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影响产品尺寸精度的因素有哪些

 心晨快乐 2020-10-13

模具精度的高低以及在生产过程中,成型参数的调整如射胶压力的大小、模具冷却时间的长短、模具温度的高低、保压时间的长短等等,这些都是影响产品尺寸精度的因素。正如我们常说的“七分模具,三分工艺”,模具的制造精度与稳定的工艺参数是缺一不可的。

随着模具精度提高的同时,模具的制造成本就会有所上升,所以模具的精度与成本是成正比的。而随着模具生产寿命的不断累积,模具会出现劣化现象,模具的变形、磨损都会影响到产品的尺寸精度。

我们在实际决定模具尺寸时,依所用的成型材料而先已知成形收缩率,通常公式如下:D=(1+α)*M

        D---(常温下的模具尺寸)

        α---(成形收缩率,以百分率%表示)

        M---(产品尺寸)

以上不难看出,产品尺寸是由模具的尺寸与成形收缩率决定的。

1、新模具制造加工精度的影响

高的模具精度,是生产优质产品出来的前提保证。

模具制造商要选用优质的模架供货商。確保模板的平面度与垂直度,这样有利于减少后续制造加工中产生的误差。如果模板的基准面不平行、不垂直,机械加工寻边定位就会出现偏差。

新模具的制造加工精度高低是依靠加工母机的制造精度来保证的。“老掉牙”的机台床身都在抖动,这样能加工出合格的模具尺寸吗?显然是不行的!

比如,我们用CNC加工中心机加工公模板的型腔的A、B尺寸,包括一起加工的还有深度尺寸。刀具在模板上进行铣削加工,为了避免加工误差,(其中的误差是由刀具的磨损、铣削时的让刀等引起的)。

加工会有余量(加工不会一步到位),粗铣削加工后,技术员会使用量具量测出实寸,与要加工到的图面尺寸进行比对,最后再精铣削加工到位。假如加工的公模板型腔尺寸比公模仁尺寸大了0.1mm,那么这样的配合,能不影响到产品精度才怪呢!

2、模具磨损对产品制造精度的影响

2.1、导柱导套或精定位块产生磨损

模具生产久了之后,导柱导套或精定位块就会产生磨损,造成模具精度的不足。模具精度不足,产品的制造精度就会不足。  

以下是我司的一款修正帶上的產品,由于精定位磨损,造成产品分型面的错位,使产品检验点A点出现超差(变大)且会影响到修正带的正常功能。

A点标准公差值为Φ3.47±0.03mm, 实测产品分型面错位后的尺寸Φ3.57-Φ3.58 mm。先量测公母模仁及公母模板型腔实寸,发现尺寸都是OK的!接着更换新的导柱导套后发现无效,后通过更换新的精定位块之后OK!

2.2、模仁磨损

模具生产久了之后,由于塑胶熔体的冲刷、产品脱模时与模仁的摩擦或者是模具表面刮伤、腐蚀后进行的抛光,都会影响到产品的尺寸。如下母模仁中的“A”“B”尺寸,模具的外部尺寸会越做越大。公模仁中的“A”“B”尺寸,模具的內部尺寸会越做越小。  

产品上的如圆柱形等尺寸(外部形状),会越做越大。成型孔的(内部形状),孔尺寸会越做越小。

2.3、模具上楔紧部位的磨损

公模滑块与母模楔紧斜面磨损,导致滑块正面与无法靠破到公模仁平面,从而产生毛边。由于产品两侧有毛边存在,量测此处产品的尺寸就会变大(产品的两侧为检验点)。对相应的滑块斜面进行焊补,用于弥补母模楔紧斜面的磨损(注:母模楔紧斜面与母模板为一整体的)

2.4、模具上司筒、司筒针、公模仁配合孔磨损

以下是我司一款产品,高度为检验点。产品是依靠司筒顶出的,司筒中有司筒针(用于成型内孔),司筒的外径与公模仁的内孔配合,司筒的内孔与司筒针的外径相配合。当这三者间隙配合超出0.03mm时,产品就会产生毛边(ABS溢边值不超出0.03mm),其中也包括司筒端面的缺损。

除此以上之外,还有模具分型面的变形、靠破面或插破面的磨损,产生的毛边会影响到产品的尺寸。毛边产生有因素有多方面的,对策可详见2019年11月22日在微注塑平台上发表的本人原创《产品毛边的原因与对策》,不再复述。

3、模具上的小入子缺乏定位

模具上细长型小入子(公母模上互相碰穿,但是两者间没有加工定位插穿的),容易受射胶压力冲击的影响,入子会产生变形弯曲,从而影响到产品的长度尺寸A。(该产品中间是空的)

成型参数对于尺寸精度的影响

1、射胶压力与射速

提高射胶压力,目的是为了增加塑胶分子间的致密性。产品顶出后的收缩性越小,尺寸较为稳定。但是压力过大,会造成产品的毛边,毛边会影响到产品的尺寸。射胶压力过低或供料不足,会造成产品的短射(欠料),同样会影响到产品的尺寸。

射速过快,使得模具型腔内的气体来不及排出,会造成产品的烧焦、气泡、短射(欠料)现象,影响到产品的充填。射速过慢,熔体充填型腔就不及时。不论射速过快或过慢,都会影响到产品的尺寸。

2、模具冷却时间

模具冷却时间的长短决定产品的收缩变化。当融熔塑胶进入模具型腔内的那一刻起,产品就开始冷却了,直到顶出前的这一段时间。模具冷却时间的太短,产品没有完全固化,顶出后就会产生变形及增加产品顶出后的收缩。模具冷却的时间太长,产品包紧模具的力量就会增大,产品更加不容易脱模,所以模具的冷却时间设置需要恰到好处。

针对有些产品顶出后仍有变形状况产生,小一点的产品可以利用空冷,在开模后延迟一段时间后再顶出。大的产品一般都会使用到治具加以其内部支撑,过3至5分钟后再将治具取出(时间具体以不同的产品结构而定)。

一些体积大一点的模具需要分多组水路冷却,才能确保产品尺寸的稳定性。千万不能图省事多组水路串联在一起,公模或母模只有一个进一个出,这样会造成产品的冷却不良,尤其是水路出口那一穴,出水口的温度会高于其它模穴。如下:多组水路冷却,每一块母模仁均有单独的水路进行产品的冷却。

3、模具温度

提高模具温度,使塑胶的流动性变好,有利于模具的充填,得到稳定的尺寸.由于模具温度得到了恒定的控制,产品收缩均衡,相对产品的尺寸更加容易得到控制, 有利于提高尺寸精度(包括料筒温度及射嘴温度)。

值得注意的是:因为流动性好了,会增强熔体突入模具配合间隙的能力,胀开模具而产生毛边。而且模温高之后,模具的配合间隙会因为热膨胀而导致零部件如滑块、斜销配合处形成的表面拉伤、卡死等。

一般而言,模具温度越高时成形收缩率越大。当模具温度升高时,成形收缩率增大,结晶性塑胶在模具温度越高时,越容易结晶化,因此收缩率更大。相应的冷却时间会延长,使得整个生产周期也会变长。

4、保压时间

保压时间就是在浇口处熔料冻结之前将产品压实,产品一旦压实,塑胶分子间的致密性越强,尺寸就更为稳定。保压时间的长短不仅与产品的结构尺寸有关,而且与浇口的大小、模具温度及料温的高低都有关。

5、背压

背压太低,会导致射胶量不稳定,产品尺寸变化大。适当提高背压,能将炮筒内的熔料压实,增加密度、提高射胶量、增加产品尺寸稳定性。

6、锁模力

锁模力过大,会使得模具分型面上的排气槽无处可排气,无法得到有效地排气。这样就会造成产品困气,从而影响到产品的充填,不利于得到稳定的尺寸。锁模力过小,模具的分型面就会被射胶压力所撑开,分型面产生毛边,进而影响到产品的尺寸。

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