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注塑加工成型工艺的设计基础包括什么?

发表时间:2020-03-12 15:55

设计塑料零件是一项复杂的任务,涉及许多因素,这些因素涉及到应用程序的一系列要求。”零件如何使用?”“它如何与组件中的其他零件相匹配?“在使用过程中会遇到哪些负载?”除了功能和结构问题外,石家庄注塑加工问题在注塑件的设计中起着很大的作用。熔融的塑料是如何进入、填充和冷却到型腔中形成零件的,这在很大程度上决定了零件中的特征必须采取何种形式。遵守注塑件设计的一些基本规则将导致一个零件,除了更容易制造和组装外,通常在使用中会更强。将零件划分为基本组将帮助您以逻辑方式构建零件,同时更小化造型问题。在开发零件时,请始终记住零件是如何成型的,以及如何将压力降至更低。

应用

塑料注射成型是制造塑料零件的工艺。注射成型被用来制造许多东西,如电子外壳、容器、瓶盖、汽车内饰、梳子和当今大多数其他塑料产品。这是生产大量塑料零件的理想选择,因为使用多型腔注塑模具,每个周期可以生产几个零件。注射成型的一些优点是公差精度高、重复性好、材料选择量大、人工成本低、废料损失更小,并且成型后不需要完成零件。这种石家庄注塑加工工艺的一些缺点是昂贵的前期工具投资和工艺限制。

可以使用大多数聚合物,包括所有热塑性塑料和一些弹性体。有成千上万种不同的材料可用于注射成型。可用的材料混合有合金或以前开发的材料的混合物,这意味着产品设计者可以从大量材料中进行选择,找到一种具有完全正确性能的材料。根据零件所需的强度和功能选择材料;而且每种材料都有不同的成型参数,必须加以考虑。像尼龙、聚乙烯和聚苯乙烯这样的普通聚合物是热塑性的。

注射成型设备

注射成型机:

注塑机,也称为压力机,由一个料斗、一个注射压头或螺旋式柱塞和一个加热装置组成。模具被夹在成型机的压板上,塑料通过注入口注入模具。压力机的额定吨位是机器能够施加的夹紧力的计算。该力在注射成型过程中保持模具闭合。吨位可以从不到5吨到6000吨不等,尽管很少使用更高吨位的压力机。所需的总夹紧力由正在成型的定制零件的投影面积决定。该投影面积乘以每平方英寸投影面积2至8吨的夹紧力。根据经验,4或5吨/英寸可用于大多数产品。如果塑料非常坚硬,将需要更大的注射压力来填充模具,因此需要更大的夹具吨位来保持模具闭合。所需的力也可以由所用的材料和较大塑料零件需要较大夹紧力的零件尺寸决定。

模具:

石家庄注塑模具是指在成型过程中用来生产塑料零件的工具。传统上,注射模具制造成本很高,并且仅用于生产数千个零件的大批量生产应用。模具通常由硬化钢、预硬化钢、铝和/或铍铜合金制成。制造模具的材料选择主要是一个经济学问题。钢模的制造成本通常更高,但使用寿命更长,这将抵消磨损前制造的更多零件的初始成本。预硬化钢模具耐磨性较差,主要用于体积要求较低或较大的部件。预硬化钢的硬度在洛氏硬度表上通常为38-45。硬化钢模具在加工后进行热处理,使它们在耐磨性和寿命方面更优越。典型的硬度范围在50到60洛氏硬度之间。

石家庄注塑加工

铝模具的成本大大低于钢模具,当使用更高等级的铝,如QC-7和QC-10飞机铝,并用现代计算机化设备加工时,它们可以经济地成型成几十万个零件。铝模具也提供快速周转和更快的周期,因为散热更好。它们也可以被涂覆以抵抗玻璃纤维增强材料的磨损。铍铜用于需要快速排热的模具区域或产生更大剪切热的区域。  

注射成型工艺

通过注射成型,粒状塑料在重力作用下从料斗被送入加热的桶中。当颗粒被螺旋式活塞慢慢向前推动时,塑料被压入一个被称为桶的加热室,在那里它被熔化。随着柱塞的推进,熔化的塑料被迫通过一个紧靠模具浇口套的喷嘴,使其通过浇口和浇道系统进入模腔。模具保持在一个设定的温度,所以塑料几乎可以在模具填满后立即凝固。

注射成型周期

塑料零件注射成型过程中的一系列事件称为注射成型周期。当模具关闭时,循环开始,随后将聚合物注射到模腔中。一旦空腔被填充,保持压力以补偿材料收缩。在下一步中,螺杆转动,将下一次注射输送到前螺杆。这导致螺钉在准备下一次注射时缩回。一旦零件充分冷却,模具打开,零件被顶出。

注意:

任何注射成型塑料零件的主要敌人是压力。当塑料树脂(包含长应变的分子)在准备成型时熔化,分子键由于挤出机的热和剪切力而暂时断裂,允许分子流入模具。利用压力,树脂被压入模具,填充模具的每个特征、裂缝和缝隙。当分子被推动通过每个特征时,它们被迫弯曲、转动和扭曲以形成零件的形状。转动硬角或尖角比用大半径轻轻转动会对分子施加更大的压力。从一个特征到另一个特征的突变对于分子来说也很难填充和形成。

随着材料冷却,分子键将树脂重新连接成其刚性形式,这些应力实际上锁定在零件中。零件应力会导致翘曲、凹陷、开裂、过早失效和其他问题。

虽然注塑成型零件中的一些应力是可以预期的,但您在设计零件时应该尽可能多地考虑到应力的降低。实现这一点的一些方法是在特征之间添加平滑过渡,并在可能的高应力区域使用圆角和圆角。


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