通常,開發(fā)一個新的注塑制品包括如下步驟:

①確定產(chǎn)品的最終使用要求。

一般指制品的使用環(huán)境、承載要求、尺寸、外觀要求、壽命等;對一些國家標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),也應(yīng)是制品設(shè)計中確定使用要求時應(yīng)該考慮的內(nèi)容。

②結(jié)構(gòu)造型設(shè)計。

對注塑制品設(shè)計而言這也算是初步設(shè)計,主要是在盡可能詳細(xì)考慮加工條件的情況下進(jìn)行的結(jié)構(gòu)與外觀設(shè)計,應(yīng)盡量避免側(cè)向分型抽芯,簡化脫模機(jī)構(gòu)。

③選擇材料。

根據(jù)產(chǎn)品的使用要求,確定可選用的材料,同時根據(jù)材料的性能考慮產(chǎn)品結(jié)構(gòu),對其造型進(jìn)行再設(shè)計,并確定最終材料。

④從成型工藝角度改進(jìn)設(shè)計。

這一步需在材料被確定之后再進(jìn)行,這是因為流動性、成型收縮率等會因材料不同而存在差異,其加工性能也不完全相同。

⑤樣模制造。

樣模的制造主要是對以上設(shè)計進(jìn)行檢驗,以便在全面評價加工性能和使用性能之后進(jìn)一步對設(shè)計進(jìn)行修改。由以上步驟可以看出,注塑制品的設(shè)計是根據(jù)使用要求,通過造型設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料選擇等構(gòu)成步驟的一個綜合過程;其中,這些步驟彼此交錯,相互影響,必須在設(shè)計過程中綜合衡量,才能得到最佳的設(shè)計效果,這也就是所謂的并行設(shè)計理念。只有對注塑制品設(shè)計的過程、塑料材料及注塑制品的結(jié)構(gòu)與工藝性能的關(guān)系有較為深厚的理解,制品設(shè)計人員才能設(shè)計出能夠正常生產(chǎn)的注塑制品,加工人員也才能對生產(chǎn)中的某些制品缺陷進(jìn)行識別和進(jìn)行注塑工藝參數(shù)調(diào)整。

本章主要以制品結(jié)構(gòu)特征分類,介紹在注塑制品設(shè)計中需要注意的問題。

尺寸精度

塑件的尺寸設(shè)計時,從理論上來說只取決于塑料的流動性。但由于加工條件、工藝因素等影響,制品在設(shè)計時要考慮較多的因素。如制品結(jié)構(gòu)、模具情況、注塑機(jī)的效能等。如對于薄壁制品,即使所選材料流動性較大,也不能設(shè)計得過大,否則由于模具溫度低,可能會發(fā)生料流沒有完全充滿模具型腔時就已經(jīng)固化,或者料流前鋒不能很好熔合而形成冷接縫的現(xiàn)象,影響制品的外觀和強(qiáng)度。

注塑制品的尺寸精度是指所獲得的注塑制品尺寸與產(chǎn)品圖中的尺寸的符合程度,即所獲尺寸的精確度。這是注塑制品在使用過程中的要求,但塑件的精度很難達(dá)到較高值,這主要是由于影響塑件精度的因素十分復(fù)雜。對注射成型過程而言,它是由原料、模具、注射機(jī)與成型加工工藝條件四個要素構(gòu)成的,這四個要素都含有使制品產(chǎn)生尺寸誤差的因素。

從原料來說,不同種類塑料的成型收縮率、流動性、結(jié)晶化程度有很大差異;甚至對于同種塑料的不同批次,上述性能也略有不同;對于混合料,如新舊料混合、復(fù)合改性材料更是無法保證不同批次材料性能的一致性。所以要保證同一批制品尺寸精度的一致性,就要盡可能使用同一類型同一批次的材料成型。

對于成型條件的變動(溫度、時間、壓力等造成成型收縮率的波動),即使是同一批次的材料,生產(chǎn)的注塑制品的尺寸誤差也略有不同。

對模具而言,澆口尺寸、料流方向等都會影響制品的收縮程度;分型面的選擇對飛邊位置有決定作用;模具的磨損及模具制造誤差完全且直接反映在塑料制品上。

同時,制品的形狀和測量方法以及制品存放等都可能是影響制品的尺寸誤差的原因,所以對于某一制品的尺寸誤差,并不一定是某幾個因素都產(chǎn)生影響,也并不一定是特定的單一因素產(chǎn)生影響。國外資料認(rèn)為在引起制品尺寸誤差的因素中,模具制造公差和成型工藝條件波動引起的誤差各占有1/3。但究其主要原因是材料的收縮及模具的制造誤差。

一般說來,注塑制品的尺寸精度是由使用要求來決定的。關(guān)于塑件的公差,我國已有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。GB/T14486—1993是1993年6月頒布的工程塑料模塑制品尺寸公差的國家標(biāo)準(zhǔn),它是在經(jīng)過大量測試和調(diào)查研究工作的基礎(chǔ)上提出的。該標(biāo)準(zhǔn)中把注塑制品分為7個精度等級。由于各種塑料的收縮率不同,其所能達(dá)到的實際精度各不相同。

對于受收縮率影響較小的塑料,如PS、ABS等,精度可以達(dá)到表2-1中所示的較高等級,但對于受收縮率影響較大的制品,如PE、PP等,要達(dá)到表2-1中所示的較高等級的精度就顯得困難。所以根據(jù)塑料的收縮率把每一類塑料精度檔次分為三級,即高精度、一般精度和低精度,如表2-2所示。對于一定的工藝條件,不同塑料所需的精度等級是不一樣的,設(shè)計制品時要參照表2-2合理地選用精度等級,然后按公差等級在表2-1中查找對應(yīng)的公差值。（回復(fù)關(guān)鍵詞“收縮”查看常用塑料收縮率大全）