模具控制实现精密注塑(下)

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　　由于模具温度对成型收缩率的影响很大，同时也直接影响注塑制品的力学性能，还会引起制品表面发花等各种成型缺陷，因此必须使模具保持在规定的温度范围内，而且还要使模具温度不随时间变化而变化。多型腔模具的各型腔之间的温差也不得发生变化。为此，在模具设计中必须采取对模具加热或冷却的温度控制措施，且为了使模具各型腔间的温差尽量缩小，必须注意温控-冷却回路的设计。在型腔、型芯温控回路中，主要有串联冷却与并联冷却两种连接方式。

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　　从热交换效率来看，冷却水的流动应呈紊流。但是在并联冷却回路中，成为分流的一条回路中的流量比在串联冷却回路中的流量小，这样可能会形成层流，而且实际进入每条回路中的流量也不一定相同。由于进入各回路的冷却水温度相同，各型腔的温度也应相同，但实际上因各回路中的流量不同，且每条回路的冷却能力也不相同，致使各模腔的温度也不可能一致。采用串联冷却回路的缺点是冷却水的流动阻力大，最前面的型腔入口处的冷却水温度同最后型腔入口处的冷却水温度有明显的差别。冷却水出入口的温差因流量的大小而变化。对于小型精密注塑模具而言，一般从降低模具成本考虑，采用串联冷却回路较适宜。

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　　模具型腔和型芯应有各自的冷却水回路系统。在冷却回路的设计上，由于从型腔和型芯上所摄取的热量不同，回路结构的热阻力也不一样，型腔与型芯入口处的水温会产生很大的温差。若采用同一系统，冷却回路设计也较困难。另外，在对注塑制品采取防止翘曲的对策时，也希望型腔与型芯之间保持一定的温差。因此设计型腔与型芯的冷却回路时应能分别进行温度的调节和控制。

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　　模具精度的保持

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　　为了保持在注塑压力、锁模力下的模具精度，设计模具结构时必须考虑对型腔零件进行磨削、研磨和抛光等加工的可行性。尽管型腔、型芯的加工已经达到高精度的要求，而且收缩率也同所预计的一样，但由于成型时的中心偏移，其所成型的制品内侧、外侧的相关尺寸都很难达到塑料零部件的设计要求。为了保持动、定模型腔在分型面上的尺寸精度，除了设置常规模具所常用的导柱、导套定中心外，还必须加装锥形定位销或楔形块等定位副，以确保定位精度准确、可靠。

　　制作精密注塑模具的材料要选择力学性能高、热蠕变小的优质合金工具钢，制作型腔、浇道的模具材料要选择经过严格热处理的硬度高、耐磨性好、耐腐蚀性强、抗热变形的材料，同时还要考虑机械加工、电加工的难易性和经济性。为防止发生时效变化而改变模具的尺寸精度，必须在设计模具时规定降低模具材料热处理的残存奥氏体组织的回火处理或低温处理。

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　　对精密注塑模具的易损零件，尤其是型腔、型芯等易损件，要在设计时考虑修理的可能性，以保持模具维修后仍具有较高精度。

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　　模具排气设计是否合理也是决定模具精度保持的一主要因素。精密制品多数是使用工程塑料成型，在成型过程中为了保证塑料良好的流动性以及塑料分子收缩的一致性一般要求模温在一定范围才能成型。当模具温度过高，模具配件因为膨胀会导致模内的气体排出困难，造成产品出现困气、烧焦、缺料等不良现象，因此模具的型腔部分设计要多使用镶嵌配件，顶出配件在磨擦面要设计排气槽防止烧针现象。

　　合理地设计精密注塑模具是获得精密制品的基础和必要前提。通过合理地确定模具的尺寸与公差、采取防止注塑制品产生收缩率误差、注塑变形、脱模变形、溢边等，以及确保模具精度等技术措施，并采用正确的精密注塑工艺、适用的工程塑料材料和精密的注塑设备，使之达到最佳的匹配，对于提高精密塑料件的质量、可靠性和性能，降低生产成本，提高生产效率具有十分重要的意义。