轎車的塑料零部件如線圈骨架、基座、保險絲盒、燈座、片式熔斷器、中心配電盒、護(hù)套、推動架、簧片排組件及外罩等大都采用注射成型，由于這些塑料件本身具有較高的設(shè)計精度，使得對這些塑料件不能采用慣例的注射成型，而必需采用精密注射成型工藝技巧。為了保證轎車精密塑料件的性能、質(zhì)量與可靠性，注射成型出質(zhì)量較高、符合產(chǎn)品設(shè)計請求的塑料制品，必需對塑料材料、注塑設(shè)備與模具及注塑工藝不斷進(jìn)行改良。

　　1影響精密注塑的重要因素

　　判定精密注塑的根據(jù)是注塑制品的精度，即制品的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度。要進(jìn)行精密注塑必需有很多相干的條件，而最本質(zhì)的是塑料材料、注塑模具、注塑工藝和注塑設(shè)備這四項基礎(chǔ)因素。設(shè)計塑料制品時，應(yīng)首先選定工程塑料材料，而能進(jìn)行精密注塑的工程塑料又必需選用那些力學(xué)性能高、尺寸穩(wěn)固、抗蠕變性能好、耐環(huán)境應(yīng)力開裂的材料。其次應(yīng)根據(jù)所選擇的塑料材料、成品尺寸精度、件重、質(zhì)量請求以及預(yù)想的模具結(jié)構(gòu)選用實用的注塑機(jī)。在加工過程中，影響精密注塑制品的因素重要來自模具的精度、注塑壓縮，以及制品的環(huán)境溫度和濕度變更幅度等方面。

　　在精密注塑中，模具是用以取得符合質(zhì)量請求的精密塑料制品的關(guān)鍵之一，精密注塑用的模具應(yīng)切實符合制品尺寸、精度及外形的請求。但即使模具的精度、尺寸一致，其模塑的塑料制品之實際尺寸也會因壓縮量差別而不一致。因此，有效地把持塑料制品的壓縮率在精密注塑技巧中就顯得十分重要。

　　模具設(shè)計得公平與否會直接影響塑料制品的壓縮率，由于模具型腔尺寸是由塑料制品尺寸加上所估算的壓縮率求得的，而壓縮率則是由塑料生產(chǎn)廠家或工程塑料手冊推薦的一個范疇內(nèi)的數(shù)值，它不僅與模具的澆口情勢、澆口地位與散布有關(guān)，而且與工程塑料的結(jié)晶取向性(各向異性)、塑料制品的外形、尺寸、到澆口的間隔及地位有關(guān)。影響塑料壓縮率的重要有熱壓縮、相變壓縮、取向壓縮、壓縮壓縮與彈性回復(fù)等因素，而這些影響因素與精密注塑制品的成型條件或把持條件有關(guān)。因此，在設(shè)計模具時必需考慮這些影響因素與注塑條件的關(guān)系及其表觀因素，如注塑壓力與模腔壓力及充模速度、注射熔體溫度與模具溫度、模具結(jié)構(gòu)及澆口情勢與散布，以及澆口截面積、制品壁厚、塑料材料中加強(qiáng)填料的含量、塑料材料的結(jié)晶度與取向性等因素的影響。上述因素的影響也因塑料材料不同、其它成型條件如溫度、濕度、持續(xù)結(jié)晶化、成型后的內(nèi)應(yīng)力、注塑機(jī)的變更而不同。

　　由于注塑過程是把塑料從固態(tài)(粉料或粒料)向液態(tài)(熔體)又向固態(tài)(制品)轉(zhuǎn)變的過程。從粒料到熔體，再由熔體到制品，中間要經(jīng)過溫度場、應(yīng)力場、流場以及密度場等的作用，在這些場的共同作用下，不同的塑料(熱固性或熱塑性、結(jié)晶性或非結(jié)晶性、加強(qiáng)型或非加強(qiáng)型等)具有不同的聚合物結(jié)構(gòu)形態(tài)和流變性能。凡是影響到上述"場"的因素必將會影響到塑料制品的物理力學(xué)性能、尺寸、外形、精度與外觀質(zhì)量。

　　這樣，工藝因素與聚合物的性能、結(jié)構(gòu)形態(tài)和塑料制品之間的內(nèi)在接洽會通過塑料制品表現(xiàn)出來。分析明白這些內(nèi)在的接洽，對公平地擬定注塑加工工藝、公平地設(shè)計并按圖紙制作模具、乃至公平選擇注塑加工設(shè)備都有重要意義。精密注塑與普通注塑在注塑壓力和注射速率上也有差別，精密注塑常采用高壓或超高壓注射、高速注射以獲得較小的成型壓縮率。綜合上述各種原因，設(shè)計精密注塑模具時除考慮一般模具的設(shè)計要素外，還須考慮以下幾點：①采用適當(dāng)?shù)哪＞叱叽绻?；②防止產(chǎn)天生型壓縮率誤差；③防止產(chǎn)生注塑變形；④防止產(chǎn)生脫模變形；⑤使模具制作誤差降至最??；⑥防止模具精度的誤差；⑦保持模具精度。

　　2防止產(chǎn)天生型壓縮率誤差

　　由于壓縮率會因注塑壓力而產(chǎn)生變更，因此，對于單型腔模具，型腔內(nèi)的模腔壓力應(yīng)盡量一致；至于多型腔模具，型腔之間的模腔壓力應(yīng)相差很小。在單型腔多澆口或多型腔多澆口的情況下，必需以雷同的注塑壓力注射，使型腔壓力一致。為此，必需確保使?jié)部诘匚痪?。為了使型腔?nèi)的模腔壓力一致，最好使?jié)部谶M(jìn)口處的壓力保持一致。澆口處壓力的均衡與流道中的運動阻力有關(guān)。所以，在澆口壓力達(dá)到均衡之前，應(yīng)先使流通均衡。

　　由于熔體溫度和模具溫度對實際壓縮率產(chǎn)生影響，因此在設(shè)計精密注塑模具型腔時，為了便于斷定成型條件，必需留心型腔的排列。由于熔融塑料把熱量帶進(jìn)模具，而模具的溫度梯度散布一般是繚繞在型腔的四周，呈以主流道為中心的同心圓外形。

　　因此，流道均衡、型腔排列和以主流道為中心的同心圓狀排列等設(shè)計措施，對減小各型腔之間的壓縮率誤差、擴(kuò)大成型條件的答應(yīng)范疇以及下降本錢都是必要的。精密注塑模具的型腔排列方法應(yīng)滿足流道均衡和以主流道為中心排列兩方面的請求，且必需采用以主流道為對稱線的型腔排列方法，否則會造成各型腔的壓縮率差別。

　　由于模具溫度對成型壓縮率的影響很大，同時也直接影響注塑制品的力學(xué)性能，還會引起制品表面發(fā)花等各種成型缺點，因此必需使摸具保持在規(guī)定的溫度范疇內(nèi)，而且還要使模具溫度不隨時間變更而變更。多型腔模具的各型腔之間的溫差也不得產(chǎn)生變更。為此，在模具設(shè)計中必需采用對模具加熱或冷卻的溫度把持措施，且為了使模具各型腔間的溫差盡量縮小，必需留心溫控-冷卻回路的設(shè)計。在型腔、型芯溫控回路中，重要有串聯(lián)冷卻與并聯(lián)冷卻兩種連接方法。

　　從熱交換效率來看，冷卻水的運動應(yīng)呈紊流。但是在并聯(lián)冷卻回路中，成為分流的一條回路中的流量比在串聯(lián)冷卻回路中的流量小，這樣可能會形成層流，而且實際進(jìn)進(jìn)每條回路中的流量也不必定雷同。由于進(jìn)進(jìn)各回路的冷卻水溫度雷同，各型腔的溫度也應(yīng)雷同，但實際上因各回路中的流量不同，且每條回路的冷卻才能也不雷同，致使各模腔的溫度也不可能一致。采用串聯(lián)冷卻回路的毛病是冷卻水的運動阻力大，最前面的型腔進(jìn)口處的冷卻水溫度同最后型腔進(jìn)口處的冷卻水溫度有明顯的差別。冷卻水出進(jìn)口的溫差因流量的大小而變更。對于加工轎車塑料件的小型精密注塑模具而言，一般從下降模具本錢考慮，采用串聯(lián)冷卻回路較合適。假如所應(yīng)用的模溫調(diào)節(jié)把持儀(機(jī))的性能能在2℃內(nèi)把持冷卻水的流量，則各型腔的溫差最大也可保持在2℃范疇內(nèi)。

　　模具型腔和型芯應(yīng)有各自的冷卻水回路系統(tǒng)。在冷卻回路的設(shè)計上，由于從型腔和型芯上所攝取的熱量不同，回路結(jié)構(gòu)的熱阻力也不一樣，型腔與型芯進(jìn)口處的水溫會產(chǎn)生很大的溫差。若采用同一系統(tǒng)，冷卻回路設(shè)計也較艱苦。一般轎車塑料件用的小型注塑模具型芯都很小，采用冷卻水系統(tǒng)有很大的艱苦。如有可能，可以采用被青銅材料制作型芯，對實心鈹青銅型芯則可采用插進(jìn)式冷卻的方法。另外，在對注塑制品采用防止翹曲的對策時，也盼看型腔與型芯之間保持必定的溫差。因此設(shè)汁型腔與型芯的冷卻回路時應(yīng)能分辨進(jìn)行溫度的調(diào)節(jié)和把持。

　　3模具精度的保持

　　為了保持在注塑壓力、鎖模力下的模具精度，設(shè)計模具結(jié)構(gòu)時必需考慮對型腔零件進(jìn)行磨削、研磨和拋光等加工的可行性。盡管型腔、型芯的加工已經(jīng)達(dá)到高精度的請求，而且壓縮率也同所預(yù)計的一樣，但由于成型時的中心偏移，其所成型的制品內(nèi)側(cè)、外側(cè)的相干尺寸都很難達(dá)到塑料零部件的設(shè)計請求。為了保持動、定模型腔在分型面上的尺寸精度，除了設(shè)置慣例模具所常用的導(dǎo)柱、導(dǎo)套定中心外，還必需加裝錐形定位銷或楔形塊等定位副，以確保定位精度準(zhǔn)確、可靠。

　　制作精密注塑模具的材料要選擇力學(xué)性能高、熱蠕變小的優(yōu)質(zhì)合金工具鋼，制作型腔、澆道的模具材料要選擇經(jīng)過嚴(yán)格熱處理的硬度高、耐磨性好、耐腐化性強(qiáng)、抗熱變形的材料，同時還要考慮機(jī)械加工、電加工的難易性和經(jīng)濟(jì)性。為防止產(chǎn)生時效變更而轉(zhuǎn)變模具的尺寸精度，必需在設(shè)計模具時規(guī)定下降模具材料熱處理的殘存奧氏體組織的回火處理或低溫處理。

　　對精密注塑模具的易損零件，尤其是型腔、型芯等易損件，要在設(shè)計時考慮修理的可能性，以保持模具維修后仍具有較高精度。

　　4結(jié)語

　　精密注塑技巧是轎車塑料零部件的重要和關(guān)鍵生產(chǎn)技巧，而精密注塑模具的設(shè)計是這項生產(chǎn)技巧的重要部分，公平地設(shè)計精密注塑模具是獲得精密制品的基礎(chǔ)和必要條件。通過公平地斷定模具的尺寸與公差、采用防止注塑制品產(chǎn)生壓縮率誤差、注塑變形、脫模變形、溢邊等，以及確保模具精度等技巧措施，并采用準(zhǔn)確的精密注塑工藝、實用的工程塑料材料和精密的注塑設(shè)備，使之達(dá)到最佳的匹配，對于提高轎車精密塑料件的質(zhì)量、可靠性和性能，下降生產(chǎn)本錢，提高生產(chǎn)效率具有十分重要的意義。
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