BMC成型制件的设计-塑件的尺寸精度

    (1)影响塑件尺寸精度的因素   制件的尺寸精度是受各方面因素影响的,而主要的因素是材料的收缩及模具的制造误差。
    影响成型制件尺寸精度的因素有如下几个方面。
    ①成型材料   塑料本身收缩范围大,原料所含水分及挥发物的量、原料的配制工艺、批量的大小、保存方法和保存时间等不同,都会造成收缩的不稳定。
    ②成型条件   成型时所确定的温度、压力、时间等成型条件,都直接影响成型制件的收缩。
    ③塑件形状及壁厚   制件的壁厚、几何形状也影响成型收缩,脱模斜度的大小也直接影响尺寸精度。
    ④模具结构及进料口尺寸   进料口大时收缩小,进料口小时收缩大。与料流方向平行的尺寸收缩大,与料流方向垂直的尺寸收缩小。飞边产生的位置与所选择的分型面有关,飞边使其垂直于分型面的尺寸产生误差。模具的顶杆等滑动部分的固定方法及模具的拼合方式、加工方法等都直接影响到制件的尺寸精度。在成型过程中模具成型零件的磨损也影响塑件产生误差。
    ⑤制造误差   模具的制造误差完全而直接地反映在制件上。
    ⑥成型后的测量及存放条件   测量误差主要由于测量工具、测量方法、侧量时的温度及测量时的条件不稳定造成。制件成型后如果存放不当,也可以使塑件产生弯曲、扭曲等变形现象,存放和使用时的温度和湿度对塑件精度也有影响。
    塑料在成型过程产生的实际收缩率是设计模具型腔的一个重要依据,同时也是塑件尺寸精度的一个重要参数。影响塑件收缩率的因素很多,除上述因素外还有制件的结构及几何形状、成型方法、设备的水平、金属嵌件的数量等。对于BMC模塑料来说,其收缩率一般为0-0.5%,如用GP级的BMC其成型收缩率仅为0.2%,而用所谓“低轮廓级”的BMC物料,其成型收缩率甚至可以小到为零。一般使用的BMC,其收缩率多在0.3%以上。收缩率越小越有利于提高制品的尺寸精度,防止制品的变形。
    (2)塑件的尺寸精度    这是决定成型制品质量的要标准。然而,在满足塑件的使用要求的前提下,设计时总是尽量将其尺寸精度放得低一些,以便降低模具的加工难度和制造成本。
    在我国,初被公认并广泛采用的是表5-10所列的由原四机部制订的塑件的尺寸公差标准。该标准规定了8个精度等级,其中1和2两级属于精密技术级,只在特殊要求下使用。表中的数据是以成型并经必要的后处理之后的塑件,在相对湿度为65%,温度为20℃的环境下放置24h条件下测定的。公差数值标注原则是:包容尺寸取上偏差;被包容尺寸取下偏差;中心距取半值,前面冠以“±”号。对于未注公差,可按8级精度处理。


    塑件的精度还与塑料的品种紧密相关,依据收缩率的不同,SJ1372-1978标准将公差等级划分为高精度、一般精度和低精度三种,使用此标准时,对不同成型材料所成型的模塑件的尺寸公差可选用的精度等级也进行了规范,对于玻璃纤维增强材料,高精度的可选3级;一般精度的可选4级;而低精度的则可选5级。目前,大多数塑料企业仍在沿用SJ1372- 1978的塑料制品尺寸公差数值。[-page-] 
    我国统的塑件尺寸公差标准已经制订,现已实施,命名为“工程塑料模塑塑料件尺寸公差”(GB/T14486-1993),见表5-11。标准规定了热固性和热塑性工程塑料模塑塑料件的尺寸公差。它适用注塑、压塑、压铸(传递)和浇注成型的工程塑料模塑成型制件。新标准只有7个精度等级(大致上是删去了SJ 1372-1978标准中的1级精度),这使其更切合现有的实际应用水平。该标准的大特点是将公差值划分成不受模具活动部分影响和受模具活动部分影响的两部分(见表中的A, B),即更合理、科学地给塑件标定公差;也为模具制造带来方便,合理地降低要求。


    在该标准中,还专门制定了常用模塑料塑件的公差等级选用表及不列入表中的材料模塑件的公差等级的选用方法。由于以不饱和聚酯树脂为基体的BMC模塑料属于未列入表中的模塑材料,故在此略去“常用模塑料塑件的公差等级选用表”的内容。不列入上表中的材料其模塑件的公差等级的选用方法见表5-12。从表5-12中可以看出,其在选用模塑件的公差等级时,主要是根据材料的收缩特性为依据的。以不饱和聚酯树脂为基体的BMC模塑料的成型收缩率很低,为(0-0.5)%,且其收缩率还可通过组分性能及含量的配比等进行调整。一般来说,用BMC材料成型的模塑件的尺寸公差可按精密成型的等级来选择。[-page-] 
    (3)模塑收缩率   在标准(GB/T14486-1993)的附录中,对模塑收缩率VS进行了规定。
    在常温下,模塑件与所用模具相应尺寸的差,同模具相应尺寸之比,以百分数表示:

式中  L(F)――模塑成型后在标准环境下放置24h后的塑料件尺寸,mm;
      L(W)――模具的相应尺寸,mm。
    收缩特性值(图1)是表征模塑材料收缩特性的值,用百分数表示

式中  VSr――径向收缩率,指料流方向的模塑收缩率,%;
      VSt――切向收缩率,指垂直于料流方向的模塑收缩率,%。
    此标准对成型模塑尺寸分成两类。
    一类是不受模具活动部分影响的尺寸a,如图5-25所示,它是指在同一动模或定模的零件中成型的尺寸。  


    另一类是受模具活动部分影响的尺寸b,如图5-26所示,它是指可活动的模具零件共同作用所构成的尺寸。例如壁厚和底厚的尺寸,受动模零件、定模零件和滑块共同影响的尺寸。
    此标准又规定脱模斜度不包括在公差范围之内。如有特殊要求,应在图纸上标明基本公差尺寸所在的位置。脱模斜度的大小必须在图纸上标出。