設計塑料模時，肯定了模具結構之後便可對模具的各部份進行詳細設計，即肯定各模板和零件的尺寸，型腔和型芯尺寸等。這表 脊柱裝置中采取的聚合物材料典型特點比較時候將觸及有關材料收縮率等主要的設計參數(shù)。因此只有具體地掌握成形塑料的收縮率才能肯定型腔各部份的尺寸。即便所選模具結構正確，但所用參數(shù)不當，就不可能生產(chǎn)出品質合格的塑件。

1、塑料收縮率及其影響因素

熱塑性塑料的特性是在加熱後膨脹，冷卻後收縮，固然加壓以後體積也將縮小。 在注塑成形進程中，首先將熔融塑料注射入模具型腔內(nèi)，充填結束後熔料冷卻固化，從模具中取出塑件時即出現(xiàn)收縮，此收縮稱為成形收縮。塑件從模具取出到穩(wěn)定這1段時間內(nèi)，尺寸仍會出現(xiàn)微小的變化，1種變化是繼續(xù)收縮，此收縮稱為後收縮。另外一種變化是某些吸濕性塑料因吸濕而出現(xiàn)膨脹。

例如尼龍610含水量為3%時，尺寸增加量為2%;玻璃纖維增強尼龍66的含水量為40%時尺寸增加量為0.3%。但其中起主要作用的是成形收縮。 目前肯定各種塑料收縮率(成形收縮+後收縮)的方法，1般都推薦德國國家標準中DIN16901的規(guī)定。即以23℃±0.1℃時模具型腔尺寸與成形後放置24小時，在溫度為23℃，相對濕度為50±5%條件下丈量出的相應塑件尺寸之差算出。

收縮率S由下式表示： S={(D-M)/D}×99%(1)

其中：S-收縮率; D-模具尺寸; M-塑件尺寸。

如果按已知塑件尺寸和材料收縮率計算模具型腔則為 D=M/(1-S) 在模具設計中為了簡化計算，1般使用下式求模具尺寸：

D=M+MS(2)

如果需實行較為精確的計算，則利用下式： D=M+MS+MS2(3)

但在肯定收縮率時，由於實際的收縮率要受眾多因素的影響也只能使用近似值，因此用式(2)計算型腔尺寸也基本上滿足要求。在制造模具時，型腔則依照下偏差加工，型芯則按上偏差加工，便於必要時可作適當?shù)男拚?/p>

難於精確肯定收縮率的主要緣由，首先是因各種塑料的收縮率不是1個定值，而是1個范圍。由于不同工廠生產(chǎn)的同種材料的收縮率不相同，即便是1個工廠生產(chǎn)的不同批號同種材料的收縮率也不1樣。 因此各廠只能為用戶提供該廠所生產(chǎn)塑料的收縮率范圍。其次，在成形進程中的實際收縮率還遭到塑件形狀，模具結構和成形條件等因素的影響。下面對這些因素的影響作1介紹。

2、塑件形狀

對於成形件壁厚來講，1般由於厚壁的冷卻時間較長，因此收縮率也較大，如圖1所示。 對1般塑件來講，當熔料活動方向L尺寸與垂直於熔料流方向W尺寸的差異較大時，則收縮率差異也較大。 從熔料活動距離來看，闊別澆口部份的壓力損產(chǎn)品型號：失大，因此該處的收縮率也比靠近澆口部位大。 因加強筋、孔、凸臺和雕刻等形狀具有收縮抗力，因此這些部位的收縮率較小。

3、模具結構

澆口對收縮率也有影響。用小澆口時，因保壓結束之前澆口即固化而使塑件的收縮率增大。 注塑模中的冷卻回路結構也是模具設計中的1個關鍵。冷卻回路設計得不適當，則因塑件各處溫度不均衡而產(chǎn)生收縮差，其結果是使塑件尺寸超差或變形。在薄壁部份，模具溫度散布對收縮率的影響則更加明顯。

分型面及澆口

模具的分型面、澆口及尺寸等因素直接影響料流方向、密度散布、保壓補縮作用及成型時間。

采取直接澆口或大截面澆口可減少收縮,但各向異性大,沿料流方向收縮小,沿垂直料流方向收縮大;反之,當澆口厚度較小時,澆口部份會過早凝結硬化,型腔內(nèi)的塑料收縮后得不到及時補充,收縮較大。

點澆口凝封快,在制件條件允許的情況下,可設多點澆口,可有效地延長保壓時間和增大型腔壓力,使收縮率減小。

4、成形條件

料筒溫度：料筒溫度(塑料溫度)較高時，壓力傳遞較好而使收縮力減小。但用小澆口時，因澆口固化早而使收縮率仍較大。對於厚壁塑件來講，即便料筒溫度較高，其收縮仍較大。

補料：在成形條件中，盡可能減少補料以使塑件尺寸保持穩(wěn)定。但補料不足則沒法保持壓力，也會使收縮率增大。

注射壓力：注射壓力是對收縮率影響較大的因素，特別是充填結束後的保壓頁號335壓力。在1般情況下，壓力較大的時因材料的密度大，收縮率就較小。

注射成型中壓力包括注射壓力、保壓壓力和模腔壓力等。這些因素均對塑件收縮行動有明顯的影響。

提高注射壓力能夠下降制品的收縮率。這是由于壓力增大,使注射速度提高,充模進程加快后,1方面因塑料熔體的剪切發(fā)熱而提高了熔體溫度、減小了活動阻力;另外一方面還可以在熔體溫度尚高、活動阻力較小的狀態(tài)下較早進入保壓補料階段。特別對薄壁塑件和小澆口塑件,由于冷卻速度快,更應當盡可能縮短充模進程。

較高的保壓壓力和模腔壓力使型腔內(nèi)制品密實,收縮減小,特別是保壓階段的壓力對制品的收縮率產(chǎn)生影響更大。這可解釋為熔融樹脂在成型壓力作用下遭到緊縮,壓力越高,產(chǎn)生的緊縮量越大,壓力消除后的彈性恢復也越大,使得塑件塑件尺寸更加接近型腔尺寸,因此收縮量越小。

可是,即便是對同1制品來講,模腔內(nèi)樹脂的壓力在各部份其實不1致;在注射壓力難以作用的部位和容易作用的部位,所受注射壓力也不1樣。另外,多型腔模具的各模腔所受壓力應設計均勻,否則就會產(chǎn)生各模腔的制品收縮率不1致。

注射速度：注射速度對收縮率的影響較小。但對於薄壁塑件或澆口非常小，和使用強化材料時，注射速度加快則收縮率小。

模具溫度：熱塑性塑料熔體注入型腔后,釋放大量的熱量而凝固,不同的塑料品種,需要模腔保持在1適當溫度。在此溫度下,將益于塑件的成型,塑件成型效力,內(nèi)應力和翹曲變形最小。

模具溫度是控制制品冷卻定型的主要因素,它對成型收縮率的影響主要表現(xiàn)在澆口凍結后制品脫模之前這段進程。而在澆口凍結之前,模溫升高雖有增大熱收縮的趨勢,但也正是較高的模溫使得澆口凍結時間延長,致使注射壓力和保壓力的影響增強,補縮作用和負收縮量均會增大。

所以,總收縮是兩種反向收縮綜合作用的結果,其數(shù)值不1定隨著模溫的升高而增大。如果澆口產(chǎn)生凍結,注射壓力和保壓壓力的影響將會消失,隨著模溫的升高,冷卻定型時間亦將延長,故脫模后制品收縮率1般都會增大。

成形周期：成形周期與收縮率無直接關系。但需注意，當加快成形周期時，模具溫度、熔料溫度等必定也產(chǎn)生變化，從而也影響收縮率的變化。在作材料實驗時，應依照由所需產(chǎn)量決定的成形周期進行成形，并對塑件尺寸進行檢驗。用此模具進行塑料收縮率實驗的實例以下。 注射機：鎖模力70t 螺桿直徑Φ35mm 螺桿轉速80rpm 成形條件：注射壓力178MPa 料筒溫度230(225⑵30⑵20⑵10)℃ 240(235⑵40⑵30⑵20)℃ 250(245⑵50⑵40⑵30)℃ 260(225⑵60⑵50⑵40)℃ 注射速度57cm3/s 注射時間0.44～0.52s 保壓時間6.0s 冷卻時間15.0s

5、模具尺寸和制造公差

模具型腔和型芯的加工尺寸除通過D=M(1+S)公式計算基本尺寸以外，還有1個加工公差的問題。依照慣例，模具的加工公差為塑件公差的1/3。但由於塑料收縮率范圍和穩(wěn)定性各有差異，首先必須公道化肯定不同塑料所成形塑件的尺寸公差。即由收縮率范圍較大或收縮率穩(wěn)定較差塑料成形塑件的尺寸公差應獲得大1些。否則便可能出現(xiàn)大量尺寸超差的廢品。 為此，各國對塑料件的尺寸公差專門制定了國家標準或行業(yè)標準。中國也曾制定了部級專業(yè)標準。但大都無相應的模具型腔的尺寸公差。德國國家標準中專門制定了塑件尺寸公差的DIN16901標準及相應的模具型腔尺寸公差的DIN16749標準。此標準在世界上具有較大的影響，因此可供塑料模具行業(yè)參考。

6、關於塑件的尺寸公差和允許偏差

為了公道地肯定不同收縮特性材料所成形塑件的尺寸公差，讓標準引入了成形收縮差△VS這1概念。 △VS=VSR_VST(4)

式中： VS-成形收縮差 VSR-熔料活動方向的成形收縮率 VST-與熔料活動垂直方向的成形收縮率。

根據(jù)塑料△VS值，將各種塑料的收縮特性分為4個組?！鱒S值最小的組是高精度組，以此類推，△VS值的組為低精度組。 并依照基本尺寸編制了精密技術、110、120、130、140、150和160公差組。并規(guī)定，用收縮特性的與多元醇原料接觸的整套部件都得到了耐磨和硬化處理塑料成形塑件的尺寸公差可選用110、120和130組在瞬間下經(jīng)*溫及極低溫的連續(xù)環(huán)境下所能忍耐程度的環(huán)境實驗的可靠裝備。用收縮特性中等穩(wěn)定的塑料成形塑件的尺寸公差選用120、130和140。如果用這類塑料成形塑件的尺寸公差選用110組時，便可能出大量尺寸超差塑件。用收縮特性較差的塑料成形塑件的尺寸公差選用130、140和150組。用收縮特性最差的塑料成形塑件的尺寸公差選用140、150和160組。 在使用此公差表時，還需注意以下各點。 表中的1般公差用於不注明公差的尺寸公差。直接標注偏差的公差是用於對塑件尺寸標注公差的公差帶。其上、下偏差可設計人員自行肯定。例如公差帶為0.8mm，則可以選用以下各種上、下偏差構成。0.0;-0.8;±0.4;-0.2;-0.5等。 每公差組中均有A、B兩組公差值。其中A是由模具零件組合構成的尺寸，增加了模具零件對合處不密合所構成的錯差。此增加值為0.2mm。其中B是直接由模具零件所決定的尺寸。 精密技術是專門設立的1組公差值，供具有高精度要求塑件使用。 在此用塑件公差之前，首先必須知道所使用的塑料適用哪幾個公差組。

7、模具的制造公差

德國國家標準針對塑件公差制定了相應模具制造公差的標準DIN16749。該表中共設4種公差。不論何種材料的塑件，其中不注明尺寸公差尺寸的模具制造公差均使用序號1的公差。具體公差值由基本尺寸范圍肯定。 不論何種材料塑件中等精度尺寸的模具制造公差為序號2的公差。不論何種材料塑件較高精度尺寸的模具制造公差為序號3的公差。精密技術相應的模具制造公差為序號4的公差。

可以公道地肯定各種材料塑件的公道公差和相應的模具制造公差，這不但給模具制造帶來方便，還可以減少廢品，提高經(jīng)濟效期益。