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1)模具结构的影响 模具结构对模具受力状态的影响很大,合理的模具结构能使模具工作时受力均匀,不易偏载,应力集中小。模具种类繁多,形式差别很大,工作环境也不尽相同,下面从几个具有共性的方面加以讨论。 1)圆角半径圆角半径分为外(凸)圆角半径和内(凹)圆角半径。工作部位圆角半径的大小,不仅对成形过程及成形件品质有影响,也对模具的失效形式及寿命产生影响。
2)模具结构形式 ①整体模具与镶拼模具整体模具的凹圆角半径很易造成应力集中,并由此引起开裂。 ②模具的导向采用导向装置的模具,能保证在模具中各相关零件相互位置的精度,增加模具抗弯曲、抗偏载的能力,避免模具不均匀磨损。 (2)模具工作条件的影响
1)成形件的材料、温度 ①材质成形件的材料有金属和非金属。一般来讲,非金属材料的强度低,所需的成形力小,模具受力小,模具寿命高。因此,金属件成形模比非金属成形模的寿命低。 ②温度在成形高温工件时,模具因接受热量而升温,随着温度的上升,模具的强度下降,易产生塑性变形。同时,模具同工件接触的表面与非接触表面温度差别很大,在模具中造成温度应力。
2)设备特性 ①设备的精度与刚度模具成形工件的力是由设备提供的,在成形过程中,设备因受力将产生弹性变形。 ②速度设备对模具及工件的作用力是在一段时间内逐渐增加的,设备速度影响施力过程。设备速度愈高,模具在单位时间内受的冲击力愈大(冲量大);时间愈短,冲击能量来不及传递和释放,易集中在局部,造成局部应力超过模具材料的屈服应力或断裂强度。因此,设备速度越高,模具越易断裂或塑性变形失效。
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残余应力主要由以下三种情况,即充填过剩、脱模推出和金属镶嵌件造成的。作为在充填过剩的情况下产生的龟裂,其解决方法主要可在以下几方面入手:
1、由于直浇口压力损失小,所以,如果龟裂主要产生在直浇口附近,则可考虑改用多点分布点浇口、侧浇口及柄形浇口方式;
2、在保证树脂不分解、不劣化的前提下,适当提高树脂温度可以降低熔融粘度,提高流动性,同时也可以降低注射压力,以减小应力;
3、—般情况下,模温较低时容易产生应力,应适当提高温度,但当注射速度较高时,即使模温低一些,也可减低应力的产生; 4、注射和保压时间过长也会产生应力,将其适当缩短或进行Th次保压切换效果较好;
5、非结晶性树脂,如AS树脂、ABS树脂、PMMA树脂等较结晶性树脂如聚乙烯、聚甲醛等容易产生残余应力,应予以注意; a、脱模推出时,由于脱模斜度小、模具型胶及凸模粗糙,使推出力过大,产生应力,有时甚至在推出杆周围产生白化或破裂现象。只要仔细观察龟裂产生的位置,即可确定原因; b、在注射成型的同时嵌入金属件时,容易产生应力,而且容易在经过一段时间后才产生龟裂,危害大: 这主要是由于金属和树脂的热膨胀系数相差悬殊产生应力,而且随着时间的推移,应力超过逐渐劣化的树脂材料的强度而产生裂纹。为预防由此产生的龟裂,作为经验,壁厚7”与嵌入金属他的外径。 c、通用型聚苯乙烯基本上不适于宜加镶嵌件,而镶嵌件对尼龙的影响小。由于玻璃纤维增强树脂材料的热膨胀系数较小,比较适合嵌入件; d、成型前对金属嵌件进行预热,也具有较好的效果。