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塑料模具基础

1.塑料模具基本概念
2.注塑模具基本结构
3.注塑模具结构组成
4.注塑模具分类及结构分析
5.注塑模具制造工艺
6.塑料模具工业发展

塑料模具基础

1塑料模具基本概念
日常生活中到处可见塑料制品：（1）日用品：塑料脸盆、水桶、手机彀；（2）家用电器：电视机、计算机外彀。这些塑料制品是怎样做成的呢？
塑料是由从石油生产出来的合成树脂加入增塑剂、稳定剂、填料等物质而组成的。原料为小颗粒或粉状，如果使这些小颗粒塑料加热熔化成液体，注入到一个具有所需要产品形状的型腔中，待塑料冷却后取出来，就得到了与型腔形状一样的塑件。这个具有型腔的东西称为模具。国为它专门用于制作塑料件，所以通常称为塑料模具﹐根据塑料件制作过程的不同﹐塑料模具可分为注塑模具﹑压塑模具﹑挤出成型模具﹑吸塑模具等﹐
注塑模具为其中使用较广泛的一种。

2注塑模具基本结构
下面以一个简单例子来说明注塑模具结构的各个组成部分。
如图1所示塑料盖子，制作它的模具是怎样组成的呢？
首先在两块金属板上挖出与盖子一样形状的型腔:
其中一块金属板挖成盖子外形的型腔，俗称凹模，也称母模仁。----如图2
另一个做成盖子内部形状，俗称凸模，也称公模仁。----图3
两块合起来构成完整的盖子形状的型腔。---图4
为了注入塑料通常在凹模板上开一个进胶嘴---（图5）。现在只要把熔融的塑料从这个进胶嘴注入型腔。待塑料冷却后打开，取出塑件就得到了塑料盖子。

现在要考虑的问题是怎样将凹凸模板安装到注塑机上，又怎样将凹凸模板以正确的位置准确闭合，以及怎样将冷却后凝固在型腔里的塑料取出来？
（以下内容对照塑模模型讲解）
凹凸模构成零件形状的型腔，因受高温且与塑件磨擦，所以制造它的材料性能要好，当然价格高。为降低成本，在满足塑料制品形状大小的前提下尽可能做小，并且一般还分别将凹、凸模固定在较大的、价格低廉一些的金属板上，这两块大一点的金属板分别称为凹、凸模固定板。
为了使凹、凸模准确对位合模，分别在凹、凸模固定板上装有4根导柱与导套。
另外由于塑件冷却收缩后抱累在凸模上，所以在凸模的一侧还应装有带有几根顶料杆（顶针）的顶出机构。为此，在凸模一侧支承板下面安装两块垫铁，以形成用于顶出机构运动的空间，以便开模后将塑件顶出模具外，为了在合模时，顶料杆能返回到原来的位置，还设置了回程杆。有些模具还设置了拉料杆，以便在开模时拉出主绕道的冷凝料汪。
通常以凹、凸模为界，将凹模及其固定板连接在大一点的金属板上（定模板），因为要依靠这块金属板安装在注塑机的定模座上。
另外，为了方便安装模具，使得注塑机喷嘴与模具进胶嘴对准，故在定模板上安装定位环，又因为进胶嘴与高温塑料和注塑机喷嘴反复接触和碰撞，所以采用性能较好的材料单独制作一个主浇套安装在定模板内。
再将凸模及其固定板顶出机构一起安装在另一块大点的金属板（俗称动模板）上，因为这块板安装在注塑机的动模座上，所以将定模、动模两部分合在一起就成了一套完整的模具。
定模部分借助于定模板及定位环安装在定模座上；动模部分借助于导柱对准位置将动模板安装在动模座上。
在合模状态下，注塑机将熔融的塑料以一定压力和速度通过模具进胶嘴注入型腔，保压与冷却一段时间，注塑机动模座后退打开模具，带动模具的凸模部分（此时塑件抱紧在凸模上）退至一定位置时注塑机动模座后退，一顶杆往前推进，通过模具动模板的孔（顶针通孔），推动模具顶出机构将塑件推出。合模时由凹模板碰回程杆而使顶出机构复位。
那么我们现在就可以清楚地知道塑料产品的生产过程了：
采用注塑机将小颗粒塑料熔融并以一定的速度和压力向模具内注射,塑料在模具中一段时间后冷却固化定型，再经顶出机构顶出产品（射出→保压冷却→顶出）.

3注塑模具结构组成
以上介绍的是很简单的注塑模具，当然，很多塑件比这复杂，但模具基本组成是一样的：
成型部分：是由构成塑件形状的模具型腔组成的，它由凸模（成型塑件内部形状）、凹模（成型塑件各部形状）型芯、嵌件和镶块等组成。

浇注系统：熔融塑料从注塑机喷嘴进入模具型腔所流经的模具内信道称为浇注系统，通常由主流道、浇口及冷料井等组成。

导向机构：为了确保动、定模间的正确导向和定位，通常在动、定模部分采用导柱、导套或在动定模部分设置相吻合的内外锥面导向。

侧向抽芯机构：塑件上的侧向如有凹、凸形状的孔或凸台、通孔，这就需要有侧向的凹、凸模或型芯来成型，其成型零件必须作成可侧向移动的，否则其无法脱模。在塑件被推出之前，必须先拔出侧向凸模或抽出侧向型芯，然后方能顺利脱出，使侧向凸模或侧向型芯移动的机构称为侧向抽芯机构，一般包括斜导柱、滑块等。具有斜导柱侧向抽芯机构的模具按斜导柱和滑块的位置可分为以下四种：
a.斜导柱在动模、滑块在定模； b.斜导柱在定模、滑块在动模；
c.斜导柱和滑块同在定模； d.斜导柱和滑块同在动模。

顶出机构：是指模具分型以后将塑件顶出的装置，也称脱模机构。通常包括顶杆（针）、复位杆、顶针固定板、顶板、主流道、冷凝料拉料杆。

冷却和加热系统：为了尽块固化成型，一些塑料成型时必须对模具进行冷却，通常在模具上开设冷却水道，当塑料充满型腔并经一定的保压后，水道通以循环冷水对模具进行冷却。另外，因为塑料本身流动性能或成型模具结构的原因，一些模具必须加热（在内部或四周安装加热组件）。

4. 注塑模具分类及结构分析

二板模（也称单分型面注塑模具）这种模具只有一个分型面。
三板模（也称双分型面注塑模具）
这种模具只有二个分型面：
第一次分型（开模）目的-----拉出浇道的凝料
第二次分型（开模）目的-----拉断进料口使浇道的泠凝料与塑件分离，从而顶出的塑件不需要再进行去除浇道凝料的处置.
三板模主要用于点浇口进料的单型腔或多型腔模具。
认识二板模和三板模基本结构及各组成部分功能----图6（a）,图6(b)

二板模 图6（a）
对应编号的名称：
（略）

三板棋 图6(b)
对应编号的名称：
（略）

模具各组成部分功能：
上固定板：固定连接母模部分和为了安装在注射机上的板。
下固定板：固定连接公模部分和为了安装在注射机上的板。
母模板：镶嵌母模或直接加工成型腔的板，一般是成型塑件外表面的。
公模板：镶嵌公模或直接加工成型腔的板，一般是成型塑件内表面的。
垫板：由于强度不足有时在模板较薄处加一层钢板，可防止模板长期受到力时变形。
脱料板：是模具分型后从母模上把塑件脱掉的板。
顶针板：由顶杆固定板及顶杆垫板等零件组成，前者是固定顶杆、顶管及复位杆等零件，后者是压住这些零件，组成了模具的顶出系统，承受注射机顶出的作用罚，沿导向零件运动，驱动顶杆，顶管等零件推顶塑件，脱出模外。
母模仁：一般是成型塑件内表面的，又称凹模、定模。
公模仁：一般是成型塑件内表面的，又称凸模，动模。
滑块：成型塑件侧凹凸的零件用。
滑块束块：锁紧滑块贴住模仁成为一个型腔并防止其在受压力时受后退的作用。
滑块挡块：滑块脱模后定位用。
滑块压条：滑块导向，下压作用。
斜导柱：导滑拔动滑块开模和复位用。
导柱：决定母模板和公模板的相对位置的导向件。
导套：与导柱配合，为了防止导套在工作时间时磨损，制成便于更换的淬火的套。
打板导柱：为推（顶）板动作导向，成滑动配合。
打板衬套：与顶板导柱配合的，为防止顶板磨损，应制成便于更换的淬火的套。
支承块：为了推（顶）板，能完成推顶动作而形成空间所用。
支承柱：使顶（推）板和下固定板之间形成空隙，便于调节推板的活动范围，并容易清除料渣杂物，防止模板在长时间受到压力时而变形。
复位杆：为了顶出动作完成后，使推顶板退回到原始位置而用的杆件。
顶杆：了了从模具型腔内把塑件顶出来的杆。
拉料杆：为了能够拉出填充在浇口套内成塑料的杆。
大拉杆：防止因小拉杆松脱使模板脱落的作用。
小拉杆：在产品设计需要点浇口时，使拉料销与料头分开，使其方便取出的作用。
拉料销：当产品设计需要点浇口时，拉脱料头与产品并使其从料道中拉出的作用。
停止销：限制模具顶出行程，保护顶针的作用。
定位销：决定各部位零件的相对位置。
定位块：辅助模具定位，防止因导食糖导套间隙过大而错位。
定位环：模具安装在注射机上是为决定位置的圈。
螺钉：用于连接各部位零件。
螺丝堵：固定成型零件（如型芯）等用一螺丝堵。
型芯：成型塑料内表面的零件。
套筒：顶出成品及BOSS柱成型的作用。
灌嘴：组成塑料注入模具时需通过的浇口的零件，一般为可镶嵌的套形零件，有时与定位圈组成一体。

5注塑模具制造工艺

5.1．注塑模具的生产过程：
塑料制品的工艺分析-----模具结构设计-----确定模具材料和选择标准件-----零件加工与模具组装-----试模

5.2．通常模具的模架（定模板、动模板、固定板、导柱、导套、顶出机构、回程杆等）以及一些配件（如：进料套、顶杆）是标准件.设计制作时，根据开合模方式和塑料件脱模方式及塑件尺寸大小等因素选购模架类型、模架尺寸大小及配件，但凹、凸模零件由自己加工制造。

5.3．模具热处理
一般情况：
（1） 型腔板、主型芯、斜滑块、推板等，（需有一定的强度和耐磨耐腐蚀性）
调质处理 淬火+低（中）温回火 正火
（2） 定、动模固定板、底板，顶板、模脚等（需具有一定强度）
调质处理 正火
（3） 浇口套（要求耐磨、冲击强度好，热硬性耐磨性好）
淬火+低温回火
（4） 斜导柱、导柱、导套等（要求各种性能良好）
渗碳处理 表面淬火
（5） 顶出杆（针）和拉料杆（需一定强度和耐磨性）
端部淬火 端部淬火+低温回火
（6） 螺钉等
淬火+中温回火

6塑料模具工业发展

模具工业是制造业中的一项基础产业，是技术成果转化的基础，同时本身又是高新技术产业的重要领域，在欧美等工业发达国家被称为“点铁成金”的“磁力工业”。美国工业界认为“模具工业是美国工业的基石”；德国则认为是所有工业中的“关键工业’；日本模具协会也认为“模具是促进社会繁荣富裕的动力，”同时也是“整个工业发展的秘密”，是“进入富裕社会的原动力”。日本模具产业年产值达到13000亿日元，远远超过日本机床总产值9000亿日元。如今，世界模具工业的发展甚至已超过了新兴的电子工业。
中国经济的高速发展对模具工业也提出了越来越高的要求，预计到2005年，仅汽车行业将需要各种塑料制件36万吨；电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过1000万台；彩电的年产量已超过3000万台。到2010年，在建筑与建材行业方面，塑料门窗的普及率为30％，塑料管的普及率将达到50％，这些都会大大增大对塑料模具的需求量。

塑料制品越来越广泛地应用于工业生产﹑日常生活中，塑料模具也已从先前的小作坊手工式生产发展到越来越专业化自动化生产，且精密程度越来越高，品质要求也越来越严格﹐作为一名注塑模具制造行业的品管人员﹐除了具有良好的品管专业知识和熟练的测量技朮外﹐利用所掌握的模具专业知识和技朮进行准确高效的品质判定也成为今后工作中的重中之重。