精密注射成型时，这些模具设计要点你都明白吗？

优胜设计史勇老师

注射成型是最重要的塑料成型方法之一，如何提高注射成型技术水平，生产出高精度的塑料制品，创造附加值高的产品，模具的设计是重要环节。


在注射成型设计中，除了应考虑一般模具设计事项外，还要特别考虑如下事项：

a.为了得到所要尺寸公差的制品，要考虑适当的模具尺寸公差

b.要考虑防止产生成型收缩率波动

c.要考虑防止产生成型变形

d.要考虑防止产生脱模变形

e.要使模具制作误差最小

f.要考虑防止模具精度波动

一、适当的模具尺寸和公差

·制品尺寸精度与模具尺寸精度的关连

绘出制品图，考虑模具设计、模具制作和成型过程。首先可从制品图面尺寸求模具图面尺寸。按此模具图画尺寸制作模具，得到模具的实际尺寸。用此模具可得到成型的制品，得到制品实际尺寸。间题是此实际尺寸如何在图面所要尺寸公差内。

·适当的收缩率

如上所述，即使在用同一颜料的同一树脂中，收缩率也因成型条件不同而异。在精密成型中，收缩率变化程度要小，预计收缩率和实际收缩半要尽可能无差异。主要是采用整理以往的类似制品的实际收缩率来推定收缩率，也有用实验模求实际收缩率，再经修正、设计制作生产模的情形。

但完全恰当推定收缩率几乎是不可能的，不可避免地要在试成型后修正模具。修正结果，凹部将增大尺寸，凸部将缩小尺寸。因此，对凹部尺寸，将收缩率设在小值，对于凸部尺寸将收缩率设在大值。齿轮外径尺寸变大时不能啮合，变小时仅齿隙变大，所以要将收缩率设在小值。

二、防止产生成型收缩率波动

精密注射成型，必须以确实可按所要尺寸制作模具为前提。然而，即使模具尺寸一定，制品实际尺寸也因实际收缩不同而异。

所以在精密注射成型中，收缩率的控制是十分重要的.模具设计的合适与否支配收缩率，还因树脂批次不同而异，若改变颜料，收缩率也产生差异。因成型机不同，成型条件的设定、再现性以及各成型周期的动作有波动，对实际收缩率产生波动等，因而收缩的控制是困难的。

·影响收缩率的主要因素

模具尺寸可由制品尺寸加上收缩率求得，所以在模具设计时，需要考虑收缩率的主要因素。这些影响因树脂和成型条件等项目的变化不同而异。

影响成型收缩率的主要因素有：

·树脂压力

·树脂温度

·模具温度

·浇口截面积

·注射时间

·冷却时间

·制品壁厚

·增强材料含盆

·定向性

·注射速度

1、树脂压力

树脂压力对收缩率影响很大，树脂压力若大，收缩率变小，制品尺寸则大。即使在同一模腔内，树脂压力也因制品形状不同而异，因此产生收缩率差异。在多腔模的场合，各模腔内树脂压力容易产生差异，结果各模腔的收缩率也不相同。

2、模具温度

无论是非结晶性树脂或是结晶性树脂，模具温度若高，收缩率则变大.精密成型要将模具温度维持在特定温度。在模具设计时，必须注意冷却回路设计。

3、浇口截面积

一般说来，改变浇口截面积时，收缩率也变化.收缩率随着浇口尺寸变大而变小，这与树脂的流动性有关。

4、制品壁厚度

制品壁厚度也影响收率.对于非结晶性树脂，因树脂对壁厚的收缩率影响倾向不同，壁厚大，收缩率也大，反之，收缩率变小。而对于结晶性树脂，必须避免壁厚变化特别大。在多腔模的情形，如果模腔壁厚有差异，收缩率也将产生差异。

5、增强材料含量

用玻瑞纤维增强树脂时，加玻纤量愈多，收缩率则愈小，流动方向的收缩率比横向收缩率小，根据树脂其差较大，为了防止扭曲飞翘曲，必须考虑浇口形状飞侥口位置和浇口数。

6、定向性

定向性虽有较大差异，然而对所有树脂都存在定向性。结晶性树脂的定向性特别大，由于壁厚和成型条件而有差异。

此外，还有产生成型后收缩。影响成型后收缩的主要因素有：

a.内部应力缓和

b.结晶

c.温度

d.湿度

可采取的措施有：

·流道，浇口平衡

收缩率因树脂压力变化。在单腔模多点浇口以及多腔模的情形，要同样进行充模，就要进行浇口平衡。树脂流动与在流道中的流动阻力有关，所以在取浇口平衡前最好取流道平衡。

·模腔排列

为了使成型条件的设定容易，所以需要注意模腔排列。由于熔融树脂将热带入模具，在一般模腔排列的情况下，模具温度分布呈以浇口为中心的同心圆状。所以在选择多腔模的模腔排列时，既要易取流道平衡，又要取以浇口为中心的同心回状排列。

三、防止产生成型变形

成型变形产生的原因是在不均匀的收缩下有内应力，所以需要防止不均匀地收缩。在齿轮中心有孔的圆形制品的情形，必须在中心设浇口.然而在树脂的流动方向与垂直方向收缩率有较大差异时，却有产生椭圆的缺点，在需要更高精度的圆度时，需要设成3点或6点浇口。

但需要充分注意各浇口的平衡。在使用侧浇口时，3点浇口将使圆筒状制品内径增大，在外表和端面不允许浇口痕迹的情形少使用内侧多点匀分浇口，可以得到良好结果。

四、防止脱模产生变形

精密制品一般较小，制品壁厚较薄，有的还有许多薄筋。棋具设计必须考虑使制品不变形，而且可适当脱棋。对于收缩率较小的树脂，当成型压力高的情形，需要注意制品易留在模腔。.用收缩率小的树脂成型齿轮时，齿轮部分模腔最好设计在顶出一侧的模板上。

在用顶销时，濡要注意无变形的顶销数和顶压位置。带孔齿轮需要芯销，这时为了有助于在顶出时平行顶出，而需要设置顶出侧模板上。

对于角状制品，可以使用冲孔模板顶出，用这种模板顶出可以防止产生变形。一般精密制品拔模斜度较小。为了减小脱模力，需要镜面加工，研磨方向必为拔模方向。要按拔模方向设容易研磨的分块型芯。

五、防止模具精度的误差

确保滑动件各周期的定位，需要防止模具精度的波动。为了维持滑动件的精度，滑动件都应悴火研磨.侧芯滑动部分的配合应有定位退拔部分。