塑料注射成型工藝中成型零部件

鄧璐 黎繼武 朱炫境

摘 要 隨著塑料制品在日常生活中的廣泛利用，人們對塑料制品的質量與數量要求日趨提高，而國內塑料制造行業所掌握的技術普遍相對落后，要提高我國塑料行業的整體競爭力，對成型模具的研究與改進是必須的。實際上塑料注射所用的模具（簡稱注射模——實現注射成型工藝的重要工藝裝備）成型技術已成為衡量一個國家塑料制造水平的重要標志之一。本文介紹了幾種塑料成型工藝中重要模具的特點，并對不同種類凹模凸模的結構和使用條件進行探究。

關鍵詞 塑料成型；注塑機；凹模；凸模

中圖分類號 TS91 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2016）162-0149-02

注射成型（注塑）是一種將已經在加熱料筒中預先均勻塑化的熱固性或熱塑性材料，高速推擠到閉合模具的模腔中用以成型工業產品的生產方法。產品通常使用橡膠注塑和塑料注塑。注塑方法又可分注塑成型模壓法和壓鑄法。注射成型機（簡稱注射機或注塑機）是一種常用的塑料成型設備，它利用塑料成型模具將熱塑性塑料制成各種形狀的塑料制品。近年來，注射成型也成功地用于成型某些熱固性塑料。

我國的注塑機從無到有，從單一品種到多品種，已經有了長足的發展。但相比于其他如德國等制造工藝技術發達的國家，我國的塑料工業還處于初級發展階段，所以注塑成型在我國的高分子材料發展進程中有著廣闊的前景。同時隨著塑料制品在日常社會中得到廣泛利用，塑料注射成型所用的模具（簡稱注射模，它是實現注射成型工藝的重要工藝裝備）技術已成為衡量一個國家制造水平的重要標志之一。

注射模的基本組成：

1）成型零部件；

2）澆注系統：澆注系統是指注塑機噴嘴將塑料噴出后，流體到達模具型腔前所流經的通道；

3）導向機構：導向機構是用于保證動、定模合模時準確對合；

4）支承零部件：支承零部件是指起支持作用的零部件軸承，常與導向機構組合構成模架；

5）推出機構：推出機構是將模具中已經完成成型后的塑件及澆注系統中的凝料推出模具的裝置；

6）側向分型與抽芯機構：該機構將成型孔、凹穴或凸臺的型芯或瓣合模塊從塑件上脫開或抽出，合模時又將其復位；

7）溫度調節系統：滿足注射工藝對模溫的要求；

8）排氣系統：將型腔內的氣體排出模外。

其中，成型零部件是指直接與塑料接觸或部分接觸，并決定塑件形狀、尺寸、表面質量的零件，它們是模具的核心零件。包括型腔、型芯、螺紋型芯、螺紋型環、鑲件等。

這里主要對成型零部件中凹模、凸模的結構進行分類，以及對其使用條件進行分析。

1 凹模結構分類

凹模也可以稱作型腔或者凹模型腔，是用來成型塑件外形輪廓的主要零件。可在安裝在定模上也可以安裝在動模上。凹模的類型有很多，凹模按外形可以分為圓形和矩形；按刃口有平刃和斜刃；按結構形式不同則可以把它們分為整體式凹模、整體嵌入式凹模、局部鑲拼組合式凹模、大面積鑲拼組合式凹模。

1.1 整體式凹模

整體式凹模是由整塊材料制作加工而成。這種凹模結構相對比較簡單，具有較高的強度和較好的剛性，不易使塑件因加工過程中產生的拼接縫痕跡而出現質量問題，也可以使注射模中成型零件的數量大大減少，從而提高了模具的裝配效率，也使整個模具的外形尺寸和結構得到一定程度的縮小。

但常出現的問題是塑件熱處理不方便，如果整體式凹模用來成型形狀比較復雜的產品塑件，采用一般加工方法——即數控加工、仿型銑加工或電火花加工方法制造母模型腔時就很困難，而且成本較高。所以形狀尺寸相對簡單的中小型塑件適合用整體式凹模來加工成型。

1.2 整體嵌入式凹模

整體嵌入式凹模多用于多型腔模具、旋轉體或外形相對復雜的塑料模具加工件，如齒輪等。各單個凹模運用機械加工、冷擠壓電加工等方法制作出整體鑲塊，之后再嵌入，它具有方便加工、節約貴重鋼材和熱處理方便的特點。而且可以用來生產大批量的塑件，一模多腔經常使用在這種類型的模具中。整體嵌入式凹模結構加工效率高，裝拆方便，可以較好地保證各個型腔形狀、尺寸一致。

整體嵌入式凹模不適用于體積尺寸過大的塑件，另外，對于形狀是圓形的整體嵌入式凹模宜采用鍵定位或銷定位，這樣可以避免凹模與凹模固定板或套版之間的相對轉動。

1.3 局部鑲拼組合式凹模

局部鑲拼組合式凹模主要是為了適應型腔某一部分容易損壞的模具，將凹模中易磨損的部位鑲入凹模中，為使加工裝配方便常常采用這種結構。

1.4 大面積鑲拼組合式凹模

大面積鑲拼組合式凹模主要為了滿足模具需要更換較大面積尺寸嵌件的需求，也便于局部嵌件滿足常規的機械檢測和加工手段——維修、機加、拋光、研磨、熱處理等，具有方便加工、節約貴重模具鋼材等特點。大型塑件的成型使用該種凹模最為廣泛。而大面積鑲拼組合式凹模根據鑲拼方式不同又可以劃分為：底部鑲拼結構、瓣合式鑲拼結構、四壁鑲拼結構。

1.4.1 底部鑲拼結構

底部鑲拼結構是由凹模預先做成通孔，再鑲上底部。這種結構的剛度和強度都比較差，尤其底部的結構設計至關重要，設計不當容易造成制品產生飛邊。這種結構適用于比較復雜或者體積較大的型腔。

1.4.2 瓣合式拼鑲結構

瓣合式拼鑲結構的凹模是由兩瓣或兩瓣以上部件組合而成，遵循——成型時瓣合，開模時瓣開的運行模式。瓣合式拼鑲結構常用于側壁上帶有凹凸形狀的塑件。

1.4.3 四壁鑲拼結構

四壁鑲拼結構凹模的底部和四壁都做成拼件，分別經過加工研磨后壓入模套中，側壁之間則由鎖扣連接。

2 凸模和型芯結構分類

凸模又稱為陽模、沖針、沖頭、陽模、上模等，凸模主要用于塑料制品的內表面成型。它常常的構成形式是由整體或幾部分鑲嵌結構組成，其作用是利用壓力機給塑料傳遞壓力，使塑料制件密實。

型芯則多指塑件上某些槽、孔或者一些形狀特殊局部內表面的模具成型零件，型芯也可稱為成型桿。

由于兩者都是用來成型模具內表面的零件，沒有特別明顯的差異，則將兩者的結構形式共同劃分為整體式凸模、組合式凸模、嵌入式凸模。

2.1 整體式凸模

整體式凸模由整塊模具材料加工而成。根據加工方式的不同，整體式凸模又可以分為臺階式凸模和直通式凸模。臺階式凸模多由機械加工的方式制得，當形狀相對復雜時，成形部分常采用成型磨削；直通式凸模的工作部分和固定部分的尺寸類型與形狀大小幾乎一致，線切割的制作方法常用于這類凸模的成型加工。

整體式凸模的優點有結構牢固、形狀穩定性好、制件無拼縫的飛邊或溢料痕跡等，同時也大大減少模具的裝配時間；但缺點是不宜加工內表面形狀復雜的塑件、且對模具材料的消耗較大。所以整體式凸模適宜用來成型一些相對小型塑件的塑料模。

2.2 組合式凸模

組合式凸模適用于內表面成型相對復雜、凸模的制造加工難度大的塑件成型，或者是用于模具材料昂貴的大中型器具，可以便于模具的回路冷卻設置。采用鑲拼式的組合形式，則可便于模具零件的維修、加工或更換。組合式凸模可分為整體組合式和局部組合式兩種。

2.3 嵌入式凸模

嵌入式凸模主要是指模具中的小型芯（成型桿）或成型鑲塊。小型芯（成型桿）經過單獨制造加工后再被嵌入到模具的安裝孔內固定，可以大大減少模具零件的切削加工量、提高加工效率、同時具有便于更換以及耐磨損等優點。

3 結論

隨著我國制造業的快速發展，國民經濟中模具工業的作用日益增強，同時它的地位也不斷提高。模具工業被國家制造行業譽為“中國制造業之母”，是工業上的“印鈔機”，同時也是支撐中國制造業不斷往上發展最重要的基石之一。而在模具工業發展的過程中，其中一個必要的環節——模具成型工藝，以及模具型腔和型芯的結構功能特點也會不斷改進。隨著人們日常生活水平的逐步提高，對注塑制品質量的要求也會越來越高，實現塑料制品的高性能、多功能、高效率、綠色環保等特點將會成為注塑行業未來的發展方向。

參考文獻

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