模具冲模的过程和作用

　　在使用注射模具生产中，制件上常常会形成气孔、接缝、焦痕和表面轮廓不清等现象，而且型腔不能被充满。对于这些现象应考虑注塑工艺和模具浇口的选择，之后考虑型腔内原有的气体是否能够顺利排出。如果型腔内的气体不能顺利排出，就会导致型腔不能被充满，制件上就会产生气泡。特别在高速注射时，气体被压缩而产生的高温会灼伤制件，使之产生焦痕，而且气体被压缩时会产生反压力，从而降低充模速度，影响注射周期和产品质量。因此，在设计塑料模具型腔时，必须考虑排气。

　　1．排气系统的作用与设计

　　1.1排气系统的作用排气系统的作用主要有：一是在注射熔融塑料时，排除型腔内的空气；二是排除塑料在加热过程中产生的各种气体；三是在脱模过程中引入气体。

　　对于一些小型件或精密零件更要重视排气，以避免制品表面灼伤、注射量不足及熔接痕等多种缺陷，减少模具污染等。在塑料注射过程中，除了腔内原有的气体外，塑料受热后挥发出的气体，随着塑料的进入而必须即刻排出。那么，模腔的排气怎样才算充分呢一般来说，若以最高允许的注射速率注射熔融充分的塑料时，在制品上未留下焦痕，则可以认为型腔内的排气是充分的。

　　1.2排气方式分析型腔排气的方法很多，大多情况下利用模具的分型面或配合间隙自然排气。另外则是开设排气槽，但必须保证：排气槽在排气的同时，其尺寸设计以熔融塑料不进入排气槽为度，防止其被堵塞；出口不要对着操作工人，以防熔融塑料喷出，发生工伤事故。当排气槽开设的尺寸和位置选择不适当的时候，会产生飞边毛刺，影响制品的美观和精度。

　　对于结构复杂的模具，事先较难估计发生气阻的准确位置，往往还需要通过试模来确定排气槽开设的位置。而其尺寸根据塑料材料的不同，选择也不相同，根据一般设计经验。而塑料熔体充模时间很短，可认为模内气体物理性质符合绝热条件，因此理论上可用经验公式（1）进行估算排气槽截面面积。

　　A=25m1T1P0（1）式中：A排气槽截面面积（m2）；m1模具内气体的质量（kg）；T1模具内被压缩气体的最终温度（K）；充模时间（s）；P0模内气体的初始压力，P0=0.1MPa.

　　模具内气体的质量，按常压常温20度下的氮气密度0=1.16Kg/m2计算，有m1=0V0（2）式中：V0模具型腔的体积（m3）。

　　应用气体状态方程，可求得上式中模具内被压缩气体的最终温度T1=T0（P1P0）0.1304（3）式中：T0模内气体的初始温度，T0=20 273=293K；P1模内被压缩气体的最终压力（MPa）。

　　但实际排气槽的宽度应大于计算值，因为使用了一定期限的旧模具，由于挥发性气体的积垢，使排气槽的有效横截面积减小。

　　1.3排气系统的实用结构设计根据注射模具的设计经验，排气系统的实用结构有以下几种：

　　1）利用分型面闭合时的间隙排气（如），从而不必特意设计排气系统。但是此时分型面应具有一定的粗糙度，工厂中一般用砂轮（砂轮型号是240型）对分型面进行研磨，并且研磨时砂轮线路必须指向外侧，才能保证塑料熔体充模时，气体沿着分型面排出。

　　2）利用模具零件间的活动配合间隙排气。例如顶杆与顶杆孔的配合间隙，顶管、顶块或脱模板与型芯的配合间隙都可以兼作排气用，其间隙量可取0.030.05毫米，具体可根据排气量和周边长度而定。对于大型塑料制件的成型零件，在不影响产品外观及精度的情况下，适当把模具改为镶拼结构，这样不仅有利于排气，通常还可以降低原有的加工难度和便于维修。而利用固定镶块或型芯与其安装孔的配合间隙排气则不太可靠，因为此间隙容易被不能及时清除的溢料堵塞。

　　3）最可靠的方法是在分型面上开设专用的排气槽。在实际生产中，排气槽一般开设在熔融塑料流动的末端，靠近嵌件或壁厚最薄处，易形成熔接缝处，并且开设在分型面的凹模一侧。

　　对于中小型塑件，分型面上排气槽尺寸为深0.040.13mm，宽3.26.4mm，其截面积用下列公式计算：A=0.05VSn（4）式中A排气槽截面面积（mm2），其推荐尺寸；Vs塑件的体积（cm3）；n排气槽的数量。

　　对于大型制件，把分型面上的排气槽做成弯曲的形式，逐步增宽，以降低熔融塑料溢出时的动能。另外在设计塑料制件时，尽量避免出现厚度不均匀或死腔、死角的结构，否则，一定要在厚度大或死腔、死角的部位开设排气槽。

　　4）利用在型腔上镶嵌烧结金属渗导块排气。球粒状的原料做成的烧结金属具有良好的排气效果。当型腔最后充满的部位不在分型面上，又无活动配合间隙时，可采用镶嵌烧结金属渗导块排气。但制品与渗导块接触处会留下痕迹，故应当注意将烧结金属渗导块设置在隐蔽处，同时开设的通气孔直径D不宜太大，以免烧结金属受力变形。

　　5）随着高速注射的发展，真空排气系统将被采用。例如在烧结金属后，配以真空抽气。有的还用负压的冷却剂辅助将气体带出。

　　结束语

　　在塑料充模过程中，必须将熔融塑料的流动保持在最佳状态，因此需要较高的注射速度，故必须提高熔融塑料温度和注射压力。但制件的残余应力会随之提高，翘曲和塑料裂解的可能性增加。如果有了适当的排气，注射速度可以提高，充填和保压可以达到良好状态，不需要过度增加料管和喷嘴的温度。另外在塑件脱模过程中，塑件表面和型芯表面之间形成真空，难以脱模。若强制脱模，塑件会变形或损坏，必须引入气体，使其顺利脱模。排气系统在脱模时也可以起到引气作用。因此排气系统在注塑模的设计中占据着一个重要地位，应该引起充分的重视！

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