成形品尺寸精度.doc

 成形品尺寸精度
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· 塑膠成形品尺寸誤差發生之主要原因
· 成形品尺寸誤差与型模构造間之關系
· 有關射出成形品尺寸公差之參考規格
· 德國工業規格DIN 7710頁2(射出成形品之尺寸公差規格)
塑膠成形品尺寸誤差發生之主要原因
(1)    概要
塑膠成形品尺寸誤差﹐就一般而言﹐型模制造精度提高﹐雖可減少成形品誤差﹐但尺寸誤差之發生為多种原因之重合結果﹒
諸多原因中將主要者匯列說明於次﹒
表１    成形品尺寸誤差發生之主要原因
主要原因分類
主要原因之細節
与型模直接關連之主要原因
(1)  型模形式﹐或基本构造﹒
(2)  型模制造誤差﹒
(3)  型模磨耗﹐或變形﹒
与成形材料關連之主要原因
(1)  成形材料之种類及相關之標准收縮率﹒
(2)  成形材料之添加物及成形收縮率之變動﹒
与成形作業關連之主要原因
(1)  与成形條件變動有關之成形收縮率之變動﹒
(2)  与成形操作變動有關之成形收縮率之變動﹒
成形后時化變化
(1)  周圍溫度﹐溫度條件有關之尺寸變化﹒
(2)  材料之塑性變形(潛變﹐冷卻﹐加熱等)以及殘留應力等有關之尺寸變化﹒
(2)  与型模直接關連之主要原因
在与型模直接關連之主要原因中﹐型模各部之制造精度一定為最重要之要素﹐但型模之基本构造﹐例如凹凸兩型之嵌合方法﹐分模線位置﹐側面心型(滑動件﹒心型)之构造等﹐亦与成形品誤差之發生有所關連﹒
再者﹐型模經過長期使用﹐射出壓力使壓模各部變形或松弛﹐与關模壓力有關之變形或關模過程中凹凸兩型之不契合等﹐型模构造或材料﹐強度﹐熱處理等各點﹐大多俱為考慮之重要事項﹒
(3)  与成形材料關連之主要原因
成形材料關連之主要原因為總計成形收縮率發生之變化﹒
成形材料之標准成形收縮率為使用材料各各標准值之近似值﹐但在其他成形條件有所變動場合﹐此值較大之材料﹐由於成形收縮率之變動大﹐因之尺寸誤差亦較成形收縮率小者為大(參閱圖1)

例如標准成形收縮率小之聚碳酸酯樹脂(2/1000~5/1000)較成形收縮率大之聚乙烯(15/1000~25/1000)及尼龍等較易獲得尺寸精度﹒
(4)  与成形作業關連之主要原因
由於上述之成形條件變化使成形收縮率變動發生變化﹐因之成形條件之控制為尺寸精度控制上最重要之因素﹒
射出成形品之成形收縮率受成形條件這影響﹐亦即為下列所示之作業主要因素所影響﹒
 圖１    成形條件之變化与成形收縮率之變動間之關系
1 .加熱缸溫度(材料溫度)
2.型模溫度
3.射出壓力及壓力保持時間
4.射出量(公克／每次射出)
5.射出速度
6.冷卻時間及型模作用時間
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成形品尺寸誤差与型模构造間之關系
型模之精度當然与成形品尺寸精度有直接之影響﹐但上述有關型模构造﹐亦即型模設計對尺寸精度亦有較大之差异﹐型模磨耗亦有相同效應﹒以上有關与型模關連之誤差發生主要原因為附屬於單純型模精度中﹐型模式樣及构造有較大之關連﹒
与型模构造有關之成形品各部尺寸考慮其類另﹐匯列如下表所示之數种類型﹒
表2    成形品尺寸類型
類                                               型
應用例
由型模直接決定尺寸
一般尺寸
箱類內側以及外側之縱橫尺寸﹐蓋之內外徑等
曲率半徑
角隅圓弧(連接半徑)
中心距离
成形本身問題
同側面上孔之中心距离﹐以及凸棱与凹槽間之間隔﹒
嵌入金屬件間
嵌入金屬件之中心距离
非由型模直接決定之尺寸
開模方向有關尺寸(分模線橫切尺寸)
箱類及蓋等外側高﹐或底部之肉厚
側壁厚以及類似尺寸

由型模組合決定之尺寸
与凹凸型模相關及与側向心型相關所定之尺寸
其他尺寸
平行度及偏心
中空圓筒內外中心線之變化﹐同心圓之移位﹒
彎曲﹐翹曲及扭轉

角度
字盤分割角度﹐傾斜部份角度
表3    由型模直接決定之尺寸及不定之尺寸
由型模直接決定之尺寸
非由型模直接決定之尺寸
此為成形品部份之尺寸﹐含於型模之一部份中﹐相應下圖所示之各部尺寸﹐僅由型模心型及型模型穴任何一方所能決定之尺寸﹐為与任何廢邊擠出方向及擠出厚度無關之尺寸﹒
此項尺寸由型模二部份形成者﹐相應下圖所示之各部尺寸﹒箱類外側高及底厚等跨越分模線之尺寸﹐側厚等為由凹凸型模相關之尺寸﹐以及其他跨越側向心型之尺寸﹒

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有關射出成形品尺寸公差之參考規格
目前尚無射出成形品尺寸公差之工業規格(JIS)之制定﹐但有下列之其他國家之國家規格﹐或參考標准﹒
(1)德國工業規格(DIN)
此有塑膠成形品尺寸公差最完整之体系﹐規定有成形品与型模构造關連之尺寸公差﹐及以塑膠材料類別分之規定值﹒
依照DIN之規定﹐塑成形品尺寸公差与塑膠用型模規格分別有各別之規格﹐但在成形品制造公差規格中附加有關連之點﹐此為DIN規格之特點﹒
1959年6月出版現尚有效者有下列各种(參閱5.4項).
DIN 7710
頁1成形品尺寸公差規格(壓縮成形品)
頁2成形品尺寸公差規格(射出成形品)
DIN 16749
頁1成形用型模尺寸公差規格(壓縮成形型模)
頁2成形用型模尺寸公差規格(射出成形型模)
(2)    美國SPI規格
美國尚無國家標准訂定﹐但由美國塑膠工業協會(SPI)訂定有"成形品尺寸公差"作為參考標准﹒
本項規格之特點為規定有熱硬性及熱塑性之各种塑膠之公差值﹐并分為精級﹐中級及粗級等3級﹒与型模构造相關之點﹐僅可參考DIN規格相類資料﹒
參考資料
SPI協會發行:Plastics Engineering Handbook(3rd. Edition, 1962)(SPI為Society of Plastics Industry之縮寫)﹒
(3)  英國BPF方式
此為英國塑膠工業公會(British Plaitics Federation)推荐之成形品尺寸公差算定方式﹒
本方式之特點為熱硬性成形品之尺寸公差依据型模构造及成形品尺寸等誤差發生主要原因規定算定方式﹒
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德國工業規格DIN 7710頁2(射出成形品之尺寸公差規格)
(1)    由型模直接決定之尺寸之制造公差及尺寸差

(2)  非由型模直接決定之尺寸之制造公差

型模設計之際﹐應与定制者及使用都充份技術合作﹐施行檢討﹐為重要事項﹒下表所示為設計之際﹐用以記錄諸多項目﹐為型模規格表之一例﹒
品名

型穴數量
成
形
品
成形材料名稱

型

模

构

造　

分模線

成形收縮率
/1000
頂出方式

色調
透明性
透明﹒不透明
流道方式

色名

流道形狀及尺寸

一件之重量
g
澆口形式

投影面積

澆口形狀﹒位置﹒尺寸

成

形

机
制作所名稱

低陷部推拉机构之构造

形式

冷卻﹒加熱方法

射出重量
g/每次射出
主要部份所用之材料

關模壓力
TON
硬度

型式－間隔
縱向          X
有無特殊加工

橫向          X
有無電鍍

頂出孔

耐久壽命

使用型厚
最大
其他事項

最小

定位環坑直徑

噴嘴孔直徑

噴嘴半徑Ｒ

提供資料
成形品實樣﹐成形品圖﹐實物模型﹐雕刻原圖﹐成形机使用說明書

其
他
型模完工日期
         年       月       日

定制者以及使用工場

型模价格

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