引言

　　隨著電子塑赁、電信缓墅、醫(yī)療途殖、汽車等行業(yè)的迅速發(fā)展含薄，對塑料制品的高精度瞒籍、高性能要求與日俱增，精密注射成型要求制品不僅具有較高的尺寸精度谓牢、較低的翹曲變形奇忆，而且還應(yīng)有優(yōu)異的光學(xué)性能等.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術(shù)水平巩烤，生產(chǎn)出高精度的塑料制品享处，創(chuàng)造附加值高的產(chǎn)品，模具的設(shè)計是重要環(huán)節(jié)铡喊。

　　在精密注射成型設(shè)計中喝撒，除了應(yīng)考慮一般模具設(shè)計事項外，還要特別考慮如下事項:1)為了得到所要尺寸公差的制品窃爷，要考慮適當(dāng)?shù)哪＞叱叽绻睢?)要考慮防止產(chǎn)生成型收縮率波動邑蒋。3)要考慮防止產(chǎn)生成型變形.4)要考慮防止產(chǎn)生脫模變形姓蜂。5)要使模具制作誤差最小.6)要考慮防止模具精度波動.7)要考慮維持模具精度.

　　1按厘、適當(dāng)?shù)哪＞叱叽绾凸?

　　1.1制品尺寸精度與模具尺寸精度的關(guān)連

　　繪出制品圖，考慮模具設(shè)計钱慢、模具制作和成型過程逮京。

　　首先可從制品圖面尺寸求模具圖面尺寸。按此模具圖畫尺寸制作模具束莫，得到模具的實際尺寸懒棉。用此模具可得到成型的制品，得到制品實際尺寸览绿。間題是此實際尺寸如何在圖面所要尺寸公差內(nèi)策严。

　　1.2適當(dāng)?shù)氖湛s率

　　如上所述，即使在用同一顏料的同一樹脂中饿敲，收縮率也因成型條件不同而異妻导。在精密成型中，收縮率變化程度要小怀各，預(yù)計收縮率和實際收縮半要盡可能無差異央垢。主要是采用整理以往的類似制品的實際收縮率來推定收縮率，也有用實驗?zāi)Ｇ髮嶋H收縮率士挽，再經(jīng)修正泞征、設(shè)計制作生產(chǎn)模的情形.

　　但完全恰當(dāng)推定收縮率幾乎是不可能的，不可避免地要在試成型后修正模具您脂。修正結(jié)果无俏，凹部將增大尺寸，凸部將縮小尺寸蛀田。因此丐忠，對凹部尺寸要嘿，將收縮率設(shè)在小值，對于凸部尺寸將收縮率設(shè)在大值坦推。齒輪外徑尺寸變大時不能嚙合或腔，變小時僅齒隙變大，所以要將收縮率設(shè)在小值擅揖。

　　2蔚便、防止產(chǎn)生成型收縮率波動

　　精密注射成型，必須以確實可按所要尺寸制作模具為前提豌蟋。然而廊散，即使模具尺寸一定，制品實際尺寸也因?qū)嶋H收縮不同而異.所以在精密注射成型中梧疲，收縮率的控制是十分重要的.模具設(shè)計的合適與否支配收縮率允睹，還因樹脂批次不同而異，若改變顏料幌氮，收縮率也產(chǎn)生差異缭受。因成型機不同，成型條件的設(shè)定该互、再現(xiàn)性以及各成型周期的動作有波動米者，對實際收縮率產(chǎn)生波動等，因而收縮的控制是困難的.

　　2.1影響收縮率的主要因素

　　模具尺寸可由制品尺寸加上收縮率求得宇智，所以在模具設(shè)計時蔓搞，需要考慮收縮率的主要因家.影響成型收縮率的主要因素有(1)樹脂壓力，(2)樹脂溫度随橘，(3)模具溫度喂分，(4)澆口截面積，(5)注射時間协伴，(6)冷卻時間吱裙，(7)制品壁厚，(8)增強材料含盆革辖，(9)定向性硝闸，(10)注射速度。這些影響因樹脂和成型條件等項目的變化不同而異查袄。

　　(1)樹脂壓力

　　樹脂壓力對收縮率影響很大硼挡，樹脂壓力若大，收縮率變小仓泣，制品尺寸則大版绢。即使在同一模腔內(nèi)，樹脂壓力也因制品形狀不同而異苏涧，因此產(chǎn)生收縮率差異玄冬。在多腔模的場合第哲，各模腔內(nèi)樹脂壓力容易產(chǎn)生差異，結(jié)果各模腔的收縮率也不相同颜懊。

　　(2)模具溫度

　　無論是非結(jié)晶性樹脂或是結(jié)晶性樹脂财岔，模具溫度若高，收縮率則變大.精密成型要將模具溫度維持在特定溫度河爹。在模具設(shè)計時匠璧，必須注意冷卻回路設(shè)計。

　　(3)澆口截面積

　　一般說來咸这，改變澆口截面積時夷恍，收縮率也變化.收縮率隨著澆口尺寸變大而變小，這與樹脂的流動性有關(guān)媳维。

　　(4)制品壁厚度

　　制品壁厚度也影響收率.對于非結(jié)晶性樹脂酿雪，因樹脂對壁厚的收縮率影響傾向不同，壁厚大侄刽，收縮率也大指黎，反之，收縮率變小唠梨。而對于結(jié)晶性樹脂袋励，必須避免壁厚變化特別大侥啤。在多腔模的情形当叭，如果模腔壁厚有差異，收縮率也將產(chǎn)生差異.

　　(5)增強材料含量

　　用玻瑞纖維增強樹脂時弦蜀，加玻纖量愈多室午，收縮率則愈小，流動方向的收縮率比橫向收縮率小栋负，根據(jù)樹脂其差較大孔菱，為了防止扭曲飛翹曲，必須考慮澆口形狀飛僥口位置和澆口數(shù).

　　(6)定向性

　　定向性雖有較大差異倒忌，然而對所有樹脂都存在定向性撕星。結(jié)晶性樹脂的定向性特別大，由于壁厚和成型條件而有差異涉床。

　　此外唧窄，還有產(chǎn)生成型后收縮。影響成型后收縮的主要因素有①內(nèi)部應(yīng)力緩和迅忆，②結(jié)晶究惨，③溫度，④濕度.

　　2.2可采取的措施

　　(1)流道苇裤，澆口平衡

　　如上所述治拿，收縮率因樹脂壓力變化摩泪。在單腔模多點澆口以及多腔模的情形，要同樣進(jìn)行充模劫谅，就要進(jìn)行澆口平衡见坑。樹脂流動與在流道中的流動阻力有關(guān)，所以在取澆口平衡前最好取流道平衡捏检。

　　(2)模腔排列

　　為了使成型條件的設(shè)定容易鳄梅，所以需要注意模腔排列。由于熔融樹脂將熱帶入模具未檩，在一般模腔排列的情況下戴尸，模具溫度分布呈以澆口為中心的同心圓狀。所以在選擇多腔模的模腔排列時冤狡，既要易取流道平衡孙蒙，又要取以澆口為中心的同心回狀排列.

　　(3)精密注射成型的冷卻回路設(shè)計

　　如上所述，模具溫度對收縮率影響很大悲雳，同時挎峦，因時間不同溫度變化，多腔模各模腔的溫度差也難以避免俊瞬，所以需要注意冷卻回路設(shè)計危葵。

　　從熱交換效率來看，冷卻液的流動應(yīng)為紊流兑蹈，冷卻回路最好設(shè)為串聯(lián)的折流板式蠢缚。

　　在回路設(shè)計中，型腔與型芯應(yīng)帶出的熱量也不同污祭，熱阻力也因回路構(gòu)造不同而異锐校，入口水溫在模腔與型芯產(chǎn)生較大差異.因此，精密成型模具的冷卻回路為型腔與型芯分別設(shè)計慨蜒，用分別的溫調(diào)機進(jìn)行溫度控制矮按。

　　3、防止產(chǎn)生成型變形

　　成型變形產(chǎn)生的原因是在不均勻的收縮下有內(nèi)應(yīng)力歉羹，所以需要防止不均勻地收縮膨泄。

　　(1)澆口數(shù)

　　在齒輪中心有孔的圓形制品的情形，必須在中心設(shè)澆口.然而在樹脂的流動方向與垂直方向收縮率有較大差異時帅挫，卻有產(chǎn)生橢圓的缺點段丸，在需要更高精度的圓度時，需要設(shè)成3點或6點澆口可都。但需要充分注意各澆口的平衡缓待。

　　在使用側(cè)澆口時，3點澆口將使圓筒狀制品內(nèi)徑增大渠牲，在外表和端面不允許澆口痕跡的情形少使用內(nèi)側(cè)多點勻分澆口旋炒，可以得到良好結(jié)果步悠。

　　(2)澆口形狀和位置

　　需要根據(jù)制品形狀選用適當(dāng)形狀的澆口。圖置表示澆口形狀和位置對變形的影響瘫镇。

　　4鼎兽、防止脫模產(chǎn)生變形

　　精密制品一般較小，制品壁厚較薄铣除，有的還有許多薄筋谚咬。棋具設(shè)計必須考慮使制品不變形，而且可適當(dāng)脫棋.

　　對于收縮率較小的樹脂尚粘，當(dāng)成型壓力高的情形择卦，需要注意制品易留在模腔內(nèi).用收縮率小的樹脂成型齒輪時，齒輪部分模腔最好設(shè)計在頂出一側(cè)的模板上郎嫁。

　　在用頂銷時秉继，濡要注意無變形的頂銷數(shù)和頂壓位置。帶孔齒輪需要芯銷源相，這時為了有助于在頂出時平行頂出折司，而需要設(shè)置頂出側(cè)模板上。

　　對于角狀制品下乱，可以使用沖孔模板頂出耿把，用這種模板頂出可以防止產(chǎn)生變形。

　　一般精密制品拔模斜度較小条肢。為了減小脫模力舍仙，而需要鏡面加工，研磨方向必須為拔模方向鹏汁。要按拔模方向設(shè)容易研磨的分塊型芯讼牢。

　　5.最小的模具制作誤差

　　5.1按所要加工方式的適當(dāng)?shù)哪＞邩?gòu)造

　　為了得到所要精度的制品尺寸板拂，必須有相應(yīng)的模具尺寸磕艺，而模具需要有極高精度的加工，又受精加工機械限制.

　　為了維持模具精度嬉竞，需要耐磨性高光叉，為此需要采用淬火.用磨床及電火花加工機床加工淬火模具的精度可達(dá)0.01毫米以內(nèi)。

　　由于用平面磨床無法加工封閉槽形挚躯，可選用】形强衡，但因】形強度差，需要采用如圖2的增強措施码荔。

　　用電火花加工機床彤模加工時漩勤，必須注意電極端的磨損變大。加工圖3的齒輪用模腔以及用鋼絲電火花加工機床加工時缩搅，應(yīng)盡可能設(shè)計能夠貫通加工的構(gòu)造越败。

　　從防止磨削變形和縮短加工時間方面來看触幼，要選定淬火變形少的鋼材，而且要設(shè)計為淬火變形少的形狀究飞。形狀復(fù)雜時置谦，悴火冷卻不易均勻，易產(chǎn)生淬火變形亿傅。

　　5.2總分割式模具

　　為了將淬火零件加工成較高精度媒峡，要使用磨床。因此葵擎，需要采用鑲件組成分割式模具谅阿。這種模具有如下特征:

　　(1)因為可選擇適當(dāng)材料，所以能夠使用適當(dāng)硬度模具材料某蛆。

　　(2)能夠利用耐蝕性和耐磨性高的模具材料.

　　(3)能夠分別熱處理蝌购，所以容易設(shè)定熱處理條件。

　　(4)能夠使用鏡面加工性良好的模具材料械与，鏡面加工操作也容易铅阎，所以能夠提高鏡面度。

　　(5)因為容易按拔模方向研磨梅柑，所以有利于采用拔模斜度小的模具歌饺。

　　(6)由于硬化，可延長模具精度保持時間脯牛，模具壽命長愤凭。

　　(7)容易設(shè)在任意位置排氣，所以充模容易.

　　(8)磨削加工容易.

　　(9)能夠提高模具零件精度仪彪，所以可能提高制品精度原俘。

　　(10)可在較小的公差內(nèi)制作備模腔和型芯，所以部件互換性高蒲坐，容易維修竿刁。

　　(11)因為以磨削加工為主體，所以加工效率高搪缨。

　　(12)零件數(shù)多食拜，需要極大提高各零件加工精度.

　　(13)局限于特定加工方法

　　(14)采用完全淬火

　　5.3總分割式模具設(shè)計方面的注意點

　　關(guān)系精度和各部件所要精度必須從所要制品精度逆運算決定。

　　因為分割數(shù)愈多副编，積象誤差愈大负甸，愈要提高加工精度，所以分割數(shù)僻要定在最小限度痹届。

　　一般禁止在制品表面設(shè)分型線呻待，不僅外觀上嫌棄，而且在功能上也將成為障礙。若在產(chǎn)生應(yīng)力處有分型線時蚕捉，也往往因應(yīng)力集中而引起破損僵控。

　　因為磨削加工容易得到均勻的尺寸零件，所以應(yīng)分割成可用研磨劑加工的形狀鱼冀。

　　易損易壞部分應(yīng)分割成易更換的报破，并且考慮選用高耐磨性合金。

　　此外柔睡，要考慮組裝和拆卸容易烘梭。必須用能夠容易、正確地復(fù)原精度的機構(gòu)棺莱，組裝模腔和型芯的各部件螺子，如果分別裝在基座上，則模腔與型芯必須同心陕券。在使用安裝銷釘?shù)那樾纹瘢仨氄_研磨銷孔。

　　6欧舒、防止模具精度的誤差

　　確崩骋眨滑動件各周期的定位，需要防止模具精度的波動阐拭。為了維持滑動件的精度榄集，滑動件都應(yīng)悴火研磨.側(cè)芯滑動部分的配合應(yīng)有定位退拔部分，在側(cè)芯尺寸大時掺厦，中間部分可以設(shè)狹小的導(dǎo)槽苗率。

　　7、模具精度的維持

　　7.1確保模腔與模芯的中心一致

　　為了經(jīng)常正確地合模聚谁，的構(gòu)造

　　7.2 防止模具變形

　　為了避免因樹脂壓力作用于模腔而產(chǎn)生的模具變形母剥，棋具強度就要足夠大。在型芯板中間常加支柱形导，銷的材料也選用高強度鋼环疼，并且將容易受彎曲的銷設(shè)在接近澆口，還要降低作用于銷的樹脂流動壓力骤宣。

　　7.3預(yù)防時效變化

　　模具藉要淬火回火處理時秦爆，如果有殘余奧氏體，將產(chǎn)生時效變化憔披，導(dǎo)致模具尺寸精度變化，所以再使殘余奧氏體分解的溫度回火爸吮，并且孺要用冷處理芬膝。

　　為了防止因磨損的變化，需要提高硬度形娇，還應(yīng)考慮使用因淬回火尺寸變化極小的鋼種.磨削與刀具切削加工相比锰霜，因為加工效率差筹误，所以為了縮短加工時間，需要盡量減少磨量谊某。既要設(shè)成縮小淬火變形的零件形狀坷顽，又應(yīng)選定可縮小變形的材質(zhì)。

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