引言
設(shè)計塑料注射模具首先要對塑料有一定的了解，塑料的主要成分是聚合物。如我們常說的尼龍--PA，PA—聚酰胺、也稱尼龍，是一大類酰胺型聚合物的統(tǒng)稱。最常見的有PA6、PA66、PA1010。最近，隨著IT業(yè)的發(fā)展，一種新型的聚酰胺—PA46的使用量劇增，它用于代替LCP（液晶聚合物）生產(chǎn)電腦上的插件。由于PA具有良好的機械性能，韌性好、抗沖擊、耐磨、自潤滑、阻燃、絕緣等特點，所以被廣泛用于汽車、機械、電子、儀表、化工等多個領(lǐng)域，如齒輪、滑輪、軸承、葉輪、襯套、容器、刷子、拉鏈等。PA6、PA66、PA46都屬脂肪族聚酰胺，是線性聚合物，其分子結(jié)構(gòu)中有極強極性的酰胺基，所以具有高度的結(jié)晶能力。PA制品的性能依賴于其結(jié)晶形態(tài)及結(jié)晶度。而加工條件對結(jié)晶形態(tài)和結(jié)晶度有影響，加工條件不同，PA制品的結(jié)晶變化可達40%，制品冷卻慢，結(jié)晶度高，且形成較大尺寸的結(jié)晶形態(tài)。吸水性對其結(jié)晶度也有影響。另外，PA在加工過程中由于流動、剪切作用會產(chǎn)生一定程度的取向，導(dǎo)致制品性能的各向異性，沿取向方向的強度優(yōu)于非取向方向，取向也有利于結(jié)晶過程的進行，在模具設(shè)計時要考慮這個因素。
既然是鏈狀結(jié)構(gòu)，那塑料在加工時的收縮率的方向也是和聚合物的分子鏈在應(yīng)力作用下取向性以及收縮有關(guān)，在流動方向上的收縮藥比起垂直方向上的收縮大。產(chǎn)品收縮也同制品的形狀、澆口熱脹冷縮、溫度、保壓時間、內(nèi)應(yīng)力等因素有關(guān)。通常書上提供的收縮率范圍較廣，在實際應(yīng)用中所考慮的是產(chǎn)品的壁厚、結(jié)構(gòu)及確定注塑時溫度、壓力的大小和取向性。一般產(chǎn)品如果沒有芯子支撐，收縮相應(yīng)要大些。塑料注射模具基本分為定模和動模兩大部分。
在注射機的注射頭一邊的帶澆口的為動模，定模一般由澆口頭、定模座板、模板組成，簡單模具業(yè)可以不用靠板，直接用厚一些的模板就行。澆口套一般為標(biāo)準件，除非特殊原因，不建議取消。澆口套的使用有利于安裝模具、更換模具，不用自己拋光。有些特殊模具澆口套可以鉆出來或用錐度線割成。部分吧模具必須在定模脫模時，還得加上定模脫模機構(gòu)。動模的結(jié)構(gòu)一般為模板、動?？堪?、脫模機構(gòu)和裝機固定板。
脫模機構(gòu)中除了脫料桿，還有回位桿，不分模具還要增加彈簧以實現(xiàn)自動脫模等功能。還有導(dǎo)柱、冷卻水孔、流道等。當(dāng)為宜產(chǎn)品設(shè)計模具時，首先要設(shè)定模具的基本結(jié)構(gòu)尺寸以備料，來加快模具的制造速度。發(fā)雜產(chǎn)品應(yīng)先繪制好產(chǎn)品圖，再定好模具的尺寸?，F(xiàn)在的模具要基本要進行熱處理，提高模具的硬度、剛度、使用壽命。在熱處理前，先對模板進行初步加工：鉆好導(dǎo)柱孔、回位孔、型腔孔、螺絲孔、澆口套孔、拉料孔等，銑好流道、型腔，有些模具還應(yīng)銑好斜導(dǎo)盒等。現(xiàn)在的普通精密模具的模板一般用Cr12、Cr12Mov和一些專業(yè)模具鋼，Cr12等硬度不能太高，在HRC60度時經(jīng)常開裂，模板的常用硬度一般為HRC55度左右。芯子的硬度可在HRC58以上。如果材料為3Cr2W8v，制造后再氮化處理表面硬度，硬度應(yīng)在HRC58以上，氮化層應(yīng)越厚越好。
澆口直接關(guān)系到塑件的美觀，澆口設(shè)計部合理，容易產(chǎn)生缺陷。在沒有任何阻擋的情況下很容易產(chǎn)生蛇形流。對于要求高的產(chǎn)品，還應(yīng)設(shè)計排氣孔、排氣槽等。
一．塑料制品的工藝性分析
圖為壓圈塑料制品圖，材料采用PA1010尼龍。