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精密注塑模具設(shè)計及特點

來源： 寧?？h模具行業(yè)協(xié)會
作者：南皮縣中小企業(yè)公共服務(wù)平臺
日期： 2017-01-02
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一、精密注塑成型和精密注塑模的含義
精密注塑模具不能同與普通注塑模具混淆，有的企業(yè)把質(zhì)量要求高點的模具叫為精密模，這是不妥當(dāng)?shù)摹?jù)筆者了解，寧海模具企業(yè)有三家企業(yè)（德科、和鑫、震裕）所生產(chǎn)的模具可稱精密模。
顧名思義，精密注射成型就是成型尺寸和形狀精度很高、表面粗糙度很低的塑料制品，采用最佳的注射工藝方法，在精密成型機上，用精度很高(0.005mm)的模具注塑成型。
二、精密注塑模具的特點
1) 要使模具的制造公差超過IT5級～IT6級，經(jīng)常把模腔設(shè)計成鑲拼結(jié)構(gòu)(由于制品要達(dá)到較高的精度，必須對模腔進(jìn)行磨削或用極高精度的數(shù)控銑加工。由于模腔形狀一般都很復(fù)雜，若要對其整體磨削，往往是很困難的工作)。
2)精密注塑成型的制品的最小極限尺寸與實用極限尺寸相差很少，制造精度很高。
3) 需要確定非常正確的塑料收縮率（開制精密注塑模在對收縮率沒有絕對把握的情況下，最好先開樣條模，驗證正確的收縮率）。
4) 影響成型制品的精度因素很多，從圖1–1的魚翅圖中知道影響成型制品的精度因素很多。
圖1–1 制品精度及其影響因素
三、精密注塑模設(shè)計要點
1) 模具設(shè)計要合理，精度要求高，零部件的設(shè)計精度和技術(shù)要求應(yīng)與制品精度相適應(yīng)。精密注塑模具結(jié)構(gòu)的零部件精度與技術(shù)要求要比普通注射模的公差數(shù)值小一半以上。精密注塑模具的型腔數(shù)有限制的，原則上要保證制品精度前提下，增加模具型腔數(shù)，否則零件制造及制品成型的精度會降低。
2)動、定模的對合精度誤差極少，防止動定模產(chǎn)生錯位，模具中活動零部件的運動相當(dāng)準(zhǔn)確。
3) 模具結(jié)構(gòu)應(yīng)有足夠的剛性和強度。
4) 避免因設(shè)計不良而使制品出現(xiàn)不均勻收縮，合理設(shè)計澆注系統(tǒng)。
① 澆注系統(tǒng)應(yīng)盡量使料流保持平衡。
② 模腔的布排應(yīng)盡量使模溫保持熱平衡，多型腔的模腔盡量不超過四個最好H型排列。
③ 對各個模腔的溫度進(jìn)行單獨調(diào)節(jié)（單件的分區(qū)域調(diào)節(jié)）。
5）避免因模具冷卻不充分，制品精度達(dá)不到要求。有時，避免因收縮不均而引起制品的翹曲變形，可人為的造成一定的溫差。
6) 避免因模具問題使制品出現(xiàn)脫模變形。
7) 避免復(fù)雜制品沒有采用鑲塊結(jié)構(gòu)。鑲塊拼件要求進(jìn)行磨削加工、鑲塊要有足夠的剛性和精度、具有定位結(jié)構(gòu)。鑲塊結(jié)構(gòu)采用通用、標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，便于維修、裝配、更換。
8）避免精密模的質(zhì)量達(dá)不到零件化生產(chǎn)，圖樣沒有公差要求。
9) 零件的粗糙度要求低。
四、精密注塑模設(shè)計禁忌
1）避免精密注塑模設(shè)計與普通注塑精密注塑模同樣設(shè)計。
避免對精密注塑成型和精密注塑模概念模糊；顧名思義，精密注射成型就是成型尺寸和形狀精度很高、表面粗糙度很低的塑料制品，在精密成型機上注塑成型。
2）避免模具的加工方法是否能使零件達(dá)到精度要求考慮不周。
模腔大部分采用鐵削、磨削或電加工方法制造，這些加工方法可以達(dá)到的最高精度和實用的經(jīng)濟精度列于表2–1。從該表數(shù)值可知，欲使制品能夠達(dá)到較高的精度，必須對模腔進(jìn)行磨削或用極高精度的數(shù)控銑加工。由于模腔形狀一般都很復(fù)雜，若要對其整體磨削，往往是很困難的工作。為了解決這一問題，經(jīng)常把模腔設(shè)計成鑲拼結(jié)構(gòu)。要使模具的制造公差超過IT5級～IT6級。
 
3) 模具零件圖樣尺寸精度標(biāo)注要正確、合理，能達(dá)到零件化生產(chǎn)的需要，避免模具零件有公差要求的公差值都標(biāo)注為mm，這是錯誤的。要根據(jù)零件的配合類別、精度要求及公差尺寸大小，查公差表中選用。
4）零件制造工藝要求高，特別是鋼材選用、消除加工內(nèi)應(yīng)力及熱處理要考慮周到。
五、精密注塑機的要求
由于精密注射成型對制品具有較高的精度要求，需要在專門精密的注射機構(gòu)上加工，精密注射機的特征:
1）注射功率要大,滿足注塑壓力和注射速度的要求。
2）控制精度要高：
①注塑機的控制系統(tǒng)必須保證各種注射工藝參數(shù)具有良好的重復(fù)精度，避免制品精度因工藝參數(shù)波動而發(fā)生變化。要求對注射量、注射壓力、注射速度、保壓力、背壓力和螺桿速度等工藝參數(shù)采取多級反饋控制，機筒和噴嘴則采用PID控制。
② 合模力大小必須能夠精確控制，避免因模具的彈性變形而影響制品精度。
③ 精密注射機必須具有很強的塑化能力，要求螺桿驅(qū)動扭矩大，還能無級變速。
④ 精密注射機一般要對液壓油進(jìn)行加熱和冷卻封閉控制，油溫經(jīng)常穩(wěn)定在50～55°左右。
3) 液壓系統(tǒng)的反映速度要快。
4) 合模系統(tǒng)要有足夠的剛性。
5) 注射壓力要求高：普通注射所用的注射壓力為40～120MPa，對精密注射則要提高到180～250MPa，有時還要高一些。
6)注射速度要求快：能成型較為復(fù)雜的制品，而且還能減小制品的尺寸公差。
7)溫度控制必須精確：溫度對制品成型質(zhì)量影響很大；對于精密注射時講，機筒、噴嘴、模具的溫度都要嚴(yán)格控制，否則塑料熔體的流動性及制品的成型性能和收縮率就不會穩(wěn)定。
七、精密注塑要求及成型工藝特點
1)注射壓力高，使塑料制品密度增大，降低制品收縮率及收縮波動值，使允許注塑的流動比增大更有利于薄壁制品成型。
2) 注射速度快，減少制品尺寸公差，能成型復(fù)雜制品。
3)溫度控制必須正確。
六、注塑成型制品最常見的缺陷現(xiàn)象及原因
1）注塑件最常見的缺陷有：充填不足、凹陷、縮孔、氣孔、流紋、暗斑、暗紋、銀紋、熔接痕、泛白、剝層、白化、燒焦、翹曲變形、沒有光澤、顏色不均、澆口裂紋、缺料、斷腳、頂高、表面粗糙度差、表面龜裂以及溢料飛邊等。
2）了解制品成型缺陷的原因
如果模具設(shè)計師能非常了解成型制品常見缺陷的復(fù)雜起因，在設(shè)計模具結(jié)構(gòu)時就采取相應(yīng)的預(yù)防措施，避免因模具的設(shè)計原因使成型制品質(zhì)量出現(xiàn)問題。同時要避免因注塑成型工藝的原因出現(xiàn)常見制品缺陷。

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