注塑模具：结构组成与保养要点全解析

注塑模具：结构组成与保养要点全解析

一、注塑模具的结构组成

（一）浇注系统

浇注系统是塑料从射嘴进入型腔前的流道部分，对塑料熔体的流动和成型起着关键的引导作用，主要包括主流道、冷料穴、分流道和浇口等。

1、主流道

主流道是模具中连接注射机射嘴至分流道或型腔的一段通道。其顶部呈凹形以便与喷嘴衔接，进口直径应略大于喷嘴直径（约 0.8mm），这能有效避免溢料，同时防止因衔接不准而发生堵截现象。进口直径通常依据制品大小而定，一般在 4 - 8mm 范围内。为便于流道赘物的脱模，主流道直径需向内扩大呈 3° 到 5° 的角度。例如在注塑较大尺寸的塑料制品时，较大的主流道直径可确保塑料熔体顺利进入模具，而合适的角度则有利于脱模过程的顺利进行。

2、冷料穴

冷料穴设在主流道末端，是一个空穴结构。其主要作用是捕集射嘴端部两次注射之间所产生的冷料，防止冷料混入分流道或浇口，进而避免制品中产生内应力。冷料穴的直径约 8 - 10mm，深度为 6mm。为便于脱模，其底部常由脱模杆承担，脱模杆的顶部宜设计成曲折钩形或设下陷沟槽，这样在脱模时就能顺利拉出主流道赘物。比如在生产对内部应力要求较高的精密塑料制品时，冷料穴的有效工作就显得尤为重要。

3、分流道

分流道是多槽模中连接主流道和各个型腔的通道。为使熔料以等速度充满各型腔，分流道在塑模上的排列应成对称和等距离分布。分流道截面的形状和尺寸对塑料熔体的流动、制品脱模和模具制造的难易都有显著影响。从相等料量的流动角度来看，圆形截面的流道阻力最小，但因圆柱形流道比表面小，对分流道赘物的冷却不利，且这种分流道必须开设在两半模上，既费工又易对准问题。所以实际中经常采用梯形或半圆形截面的分流道，且开设在带有脱模杆的一半模具上。流道表面必须抛光以减少流动阻力，提供较快的充模速度。分流道的尺寸取决于塑料品种、制品的尺寸和厚度。对大多数热塑性塑料来说，分流道截面宽度一般不超过 8mm，特大的可达 10 - 12mm，特小的 2 - 3mm。在满足成型需求的前提下，应尽量减小截面积，以免增加分流道赘物和延长冷却时间。例如在注塑小型塑料制品且对成型效率要求较高时，较小的分流道尺寸可减少塑料熔体在流道中的停留时间，提高生产效率。

4、浇口

浇口是接通主流道（或分流道）与型腔的通道，其通道截面积通常小于主流道（或分流道），是整个流道系统中截面积最小的部分。浇口的形状和尺寸对制品质量影响极大，具有以下重要作用：

控制料流速度：通过调整浇口的大小和形状，可精确控制塑料熔体进入型腔的速度，确保熔体均匀填充型腔，避免出现填充不足或过度填充等问题。

防止倒流：在注射过程中，浇口处存有的熔料早凝可有效防止型腔中的熔料倒流，保证制品的成型质量。

提升流动性：使通过的熔料受到较强的剪切而升高温度，从而降低表观粘度，提高流动性，有利于塑料熔体更好地填充复杂形状的型腔。

便于分离：便于制品与流道系统分离，在脱模时，较小的浇口容易断裂，使制品与流道顺利分开。浇口形状、尺寸和位置的设计取决于塑料的性质、制品的大小和结构。一般浇口的截面形状为矩形或圆形，截面积宜小而长度宜短，这不仅基于上述作用，还因为小浇口变大较容易，而大浇口缩小则很困难。浇口位置一般应选在制品最厚而又不影响外观的地方，同时浇口尺寸的设计应充分考虑塑料熔体的性质。例如在注塑具有薄壁结构的塑料制品时，浇口的位置和尺寸需要精心设计，以确保熔体能够快速、均匀地填充型腔，避免出现薄壁处填充不足或产生熔接痕等缺陷。

（二）成型零件

成型零件是指构成制品形状的各种零件，直接决定了塑料制品的外观和内部结构，包括动模、定模和型腔、型芯、成型杆以及排气口等。

1、型腔与型芯

型腔是模具中成型塑料制品的空间，构成制品外形的成型零件称为凹模（又称阴模），构成制品内部形状（如孔、槽等）的称为型芯或凸模（又称阳模）。在设计成型零件时，首先要依据塑料的性能、制品的几何形状、尺寸公差和使用要求来确定型腔的总体结构。例如对于高精度要求的塑料制品，型腔的尺寸精度和表面粗糙度需要严格控制。其次是根据确定的结构选择分型面、浇口和排气孔的位置以及脱模方式。最后则按控制品尺寸进行各零件的设计及确定各零件之间的组合方式。由于塑料熔体进入型腔时具有很高的压力，故成型零件要进行合理地选材及强度和刚度的校核。为保证塑料制品表面的光洁美观和容易脱模，凡与塑料接触的表面，其粗糙度 Ra > 0.32um，而且要耐腐蚀。成型零件一般都通过热处理来提高硬度，并选用耐腐蚀的钢材制造。比如在注塑具有复杂内部结构和高精度要求的塑料制品时，型芯的设计和制造难度较大，需要综合考虑多种因素，确保其能够准确地成型制品内部形状，并且在长期使用过程中保持良好的性能。

2、排气口

排气口是在模具中开设的一种槽形出气口，其主要作用是排出原有的及熔料带入的气体。当熔料注入型腔时，型腔内原存的空气以及由熔体带入的气体必须在料流的尽头通过排气口向模外排出，否则将会使制品带有气孔、熔接不良、充模不满，甚至积存空气因受压缩产生高温而将制品烧伤。一般情况下，排气孔既可设在型腔内熔料流动的尽头，也可设在塑模的分型面上。设在凹模一侧的排气口通常为深 0.03 - 0.2mm，宽 1.5 - 6mm 的浅槽。在注射过程中，排气孔不会有大量熔料渗出，因为熔料会在该处冷却固化将通道堵死。需要注意的是，排气口的开设位置切勿对着操作人员，以防熔料意外喷出伤人。此外，还可利用顶出杆与顶出孔的配合间隙、顶块和脱模板与型芯的配合间隙等来辅助排气。例如在注塑大型塑料制品时，由于熔体填充量较大，产生的气体较多，合理设置排气口对于保证制品质量至关重要。

（三）结构零件

结构零件是构成模具结构的各种零件，它们为模具的正常开合、塑件顶出等动作提供了可靠的保障，包括导向、脱模、抽芯以及分型的各种零件，如前后夹板、前后扣模板、承压板、承压柱、导向柱、脱模板、脱模杆及回程杆等。此外，还有加热或冷却装置，这是使熔料在模具内固化定型的关键装置。对于热塑性塑料，一般是在阴阳模内设置冷却介质的通道，通过冷却介质的循环流动来达到冷却目的。通入的冷却介质随塑料种类和制品结构等而异，有冷水、热水、热油和蒸汽等。关键在于实现高效率的均匀冷却，因为冷却不均匀会直接影响制品的质量和尺寸。在设计冷却通道时，应根据熔料的热性能（包括结晶）、制品的形状和模具结构，综合考虑冷却通道的排布和冷却介质的选择。例如在注塑壁厚不均匀的塑料制品时，冷却通道的设计需要特别注意，使厚壁处和薄壁处能够得到相对均匀的冷却，避免因冷却不均导致制品产生变形、内应力等缺陷。

二、注塑模具的保养要点

1、建立模具履历卡

加工企业应为每副模具配备履历卡，详细记录其使用、护理（润滑、清洗、防锈）及损坏情况。通过履历卡，可清晰了解哪些部件、组件已损坏，磨损程度大小，从而为发现和解决问题提供有力的信息资料。同时，记录模具的成型工艺参数、产品所用材料等信息，有助于缩短模具的试车时间，提高生产效率。例如，当模具出现故障时，维修人员可通过履历卡快速了解模具的历史使用情况，判断可能出现问题的部位，有针对性地进行维修。

2、性能测试与状态评估

在注塑机、模具正常运转情况下，应定期测试模具的各种性能，并测量最后成型的塑件尺寸。通过这些信息可确定模具的现有状态，找出型腔、型芯、冷却系统以及分型面等的损坏所在。根据塑件提供的信息，能够准确判断模具的损坏状态以及制定相应的维修措施。比如，如果塑件出现尺寸偏差，可能是型腔或型芯磨损导致，通过对塑件尺寸的分析和模具的检查，可确定具体的磨损部位并进行修复或更换。

3、重要零部件跟踪检测

顶出、导向部件维护：顶出、导向部件的作用是确保模具开合运动及塑件顶出的顺畅进行。若其中任何部位因损伤而卡住，将导致停产。因此，应经常保持模具顶针、导柱的润滑，要选用最适合的润滑剂，并定期检查顶针、导柱等是否发生变形及表面损伤，一经发现问题，要及时更换。例如，在长时间使用后，导柱可能因磨损而出现表面粗糙度增加或尺寸偏差，若不及时更换，会影响模具的开合精度，进而影响塑件质量。

防锈与润滑处理：完成一个生产周期之后，要对模具工作表面、运动、导向部件涂覆专业的防锈油，尤其要重视对带有齿轮、齿条模具轴承部位和弹簧模具的弹力强度的保护，以确保其始终处于最佳工作状态。例如，对于带有齿轮传动的模具，齿轮部位的润滑和防锈处理可有效减少磨损和锈蚀，延长模具使用寿命，保证齿轮传动的精度和稳定性。

冷却道清理：随着生产时间的持续，冷却道易沉积水垢、锈蚀、淤泥及水藻等，使冷却流道截面变小，冷却通道变窄，大大降低冷却液与模具之间的热交换率，增加企业生产成本。因此，对流道的清理应引起高度重视，定期采用化学清洗或高压水冲洗等方法去除冷却道内的沉积物，恢复其冷却效率。例如，在一些水质较硬的地区，冷却道更容易结垢，定期清理可有效避免因冷却效果下降而导致的生产问题。

热流道系统保养：对于热流道模具而言，加热及控制系统的保养有利于防止生产故障的发生，故而尤为重要。每个生产周期结束后都应对模具上的带式加热器、棒式加热器、加热探针以及热电偶等用欧姆表进行测量，如有损坏，要及时更换，并与模具履历表进行比较，做好记录，以便适时发现问题，采取应对措施。例如，热电偶的损坏可能导致温度测量不准确，进而影响热流道系统的温度控制，及时检测和更换可保证热流道系统的正常运行。

4、表面保养

模具的表面保养直接影响产品的表面质量，重点是防止锈蚀。因此，选用一种适合、优质、专业的防锈油就尤为重要。当模具完成生产任务后，应根据不同注塑采取不同方法仔细清除残余注塑，可用铜棒、铜丝及专业模具清洗剂清除模具内残余注塑及其他沉积物，然后风干。严禁使用铁丝、钢条等坚硬物件清理，以免划伤表面。若有腐蚀性注塑引起的锈点，要使用研磨机研磨抛光，并喷上专业的防锈油，然后将模具置于干燥、阴凉、无粉尘处储存。例如，在注塑含有腐蚀性添加剂的塑料后，模具表面更容易生锈，及时的清理和防锈处理可有效保护模具表面，确保后续生产的塑件表面质量不受影响。