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塑料曲翘变形的研究分析 　　 摘 　 要: 　 注塑制品翘曲变形几种方法和思路 ,并且比较、 关键词:注塑制品; 翘曲变形 一　前言 二 引起塑件曲翘变形的机理和因素 翘曲主要与产品结构、模具设计以及成型工艺三方面关。由于塑料成型时流动方向的收缩率比垂直方向的大，使得制件各向收缩率不同而翘曲。注射冲模时在制件内部残留的内应力也会引起翘曲。这些都是高应力取向造 成的翘曲。 影响注塑制品翘曲的主要因素有以下 几个方面: (1)塑料及模具材料; (2)制品结构、 模具结构、 模具强度、 加工精度和表面粗糙度; (3)注塑成型工艺条件。 由于翘曲变形是由多种因素造成 ,所以对注塑制品翘曲的研究起步较晚 ,并且进展较慢。 塑料行业中对注塑制品出模后发生翘曲的研究工作总结起来体现在以下三个方面: (1)实验研究塑料制品的翘曲与塑料材料、 模具材料、 产品结构、 模具结构、 成型工艺参数等之间的关系; (2)从产品设计方法学角度来研究减少注塑制品翘曲变形的方法 ,并进行产品和工艺条件的优化设计; (3)从理论上对翘曲进行定性和定量分析研究 ,并开发相应的软件。 （）翘曲分类 稳定翘曲 如图（）所示，翘曲变形与收缩应变成正比。 非稳定翘曲 如图（）所示，翘曲变形是由于塑件弯曲而产生 的。在这种情况下，收缩应变表现为平面应变，由于平面 应变过大导致塑件失稳而弯曲。一般这种翘曲变形很大。 （）塑件结构对塑件翘曲变形的影响 塑件的结构是决定其本身翘曲变形程度的关键。塑件的厚度、质量分布相差较大，局部贮热量差异大，冷却先后不一致等都会造成翘曲。而塑件形状不同，抵抗翘曲变形的能力也不同。一般带筋板的构件比平板类构件更能抵抗翘曲变形。对于大平面的制品必须增加加强筋。在制品上设计加强筋，主要是为了提高制品的强度和刚度，防止制品翘曲变形，另外，还能改善塑料熔体的流动性。但设计时加强筋的方向应尽量和注射充模时的熔体流动方向保持一致，以免出现成型缺陷或影响塑件的强度。如果制品上有许多加强筋，加强筋之间的中心距应大于两倍以上，并且各条筋的排列应互相错开。对于大型制品，应避免把加强筋设置在大块平面部位的中央，否则，平面部位容易因熔体流动集中而产生流纹或凹陷。当平面中央部位必须设置加强筋时，可在与筋对应的制品外壁处加设楞沟。同时注意筋条的厚度尺寸，加强筋形状尺寸的设计如图所示 在注射成型非均匀壁厚的塑件时，注入型腔的熔料会产生流动不均匀和收缩不一致的现象，这是因为热塑料塑件的收缩率一般较大，且在一定范围内随加工过程参数如熔体温度、流动速率、保压压力及型腔表面的冷却速率的变化而变化。 对均匀壁厚的薄壁塑件，由于它在模具内冷却较快且趋于同步冷却，因而塑件收缩率变化较小；而厚壁塑件或壁厚不均的塑件，不同区域温度、压力和流速的不同，会引起收缩率的差异，进而引起塑件的翘曲变形和残余内应力。 （）模具结构对注塑件翘曲变形的影响 模具浇注系统和冷却系统的设计对收缩和翘曲有着很浇注系统设计不合理，将使走胶困难、各浇口进浇不平衡，造成注射成型时模具型腔内各点的压力差异很大。冷却系统设计不合理，使得模具各部分冷却不均匀。这些都会造成注塑件内应力大和各点收缩不均匀。另外，塑件脱模时顶出力不平衡或顶出面积不适当，都会引起塑件翘曲变形。 （4）塑化阶段对塑件曲翘变形的影响 塑化阶段即玻璃态的料粒转化为粘流态，提供充模所需的熔体。在这个过程中，聚合物的温度在轴向、径向 ( 相对螺杆而言 ) 的温差会使塑料产生应力；另外，注射机的注射压力、速率等参数会极大地影响充填时分子的取向程度，进而引起翘曲变形。 （）注塑工艺参数对注塑件翘曲变形的影响 塑料在塑化过程中，聚合物的温度在轴向和径向（相对于螺杆而言 的差别，会引起塑件在不同方向上收缩的差异并产生温差应力。另外，注射机的注射压力和速率，也会影响充模时的分子取向，进而引起翘曲变形。 塑料充入模具型腔，并在型腔内冷却、凝固的过程，是注射成型的关键，在这一过程中，温度、压力、速度三者相互耦合，对塑件的质量和生产效率均有极大影响。在不过量充填下应增大注射压力、时间，增大注射速度，在保持最低限度充料量下减小螺杆转速和背压，降低料的密度。 料温是一个重要影响因素。如果料温不够，就聚丙烯而言，其成型温度应为，温度太低则导致强行充模，这将引起分子取向程度增高，会导致制件翘曲变形。较高的压力和流速会产生高剪切速率，从而引起平行于流动方向和垂直于流动方向的分子取向的差异，同时产生“冻结效应” 。分子取向上的差异会引起塑件在不同方向上弹性模量和刚度上的差异。“冻结效应”将产生冻结应力，形成塑件的内应力。该内应力在塑件脱模后将会进一步引起翘曲变形 ［ ］ 。料温太高时模具的载热量增大，冷却系统负荷加重，使得制件出模时并未完全冷却，因而热的制件在出模后