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2.2 尺寸精度

塑件的尺寸设计时,从理论上来说只取决于塑料的流动性。但由于加工条件、工艺因素等影响,制品在设计时要考虑较多的因素。如制品结构、模具情况、注塑机的效能等。如对于薄壁制品,即使所选材料流动性较大,也不能设计得过大,否则由于模具温度低,可能会发生料流没有完全充满模具型腔时就已经固化,或者料流前锋不能很好熔合而形成冷接缝的现象,影响制品的外观和强度。

注塑制品的尺寸精度是指所获得的注塑制品尺寸与产品图中的尺寸的符合程度,即所获尺寸的精确度。这是注塑制品在使用过程中的要求,但塑件的精度很难达到较高值,这主要是由于影响塑件精度的因素十分复杂。对注射成型过程而言,它是由原料、模具、注射机与成型加工工艺条件四个要素构成的,这四个要素都含有使制品产生尺寸误差的因素。

从原料来说,不同种类塑料的成型收缩率、流动性、结晶化程度有很大差异;甚至对于同种塑料的不同批次,上述性能也略有不同;对于混合料,如新旧料混合、复合改性材料更是无法保证不同批次材料性能的一致性。所以要保证同一批制品尺寸精度的一致性,就要尽可能使用同一类型同一批次的材料成型。对于成型条件的变动(温度、时间、压力等造成成型收缩率的波动),即使是同一批次的材料,生产的注塑制品的尺寸误差也略有不同。

对模具而言,浇口尺寸、料流方向等都会影响制品的收缩程度;分型面的选择对飞边位置有决定作用;模具的磨损及模具制造误差完全且直接反映在塑料制品上。

同时,制品的形状和测量方法以及制品存放等都可能是影响制品的尺寸误差的原因,所以对于某一制品的尺寸误差,并不一定是某几个因素都产生影响,也并不一定是特定的单一因素产生影响。国外资料认为在引起制品尺寸误差的因素中,模具制造公差和成型工艺条件波动引起的误差各占有1/3。但究其主要原因是材料的收缩及模具的制造误差。

一般说来,注塑制品的尺寸精度是由使用要求来决定的。关于塑件的公差,我国已有相关标准。GB/T14486—1993是1993年6月颁布的工程塑料模塑制品尺寸公差的国家标准,它是在经过大量测试和调查研究工作的基础上提出的。该标准中把注塑制品分为7个精度等级。由于各种塑料的收缩率不同,其所能达到的实际精度各不相同。对于受收缩率影响较小的塑料,如PS、ABS等,精度可以达到表2-1中所示的较高等级,但对于受收缩率影响较大的制品,如PE、PP等,要达到表2-1中所示的较高等级的精度就显得困难。所以根据塑料的收缩率把每一类塑料精度档次分为三级,即高精度、一般精度和低精度,如表2-2所示。对于一定的工艺条件,不同塑料所需的精度等级是不一样的,设计制品时要参照表2-2合理地选用精度等级,然后按公差等级在表2-1中查找对应的公差值。

表2-1 塑料注塑制品尺寸公差表 单位:mm

续表

注:A为不受模具活动部分影响的尺寸公差值,B为受模具活动部分影响的尺寸公差值。

表2-2 常用注塑制品公差等级的选用

续表

表2-1中只给出不同尺寸的公差数值,无配合关系。配合时具体正负偏差可根据制品的配合性质进行分配:对于孔类尺寸,偏差取正值;对于轴类尺寸,偏差取负值;对于中心距及其它位置尺寸,取表中数值的一半作为上下偏差。对于不受模具活动部分影响较大的尺寸,其公差值取表中A行值;而受模具活动部分影响较大的尺寸,其公差值取表中B行值。所谓“受模具活动部分影响”是指脱模时会因脱模力影响或顶出机构作用而可能变化的零件尺寸。

这里要说明的是各国对塑料制品的精度等级的划分标准并不一致。另一方面由于精密成型技术的发展,设计者可以根据应用精度要求进行制品设计,而可以不受所谓精度等级的影响。也可以说,对于塑件的精度要求,要具体分析,根据使用要求来确定尺寸公差,如装配配合部分的尺寸精度要高于非配合部分的尺寸精度等。其最常见的标注方法是以机械制图的方法进行的。

对于表2-2中未列出的塑料品种,乃至于一种新的塑料品种,可根据收缩情况来确定其公差等级。一般用流动方向上的收缩率加上流动方向上的收缩率与垂直于流动方向的收缩率之差来衡量。该值越大,说明收缩性越大,应选用的等级也越低,通常可按表2-3来选择。

表2-3 收缩特性值和选用的公差等级 tUfG8MRpmAQsbgg96oUiZ6PLtnF4yHmwr7VJmlwxIdP79ugPy6vxJPmkMkbuwGcx

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