• Home
  • Features
  • Dimension and shape tolerances, surface finish with thermoplastic injection, Part 2

Dimension and shape tolerances, surface finish with thermoplastic injection, Part 2

Dimension and shape tolerances, surface finish with thermoplastic injection, Part 2

(Continued) Some companies are working according to the standards DIN, therefore I will bring a solution tolerance according to DIN standards. In October 2009, the original standard DIN 16 901- 1982 canceled after lengthy discussions and review procedure issued a DIN German Institute Deutschen Institut für Normung 2013 new normu - DIN 16 742 - to 2013.

Porovnání normy DIN 16 742- 2013 s normou DIN 16 901- 1982:

- obě normy, stejně jako česká norma ČSN 01 4265- 1982, uvádějí pouze výrobní tolerance

- norma DIN 16 742- 2013 zavádí symetrické tolerance okolo jmenovité hodnoty

- přidává tabulku tolerančních polí pro průměry děr

- tabulky tolerancí rozměrů délkových i průměrů obsahují v současné době- znalosti, technologický proces, technická zařízení pro realizaci výroby, atd. - dosažitelné toleranční pole (stejně jako v době svého vzniku tolerance v DIN 16 901- 1982)

- skutečně dosažitelné tolerance závisí na erudici a technickém vybavení konkrétního výrobce výstřiků

- nová norma je koncipována i jako systém hodnocení posuzující dosažitelnost tolerancí u příslušného výrobce výstřiků

- DIN 16 742- 2013 nově definuje skupiny tolerancí pro díly z plastů- TG 1 až TG 9 ( TG- toleranzgrupen )

- nové skupiny tolerancí jsou napojeny na základní ISO toleranční pole podle normy ISO 286- 1

- uvedená korelace na ISO toleranční pole- je možno pracovat v obou soustavách- v normě DIN 16 901- 1982 nebyla a není ani v ČSN 01 4265- 1982

- z nové normy vypadla problematika řešení vyhazovacích úkosů, což z mého pohledu a zkušeností není nejlepší přístup (důvodem mého názoru je nízká úroveň znalostí konstruktérů a designérů dílů z plastů).

V normách jsou uvedeny i podmínky pro kontrolu a přejímání, které stanovují, že výstřik před měřením má být kondiciován v prostředí o teplotě 23 +/-  2 °C, při relativní vlhkosti vzduchu 50 +/-  5 %, po dobu- ČSN 24 hodin a DIN minimálně 16 hodin (maximálně 72 hodin) - od vyjmutí z tvarové dutiny vstřikovací formy.  

Jak normy ČSN, tak i normy DIN rozdělují plasty do skupin, rozeznávají toleranční skupiny- třídy přesnosti a rozměry vázané a nevázané formou.

Do skupiny rozměrů nevázaných formou jsou zařazeny všechny rozměry, u kterých se může jejich konečný rozměr změnit v důsledku „pohybu“ tvarových dílů formy (například čelisti nebo rozměry vázané na hlavní dělící rovinu).

Rozměry vázané formou jsou pevně tvarovými díly formy zafixovány- například průměry a hloubky otvorů tvořených jádry forem.

Rozdělení tolerančního pole by vždy mělo být +/-  1/2T, tj. souměrné okolo jmenovité hodnoty rozměru. DIN 16 742- 2013 toto předepisuje.

Uvedený postulát vychází z požadavku na minimalizaci chyb a problémů. Konstruktér formy pracuje s 3D modelem výstřiku, který zvětší o jednotné smrštění. V případě jednostranných tolerancí, které jsou uvedeny na výkresu výstřiku buď musí být 3D model v dané partii přemodelován na střední tolerance nebo při výrobě výstřiků, pokud rozměr nemá dostatečně velkou toleranci, vznikne rozměrový problém.

Pro doplnění ještě uvádím normu ČSN 01 4395 Výběr tolerančních polí a uložení pro metrické závity součástí z plastů.


Závaznost a uplatňování českých technických norem

Právní úprava technické normalizace je obsažena v Zákonu č. 22/1997 Sb., o technických požadavcích na výrobky a ve změnách a doplnění některých zákonů, ve znění Zákona č. 71/2000 Sb. a Zákona č.102/2001 Sb.Zákon č. 22/1997 Sb. nabyl účinnosti 1.9.1997. Cílem jeho vypracování bylo vytvořit základ k právní úpravě odpovídající čl. 75 Evropské dohody, která obsahuje závazek České republiky "dosáhnout ve spolupráci s EU plné shody s technickými předpisy ES, evropskou normalizací a postupy posuzování shody". Následné změny zákona uvádějí jeho znění do plného souladu s legislativou Evropského společenství.

Zákon č. 22/1997 Sb., o technických požadavcích na výrobky stanoví, že české technické normy (ČSN) nejsou obecně závazné

Evropské harmonizované normy jsou nezávazné a nezávazné tedy musí zůstat i při jejich převzetí do národních norem členských států EU a států ESVO.

 

Konstrukce výstřiků a forem – smršťení, změny rozměrů a tvarů, deformace

V konstruktérské praxi je určení rozměrů tvářecích částí vstřikovacích forem, včetně tolerance rozměrů, jedním z rozhodujících úkonů, protože rozměry formy tvoří základní předpoklad pro dosažení optimálních rozměrů výstřiků. Při stanovení zásad pro výpočet jmenovitého rozměru a tolerancí tvářecích částí forem se vychází ze stejných hodnot výstřiku – jmenovitý rozměr a jeho souměrná tolerance. Podle příslušných norem jsou tolerance výrobku zařazeny do stupňů přesnosti v návaznosti na skupiny plastů, které jsou sestaveny se zřetelem na možnost dosáhnout určité přesnosti rozměrů. Do úvahy je nutno zařadit i další faktory jako rozměry tolerované a netolerované, rozměry vázané a nevázané formou.

Jak již bylo uvedeno, výchozí rozměr pro výpočet rozměrů tvářecích částí forem je dán rozměrem výstřiku:

-     rozměr charakteru díra – výchozí rozměr je rozměr minimální

-     rozměr charakteru hřídel – výchozí rozměr je rozměr maximální

-     rozměr charakteru rozteč – výchozí rozměr je rozměr střední

-     pozor - charakter rozměru určuje i místo měření příslušného rozměru s úkosem pro vyjímání výstřiku z tvarové dutiny formy a s dalším součtovým úkosem pro vyjímání z formy v případě desénovaného povrchu výstřiku - u rozměru typu díra se vždy měří minimální rozměr a u typu hřídel rozměr maximální

K takto stanovenému výchozímu rozměru se připočte hodnota středního výrobního smrštění. Jeho hodnota je dána materiálovými listy příslušného plastu, přičemž se přihlíží i ke zkušenostem konstruktéra formy a k vlivům, které smrštění ovlivňují. Dále se přihlíží k tolerančnímu poli příslušného rozměru výstřiku (0, 6 až 0, 7 tolerance výrobku využíváme pro pokrytí nepřesnosti při určení výrobního smrštění).

Tolerance tvářecích částí formy by měly být cca 10% tolerance rozměru výstřiku u tolerovaných rozměrů a u netolerovaných cca 25% tolerance dílu. V praxi je rozměr výstřiku zatížen dalšími vlivy. Pod obecný pojem přesnost rozměrů se zahrnují jak výrobní nepřesnost – dodržení předepsaných rozměrů a tolerancí při vlastním vstřikování, tak i funkční nepřesnost – zachování předepsaných rozměrů a tolerancí při funkci výrobku. Přitom změny rozměrů, které nastávají při výrobě a funkci výstřiku, jsou vratné i nevratné.

Velkou roli v rozměrové přesnosti výstřiků z termoplastů hraje anizotropie rozměrových změn. Anizotropie neboli směrová rozdílnost rozměrových změn je způsobena především orientací makromolekul a plniva, zejména vláknitého, včetně krystalických útvarů u částečně krystalických termoplastů. U neplněných termoplastů existuje vlivem orientace makromolekul rozdíl mezi smrštěním podélným (ve směru toku taveniny) a smrštěním příčným (ve směru kolmém k toku taveniny). Vzhledem k řadě působících vlivů a vlastnostem jednotlivých termoplastů nelze obecně říci, které smrštění bude větší a které menší. Rozdíly ve směrovém smrštění bývají menší u amorfních termoplastů (5 až 10 %), větší u částečně krystalických termoplastů (10 až 25 %).

U termoplastů plněných vláknitým plnivem je smrštění ve směru toku taveniny vždy menší než ve směru kolmém na tok, a to o cca 20 až 60 % podle obsahu plniva. U materiálů plněných částicovým plnivem se rozdíl mezi příčným a podélným smrštěním zmenšuje a při obsahu kolem 40 % plniva je smrštění již prakticky izotropní, tj. stejné ve všech směrech.

Dosmrštění u neplněných termoplastů je větší ve směru orientace makromolekul než kolmo k ní a je všeobecně větší než u plněných termoplastů. Teplotní roztažnost – používání výstřiků při vyšších teplotách – má za následek i větší dodatečné smrštění, přičemž teplotní roztažnost je menší ve směru orientace makromolekul než ve směru kolmém.

Rozměrové (i další změny - strukturní, vnitřní pnutí, relaxační pochody, atd.) změny probíhající ve výstřiku po jeho vyhození z tvarové dutiny formy jsou časově závislé - viz odkaz na dobu měření v ustáleném stavu v normě DIN 16 742- 2013.

1. časť »

3. časť »

  • autor:
  • Lubomír ZEMAN PLAST FORM SERVICE, s.r.o., foto: Carl Zeiss


    You might also be interested



     

    Article archive