制件的收缩性和拔模斜度.doc

　　　1 制件的收缩性
　　一般情况下，不管是金属材料还是高分子材料，在由熔体变成固体的过程中都会发生不同程度的体积收缩，我们把这种现象称为材料的收缩性。收缩性是材料本身具有的性能，材料不同其收缩性能不同，熔体在高压、高速下注人型腔冷却凝固后形成制件的过程中所发生的不同程度的体积收缩称为制件的收缩性。制件的收缩性除了与材料的种类有关外，还与制件结构、模具结构、成型工艺等因素有关。为了使成型后制件尺寸满足图纸尺寸精度要求，模具设计时必须考虑制件的收缩性，并对其收缩量进行一定补偿。下面分别介绍影响制件收缩性的因素、收缩量的计算以及如何给出合理收缩量的经验和技巧。
　　一、影响制件收缩性的因紊

　　1 .制件结构的影响
　　( l )制件的壁厚：壁厚大其收缩量大，壁厚小其收缩量小，制件的壁厚差过大，会因收缩不均而使制件翘曲、变形或产生裂纹，所以制件的壁厚尽可能要均匀一致。
　　( 2 )受阻收缩和自由收缩：受阻收缩量小，自由收缩量大。例如包住型芯的径向尺寸收缩量小，轴向尺寸收缩量大。
　　2 .模具结构的影响
　　模具结构对制件收缩性的影响主要体现在浇注系统的形式、开设位置和大小上。同一个制件，浇注系统的形式、开设位置和大小不同，其收缩量不同。
　　熔体从侧面进人型腔后，由于型腔内各部分的温度差别大，故其各部分的收缩量会明显不同;制件的每个横向截面和纵向截面温度分布基本一致，故每个横向截面和纵向截面的收缩性基本一致，制件的温度分布与直接浇口相同，但由于点浇口比直接浇口的成型比压大，制件致密，故其收缩量比直接浇口大。
　　3 .成型工艺的影响
　　成型比压的大小、浇注温度和模具温度的高低、持压时间和成型周期的长短都会影响制件的收缩性，成型比压大、浇注温度高、模具温度低、持压时间和成型周期长，制件的收缩量大。
　　二、制件收缩量的计算
　　因为影响收缩率的因素很多，模具设计时并不是每个型腔尺寸都严格按公式(l 一3 )计算，可根据制件结构、模具结构、成型工艺作适当调整。例如当制件中有镶嵌件时，收缩率要适当调小。型芯的收缩率适当取小而型腔的收缩率适当取大以便试模后容易修模。
　　2 拔模斜度
　　由前面的知识可知，材料冷却后由流体变成固体会产生收缩，收缩后的制件会紧紧地包住模具的凸出部分产生较大的摩擦力，另外制件和型腔壁之间也存在摩擦力，由于摩擦力的存在而使制件脱模困难，为了使制件顺利地从型腔中取出而不被划伤或擦毛，制件的内外表面需在开模方向设拔模斜度。
　　拔模斜度的大小按下列原则确定：
　　( l )材料的收缩阻力大时，拔模斜度应取大。
　　( 2 )收缩虽大、浇注温度高时，拔模斜度应取大。
　　( 3 )制件需要拔模部分尺寸大，拔模斜度应取大。
　　( 4 )模具型腔表面越光(即表面粗树度越小)，拔模斜度越小。
　　流体压力成型制件的壁厚一般较薄，因此拔模斜度取增大制件壁厚的形式。当制件尺寸精度要求不高或制件的图纸未做特殊规定时，其外形、凸出部分的拔模斜度取0°30 '，内腔、孔、凹人部分的拔模斜度取1° 。当整体制件尺寸精度要求较高或制件的图纸中某尺寸精度要求较高时，拔模斜度按表1 一n 选取，并应在尺寸公差范围内。
　　在实际生产中，模具加工时做出的拔模斜度要比图纸给出的拔模斜度小，待试模完后，根据制件脱模后的情况，在制件划伤或擦毛处以及对应的模具处再适当调大拔模斜度.模具设计时，型芯或凸台的拔模斜度可取某高度范围的最大值，型腔的拔模斜度可取某高度范围的最小值。型芯的拔模斜度取最大值，动模型腔的拔模斜度取最小值，这样，试模后可根据制件实际情况对模具进行修理。
　　流体压力成型机床的顶出机构在动模部分，只有保证开模后制件停留在动模.才能有效完成制件的顶出。模具设计时，当不能完全确定制件在开模后到底停留在哪一半模时，在制件尺寸公差范围内适当调整拔模斜度可使制件在开模后停留在预想的那一半模。很难确定制件在开模后到底停留在哪一半模。模具设计时只要把动模的拔模斜度尽可能取小而静模的拔模斜度取大(在制件尺寸公差范围内)，就可使制件在开模后停留在动模。
　　二、影晌制件尺寸精度和裹面粗糙度的因素
　　影响制件尺寸精度的因素很多，且十分复杂，但其主要受材料种类、制件结构、模具结构、成型工艺及使用状况等因素的影响。
　　1 .材料种类的影响
　　材料的某些性能，如刚性、收缩性等会对制件的尺寸精度造成重要影响.收缩率是影响制件尺寸精度的重要因素之一，材料种类不同，收缩率大小不同，一般来说，材料的收缩率小，收缩波动范围小，对制件尺寸精变形度的影响小，故能获得尺寸精度较高的制件.
　　2 .制件结构工艺性的影响
　　( l )拔模斜度过小，会使制件在脱模时变形或拉伤.
　　( 2 )制件刚性差，在脱模时使制件变形.
　　( 3 )制件上有薄而小的深腔，使型芯的刚性不足，成型时在高压下使型芯变形。
　　( 4 )制件的壁厚、复杂程度、自由收缩和受阻收缩。
　　3 .模具结构的影响
　　模具结构设计的是否合理和制造的精度是直接影响制件尺寸精度的重要因素之一，其影响主要有以下几点：
　　( l )模具分型面的不平行度误差较大而导致制件飞边过厚，使制件在分型面的垂直方向尺寸精度差。
　　( 2 )模具动、静模之间的定位不准确，例如导向系统的尺寸精度和配合精度不高，导向系统的强度、刚度不够，导向系统的导向长度不够都会使制件的尺寸精度降低。
　　( 3 )型芯、活块或制件上的镶嵌件定位不准确，在成型过程中在高压、高速流体的冲撞下发生位移或者是偏移使制件的尺寸精度降低。
　　( 4 )模具成型部分的尺寸精度不高，材料硬度不高易磨损，热稳定性差易变形都会影响制件的尺寸精度。
　　( 5 )脱模机构设计不合理，制件顶出时使制件变形而造成制件尺寸精度的降低。
　　( 6 )浇注系统不合理，例如浇注系统会影响制件的收缩性。
　　4 .成型机床的影响
　　( l )动、静模安装的不平行度及相互间的不平行度。
　　( 2 )机床动、静模板之间的导向的准确性。
　　( 3 )机床合模力不够，导致成型时制件飞边过厚，其尺寸精度降低。
　　5 .成型工艺因素的影响
　　( l )成型比压的大小。比压大，收缩量大。
　　( 2 )涂料的厚度及均匀性.
　　( 3 )浇注温度和模具温度.浇注温度高、模具温度低，收缩量大。
　　( 4 )持压时间和脱模速度。持压时间长、脱模速度慢，收缩量大。
　　制件的表面粗糙度主要取决于模具型腔的表面粗糙度.模具型腔表面粗糙度低，制件的表面粗糙度就低，一般棋具型腔表面粗糙度取罕一驯。制件的表面粗糙度还与模具材料、结构、成型工艺等因素有关。例如浇注系统和排气系统设计不合理会使制件产生流痕、花斑、表面气孔、缩陷等缺险，使制件模具材料的表面质量降低;成型比压过大，形成充型时的飞溅，使制件的表面质量降低;模具材料硬度低易磨损或耐热疲劳性能差易龟裂，均使制件的表面质量降低。

作者：黄岩模具