Khi thiết kế khuôn nhựa, sau khi xác định cấu trúc khuôn, các bộ phận khác nhau của khuôn có thể được thiết kế chi tiết, tức là kích thước của từng mẫu và bộ phận, kích thước của khoang và lõi, v.v. sẽ được xác định. Tại thời điểm này, các thông số thiết kế chính như tốc độ co ngót của vật liệu sẽ được tham gia. Do đó, chỉ bằng cách nắm vững cụ thể tốc độ co ngót của nhựa đúc thì mới có thể xác định được kích thước của từng bộ phận của khoang. Ngay cả khi cấu trúc khuôn đã chọn là chính xác thì cũng không thể tạo ra các bộ phận nhựa có chất lượng đạt tiêu chuẩn nếu các thông số được sử dụng không phù hợp.
Tốc độ co ngót của nhựa và các yếu tố ảnh hưởng
Đặc điểm của nhựa nhiệt dẻo là chúng nở ra sau khi nung nóng và co lại sau khi làm nguội. Tất nhiên, âm lượng cũng sẽ co lại sau khi điều áp. Trong quá trình ép phun, nhựa nóng chảy trước tiên được bơm vào khoang khuôn. Sau khi hoàn thành việc đổ đầy, vật liệu nóng chảy nguội đi và đông đặc lại. Khi phần nhựa được lấy ra khỏi khuôn sẽ co lại. Sự co ngót này được gọi là co rút khuôn. Trong khoảng thời gian từ khi lấy phần nhựa ra khỏi khuôn cho đến khi ổn định kích thước vẫn sẽ thay đổi đôi chút. Một thay đổi là sự thu hẹp liên tục, được gọi là sự co rút sau{7}}. Một thay đổi khác là một số loại nhựa hút ẩm nở ra do hấp thụ độ ẩm. Ví dụ, khi độ ẩm của nylon 610 là 3% thì kích thước tăng lên là 2%; khi độ ẩm của nylon 66 được gia cố bằng sợi thủy tinh là 40% thì kích thước tăng lên là 0,3%. Tuy nhiên, yếu tố chính là độ co rút của khuôn. Hiện tại, phương pháp xác định tốc độ co ngót của các loại nhựa khác nhau (độ co khi đúc + độ co sau{19}) thường khuyến nghị các quy định của DIN16901 trong tiêu chuẩn quốc gia Đức. Nghĩa là, nó được tính bằng chênh lệch giữa kích thước khoang khuôn ở 23 độ ± 0,1 độ và kích thước bộ phận nhựa tương ứng được đo ở 23 độ và độ ẩm tương đối 50±5% sau 24 giờ đúc.
Tốc độ co ngót S được biểu thị bằng công thức sau: S={(D-M)/D}×100%(1)
Trong đó: S{0}}tốc độ co ngót; D-kích thước khuôn; M-kích thước phần nhựa.
Nếu khoang khuôn được tính toán dựa trên kích thước bộ phận nhựa đã biết và tốc độ co ngót của vật liệu thì D=M/(1-S). Để đơn giản hóa việc tính toán trong thiết kế khuôn, người ta thường sử dụng công thức sau để tính kích thước khuôn:
D=M+MS(2)
Nếu cần tính toán chính xác hơn thì công thức sau sẽ được sử dụng: D=M+MS+MS2(3)
Tuy nhiên, khi xác định độ co ngót, do tốc độ co ngót thực tế bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố nên chỉ có thể sử dụng giá trị gần đúng. Vì vậy, sử dụng công thức (2) để tính kích thước khoang đúc về cơ bản có thể đáp ứng được yêu cầu. Khi chế tạo khuôn, khoang được xử lý theo độ lệch dưới và lõi được xử lý theo độ lệch trên, để có thể thực hiện việc cắt tỉa phù hợp khi cần thiết.
Lý do chính khiến khó xác định chính xác tốc độ co ngót là tốc độ co ngót của các loại nhựa khác nhau không phải là một giá trị cố định mà là một phạm vi. Vì tốc độ co rút của cùng một loại vật liệu do các nhà máy khác nhau sản xuất là khác nhau nên ngay cả tốc độ co rút của cùng một loại vật liệu do các lô khác nhau của cùng một nhà máy sản xuất cũng khác nhau. Mold Master WeChat: mojuren Do đó, mỗi nhà máy chỉ có thể cung cấp cho người dùng phạm vi tỷ lệ co ngót của nhựa do nhà máy sản xuất. Thứ hai, tốc độ co ngót thực tế trong quá trình tạo hình cũng bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như hình dạng của bộ phận nhựa, cấu trúc khuôn và điều kiện tạo hình. Sau đây là phần giới thiệu về ảnh hưởng của các yếu tố này.
Hình ảnh
Hình dạng phần nhựa
Đối với độ dày thành của bộ phận định hình, tốc độ co rút thường lớn hơn do thời gian làm mát của thành dày dài hơn, như trong Hình 1. Đối với các bộ phận bằng nhựa thông thường, khi chênh lệch giữa kích thước L theo hướng dòng chảy nóng chảy và kích thước W vuông góc với hướng dòng chảy nóng chảy lớn thì chênh lệch tốc độ co ngót cũng lớn. Từ góc độ khoảng cách dòng chảy tan chảy, tổn thất áp suất của bộ phận ở xa cổng là lớn, do đó tốc độ co ngót ở đó cũng lớn hơn so với bộ phận gần cổng. Bởi vì các hình dạng như gân, lỗ, trùm và hình chạm khắc có khả năng chống co ngót nên tỷ lệ co ngót của các bộ phận này nhỏ.
Cấu trúc khuôn
Hình thức cổng cũng ảnh hưởng đến tốc độ co ngót. Khi sử dụng cổng nhỏ, tốc độ co ngót của phần nhựa tăng lên do cổng cứng lại trước khi kết thúc quá trình giữ áp suất. Cấu trúc mạch làm mát trong khuôn ép cũng là một yếu tố then chốt trong thiết kế khuôn. Nếu mạch làm mát không được thiết kế hợp lý sẽ xảy ra hiện tượng chênh lệch độ co ngót do nhiệt độ của phần nhựa không đồng đều dẫn đến kích thước của phần nhựa vượt quá khả năng chịu đựng hoặc bị biến dạng. Ở các bộ phận có thành mỏng, ảnh hưởng của sự phân bố nhiệt độ khuôn đến độ co ngót rõ ràng hơn.
Hình ảnh
Điều kiện đúc
Nhiệt độ thùng: Khi nhiệt độ thùng (nhiệt độ nhựa) cao, việc truyền áp suất tốt hơn và lực co ngót giảm. Tuy nhiên, khi sử dụng cổng nhỏ thì độ co ngót vẫn lớn do cổng đông cứng sớm. Đối với các bộ phận bằng nhựa có thành-dày, ngay cả khi nhiệt độ thùng cao thì độ co ngót vẫn lớn.
Cấp liệu: Trong điều kiện đúc, cố gắng giảm cấp liệu để giữ kích thước của bộ phận nhựa ổn định. Tuy nhiên, cho ăn không đủ sẽ không thể duy trì được áp suất, điều này cũng sẽ làm tăng độ co ngót.
Áp suất phun: Áp suất phun là yếu tố có tác động lớn hơn đến độ co ngót, đặc biệt là áp suất giữ sau khi đổ đầy. Nhìn chung, khi áp suất cao, độ co ngót nhỏ do mật độ vật liệu cao.
Tốc độ phun: Tốc độ phun ít ảnh hưởng đến độ co ngót. Tuy nhiên, đối với các bộ phận bằng nhựa có thành mỏng hoặc cổng rất nhỏ và khi sử dụng vật liệu gia cố thì độ co ngót sẽ nhỏ khi tốc độ phun tăng lên.
Nhiệt độ khuôn: Nói chung, độ co ngót lớn hơn khi nhiệt độ khuôn cao hơn. Tuy nhiên, đối với các bộ phận bằng nhựa có thành mỏng, nhiệt độ khuôn càng cao thì khả năng chống chảy của chất nóng chảy càng nhỏ và tốc độ co ngót càng nhỏ.
Chu kỳ đúc: Không có mối quan hệ trực tiếp giữa chu kỳ đúc và tốc độ co ngót. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng khi chu kỳ đúc được tăng tốc, nhiệt độ khuôn, nhiệt độ nóng chảy, v.v. chắc chắn sẽ thay đổi, điều này cũng sẽ ảnh hưởng đến sự thay đổi của tốc độ co ngót. Khi kiểm tra vật liệu, việc đúc phải được thực hiện theo chu trình đúc được xác định bởi sản lượng yêu cầu và phải kiểm tra kích thước của các bộ phận bằng nhựa. Sau đây là một ví dụ về việc sử dụng khuôn này để kiểm tra tốc độ co ngót của nhựa. Máy phun: lực kẹp Đường kính trục vít 70t Tốc độ trục vít Φ35mm 80 vòng/phút Điều kiện đúc: áp suất phun tối đa 178MPa nhiệt độ thùng 230 (225-230-220-210) độ 240 (235-240-230-220) độ 250 (245-250-240-230) độ 260 (225-260-250-240) tốc độ phun độ 57cm3/s thời gian phun 0,44-0,52 giây thời gian giữ 6,0 giây thời gian làm mát 15,0 giây
Hình ảnh
Kích thước khuôn và dung sai sản xuất
Ngoài việc tính toán kích thước cơ bản thông qua công thức D=M(1+S), kích thước xử lý của khoang và lõi khuôn còn có vấn đề về dung sai xử lý. Theo quy ước, dung sai gia công của khuôn bằng 1/3 dung sai của phần nhựa. Tuy nhiên, do sự khác biệt về phạm vi co ngót và độ ổn định của nhựa, dung sai kích thước của các bộ phận nhựa được hình thành bởi các loại nhựa khác nhau trước tiên phải được xác định một cách hợp lý. Nghĩa là, dung sai kích thước của các bộ phận nhựa được hình thành bởi nhựa có phạm vi co ngót lớn hơn hoặc độ ổn định co ngót kém phải lớn hơn. Nếu không, một lượng lớn chất thải có kích thước quá mức có thể xuất hiện. Vì lý do này, các quốc gia đã xây dựng các tiêu chuẩn quốc gia hoặc tiêu chuẩn ngành đặc biệt về dung sai kích thước của các bộ phận bằng nhựa. Trung Quốc cũng đã xây dựng các tiêu chuẩn chuyên môn cấp bộ. Tuy nhiên, hầu hết chúng không có dung sai kích thước tương ứng cho khoang khuôn. Tiêu chuẩn quốc gia của Đức xây dựng cụ thể tiêu chuẩn DIN16901 về dung sai kích thước của các bộ phận bằng nhựa và tiêu chuẩn DIN16749 tương ứng về dung sai kích thước của khoang khuôn. Tiêu chuẩn này có sức ảnh hưởng lớn trên thế giới và có thể dùng làm tài liệu tham khảo cho ngành khuôn nhựa. Tạp chí Mold People WeChat, tạp chí đầu tiên trong ngành!
Về dung sai kích thước và độ lệch cho phép của các bộ phận bằng nhựa
Để xác định hợp lý dung sai kích thước của các bộ phận nhựa được hình thành từ các vật liệu có đặc tính co rút khác nhau, tiêu chuẩn đưa ra khái niệm về chênh lệch co ngót của khuôn △VS.
△VS＝VSR_VST(4)
Trong đó: VS－Chênh lệch độ co ngót của khuôn VSR－Tốc độ co ngót của khuôn theo hướng dòng chảy nóng chảy VST－Tốc độ co ngót của khuôn theo hướng vuông góc với dòng chảy nóng chảy.
Theo giá trị △VS của nhựa, đặc tính co ngót của các loại nhựa khác nhau được chia thành 4 nhóm. Nhóm có giá trị △VS nhỏ nhất là nhóm có độ chính xác-cao, v.v., nhóm có giá trị △VS lớn nhất là nhóm có độ chính xác-thấp. Theo các kích thước cơ bản, công nghệ chính xác, các nhóm dung sai 110, 120, 130, 140, 150 và 160 được tổng hợp. Người ta cũng quy định rằng dung sai kích thước của các bộ phận bằng nhựa được tạo thành từ nhựa có đặc tính co ngót ổn định nhất có thể được chọn từ các nhóm 110, 120 và 130.
Dung sai kích thước của các bộ phận bằng nhựa được tạo thành từ nhựa có đặc tính co ngót ổn định vừa phải được chọn từ các nhóm 120, 130 và 140. Nếu dung sai kích thước của các bộ phận bằng nhựa được tạo thành từ loại nhựa này được chọn từ nhóm 110 thì có thể tạo ra một số lượng lớn các bộ phận bằng nhựa không có kích thước{4}}ngoài{5}}dung sai. Dung sai kích thước của các bộ phận bằng nhựa được tạo thành từ nhựa có đặc tính co ngót kém là 130, 140 và 150 nhóm.
Dung sai kích thước của các bộ phận bằng nhựa được tạo thành từ nhựa có đặc tính co ngót kém nhất là 140, 150 và 160 nhóm. Khi sử dụng bảng dung sai này, bạn cũng nên chú ý những điểm sau. Dung sai chung trong bảng được sử dụng cho dung sai kích thước không biểu thị dung sai.
Dung sai có độ lệch trực tiếp được sử dụng để đánh dấu các dải dung sai cho kích thước bộ phận bằng nhựa. Độ lệch trên và dưới có thể được xác định bởi người thiết kế. Ví dụ: nếu dải dung sai là 0,8 mm thì có thể chọn độ lệch trên và dưới sau đây. 0.0;-0,8;±0,4;-0,2;-0,5, v.v. Có hai nhóm giá trị dung sai A và B trong mỗi nhóm dung sai. Trong đó, A là kích thước được hình thành do sự kết hợp của các bộ phận khuôn, làm tăng sai số do thiếu độ kín tại mối nối của các bộ phận khuôn.
Giá trị gia tăng này là 0,2mm. Trong đó B là kích thước được xác định trực tiếp bởi các bộ phận của khuôn. Công nghệ chính xác là tập hợp các giá trị dung sai được thiết lập đặc biệt cho các bộ phận bằng nhựa có yêu cầu về độ chính xác cao. Trước khi sử dụng dung sai của bộ phận bằng nhựa, trước tiên bạn phải biết nhóm dung sai nào có thể áp dụng cho loại nhựa được sử dụng.
