塑胶模具产品的基本知识_塑胶模具的基本知识

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塑胶模具产品的基本知识

热流道模具：此类模具结构与细水口大体相同，其最大区别是流道处于一个或多个有恒温的热流道板及热唧嘴里，无冷料脱模，流道及浇口直接在产品上，所以流道不需要脱模，此系统又称为无水口系统，可节省原材料，适用于原材料较贵、制品要求较高的情况，设计及加工困难，模具成本较高。

热流道系统，又称热浇道系统，主要由热浇口套，热浇道板，温控电箱构成。我们常见的热流道系统有单点热浇口和多点热浇口二种形式。单点热浇口是用单一热浇口套直接把熔融塑料射入型腔，它适用单一腔单一浇口的塑料模具;多点热浇口是通过热浇道板把熔融料分枝到各分热浇口套中再进入到型腔，它适用于单腔多点入料或多腔模具.◆热流道系统的优势

（1）无水口料，不需要后加工，使整个成型过程完全自动化，节省工作时间，提高工作效率。

（2）压力损耗小。热浇道温度与注塑机射嘴温度相等，避免了原料在浇道内的表面冷凝现象，注射压力损耗小。

（3）水口料重复使用会使塑料性能降解，而使用热流道系统没有水口料，可减少原材料的损耗，从而降低产品成本。在型腔中温度及压力均匀，塑件应力小，密度均匀，在较小的注射压力下，较短的成型时间内，注塑出比一般的注塑系统更好的产品。对于透明件、薄件、大型塑件或高要求塑件更能显示其优势，而且能用较小机型生产出较大产品。

（4）热喷嘴采用标准化、系列化设计，配有各种可供选择的喷嘴头，互换性好。独特设计加工的电加热圈，可达到加热温度均匀，使用寿命长。热流道系统配备热流道板、温控器等，设计精巧，种类多样，使用方便，质量稳定可靠。

◆热流道系统应用的不足之处

（1）整体模具闭合高度加大，因加装热浇道板等，模具整体高度有所增加。

（2）热辐射难以控制，热浇道最大的毛病就是浇道的热量损耗，是一个需要解决的重大课题。

（3）存在热膨胀，热胀冷缩是我们设计时要考虑的问题。

（4）模具制造成本增加，热浇道系统标准配件价格较高，影响热浇道模具的普及。◆提供热流道标准件的公司有: DME、HASCO、HUSKY、EOC、FULLY、MASTER-TIP、INCOE等公司。

模具热处理技术

模具热处理是保证模具性能的重要工艺过程，对模具的制造精度、模具的强度、模

具的工作寿命、模具的制造成本等有着直接的影响。20世纪80年代以来，国际模具热处

理技术发展较快的领域是真空热处理技术、模具的表面强化技术和模具材料的预硬化技

术。

模具的真空热处理技术

真空热处理技术是近些年发展起来的一种新型的热处理技术，它所具备的特点，正

是模具制造中所迫切需要的，比如防止加热氧化和不脱碳、真空脱气或除气，消除氢脆，从而提高材料（零件）的塑性、韧性和疲劳强度。真空加热缓慢、零件内外温差较小等

因素，决定了真空热处理工艺造成的零件变形小等。

模具真空热处理中主要应用的是真空油冷淬火、真空气冷淬火和真空回火。为保持

工件（如模具）真空加热的优良特性，冷却剂和冷却工艺的选择及制定非常重要，模具

淬火过程主要采用油冷和气冷。对于热处理后不再进行机械加工的模具工作面，淬火后

尽可能采用真空回火，特别是真空淬火的工件（模具），它可以提高与表面质量相关的机械性能，如疲劳性能、表面光亮度、耐腐蚀性等。

热处理过程的计算机模拟技术的成功开发和应用，使得模具的智能化热处理成为可能。

由于模具生产的小批量（甚至是单件）、多品种的特性，以及对热处理性能要求高和不

允许出现废品的特点，又使得模具的智能化热处理成为必须。国外工业发达国家，如美

国、日本等，在真空高压气淬方面，发展的也很快，主要针对目标也是模具。

模具的表面处理技术

模具在工作中除了要求基体具有足够高的强度和韧性的合理配合外，其表面性能对

模具的工作性能和使用寿命至关重要。模具的表面处理技术，是通过表面涂覆、表面改

性或复合处理技术，改变模具表面的形态、化学成分、组织结构和应力状态，以获得所

需表面性能的系统工程。目前在模具制造中应用较多的主要是渗氮、渗碳和硬化膜沉积。

由于渗氮技术可形成优良性能的表面，并且渗氮工艺与模具钢的淬火工艺有良好的协调

性，同时渗氮温度低，渗氮后不需激烈冷却，模具的变形极小，因此模具的表面强化是

采用渗氮技术较早，也是应用最广泛的。

模具渗碳是为了提高模具的整体强韧性，即模具的工作表面具有高的强度和耐磨性。

硬化膜沉积技术目前较成熟的是CVD、PVD。模具自上个世纪80年代开始采用涂覆硬化膜

技术。目前的技术条件下，硬化膜沉积技术（主要是设备）的成本较高，仍然只在一些

精密、长寿命模具上应用，如果采用建立热处理中心的方式，则涂覆硬化膜的成本会大

大降低，更多的模具如果采用这一技术，可以整体提高我国的模具制造水平。

模具材料的预硬化技术

自上个世纪70年代开始，国际上就提出预硬化的想法，但由于加工机床刚度和切削

刀具的制约，预硬化的硬度无法达到模具的使用硬度，所以预硬化技术的研发投入不大。

随着加工机床和切削刀具性能的提高，模具材料的预硬化技术开发速度加快，到上个世

纪80年代，国际上工业发达国家在塑料模用材上使用预硬化模块的比例已达到30%（目

前在60%以上）。

我国在模具材料的预硬化技术方面，起步晚，规模小，目前还不能满足国内模具制

造的要求。采用预硬化模具材料，可以简化模具制造工艺，缩短模具的制造周期，提高

模具的制造精度。可以预见，随着加工技术的进步，预硬化模具材料会用于更多的模具

类型。

注塑模具原理

注塑模具是在成型中赋予塑料以形状和尺寸的部件。模具的结构虽然由于塑料品种

和性能、塑料制品的形状和结构以及注射机的类型等不同而可能千变万化，但是基本结

构是一致的。模具主要由浇注系统、成型零件和结构零件三部分组成。其中浇注系统和

成型零件是与塑料直接接触部分，并随塑料和制品而变化，是塑模中最复杂，变化最大，要求加工光洁度和精度最高的部分。

浇注系统是指塑料从射嘴进入型腔前的流道部分，包括主流道、冷料穴、分流道和

浇口等。成型零件是指构成制品形状的各种零件，包括动模、定模和型腔、型芯、成型

杆以及排气口等。典型塑模结构如图所示。

主流道

它是模具中连接注射机射嘴至分流道或型腔的一段通道。主流道顶部呈凹形以便与

喷嘴衔接。主流道进口直径应略大于喷嘴直径(O．8mm)以避免溢料，并防止两者因衔接

不准而发生的堵截。进口直径根据制品大小而定，一般为4—8mm。主流道直径应向内扩

大呈3°到5°的角度，以便流道赘物的脱模。

冷料穴

它是设在主流道末端的一个空穴，用以捕集射嘴端部两次注射之间所产生的冷料，从而防止分流道或浇口的堵塞。如果冷料一旦混入型腔，则所制制品中就容易产生内应

力。冷料穴的直径约8一lOmm，深度为6mm。为了便于脱模，其底部常由脱模杆承担。

脱模杆的顶部宜设计成曲折钩形或设下陷沟槽，以便脱模时能顺利拉出主流道赘物。分流道

它是多槽模中连接主流道和各个型腔的通道。为使熔料以等速度充满各型腔，分流

道在塑模上的排列应成对称和等距离分布。分流道截面的形状和尺寸对塑料熔体的流动、制品脱模和模具制造的难易都有影响。如果按相等料量的流动来说，则以圆形截面的流

道阻力最小。但因圆柱形流道的比表面小，对分流道赘物的冷却不利，而且这种分流道

必须开设在两半模上，既费工又易对准。因此，经常采用的是梯形或半圆形截面的分流

道，且开设在带有脱模杆的一半模具上。流道表面必须抛光以减少流动阻力提供较快的充模速度。流道的尺寸决定于塑料品种，制品的尺寸和厚度。对大多数热塑性塑料来说，分流道截面宽度均不超过8m，特大的可达10一12m，特小的2-3m。在满足需要的前提下

应尽量减小截面积，以免增加分流道赘物和延长冷却时间。

浇口

它是接通主流道(或分流道)与型腔的通道。通道的截面积可以与主流道(或分流道)

相等，但通常都是缩小的。所以它是整个流道系统中截面积最小的部分。浇口的形状和

尺寸对制品质量影响很大。浇口的作用是：A、控制料流速度：B、在注射中可因存于这

部分的熔料早凝而防止倒流：C、使通过的熔料受到较强的剪切而升高温度，从而降低表

观粘度以提高流动性：D、便于制品与流道系统分离。浇口形状、尺寸和位置的设计取决

于塑料的性质、制品的大小和结构。一般浇口的截面形状为矩形或圆形，截面积宜小而

长度宜短，这不仅基于上述作用，还因为小浇口变大较容易，而大浇口缩小则很困难。

浇口位置一般应选在制品最厚而又不影响外观的地方。浇口尺寸的设计应考虑到塑料熔

体的性质。

型腔

它是模具中成型塑料制品的空间。用作构成型腔的组件统称为成型零件。各个成型

零件常有专用名称。构成制品外形的成型零件称为凹模(又称阴模)，构成制品内部形状

(如孔、槽等)的称为型芯或凸模(又称阳模)。设计成型零件时首先要根据塑料的性能、制品的几何形状、尺寸公差和使用要求来确定型腔的总体结构。其次是根据确定的结构

选择分型面、浇口和排气孔的位置以及脱模方式。最后则按控制品尺寸进行各零件的设

计及确定各零件之间的组合方式。塑料熔体进入型腔时具有很高的压力，故成型零件要

进行合理地选材及强度和刚度的校核。为保证塑料制品表面的光洁美观和容易脱模，凡与塑料接触的表面，其粗糙度Ra>0．32um，而且要耐腐蚀。成型零件一般都通过热处理来提高硬度，并选用耐腐蚀的钢材制造。

排气口

它是在模具中开设的一种槽形出气口，用以排出原有的及熔料带入的气体。熔料注入型腔时，原存于型腔内的空气以及由熔体带入的气体必须在料流的尽头通过排气口向模外排出，否则将会使制品带有气孔、熔接不良、充模不满，甚至积存空气因受压缩产生高温而将制品烧伤。一般情况下，排气孔既可设在型腔内熔料流动的尽头，也可设在塑模的分型面上。后者是在凹模一侧开设深0．03-0．2mm，宽1．5-6mm的浅槽。注射中，排气孔不会有很多熔料渗出，因为熔料会在该处冷却固化将通道堵死。排气口的开设位置切勿对着操作人员，以防熔料意外喷出伤人。此外，亦可利用顶出杆与顶出孔的配合间隙，顶块和脱模板与型芯的配合间隙等来排气。

结构零件

它是指构成模具结构的各种零件，包括：导向、脱模、抽芯以及分型的各种零件。如前后夹板、前后扣模板、承压板、承压柱、导向柱、脱模板、脱模杆及回程杆等。

加热或冷却装置

这是使熔料在模具内固化定型的装置，对热塑性塑料，一般是阴阳模内冷却介质的通道，借冷却介质的循环流动来达到冷却目的。通入的冷却介质随塑料种类和制品结构等而异，有冷水、热水、热油和蒸汽等。关键是高效率的均匀冷却，冷却不均匀会直接影响制品的质量和尺寸。应根据熔料的热性能(包括结晶)，制品的形状和模具结构，考虑冷却通道的排布和冷却介质的选择。