Několik bodů pozornosti při navrhování plastových forem

Při navrhování aplastová forma, po určení struktury formy může být každá část formy detailně navržena, to znamená velikost každé šablony a dílů, velikost dutiny a jádra atd. V tuto chvíli jsou hlavní konstrukční parametry související se bude podílet na smrštění materiálu. Proto lze velikost každé části dutiny určit pouze zvládnutím rychlosti smrštění lisovaného plastu. I když je zvolená struktura formy správná, ale použité parametry nejsou správné, není možné vyrobit kvalifikované plastové díly.

Plastické smrštění a faktory, které jej ovlivňují

Vlastnosti termoplastů spočívají v tom, že se roztahují při zahřívání, smršťují se při ochlazení a samozřejmě zmenšují objem při natlakování. Při procesu vstřikování se roztavený plast nejprve vstřikuje do dutiny formy. Po naplnění se roztavený materiál ochladí a ztuhne. Když se plastový díl vyjme z formy, dojde ke smrštění. Toto smrštění se nazývá formovací smrštění. Během doby, kdy se plastový díl vyjme z formy a stabilizuje, dojde ještě k malé změně velikosti. Jednou změnou je pokračování ve smršťování, kterému se říká post-smršťování.

Další změnou je, že některé hygroskopické plasty bobtnají v důsledku absorpce vlhkosti. Například, když je obsah vody v nylonu 610 3 procenta, rozměrový nárůst je 2 procenta; když je obsah vody v nylonu 66 vyztuženém skleněnými vlákny 40 procent, je rozměrový nárůst 0,3 procenta. Ale hlavní roli hraje tvarovací smrštění.

V současnosti metoda určování míry smrštění různých plastů (formující smrštění plus dodatečné smrštění) obecně doporučuje ustanovení DIN16901 v německé národní normě. To znamená, že rozdíl mezi velikostí dutiny formy při 23 ± 0,1 stupně a velikostí odpovídajícího plastového dílu měřeného za podmínek teploty 23 stupňů a relativní vlhkosti 50 ± 5 procent po umístění. po dobu 24 hodin po výpočtu.

Míra smrštění S je reprezentována následujícím vzorcem: S={(DM)/D}×100 procent (1)

Mezi nimi: S - smrštění; D - velikost formy; M - velikost plastového dílu.

Pokud se dutina formy vypočítá podle známé velikosti plastové součásti a míry smrštění materiálu, je to D=M/(1-S). Pro zjednodušení výpočtu při návrhu formy se pro výpočet velikosti formy obecně používá následující vzorec:

D=M plus MS(2)

Pokud je vyžadován přesnější výpočet, použije se následující vzorec: D=M plus MS plus MS2(3)

Při určování míry smrštění, protože skutečná míra smrštění je ovlivněna mnoha faktory, lze však použít pouze přibližnou hodnotu, takže výpočet velikosti dutiny podle vzorce (2) v zásadě splňuje požadavky. Při výrobě formy se dutina zpracovává podle spodní odchylky a jádro se zpracovává podle horní odchylky, aby se v případě potřeby dalo řádně oříznout.

Hlavním důvodem, proč je obtížné přesně určit míru smrštění, je to, že míra smrštění různých plastů není pevná hodnota, ale rozmezí. Protože míry smrštění stejného materiálu vyrobeného v různých továrnách nejsou stejné, dokonce i rychlosti smrštění různých šarží stejného materiálu vyrobeného továrnou jsou různé. Každá továrna proto může uživatelům poskytnout pouze rozsah smrštění plastu vyrobeného továrnou. Za druhé, skutečná rychlost smrštění během procesu tváření je také ovlivněna faktory, jako je tvar plastové části, struktura formy a podmínky tváření. Vliv těchto faktorů je popsán níže.

Plastový tvar

Pro tloušťku stěny tvarovaných dílů, obecně v důsledku delší doby chlazení tlusté stěny, je také míra smrštění větší, jak je znázorněno na obrázku 1. U obecných plastových dílů, když rozdíl mezi rozměrem L ve směru tok taveniny a rozměr W kolmý na směr toku taveniny je velký, velký je i rozdíl v rychlosti smrštění. Z hlediska vzdálenosti toku taveniny je tlaková ztráta v části vzdálené od vtoku velká, takže míra smrštění je zde také větší než v blízkosti vtoku. Protože tvary žeber, otvorů, výstupků a rytin mají odolnost proti smrštění, je míra smrštění těchto částí malá.

Struktura formy

Tvar brány má také vliv na smrštění. Při použití malé brány se rychlost smrštění plastové části zvyšuje, protože brána ztuhne před koncem přídržného tlaku. Struktura chladicího okruhu ve vstřikovací formě je také klíčem k návrhu formy. Pokud chladicí okruh není správně navržen, dojde vlivem nerovnoměrné teploty plastových dílů k rozdílu smrštění a výsledkem je, že plastové díly jsou mimo toleranci nebo jsou zdeformované. U tenkostěnné části je patrnější vliv rozložení teploty formy na rychlost smršťování.

Podmínky tváření

Teplota sudu: Když je teplota sudu (teplota plastu) vysoká, přenos tlaku je lepší a smršťovací síla je snížena. Při použití malé brány je však míra smrštění stále velká kvůli brzkému vytvrzení brány. U silnostěnných plastových dílů, i když je teplota hlavně vysoká, je smrštění stále velké.

Podávání: V podmínkách tváření je podávání minimalizováno, aby zůstaly rozměry plastového dílu stabilní. Nedostatečné podávání však nebude schopno udržet tlak a také zvýší rychlost smrštění.

Vstřikovací tlak: Vstřikovací tlak je faktor, který má velký vliv na rychlost smrštění, zejména přídržný tlak po naplnění. Obecně platí, že když je tlak vysoký, je rychlost smrštění malá kvůli vysoké hustotě materiálu.

Rychlost vstřikování: Rychlost vstřikování má menší vliv na smrštění. U tenkostěnných plastových dílů nebo velmi malých vtoků a při použití vyztužených materiálů je však míra smrštění při zvýšení rychlosti vstřikování malá.

Teplota formy: Obvykle je rychlost smrštění větší, když je teplota formy vyšší. Ale u tenkostěnných plastových dílů, když je teplota formy vysoká, odpor toku taveniny je malý a rychlost smrštění je malá.

Tvářecí cyklus: Tvářecí cyklus přímo nesouvisí s rychlostí smršťování. Je však třeba si uvědomit, že při zrychlení tvářecího cyklu se musí změnit i teplota formy, teplota taveniny atd., což má vliv i na změnu smrštění. Při zkoušce materiálu by měl být tvarován podle tvářecího cyklu určeného požadovaným výkonem a měly by být zkontrolovány rozměry plastových dílů.

Příklad testu plastového smrštění s použitím této formy je následující. Vstřikovací stroj: Upínací síla 70t Průměr šroubu Φ35mm Rychlost šroubu 80ot/min Podmínky lisování: Maximální vstřikovací tlak 178MPa Teplota hlavně 230(225-230-220-210) stupeň 240({ {7}}) stupeň 250(245-250 -240-230) stupeň 260(225-260-250-240) stupeň Rychlost vstřikování 1425px3/s Doba vstřiku 0.44-0,52s Doba udržení tlaku 6,0s Doba chlazení 15,0s

Rozměry matrice a výrobní tolerance

Kromě základních rozměrů vypočítaných podle vzorce D=M(1 plus S) mají obráběcí rozměry dutiny formy a jádra také problém s tolerancí obrábění. Podle konvence je tolerance obrábění formy 1/3 tolerance plastové části. Vzhledem k rozdílům v rozsahu a stabilitě smrštění plastů je však třeba nejprve racionalizovat rozměrovou toleranci plastových dílů tvořených různými plasty. To znamená, že rozměrová tolerance plastových výlisků by měla být větší v důsledku většího rozsahu míry smrštění nebo horší stability míry smrštění. V opačném případě může docházet k velkému počtu zbytků mimo toleranci.

Za tímto účelem země speciálně formulovaly národní normy nebo průmyslové normy pro rozměrové tolerance plastových dílů. Čína také formulovala profesní standardy na ministerské úrovni. Většina z nich ale nemá odpovídající rozměrovou toleranci dutiny formy. V německé národní normě je speciálně formulována norma DIN16901 pro rozměrovou toleranci plastových dílů a norma DIN16749 pro odpovídající rozměrovou toleranci dutiny formy. Tato norma má ve světě velký vliv, takže ji lze použít jako referenční pro průmysl plastových forem.

O rozměrové toleranci a dovolené odchylce plastových dílů

Aby bylo možné rozumně stanovit rozměrovou toleranci plastových dílů tvořených materiály s různými charakteristikami smrštění, nechť norma zavede koncept rozdílu smrštění při tváření △VS. △VS=VSR_VST(4)

Ve vzorci: VS-formující smršťovací rozdíl VSR-formovací smrštění ve směru toku taveniny VST-formující smrštění ve směru kolmém na tok taveniny.

Smršťovací charakteristiky různých plastů jsou rozděleny do 4 skupin podle hodnoty ΔVS plastů. Skupina s nejmenší hodnotou △VS je skupina s vysokou přesností a tak dále, skupina s největší hodnotou △VS je skupina s nízkou přesností. Přesná technologie, toleranční skupiny 110, 120, 130, 140, 150 a 160 jsou připraveny podle základních rozměrů. Je stanoveno, že rozměrové tolerance plastových dílů s nejstabilnějšími smršťovacími charakteristikami lze vybrat ze skupin 110, 120 a 130. Pro rozměrové tolerance plastových výlisků se středně stabilními smršťovacími charakteristikami použijte 120, 130 a 140.

Je-li rozměrová tolerance tohoto typu plastotvorných plastových dílů zvolena jako 110 skupin, může být vyrobeno velké množství plastových dílů s mimotolerancí.

Rozměrové tolerance plastových dílů se špatnými smršťovacími charakteristikami jsou vybírány ze skupin 130, 140 a 150. Rozměrové tolerance plastových dílů s nejhoršími smršťovacími charakteristikami jsou vybírány ze skupin 140, 150 a 160. Dále je třeba vzít v úvahu následující body při použití této toleranční tabulky. Obecné tolerance v tabulce se používají pro rozměrové tolerance, které neurčují tolerance. Tolerance, které přímo označují odchylky, jsou toleranční zóny používané k označování rozměrů plastových dílů.

Horní a dolní odchylky může určit projektant. Pokud je například toleranční zóna {{0}}.8 mm, lze vybrat následující různé horní a dolní odchylky. 0.0;-0.8;±0.4;-0.2;-0.5 atd. Jsou dvě sady hodnot tolerance, A a B, v každé toleranční skupině. Mezi nimi je A velikost tvořená kombinací částí formy, což zvyšuje chybu způsobenou nepřilnavostí částí formy. Toto zvýšení je 0,2 mm. kde B je rozměr přímo určený částí formy. Precizní technologie je sada tolerančních hodnot speciálně stanovených pro plastové díly s vysokými požadavky na přesnost. Před použitím tolerancí plastových dílů musíte nejprve vědět, které skupiny tolerancí jsou použitelné pro použitý plast.

Výrobní tolerance forem

Německá národní norma formulovala normu DIN16749 odpovídající výrobní toleranci forem pro toleranci plastových dílů. V této tabulce jsou 4 tolerance. Bez ohledu na materiál plastových dílů se u výrobních tolerancí forem, které neuvádějí rozměrové tolerance, používá tolerance sériového čísla 1. Konkrétní hodnota tolerance je určena základním rozsahem velikostí. Bez ohledu na to, jaký druh materiálu, výrobní tolerance formy středně přesné velikosti plastového dílu je tolerance sériového čísla 2. Bez ohledu na to, jaký druh materiálu, výrobní tolerance formy vyššího přesného rozměru plastového dílu je tolerance sériového čísla 3. Odpovídající tolerance výroby formy přesné technologie je tolerance sériového čísla 4.

Lze rozumně stanovit přiměřené tolerance plastových dílů z různých materiálů a odpovídající výrobní tolerance forem, což přináší nejen pohodlí při výrobě forem, ale také snižuje odpad a zlepšuje ekonomickou efektivitu.