寸的模具制造公差為序號(hào)3的公差故觅。精密技術(shù)相應(yīng)的模具制造公差為序號(hào)4的公差。

    可以合理地確定各種材料塑件的合理公差和相應(yīng)的模具制造公差渠啊，這不僅給模具制造帶來方便逻卖，還可以減少廢品，提高經(jīng)濟(jì)效期益昭抒、