Общее руководство по допускам при литье под давлением

Допуски литья под давлением определяют допустимые пределы размерных отклонений в формованных деталях. Понимание и управление этими допусками имеет решающее значение для обеспечения соответствия деталей проектным спецификациям и их функционирования по назначению.

В этом подробном руководстве мы рассмотрим факторы, влияющие на допуски, важность поддержания точных допусков и стратегии их оптимизации для получения безупречных пластиковых деталей.

Независимо от того, являетесь ли вы дизайнером, инженером или производителем, эта статья даст вам знания, необходимые для того, чтобы разобраться в сложностях процесса литья под давлением и повысить качество и надежность вашей продукции.

Что такое допуски при литье под давлением?

Допуски литья пластмасс под давлением выражаются как плюсовые или минусовые (±) значения в миллиметрах или дюймах, которые определяют допустимое отклонение от номинальных размеров детали. Они имеют решающее значение для обеспечения надлежащей подгонки и функционирования деталей, особенно при сборке нескольких компонентов.

Существует два типа толерантности: допуск на обработку и толерантность к смоле.

Допуск обработки относится к допуску, встроенному в сам инструмент пресс-формы. Обычно литьевые формы обрабатываются на станках с ЧПУ с допусками +/- 0,003 дюйма (0,076 мм). Это отражает точность размеров полости пресс-формы.

Допуск смолы относится к допуску готовой формованной детали, на который влияют свойства материала и процесс формования. Допуск смолы обычно больше или равен до +/- 0,002 дюйма на дюйм (0,051 мм на мм).

Вместе эти два типа допусков определяют общую точность размеров, достижимую для деталей, изготовленных методом литья под давлением.

Фактически достижимые допуски могут варьироваться в зависимости от различных факторов. Однако, в общем, для некритических приложений типичная норма допуска составляет ±0,1 мм; для применений, требующих более жестких допусков (например, медицинские детали) ±0,025 или лучше.

Почему важны допуски при литье под давлением?

Во многих отраслях, таких как автомобилестроение, аэрокосмическая промышленность и производство медицинских приборов, действуют строгие требования к допускам для обеспечения безопасности и соответствия нормативным требованиям.

Допуски определяют, будут ли детали правильно подходить друг к другу во время сборки и функционировать так, как задумано. Даже небольшие отклонения могут вызвать проблемы с подгонкой, выравниванием и производительностью, особенно для сложных сборок.

Что влияет на допуски литья под давлением?

Допуски литья под давлением зависят от нескольких факторов, которые могут повлиять на размерную точность и однородность формованных деталей. Вот основные факторы, основанные на:

• Усадка: Различные материалы имеют разные скорости усадки, что влияет на возможность достижения жестких допусков. Кристаллические материалы обычно имеют более высокие скорости усадки по сравнению с аморфными материалами из-за фазовых изменений во время охлаждения. Это влияет на объем и размеры конечной детали.
• Коробление: По мере того, как смола остывает в форме, все детали испытывают усадку. Детали с однородной толщиной стенок имеют тенденцию к равномерной усадке, что помогает предотвратить коробление и появление утяжин. Напротив, детали с неоднородной толщиной стенок остывают и усаживаются с разной скоростью, что приводит к повышенной вероятности коробления из-за конструкции.
• Тепловое расширение: Пластики обычно демонстрируют высокие показатели теплового расширения, что может привести к изменению размеров при колебаниях температуры. Это особенно важно, когда детали используются в средах с колебаниями температуры или сочетаются с такими материалами, как металлы.
• Деталь Дизайн: Геометрия, размер и толщина стенки детали существенно влияют на контроль допуска. Более крупные детали или детали с толстыми секциями могут испытывать разные скорости усадки, что затрудняет поддержание жестких допусков. Равномерная толщина стенки и стратегические конструктивные особенности могут помочь справиться с этими проблемами.
• Сложность детали: Сложные детали могут влиять на поток материала и конструкцию инструмента, влияя на способность поддерживать жесткие допуски. Правильное управление давлением впрыска, вязкостью смолы и временем заполнения формы имеет важное значение для обеспечения постоянного качества деталей.
• Инструменты: Конструкция и материал формы, а также количество полостей влияют на способность достигать желаемых допусков. Постоянное охлаждение и нагрев имеют решающее значение для поддержания жестких допусков. Многогнездные или семейные инструменты требуют тщательного проектирования и поддержки, чтобы избежать ошибок из-за колебаний давления или температуры.

Как уменьшить влияние факторов, влияющих на допуски литья под давлением

Чтобы уменьшить влияние факторов, влияющих на допуски литья под давлением, можно использовать несколько стратегий:

1. Проектирование для технологичности (DFM):
   1. Используйте методы DFM на ранних этапах проектирования пресс-формы, чтобы предвидеть возможные отклонения и избегать дорогостоящих переделок. Это подразумевает проектирование деталей с постоянной толщиной стенок и соответствующими углами наклона, а также рассмотрение размещения таких элементов, как выступы и ребра, для минимизации коробления и усадки.
2. Выбор материала:
   1. Выбирайте материалы с подходящими для применения показателями усадки. Учитывайте свойства теплового расширения и то, как могут взаимодействовать различные материалы, особенно в многоматериальных сборках. Увеличивайте размеры пресс-формы, чтобы учесть усадку материала.
3. Вопросы выбора инструмента:
   1. Проектируйте формы с точной оснасткой, чтобы обеспечить единообразные размеры пластиковых деталей. Это включает оптимизацию расположения литников для равномерного потока материала, использование охлаждающих каналов для равномерного охлаждения и размещение выталкивающих штифтов для минимизации коробления и дефектов поверхности.
4. Управление процессами:
   1. Внедрите эффективный контроль процесса для управления такими переменными, как температура, давление и время охлаждения. Используйте датчики для мониторинга этих параметров в реальном времени, что позволяет быстро вносить коррективы для поддержания постоянных допусков.
5. Быстрое прототипирование и тестирование:
   1. Используйте быстрое прототипирование для тестирования и улучшения конструкций перед полномасштабным производством. Это позволяет вносить коррективы в конструкцию или процесс для улучшения допусков и качества деталей.

Стандарты допусков литья под давлением

Ниже представлена таблица, показывающая допуски размеров в миллиметрах (мм):

В следующей таблице показаны размеры Допуски концентричности/овальности (в мм)

Допуски прямолинейности/плоскостности (мм)

Допуски глубины глухих отверстий (мм)

Допуски диаметра отверстия (мм)