精密注塑成型模具的設計要點

注塑成型是最重要的塑料成型方法之一。如何提高注塑成型技術的水平，生產出高精度的塑料制品，創造附加值高的產品，模具的設計是一個非常重要的環節。在注塑成型模具設計中，除了應考慮一般模具設計的事項外，還要特別考慮如下幾個事項：

一、適當的模具尺寸和公差

1.制品尺寸精度與模具尺寸精度的關系

繪出制品圖，考慮模具設計、模具制作和成型過程。首先，可從制品圖尺寸求模具圖尺寸。按此模具圖尺寸制作模具，得到模具的實際尺寸。用此模具可得到成型的制品，得到制品的實際尺寸。間題是，此實際尺寸如何保證在圖紙設計所要求的尺寸公差內。

2.適當的收縮率

在成型制品過程中，即使用同一顏料的同一樹脂，其收縮率也因成型條件不同而異。在精密成型中，收縮率變化程度要小，預計收縮率和實際收縮率要盡可能無差異。主要是采用綜合以往的類似制品的實際收縮率來推定收縮率，也有用實驗模具來求實際收縮率，再經修正、設計制作實際生產用模具的情形。

但完全恰當推定收縮率幾乎是不可能的，不可避免地要在試模成型后修正模具。修正結果，凹部將增大尺寸，凸部將縮小尺寸。因此，對于凹部尺寸將收縮率設在小值，對于凸部尺寸將收縮率設在大值。如，注塑齒輪，齒輪外徑尺寸變大時不能嚙合，變小時僅齒隙變大，所以要將收縮率設在小值。

二、防止產生成型收縮率波動

精密注塑成型，必須以確實可按所要尺寸制作模具為前提。然而，即使模具尺寸一定，制品實際尺寸也因實際收縮不同而異。所以，在精密注塑成型過程中，收縮率的控制是十分重要的。收縮率與模具設計有關，還因樹脂批次不同而異，若改變顏料，收縮率也會產生差異；因成型機不同，成型條件的設定、再現性以及各成型周期的動作有波動，對實際收縮率產生波動等，因而收縮率的控制是困難的。

模具尺寸可由制品尺寸加上收縮率求得，所以，在模具設計時，需要考慮收縮率這個主要因素。這些影響因樹脂和成型條件等因素的變化不同而異。

影響成型收縮率的主要因素有：

1.樹脂壓力

樹脂壓力對收縮率影響很大。樹脂壓力若大，收縮率變小，制品尺寸則大。即使在同一模腔內，樹脂壓力也因制品形狀不同而異，因此產生收縮率差異。在多模腔的場合，各模腔內樹脂壓力容易產生差異，結果導致各模腔的收縮率也不盡相同。

2.模具溫度

無論是非結晶性樹脂還是結晶性樹脂，模具溫度若高，則收縮率變大。精密成型要將模具溫度維持在特定溫度。在模具設計時，必須注意冷卻回路的設計。

3.澆口截面積

一般說來，改變澆口截面積時收縮率也會變化。收縮率隨著澆口尺寸變大而變小，這與樹脂的流動性有關。

4.制品壁厚度

制品壁厚度也影響收縮率。對于非結晶性樹脂，因樹脂對壁厚的收縮率影響傾向不同，壁厚大，收縮率也大；反之，收縮率變小。而對于結晶性樹脂，必須避免壁厚變化特別大。在多模腔的情形，如果模腔壁厚有差異，收縮率也將產生差異。

5.增強材料含量

用玻璃纖維增強樹脂時，加玻纖量愈多，收縮率則愈小。流動方向的收縮率比橫向收縮率小，根據樹脂不同其差異較大。為了防止扭曲和翹曲，必須考慮澆口的形狀、位置和澆口數量。

6.定向性

定向性雖有較大差異，然而對所有樹脂都存在定向性。結晶性樹脂的定向性特別大，由于壁厚和成型條件而有差異。此外，還會產生成型后收縮。影響成型后收縮的主要因素有：內部應力、結晶、溫度和濕度。可采取的措施有：

（1）流道、澆口平衡

收縮率因樹脂壓力變化。在單腔模多點澆口以及多腔模的情形中，要同樣進行充模，就要進行澆口平衡。樹脂流動與在流道中的流動阻力有關，所以，在取得澆口平衡前最好取得流道平衡。

（2）模腔排列

為了使成型條件的設定變得容易，就需要注意模腔的排列。由于熔融樹脂將熱帶入模具，在一般模腔排列的情況下，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，既要易獲得流道的平衡，又要取以澆口為中心的同心圓狀排列。

三、防止產生成型變形

產生成型變形的原因是在不均勻的收縮下有內應力，所以需要防止不均勻地收縮。如中心有孔的圓形制品的情形，必須在中心設澆口。然而，在樹脂的流動方向與垂直方向收縮率有較大差異時，卻會產生橢圓的缺點，故在需要更高精度的圓度時，要設計成3點或6點澆口，但要充分注意各澆口的平衡。在使用側澆口時，3點澆口將會使圓筒狀制品的內徑增大。在外表和端面不允許有澆口痕跡的情形，少使用內側多點均分澆口，可以得到良好結果。

四、防止脫模產生變形

精密制品一般較小，制品壁厚較薄，有的還有許多薄筋。模具設計必須考慮使制品不變形，而且可適當脫模。對于收縮率較小的樹脂，當成型壓力高時，需要注意制品易留在模腔內。如，用收縮率小的樹脂成型齒輪時，齒輪部分模腔最好設計在頂出一側的模板上；在用頂桿時，需要注意無變形的頂桿數和頂壓位置；帶孔齒輪需要芯銷，這時為了有助于在頂出時平行頂出，而需要設置在頂出側模板上。對于角狀制品，可以使用沖孔模板頂出，用這種模板頂出可以防止產生變形。一般精密制品的拔模斜度較小，為了減小脫模力，需要鏡面加工，研磨方向必為拔模方向，要按拔模方向設計容易研磨的分塊型芯。

五、防止模具精度的波動

確?；瑒蛹髦芷诘亩ㄎ?，需要防止模具精度的波動。為了維持滑動件的精度，滑動件都應淬火研磨，側芯滑動部分的配合應有定位退拔部分。