2.3 塑件的尺寸精度及表面质量

塑件尺寸的大小受到塑料材料流动性好坏的制约。塑件尺寸越大，要求材料的流动性越好。流动性差的材料在模具型腔未充满前就已经固化或熔接不牢，导致制件缺陷和强度下降。

由于材料和加工方法的差异，塑料制件的尺寸精度与金属制件有一定的区别。因此，选择塑料制件的尺寸精度时，不能盲目套用金属件的精度等级表和公差表。

2.3.1 塑件的尺寸精度

塑件的尺寸精度是决定塑件制造质量的首要标准。然而，在满足塑件使用要求的前提下，设计时总是尽量将其尺寸精度放得低一些，以便降低模具的加工难度和制造成本。在我国，最初被公认并广泛采用的塑件的尺寸公差标准是由原第四机械工业部制定的，见表2-15。该标准规定了8个精度等级，其中1和2两级属于精度技术级，只在特殊要求下使用。每种塑件可选用其中3个等级，即高精度、一般精度和低精度。

表2-15 塑料制件尺寸公差 （单位：mm）

注：1.表中公差数值用于基准孔取正（+）号，用于基准轴取负（-）号。表中公差数值用于非配合孔取正（+）号，用于非配合轴取负（-）号，用于非配合长度取正负（±）号。

2.表中规定的数值以塑件成型后或经必要的后处理后，在相对湿度为65%、温度为20°C环境放置24h后，以塑件和量具温度为20°C时进行测量为准。

表2-15中只列出公差值，而具体的上、下偏差可根据塑件的配合性质进行分配。对于受模具活动部分影响甚大的尺寸，如注塑件的高度尺寸，受水平分型面溢边厚薄影响，其公差值取表中值再加上附加值。2级精度的附加值为0.05mm，3～5级精度的附加值为0.1mm，6～8级精度的附加值为0.2mm。

此外，对于塑件图上无公差要求的自由尺寸，建议采用标准中的8级精度。

由于塑料收缩偏差的存在，提高塑件公差，必然使塑件的废品率增加，成本提高。一般较小尺寸易达到高精度。

对塑件的精度要求，要具体分析，根据装配情况来确定尺寸公差。一般配合部分尺寸精度高于非配合部分尺寸精度。产品质量第一，但不是所有零件或塑件上所有部位的尺寸精度愈高愈好。对于塑件，当材料和工艺条件一定的情况下，很大程度上取决于模具的制造公差。而精度愈高，模具制造工序就愈多，加工时间愈长，从而模具的制造成本增高。表2-16是通常选用精度等级的参考值。

表2-16 精度等级的选用

注：1.其他材料可按加工尺寸稳定性，参照上表选择精度等级。

2.1、2级精度为精密技术级，只有在特殊条件下采用。

3.选用精度等级时，应考虑脱模斜度对尺寸公差的影响。

目前，国际上尚无统一的塑料制件尺寸公差标准，但各国有自行制定的公差标准，如德国的标准为DIN 16901，瑞士的标准为VSM 77012。表2-17和表2-18所示为我国颁布的SJ/T 10628—1995公差标准，可作为选用塑件精度等级和公差的主要依据。

表2-17 不受模具活动部分影响的尺寸公差 （单位：mm）

表2-18 受模具活动部分影响的尺寸公差 （单位：mm）

（续）

精密塑件公差数值，有资料建议应是基本尺寸的0.1%～0.5%。虽然目前尚未制订标准，但可从日刊文献中得以佐证，大致与表2-17所列1级精度相当。表2-19列出了该文献提供的数据。

表2-19 精密塑件公差 （单位：mm）

2.3.2 尺寸精度的组成及影响因素

制件尺寸误差构成为

δ=δ_s+δ_z+δ_c+δ_a （2-1）

式中 δ——制件总的成型误差；

δ_s——塑料收缩率波动所引起的制件误差；

δ_z——模具成型零件制造精度所引起的制件误差；

δ_c——模具磨损后所引起的制件误差；

δ_a——模具安装、配合间隙所引起的制件误差。一般有

影响塑料制件尺寸精度的因素是比较复杂的，归纳起来有以下三个方面：

（1）模具 模具各部分的制造精度是影响制件尺寸精度最重要的因素。此外，长期使用后的模具往往由于成型压力（如注射压力、锁模力等）等原因而产生变形或松动，也是造成制件误差的原因之一。

模具的结构也会影响塑件的尺寸精度。塑件上一些尺寸可以由模具尺寸直接控制，不受模具活动部分影响，如注塑制件的横向尺寸等；而另一些尺寸不能由模具尺寸直接决定，要受到模具活动部分的影响，如位于开模方向横跨模具分型面的尺寸、侧孔尺寸等。

（2）塑料材料 不同的塑料材料有其固有的标准收缩率，收缩率小的材料（如聚碳酸酯），产品的尺寸误差就很小，容易保证尺寸精度。同一种材料，生产批号不同，收缩率也会出现误差，影响产品的尺寸精度。

（3）成型工艺 成型工艺条件（如温度、压力、时间、速度等）的变化直接造成材料的收缩，最终影响塑件尺寸精度。

鉴于以上的原因，应该合理地确定塑件的尺寸精度，尽可能选用较低的精度等级。区别对待塑件上不同部位的尺寸，对于塑件图上无公差要求的自由尺寸，建议采用标准中的7级精度等级。

模具的加工表面质量是影响塑件表面质量的主要因素。一般模具的成型表面质量比塑件的表面质量高1～2个等级，透明塑件要求型芯和型腔的加工表面质量相同。但是，成型工艺条件有时也会对塑件表面质量产生影响，例如，成型树脂的温度太低，可能使塑料熔体流动时产生振纹和流动纹，最终导致塑件表面出现疵斑。因此，在实际操作时，也可通过调整树脂的温度和模具温度来提高塑件表面质量。

2.3.3 塑件的表面质量

表面质量是一个相当大的概念，包括微观的几何形状和表面层的物理-力学性质两方面技术指标，而不是单纯的表面粗糙度问题。塑件表面层的相变、残余应力都属于物理-力学性质范畴的指标。然而，一方面因为我国尚无统一的塑件表面质量的标准，另一方面塑件因其原材料、成型工艺和模具等因素的影响，故有的资料建议用表面粗糙度和表观缺陷两个指标来评定塑件的表面质量。

一般来说，原材料的质量、成型工艺（各种参数的设定、控制等人为因素）和模具的表面粗糙度等都会影响到塑件的表面粗糙度，而尤其以型腔壁上的表面粗糙度影响最大。因此，模具的腔壁表面粗糙度实际上成为塑件表面粗糙度的决定性因素，通常要求比塑件高出一个等级。例如，塑件的表面粗糙度Ra为0.02～1.25μm，则模具腔壁的表面粗糙度Ra应为0.01～0.63μm。对于透明塑件，特别是光学元件，与模具腔壁的要求应相一致。例如，塑件表面粗糙度Ra为0.005μm，腔壁表面粗糙度Ra只能为极限值0.005μm了。这么低的表面粗糙度值其获得是很不容易的，其中还需要精湛的手工技艺。表2-20列出了模具表面粗糙度对注塑件表面粗糙度的影响情况。

表2-20 模具表面粗糙度对注塑件表面粗糙度的影响

注：表中Rz为10点断面不平整高度的平均算术绝对偏差的总值。

塑件的表观缺陷是其特有的质量指标，包括缺料、溢料与飞边、凹陷与缩瘪、气孔、翘曲、熔接痕、变色、银（斑）纹、粘模、脆裂、降解等。