Κατά το σχεδιασμό ενός πλαστικού καλουπιού, αφού προσδιοριστεί η δομή του καλουπιού, μπορεί να πραγματοποιηθεί ο λεπτομερής σχεδιασμός κάθε τμήματος του καλουπιού, δηλαδή το μέγεθος κάθε προτύπου και εξαρτημάτων, το μέγεθος της κοιλότητας και του πυρήνα κ.λπ. προσδιορίζεται. Αυτό θα περιλαμβάνει βασικές παραμέτρους σχεδιασμού, όπως η συρρίκνωση του υλικού. Επομένως, το μέγεθος κάθε τμήματος της κοιλότητας μπορεί να προσδιοριστεί μόνο γνωρίζοντας τον ρυθμό συρρίκνωσης του σχηματιζόμενου πλαστικού. Ακόμα κι αν η επιλεγμένη δομή καλουπιού είναι σωστή, αλλά οι χρησιμοποιούμενες παράμετροι δεν είναι κατάλληλες, είναι αδύνατο να παραχθούν κατάλληλα πλαστικά μέρη.
Το χαρακτηριστικό των θερμοπλαστικών είναι ότι διαστέλλονται μετά τη θέρμανση και συρρικνώνονται μετά την ψύξη και φυσικά ο όγκος θα συρρικνωθεί και μετά την συμπίεση. Στη διαδικασία χύτευσης με έγχυση, το λιωμένο πλαστικό εγχέεται πρώτα στην κοιλότητα του καλουπιού και μετά την πλήρωση, το λιωμένο υλικό ψύχεται και στερεοποιείται και συρρικνώνεται όταν το πλαστικό μέρος βγαίνει από το καλούπι, το οποίο ονομάζεται συρρίκνωση καλουπώματος. Κατά τη χρονική περίοδο που το πλαστικό μέρος αφαιρείται από το καλούπι και σταθεροποιείται, θα εξακολουθούν να υπάρχουν μικρές αλλαγές στο μέγεθος. Ένα είδος αλλαγής είναι να συνεχίσει να συρρικνώνεται, και αυτή η συρρίκνωση ονομάζεται μετα-συρρίκνωση.
Μια άλλη παραλλαγή είναι ότι ορισμένα υγροσκοπικά πλαστικά διογκώνονται λόγω της απορρόφησης υγρασίας. Για παράδειγμα, όταν η περιεκτικότητα σε νερό του νάιλον 610 είναι 3 τοις εκατό , η αύξηση του μεγέθους είναι 2 τοις εκατό . όταν η περιεκτικότητα σε νερό του ενισχυμένου με ίνες γυαλιού νάιλον 66 είναι 40 τοις εκατό , η αύξηση του μεγέθους είναι 0,3 τοις εκατό . Αλλά είναι η συρρίκνωση σχηματισμού που παίζει σημαντικό ρόλο.
Προς το παρόν, η μέθοδος προσδιορισμού του ρυθμού συρρίκνωσης διαφόρων πλαστικών (σχηματισμός συρρίκνωσης συν μετά τη συρρίκνωση) συνιστά γενικά τις διατάξεις του DIN16901 στο γερμανικό εθνικό πρότυπο. Δηλαδή, υπολογίζεται η διαφορά μεταξύ του μεγέθους της κοιλότητας του καλουπιού στους 23 βαθμούς ±0,1 μοίρες και του αντίστοιχου μεγέθους πλαστικού εξαρτήματος που μετρήθηκε στους 23 βαθμούς και της σχετικής υγρασίας 50±5 τοις εκατό μετά τη διαμόρφωση για 24 ώρες.
Ο ρυθμός συρρίκνωσης S εκφράζεται με τον ακόλουθο τύπο: S={(D－M)/D}×100 τοις εκατό (1)
Μεταξύ αυτών: S- ποσοστό συρρίκνωσης; D- μέγεθος καλουπιού; M- πλαστικό μέγεθος ανταλλακτικού.
Εάν η κοιλότητα του καλουπιού υπολογίζεται σύμφωνα με το γνωστό μέγεθος πλαστικού εξαρτήματος και τον ρυθμό συρρίκνωσης του υλικού, είναι D=M/(1-S). Προκειμένου να απλοποιηθεί ο υπολογισμός στο σχεδιασμό του καλουπιού, ο ακόλουθος τύπος χρησιμοποιείται γενικά για να βρεθεί το μέγεθος του καλουπιού:
D=M συν MS(2)
Εάν απαιτείται πιο ακριβής υπολογισμός, θα πρέπει να εφαρμοστεί ο ακόλουθος τύπος: D=M συν MS συν MS2(3)
Ωστόσο, κατά τον προσδιορισμό του ρυθμού συρρίκνωσης, καθώς ο πραγματικός ρυθμός συρρίκνωσης επηρεάζεται από πολλούς παράγοντες, μπορούν να χρησιμοποιηθούν μόνο κατά προσέγγιση τιμές, επομένως ο υπολογισμός του μεγέθους της κοιλότητας με τον τύπο (2) ικανοποιεί βασικά τις απαιτήσεις. Κατά την κατασκευή του καλουπιού, η κοιλότητα επεξεργάζεται σύμφωνα με την κάτω απόκλιση και ο πυρήνας επεξεργάζεται σύμφωνα με την ανώτερη απόκλιση, έτσι ώστε να μπορεί να κοπεί σωστά εάν είναι απαραίτητο.
Ο κύριος λόγος για τον οποίο είναι δύσκολο να προσδιοριστεί με ακρίβεια ο ρυθμός συρρίκνωσης είναι ότι ο ρυθμός συρρίκνωσης διαφόρων πλαστικών δεν είναι μια σταθερή τιμή, αλλά ένα εύρος. Επειδή ο ρυθμός συρρίκνωσης του ίδιου υλικού που παράγεται από διαφορετικά εργοστάσια είναι διαφορετικός, ακόμη και ο ρυθμός συρρίκνωσης του ίδιου υλικού που παράγεται από διαφορετικές παρτίδες σε ένα εργοστάσιο είναι επίσης διαφορετικός.
Επομένως, κάθε εργοστάσιο μπορεί να παρέχει στους χρήστες μόνο το εύρος συρρίκνωσης των πλαστικών που παράγονται από το εργοστάσιο. Δεύτερον, ο πραγματικός ρυθμός συρρίκνωσης κατά τη διαδικασία διαμόρφωσης επηρεάζεται επίσης από παράγοντες όπως το σχήμα του πλαστικού τμήματος, η δομή του καλουπιού και οι συνθήκες διαμόρφωσης. Η επίδραση αυτών των παραγόντων παρουσιάζεται παρακάτω.
Πλαστικό σχήμα
Για το πάχος τοιχώματος του διαμορφωμένου τμήματος, γενικά λόγω του μεγαλύτερου χρόνου ψύξης του παχύ τοιχώματος, ο ρυθμός συρρίκνωσης είναι επίσης μεγαλύτερος. Για γενικά πλαστικά μέρη, όταν η διαφορά μεταξύ της διάστασης L στην κατεύθυνση ροής του τηγμένου υλικού και της διάστασης W που είναι κάθετη προς την κατεύθυνση της ροής του τηγμένου υλικού είναι μεγάλη, η διαφορά στον ρυθμό συρρίκνωσης είναι επίσης μεγάλη. Από την άποψη της απόστασης ροής του τήγματος, η απώλεια πίεσης στο τμήμα μακριά από την πύλη είναι μεγάλη, επομένως η συρρίκνωση σε αυτό το σημείο είναι επίσης μεγαλύτερη από αυτή κοντά στην πύλη. Σχήματα όπως νευρώσεις, τρύπες, προεξοχές και γκραβούρες είναι ανθεκτικά στη συρρίκνωση, επομένως αυτές οι περιοχές θα συρρικνωθούν λιγότερο.
Δομή καλουπιού
Η μορφή της πύλης έχει επίσης επίδραση στη συρρίκνωση. Όταν χρησιμοποιείται μια μικρή πύλη, η συρρίκνωση του πλαστικού τμήματος αυξάνεται επειδή η πύλη στερεοποιείται πριν από το τέλος της πίεσης συγκράτησης. Η δομή του κυκλώματος ψύξης στο καλούπι έγχυσης είναι επίσης ένα βασικό σημείο στο σχεδιασμό του καλουπιού. Εάν το κύκλωμα ψύξης δεν έχει σχεδιαστεί σωστά, η διαφορά συρρίκνωσης θα προκύψει λόγω της ανομοιόμορφης θερμοκρασίας των πλαστικών μερών και το αποτέλεσμα θα είναι το μέγεθος του πλαστικού τμήματος να είναι εκτός ανοχής ή να παραμορφώνεται. Σε μέρη με λεπτά τοιχώματα, η επίδραση της κατανομής της θερμοκρασίας του καλουπιού στη συρρίκνωση είναι πιο εμφανής.
Διαστάσεις καλουπιού και ανοχές κατασκευής
Εκτός από τον υπολογισμό των βασικών διαστάσεων μέσω του τύπου D=M(1 plus S), οι διαστάσεις μηχανικής κατεργασίας της κοιλότητας και του πυρήνα του καλουπιού έχουν επίσης πρόβλημα ανοχής μηχανικής κατεργασίας. Κατά σύμβαση, η ανοχή επεξεργασίας του καλουπιού είναι το 1/3 της ανοχής του πλαστικού μέρους. Ωστόσο, δεδομένου ότι το εύρος συρρίκνωσης και η σταθερότητα των πλαστικών διαφέρουν, είναι πρώτα απαραίτητο να προσδιοριστούν ορθολογικά οι ανοχές διαστάσεων των πλαστικών εξαρτημάτων που σχηματίζονται από διαφορετικά πλαστικά. Δηλαδή, η διαστασιακή ανοχή των πλαστικών χυτευμένων εξαρτημάτων θα πρέπει να είναι μεγαλύτερη εάν το εύρος συρρίκνωσης είναι μεγάλο ή η σταθερότητα συρρίκνωσης είναι κακή. Διαφορετικά, μπορεί να υπάρχει μεγάλος αριθμός απορριμμάτων με μεγέθη εκτός ανοχής.
Για το λόγο αυτό, διάφορες χώρες έχουν διαμορφώσει ειδικά εθνικά πρότυπα ή βιομηχανικά πρότυπα για τις ανοχές διαστάσεων των πλαστικών εξαρτημάτων. Η Κίνα έχει επίσης διαμορφώσει επαγγελματικά πρότυπα σε υπουργικό επίπεδο. Αλλά τα περισσότερα από αυτά δεν έχουν τις αντίστοιχες ανοχές διαστάσεων της κοιλότητας του καλουπιού. Στο γερμανικό εθνικό πρότυπο, το πρότυπο DIN16901 για την ανοχή διαστάσεων πλαστικών εξαρτημάτων και το αντίστοιχο πρότυπο DIN16749 για την ανοχή διαστάσεων της κοιλότητας του καλουπιού είναι ειδικά διαμορφωμένο. Αυτό το πρότυπο έχει μεγάλη επιρροή στον κόσμο, επομένως μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως αναφορά για τη βιομηχανία πλαστικών καλουπιών.
Ανοχή διαστάσεων και επιτρεπόμενη απόκλιση πλαστικών μερών
Προκειμένου να καθοριστούν εύλογα οι ανοχές διαστάσεων των πλαστικών μερών που σχηματίζονται από υλικά με διαφορετικά χαρακτηριστικά συρρίκνωσης, το πρότυπο εισάγει την έννοια της διαμόρφωσης διαφοράς συρρίκνωσης △VS. ο
△VS＝VSR_VST(4)
Στον τύπο: Διαφορά συρρίκνωσης σχηματισμού VS Συρρίκνωση σχηματισμού VSR προς την κατεύθυνση ροής τήγματος Συρρίκνωση σχηματισμού VST στην κατεύθυνση κάθετη στη ροή τήγματος.
Σύμφωνα με την τιμή πλαστικού △ VS, τα χαρακτηριστικά συρρίκνωσης διαφόρων πλαστικών χωρίζονται σε 4 ομάδες. Η ομάδα με τη μικρότερη τιμή △VS είναι η ομάδα υψηλής ακρίβειας και κατ' αναλογία η ομάδα με τη μεγαλύτερη τιμή △VS είναι η ομάδα χαμηλής ακρίβειας. Και σύμφωνα με το βασικό μέγεθος, τεχνολογία ακριβείας, συντάσσονται ομάδες ανοχής 110, 120, 130, 140, 150 και 160. Επίσης ορίζεται ότι οι ανοχές διαστάσεων πλαστικών εξαρτημάτων με τις πιο σταθερές ιδιότητες συρρίκνωσης μπορούν να επιλεγούν από ομάδες 110, 120 και 130.
Τα 120, 130 και 140 χρησιμοποιούνται για ανοχές διαστάσεων πλαστικών χυτευμένων εξαρτημάτων με μέτριες και σταθερές ιδιότητες συρρίκνωσης. Εάν χρησιμοποιούνται 110 σετ ανοχών διαστάσεων για τη διαμόρφωση πλαστικών μερών αυτού του τύπου πλαστικού, μπορεί να παραχθεί μεγάλος αριθμός πλαστικών εξαρτημάτων εκτός ανοχής. Οι ομάδες 130, 140 και 150 επιλέγονται για τις ανοχές διαστάσεων πλαστικών εξαρτημάτων με κακές ιδιότητες συρρίκνωσης.
Η ανοχή διαστάσεων των πλαστικών χυτευμένων εξαρτημάτων με τις χειρότερες ιδιότητες συρρίκνωσης επιλέγεται από 140, 150 και 160 ομάδες. Όταν χρησιμοποιείτε αυτόν τον πίνακα ανοχής, προσέξτε επίσης τα ακόλουθα σημεία. Οι γενικές ανοχές στον πίνακα αφορούν ανοχές διαστάσεων όπου δεν καθορίζονται ανοχές.
Η ανοχή που σηματοδοτεί άμεσα την απόκλιση είναι η ζώνη ανοχής που χρησιμοποιείται για την επισήμανση της ανοχής του πλαστικού τμήματος. Οι άνω και κάτω αποκλίσεις μπορούν να προσδιοριστούν από τον σχεδιαστή. Για παράδειγμα, εάν η ζώνη ανοχής είναι {{0}},8 mm, μπορούν να επιλεγούν οι ακόλουθες άνω και κάτω αποκλίσεις. 0.0;-0.8;±0.4;-0.2;-0.5 κ.λπ. Υπάρχουν δύο σύνολα τιμών ανοχής A και B σε κάθε ομάδα ανοχής. Μεταξύ αυτών, το Α είναι το μέγεθος που σχηματίζεται από τον συνδυασμό των τμημάτων του καλουπιού, το οποίο αυξάνει το σφάλμα που προκαλείται από την αναντιστοιχία των τμημάτων του καλουπιού.
Αυτή η αύξηση είναι 0,2 χιλιοστά. Όπου Β είναι το μέγεθος που καθορίζεται άμεσα από τα μέρη του καλουπιού. Η τεχνολογία ακριβείας είναι ένα σύνολο τιμών ανοχής που καθορίζονται ειδικά για πλαστικά μέρη με υψηλές απαιτήσεις ακρίβειας. Πριν χρησιμοποιήσετε τις ανοχές των πλαστικών εξαρτημάτων, πρέπει πρώτα να γνωρίζετε ποιες ομάδες ανοχής ισχύουν για τα πλαστικά που χρησιμοποιούνται.
