プラスチック金型を設計する場合、金型構造が決定された後、金型の各部分の詳細な設計、つまり、各テンプレートと部品のサイズ、キャビティとコアのサイズなどを実行できます。決定。 これには、材料の収縮などの主要な設計パラメータが含まれます。 したがって、キャビティの各部分のサイズは、成形されたプラスチックの収縮率を知ることによってのみ決定できます。 選択した金型構造が正しくても、使用するパラメータが適切でない場合、適切なプラスチック パーツを製造することはできません。
熱可塑性樹脂は加熱すると膨張し、冷却すると収縮する性質があり、もちろん加圧すると体積も収縮します。 射出成形プロセスでは、最初に溶融プラスチックを金型キャビティに射出し、充填後に溶融材料が冷えて固化し、プラスチック部品を金型から取り出すときに収縮します。これを成形収縮と呼びます。 プラスチック部品が金型から取り出されて安定するまでの間、サイズはわずかに変化します。 一種の変化は収縮し続けることであり、この収縮は後収縮と呼ばれます。
別のバリエーションは、一部の吸湿性プラスチックが吸湿により膨張することです。 たとえば、ナイロン 610 の含水率が 3% の場合、サイズの増加は 2% です。 ガラス繊維強化ナイロン66の含水率40%の場合、0.3%のサイズアップになります。 しかし、重要な役割を果たすのは成形収縮です。
現在、さまざまなプラスチックの収縮率 (成形収縮と後収縮) を決定する方法は、一般に、ドイツの国家規格の DIN16901 の規定を推奨しています。 つまり、23 度±0.1 度での金型キャビティ サイズと、24 時間成形後に 23 度で相対湿度 50±5% で測定した対応するプラスチック部品サイズとの差を計算します。
収縮率 S は次の式で表されます。 S={(D－M)/D}×100% (1)
その中で: S-収縮率; D-金型サイズ; M - プラスチック パーツのサイズ。
既知のプラスチック パーツのサイズと材料の収縮率に基づいて金型キャビティを計算すると、D=M/(1-S) になります。 金型設計の計算を簡素化するために、一般に次の式を使用して金型サイズを求めます。
D=MプラスMS(2)
より正確な計算が必要な場合は、次の式を適用する必要があります: D=M plus MS plus MS2(3)
ただし、収縮率を決定する場合、実際の収縮率は多くの要因の影響を受けるため、近似値しか使用できないため、式 (2) によるキャビティ サイズの計算は基本的に要件を満たしています。 金型を製作する際、キャビティは下側の偏差に合わせて加工し、コアは上側の偏差に合わせて加工し、必要に応じて適切にトリミングできるようにします。
収縮率を正確に求めることが難しい主な理由は、さまざまなプラスチックの収縮率が一定の値ではなく、範囲であることにあります。 異なる工場で製造された同じ材料の収縮率が異なるため、工場の異なるバッチで製造された同じ材料の収縮率も異なります.
したがって、各工場は、工場で生産されたプラスチックの収縮範囲のみをユーザーに提供できます。 第二に、成形プロセス中の実際の収縮率は、プラスチック部品の形状、金型構造、成形条件などの要因にも影響されます。 これらの要因の影響を以下に紹介します。
プラスチック形状
成形品の肉厚については、一般に肉厚が厚いほど冷却時間が長くなるため、収縮率も大きくなります。 一般的なプラスチック部品では、溶融材料の流れ方向の寸法Lと、溶融材料の流れ方向に垂直な寸法Wの差が大きいと、収縮率の差も大きくなります。 溶湯の流動距離から見ると、ゲートから遠い部分の圧力損失が大きいため、この部分の収縮もゲート付近よりも大きくなります。 リブ、穴、ボス、彫刻などの形状は収縮しにくいため、これらの領域は収縮が少なくなります。
金型構造
ゲート形状も収縮に影響します。 小さいゲートを使用すると、保圧が終了する前にゲートが固化するため、プラスチック成形品の収縮が大きくなります。 射出成形金型内の冷却回路構造も金型設計のポイントです。 冷却回路が適切に設計されていないと、プラスチック部品の不均一な温度により収縮差が発生し、結果としてプラスチック部品のサイズが許容範囲外になったり、変形したりします。 薄肉成形品では、金型温度分布が収縮に及ぼす影響がより明確になります。
金型寸法と製造公差
D=M(1 プラス S) 式で基本寸法を計算することに加えて、金型キャビティとコアの機械加工寸法にも機械加工公差の問題があります。 慣例により、金型の加工公差はプラスチック部品の公差の 1/3 です。 ただし、プラスチックの収縮範囲と安定性は異なるため、まず、異なるプラスチックで形成されたプラスチック部品の寸法公差を合理的に決定する必要があります。 つまり、プラスチック成形品の寸法公差は、収縮範囲が大きい場合や収縮安定性が悪い場合、大きくする必要があります。 そうしないと、許容範囲外のサイズの廃棄物が大量に発生する可能性があります。
このため、さまざまな国が、プラスチック部品の寸法公差に関する国家規格または業界規格を特別に策定しています。 中国はまた、閣僚レベルの専門基準を策定しました。 しかし、それらのほとんどには、対応する金型キャビティの寸法公差がありません。 ドイツの国家規格では、プラスチック部品の寸法公差に関する DIN16901 規格と、対応する金型キャビティの寸法公差に関する DIN16749 規格が特別に策定されています。 この規格は世界的に大きな影響力を持っており、プラスチック金型業界の参考になります。
プラスチック部品の寸法公差と許容誤差
収縮特性の異なる材料で形成されたプラスチック部品の寸法公差を合理的に決定するために、規格では成形収縮差ΔVSの概念を導入しています。 の
△VS＝VSR_VST(4)
式中: VS-成形収縮差 VSR-溶融流動方向の成形収縮 VST-溶融流動に垂直な方向の成形収縮。
プラスチック△VS値によると、さまざまなプラスチックの収縮特性は4つのグループに分けられます。 △VS 値が最小のグループは高精度グループであり、類推すると、△VS 値が最大のグループは低精度グループです。 そして、基本的なサイズ、精密技術に応じて、110、120、130、140、150、160 の公差グループがまとめられています。 また、最も安定した収縮特性を持つプラスチック部品の寸法公差は、110、120、および 130 グループから選択できると規定されています。
120、130、140は、適度で安定した収縮特性を持つプラスチック成形部品の寸法公差に使用されます。 このタイプのプラスチックのプラスチック部品を成形するために 110 セットの寸法公差が使用される場合、公差外のプラスチック部品が多数製造される可能性があります。 収縮特性の悪いプラスチック部品の寸法公差には、130、140、および 150 グループが選択されます。
収縮特性が最も悪いプラスチック成形部品の寸法公差は、140、150、および 160 グループから選択されます。 この公差表を使用する場合は、次の点にも注意してください。 表中の一般公差は、公差が指定されていない寸法公差に対するものです。
偏差を直接マークする公差は、プラスチック パーツの公差をマークするために使用される公差ゾーンです。 上限偏差と下限偏差は、設計者が決定できます。 たとえば、公差域が{{0}.8mmの場合、以下の上下偏差を選択できます。 0.0;-0.8;±0.4;-0.2;-0.5 など。公差値 A と B の 2 つのセットがあります。各公差グループで。 その中で、Aは金型部品の組み合わせによって形成されるサイズであり、金型部品の不一致による誤差を増加させます。
この増加は0.2mmです。 ここで、B は金型部品によって直接決定されるサイズです。 精密技術は、高精度が要求されるプラスチック部品用に特別に確立された公差値のセットです。 プラスチック部品の公差を使用する前に、使用するプラスチックに適用できる公差グループを知っておく必要があります。
