塑料注射成型工艺中成型零部件

邓璐 黎继武 朱炫境

摘 要 随着塑料制品在日常生活中的广泛利用，人们对塑料制品的质量与数量要求日趋提高，而国内塑料制造行业所掌握的技术普遍相对落后，要提高我国塑料行业的整体竞争力，对成型模具的研究与改进是必须的。实际上塑料注射所用的模具（简称注射模——实现注射成型工艺的重要工艺装备）成型技术已成为衡量一个国家塑料制造水平的重要标志之一。本文介绍了几种塑料成型工艺中重要模具的特点，并对不同种类凹模凸模的结构和使用条件进行探究。

关键词 塑料成型；注塑机；凹模；凸模

中图分类号 TS91 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2016）162-0149-02

注射成型（注塑）是一种将已经在加热料筒中预先均匀塑化的热固性或热塑性材料，高速推挤到闭合模具的模腔中用以成型工业产品的生产方法。产品通常使用橡胶注塑和塑料注塑。注塑方法又可分注塑成型模压法和压铸法。注射成型机（简称注射机或注塑机）是一种常用的塑料成型设备，它利用塑料成型模具将热塑性塑料制成各种形状的塑料制品。近年来，注射成型也成功地用于成型某些热固性塑料。

我国的注塑机从无到有，从单一品种到多品种，已经有了长足的发展。但相比于其他如德国等制造工艺技术发达的国家，我国的塑料工业还处于初级发展阶段，所以注塑成型在我国的高分子材料发展进程中有着广阔的前景。同时随着塑料制品在日常社会中得到广泛利用，塑料注射成型所用的模具（简称注射模，它是实现注射成型工艺的重要工艺装备）技术已成为衡量一个国家制造水平的重要标志之一。

注射模的基本组成：

1）成型零部件；

2）浇注系统：浇注系统是指注塑机喷嘴将塑料喷出后，流体到达模具型腔前所流经的通道；

3）导向机构：导向机构是用于保证动、定模合模时准确对合；

4）支承零部件：支承零部件是指起支持作用的零部件轴承，常与导向机构组合构成模架；

5）推出机构：推出机构是将模具中已经完成成型后的塑件及浇注系统中的凝料推出模具的装置；

6）侧向分型与抽芯机构：该机构将成型孔、凹穴或凸台的型芯或瓣合模块从塑件上脱开或抽出，合模时又将其复位；

7）温度调节系统：满足注射工艺对模温的要求；

8）排气系统：将型腔内的气体排出模外。

其中，成型零部件是指直接与塑料接触或部分接触，并决定塑件形状、尺寸、表面质量的零件，它们是模具的核心零件。包括型腔、型芯、螺纹型芯、螺纹型环、镶件等。

这里主要对成型零部件中凹模、凸模的结构进行分类，以及对其使用条件进行分析。

1 凹模结构分类

凹模也可以称作型腔或者凹模型腔，是用来成型塑件外形轮廓的主要零件。可在安装在定模上也可以安装在动模上。凹模的类型有很多，凹模按外形可以分为圆形和矩形；按刃口有平刃和斜刃；按结构形式不同则可以把它们分为整体式凹模、整体嵌入式凹模、局部镶拼组合式凹模、大面积镶拼组合式凹模。

1.1 整体式凹模

整体式凹模是由整块材料制作加工而成。这种凹模结构相对比较简单，具有较高的强度和较好的刚性，不易使塑件因加工过程中产生的拼接缝痕迹而出现质量问题，也可以使注射模中成型零件的数量大大减少，从而提高了模具的装配效率，也使整个模具的外形尺寸和结构得到一定程度的缩小。

但常出现的问题是塑件热处理不方便，如果整体式凹模用来成型形状比较复杂的产品塑件，采用一般加工方法——即数控加工、仿型铣加工或电火花加工方法制造母模型腔时就很困难，而且成本较高。所以形状尺寸相对简单的中小型塑件适合用整体式凹模来加工成型。

1.2 整体嵌入式凹模

整体嵌入式凹模多用于多型腔模具、旋转体或外形相对复杂的塑料模具加工件，如齿轮等。各单个凹模运用机械加工、冷挤压电加工等方法制作出整体镶块，之后再嵌入，它具有方便加工、节约贵重钢材和热处理方便的特点。而且可以用来生产大批量的塑件，一模多腔经常使用在这种类型的模具中。整体嵌入式凹模结构加工效率高，装拆方便，可以较好地保证各个型腔形状、尺寸一致。

整体嵌入式凹模不适用于体积尺寸过大的塑件，另外，对于形状是圆形的整体嵌入式凹模宜采用键定位或销定位，这样可以避免凹模与凹模固定板或套版之间的相对转动。

1.3 局部镶拼组合式凹模

局部镶拼组合式凹模主要是为了适应型腔某一部分容易损坏的模具，将凹模中易磨损的部位镶入凹模中，为使加工装配方便常常采用这种结构。

1.4 大面积镶拼组合式凹模

大面积镶拼组合式凹模主要为了满足模具需要更换较大面积尺寸嵌件的需求，也便于局部嵌件满足常规的机械检测和加工手段——维修、机加、抛光、研磨、热处理等，具有方便加工、节约贵重模具钢材等特点。大型塑件的成型使用该种凹模最为广泛。而大面积镶拼组合式凹模根据镶拼方式不同又可以划分为：底部镶拼结构、瓣合式镶拼结构、四壁镶拼结构。

1.4.1 底部镶拼结构

底部镶拼结构是由凹模预先做成通孔，再镶上底部。这种结构的刚度和强度都比较差，尤其底部的结构设计至关重要，设计不当容易造成制品产生飞边。这种结构适用于比较复杂或者体积较大的型腔。

1.4.2 瓣合式拼镶结构

瓣合式拼镶结构的凹模是由两瓣或两瓣以上部件组合而成，遵循——成型时瓣合，开模时瓣开的运行模式。瓣合式拼镶结构常用于侧壁上带有凹凸形状的塑件。

1.4.3 四壁镶拼结构

四壁镶拼结构凹模的底部和四壁都做成拼件，分别经过加工研磨后压入模套中，侧壁之间则由锁扣连接。

2 凸模和型芯结构分类

凸模又称为阳模、冲针、冲头、阳模、上模等，凸模主要用于塑料制品的内表面成型。它常常的构成形式是由整体或几部分镶嵌结构组成，其作用是利用压力机给塑料传递压力，使塑料制件密实。

型芯则多指塑件上某些槽、孔或者一些形状特殊局部内表面的模具成型零件，型芯也可称为成型杆。

由于两者都是用来成型模具内表面的零件，没有特别明显的差异，则将两者的结构形式共同划分为整体式凸模、组合式凸模、嵌入式凸模。

2.1 整体式凸模

整体式凸模由整块模具材料加工而成。根据加工方式的不同，整体式凸模又可以分为台阶式凸模和直通式凸模。台阶式凸模多由机械加工的方式制得，当形状相对复杂时，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类型与形状大小几乎一致，线切割的制作方法常用于这类凸模的成型加工。

整体式凸模的优点有结构牢固、形状稳定性好、制件无拼缝的飞边或溢料痕迹等，同时也大大减少模具的装配时间；但缺点是不宜加工内表面形状复杂的塑件、且对模具材料的消耗较大。所以整体式凸模适宜用来成型一些相对小型塑件的塑料模。

2.2 组合式凸模

组合式凸模适用于内表面成型相对复杂、凸模的制造加工难度大的塑件成型，或者是用于模具材料昂贵的大中型器具，可以便于模具的回路冷却设置。采用镶拼式的组合形式，则可便于模具零件的维修、加工或更换。组合式凸模可分为整体组合式和局部组合式两种。

2.3 嵌入式凸模

嵌入式凸模主要是指模具中的小型芯（成型杆）或成型镶块。小型芯（成型杆）经过单独制造加工后再被嵌入到模具的安装孔内固定，可以大大减少模具零件的切削加工量、提高加工效率、同时具有便于更换以及耐磨损等优点。

3 结论

随着我国制造业的快速发展，国民经济中模具工业的作用日益增强，同时它的地位也不断提高。模具工业被国家制造行业誉为“中国制造业之母”，是工业上的“印钞机”，同时也是支撑中国制造业不断往上发展最重要的基石之一。而在模具工业发展的过程中，其中一个必要的环节——模具成型工艺，以及模具型腔和型芯的结构功能特点也会不断改进。随着人们日常生活水平的逐步提高，对注塑制品质量的要求也会越来越高，实现塑料制品的高性能、多功能、高效率、绿色环保等特点将会成为注塑行业未来的发展方向。

参考文献

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