塑膠模具結構解析

2021-04-13專題報導 來源出處：工作點滴

模具注塑成型是批量生產某些形狀複雜部件時用到的一種加工方法。具體原理指：將受熱融化的塑膠原材料由注塑機螺杆推進高壓射入塑膠模具的模腔，經冷卻固化後，得到塑膠成形產品。

塑膠模具由動模和定模兩部分組成，動模安裝在注射成型機的移動模板上，定模安裝在注射成型機的固定模板上。在注射成型時動模與定模閉合構成澆注系統和型腔，開模時動模和定模分離以便取出塑料製品。

塑膠模具的結構雖然由於塑膠品種和性能、塑膠製品的形狀和結構以及注射機的類型等不同而可能千變萬化，但是基本結構是一致的。

一、塑膠模具結構按功能分，主要由：澆注系統、調溫系統、成型零件系統、排氣系統、導向系統、頂出系統等組成。其中澆注系統和成型零件是與塑料直接接觸部分，並隨塑料和製品而變化，是塑模中最複雜，變化最大，要求加工光潔度和精度最高的部分。
1.澆注系統：是指塑料從射嘴進入型腔前的流道部分，包括主流道、冷料穴、分流道和澆口等。
2.成型零件系統：是指構成製品形狀的各種零件組合，包括動模、定模和型腔（凹模）、型芯（凸模）、成型杆等組成。型芯形成製品的內表面，型腔（凹模）形成製品的外表面形狀。合模後型芯和型腔便構成了模具的型腔。按工藝和製造要求，有時型芯和凹模由若干拼塊組合而成，有時做成整體，僅在易損壞、難加工的部位採用鑲件。
3.調溫系統：為了滿足注射工藝對模具溫度的要求，需要有調溫系統對模具的溫度進行調節。對於熱塑性塑料用注塑模，主要是設計冷卻系統使模具冷卻（也可對模具進行加熱）。模具冷卻的常用辦法是在模具內開設冷卻水通道，利用循環流動的冷卻水帶走模具的熱量；模具的加熱除可利用冷卻水通熱水或熱油外，還可在模具內部和周圍安裝電加熱元件。
4.排氣系統：是為了將注射成型過程中型腔內的空氣及塑膠融化所產生的氣體排除到模具外而設立，排氣不暢時製品表面會形成氣痕（氣紋）、燒焦等不良；塑膠模具的排氣系統通常是在模具中開設的一種槽形出氣口，用以排出原有型腔空氣的及熔料帶入的氣體。
熔料注入型腔時，原存於型腔內的空氣以及由熔體帶入的氣體必須在料流的盡頭通過排氣口向模外排出，否則將會使製品帶有氣孔、接不良、充模不滿，甚至積存空氣因受壓縮產生高溫而將製品燒傷。一般情況下，排氣孔既可設在型腔內熔料流動的盡頭，也可設在塑模的分型面上。
後者是在凹模一側開設深0．03-0．2mm，寬1．5-6mm的淺槽。注射中，排氣孔不會有很多熔料滲出，因為熔料會在該處冷卻固化將通道堵死。排氣口的開設位置切勿對著操作人員，以防熔料意外噴出傷人。此外，也可利用頂出杆與頂出孔的配合間隙，頂塊和脫模板與型芯的配合間隙等來排氣。
5.導向系統：是為了確保動模和定模在合模時能準確對中而設立，在模具中必須設置導向部件。在注塑模中通常採用四組導柱與導套來組成導向部件，有時還需在動模和定模上分別設置互相吻合的內、外錐面來輔助定位。
6.頂出系統：一般包括：頂針、前後頂針板、頂針導杆、頂針復位彈簧、頂針板鎖緊螺絲等幾部分組成。當產品在模具內成型冷卻後，模具前後模分離打開，由推出機構--頂針在注塑機的頂杆推動下將塑料製品及其在流道內的凝料推出或拉出模具開腔和流道位置，以便進行下一個注塑成型工作循環。

二、塑膠模具按結構分一般由模架、模仁、輔助零件、輔助系統、輔助設置、死角處理機構等幾個部分組成。
1、模架：一般都不需要我們設計，可以直接從標準模架製造廠商那裡訂購，大大節約的設計模具所需時間，所以稱它為塑膠模具標準模架。它構成了塑膠模具最基本的框架部分。
2、模仁：模仁部分是塑膠模具的核心部分，它是模具裡面最重要的組成部分。塑膠產品的成形部分就在模仁裡面，大部分時間的加工也花費在模仁上。不過，相對有些比較簡單的模具，它沒有模仁部分，產品直接在模板上面成形。早期的塑膠模具大都如此，相對比較落後。
3、輔助零件：塑膠模具常用輔助零件有定位環、注口襯套、頂針、抓料銷、支撐柱、頂出板導柱導套、垃圾釘等等等，它們有一部分是標準件，可以直接在訂購模架時一起訂購，也有一部分需要自己設計。
4、輔助系統：塑膠模具的輔助系統有以下四個：澆注系統、頂出系統、冷卻系統和排氣系統。有時，因為所運用的塑膠材料需加熱的溫度很高，所以，有的模具還會存在一個加熱系統。
5、附助設置：塑膠模具的附助設置有吊環孔、KO孔（頂棍孔）等等。
6、死角處理結構：當塑膠產品有死角的時候，模具還會有一個或多個處理死角的結構。如滑塊、斜頂、油壓缸等等。在國內大部分書上介紹這種處理死角的機構稱之為「抽蕊機構」。

其實，塑膠模具並不難，不管塑膠產品怎樣變化，對於來成形此塑膠產品的模具而言，它的結構無非就是上述的幾個方面。而模具之間的差別就在於模具是大還是小？各個附助零件、附助設置、附助系統的位置或者方式不一樣。處理死角的方法、結構、大小等有所變化而已。當然，要使設計出來的模具加工簡單、裝配方便、壽命長、價格適中、成形產品不錯，設計經驗特別重要。好的經驗，可以處理設計、加工當中出現的問題，對待設變也比較有把握。

三、注射機的結構組成：一台通用型注射機主要包括注射裝置、合模裝置、液壓傳動系統和電氣控制系統。注射裝置主要作用是將塑料均勻地塑化，並以足夠的壓力和速度將一定量的熔料注入到模具的型腔中。注射裝置主要由（螺杆、料筒和噴嘴組成的）塑化部件以及料斗、傳動裝置、計量裝置、注射和移動油缸等組成。

合模裝置：其作用是實現模具的啟閉，在注射時保證成型模具可靠地合緊，以及脫出製品，合模裝置主要由前後固定模板、移動模板、連接前後模板用的拉杆、合模油缸、連杆機構、調模裝置以及製品頂出裝置等組成。

液壓系統和電氣控制系統：其作用是保證注射機按工藝過程預定的要求（壓力、速度、溫度、時間）和動作順序準確有效的工作。注射機的液壓系統主要由各種液壓元件和迴路及其它附屬設備組成，電氣控制系統則主要由各種電器和儀表組成，液壓系統和電氣系統有機地組織在一起，對注射機提供動力和實現控制。

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