注塑件尺寸偏差分析及解决专项方案.doc

注塑件尺寸偏差分析及处理方案
摘要:针对注塑过程中出现尺寸偏差缺点现象，从注塑设备，模具设计和制造, 注塑工艺条件及成型原料等方面, 分析了影响注塑制品尺寸精度多种原因, 并给出了控制制品尺寸误差对应方法, 以提升制品尺寸正确性。
关键词：尺寸精度;收缩率;流动性
一、引言
伴随注塑成型技术不停发展, 对制品尺寸精度要求越来越高。但在生产实践中, 常常会因制品尺寸偏差给装配造成困难, 造成资源浪费。怎样提升注塑制品尺寸精度, 是成型加工领域中很关键课题之一。 针对塑料制品产生尺寸偏差这一缺点，本文对其产生原因进行了分析和研究，造成其产生尺寸误差原因很多, 也很复杂。现有外部温度、湿度原因, 也有内部分子结晶、取向和内应力改变等原因。经分析认为造成制品尺寸误差关键原因, 可归结为模具设计和制造和注塑工艺条件影响, 此二者引发制品尺寸误差约占制品尺寸误差2/3 ；其次是塑料材料性能，制品设计及注塑设备等其它原因影响。二、产生尺寸偏差原因
尺寸偏差是因为收缩率、流动性及工艺参数等原因，造成加工好塑件实际尺寸和要求尺寸间出现误差。
1.注塑设备影响
⑴注塑机塑化容量小
当制品质量超出注塑机实际最大注射质量时，显然地供料量是入不敷出。若制品质量靠近注塑机实际注射质量时，就有一个塑化不够充足问题，料在机筒内受热时间不足，结果不能立即地向模具提供合适熔料。
⑵液压系统不稳定

液压系统不稳定, 直接影响注射压力、保压压力和锁模压力稳定, 造成制品尺寸稳定性下降。
⑶喷嘴影响
注塑机通常全部因顾及压力损失而只装直通式喷嘴。不过假如机筒前端和喷嘴温度过高，或在高压状态下机筒前端储料过多，产生“流涎”，使塑料在未开始注射而模具敞开情况下，意外地抢优异入主流道入口并在模板冷却作用下变硬，而妨碍熔料顺畅地进入型腔。另外，喷嘴太小，则因为流通直径小，料条比容增大，轻易致冷，堵塞进料通道或消耗注射压力；太大，则流通截面积大，塑料进模单位面积压力低，形成射力小情况。
⑷其它影响
加料系统供料不稳定，螺杆转速不稳定，停止作用失常，温度控制系统出现热电偶烧坏，加热器断路等，全部会造成塑件成型尺寸不稳定[1]。
2.模具设计和制造影响
模具设计制造水平高低，直接反应了塑件尺寸精度高低。模具设计结构选择，浇注系统形式，型腔结构，脱模顶出系统，冷却系统等设计，全部会影响塑件成型后尺寸精度高低。模具制造工艺设备不一样，手段不一样，加工精度不相同也全部在改变着塑件尺寸精度有不一样命运。模具设计不合理, 零件加工不正确, 装配误差较大, 将直接造成制品尺寸误差。
模具制造误差对制品尺寸精度影响很大,尤其是成型零件加工精度及装配尺寸误差等直接影响制品尺寸。型腔尺寸必需正确，确保在要求公差范围之内, 任何方向偏差全部将影响制品尺寸正确性。另外, 模具总体加工质量也应确保, 因模具是由多个零件组合而成, 尤其当型腔采取镶拼结构时, 相关零件尺寸必需正确装配是确保模具最终质量关键步骤。单个零件加工正确, 装配时调整不好, 也会造成制品误差大。装配过程中零件碰伤, 型芯固定不牢, 零件相对位置偏移及配合间隙过大等, 全部会造成制品尺寸偏差。因为注塑过程是多个原因综合作用结果模具对制品尺寸精度影响, 除上述部分原因外, 模具使用过程中造成碰伤或型腔型芯表面被腐蚀等;也会影响制品尺寸。有些材料，在成型时还会产生析出物附着于成型部位表面形成模垢, 严重时也影响制品尺寸[2]。
3.注塑工艺条件影响
塑件成形操作条件，如温度、压力、时间和在成形期间塑件中产生分子取向、纤维状填料取向和分子结晶等，均会对塑件尺寸精度产生影响。成形条件改变表现为塑件收缩波动，是产生塑件尺寸误差直接原因，仅次于模具加工精度关键原因。通常塑料熔体温度高、模腔内压力传输快、塑件收缩小,其尺寸精度高。模内压力高、保压时间长，亦有塑件尺寸精度高结果。但模温高、温差大、浇口冻结快，会得到塑件尺寸精度差效果。
⑴模具温度影响
注塑成型中温度以模具温度对制品尺寸精度影响最大。模具温度是经过熔融态高分子取向和结晶度高低, 直接影响制品收缩率改变,从而引发尺寸误差。对于非结晶性树脂，模温高, 熔体冷却慢, 分子有充足松弛时间, 结晶趋于更完全, 结晶度高, 使收缩加大。但对结晶性树脂, 高模温可减小后收缩, 使制品尺寸稳定。模温低,则冷却快,熔体分子被冻结取一直不及松弛,不易结晶, 体积改变小,制品收缩小。但低模温使制品后收缩加大,收缩时间加长,不易稳定尺寸。温度是结晶过程中最敏感原因,温差1℃ ,结晶速度可相差几倍。模具温度不均或不稳定,直接影响结晶度大小,从而使制品收缩产生尺寸误差。
⑵注射压力影响
注射压力改变造成制品尺寸波动。其它工艺参数不变时, 提升注射压力, 可改善熔体充模流动性,增加流动长度,充模速度加紧,制品密实,收缩减小,但易产生取向应力。压力低时,制品得不到充足压实,收缩加大。
⑶保压压力影响
保压压力对稳定制品尺寸相关键作用,提升保压压力,可对模内制品收缩进行补料压实,减小收缩。但保压压力太高,会造成制品脱模时残余应力增大,引发变形或开裂,影响制品尺寸。
⑷注射时间影响
在浇口封闭前，注射时间越短，收缩率越大，而且收缩率改变幅度也越大；当注射时间达成或超出浇口凝固时间时，即使再延长注射时间，制品质量和收缩率也不再发生改变，注射时间控制和所设计浇口厚度关系亲密，浇口厚度能够在很大程度上左右浇口封闭时间。
⑸保压时间影响
保压时间越长有利于熔体补塑压实，塑件密度越大，收缩率越小。当浇口凝封后，保压对制品收缩减小不再起作用，过长保压时间会延长成型周期。
4.成型原料影响
成型原料收缩率对塑件尺寸精度影响很大。假如成型设备和模具精度很高，但成型原料收缩率很大，则极难确保塑件尺寸精度。通常情况下，成型原料收缩率越大，塑件尺寸精度越难确保。通常，结晶型和半结晶型树脂收缩率比非结晶型树脂大，而且收缩率改变范围也比较大，和之对应塑件成型后产生收缩率波动也比较大；对于结晶型树脂，结晶度高，分子体积缩小，塑件收缩大。另外，假如成型原料颗粒大小不均，干燥不良，再生料和新料混合不均匀，每批原料性能不一样，也会引发塑件成型尺寸波动。
三、经典实例分析

轮弧下饰板图
该轮弧下饰板是在1600T注塑机中生产，产品图号51A1-05021/22，材料牌号TPO（黑色），毛重1587g,净重1561g,成型周期90s。
轮弧下饰板标准尺寸为1345mm（上图红色线条所标长度），出现尺寸偏差不合格产品会相差8~10mm。

轮弧下饰板装配孔分布图
1. 轮弧下饰板产生尺寸偏差原因
经分析造成尺寸偏差原因关键有：⑴注射量不足；⑵模具浇注系统有缺点；⑶背压过低或熔胶量不稳定；⑷注射压力及保压压力偏低；⑸模温过低塑料结晶不充足；⑹保压时间过短；⑺模具温度不均匀。
2.改善方法
⑴增大注射量。先检验粒料是否均一、加料口有没有架桥。
⑵调整改善模具冷却水流量，确保模具温度均匀。
⑶提升背压，增大熔料密度。
⑷增大注射压力或保压压力。
⑸提升模具温度，使熔料充足结晶。
⑹增加保压时间。[3]
四、结语
注射成型过程中尺寸偏差存在是普遍，经过优化模具结构及成型工艺参数，选择适宜原料，能够降低甚至避免尺寸偏差产生，或减小尺寸偏差，改善塑件产品性能，从而使制品尺寸及性能能够满足设计要求.
参考文件
[1] 蔡恒志:注塑制品成型缺点图集.北京：化学工业出版社，.
[2] 李海梅:注塑成型及模具设计实用技术.北京：化学工业出版社，．
[3] 崔继耀:注塑生产疑难问题和对策.北京：国防工业出版社，.