SHD 人模具设计角度优化塑件变形及缩痕问题

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影响塑料制品变形的因素有很多，主要是产品的形状、结构设计，如果模具设计得不合 理，就会使塑件产生变形和缩痕。对塑件变形和缩痕产生的原因和避免措施，从模具设计的 角度进行探讨。

9. 8. 1浇口位置不妥当，使塑件产生变形、缩痕

首先要优化浇注系统的浇口位置，注意注射成型的压力平衡，避免浇口位置和浇口形式 选择错误；如图9-7所示，成型数一出二的模具，制品一大一小，为了使两个制品同时到 达，采用改变料道和浇口的大小，使其压力平衡。缩痕位置多发生在远离浇口或筋表面的地方，在设计模具时就要考虑浇口的位置。增大浇口尺寸，适当降低塑料熔体温度和模具温度，加快注射速度，增大注射压力，延 长注射和保压时间。

由于塑件收缩不均匀引起的变形，对于未加玻纤的材料，产品会往流动方向收缩；对于 加了玻纤的材料，产品会往垂直于流动方向收缩。

加了玻纤的材料，一定要符合单向流原则，否则容易引起变形。在模流分析中可以从 三个方向来査看变形。变形如图9-8所示。

      9.8.2模具结构设计不合理引起制品变形、翘曲

模具的动模芯脱模斜度不够大，抽芯机构设计不合理，使脱模力作用不均匀、顶杆布置 不合理或脱模顶出面积不当会引起制品变形、翘曲。

9.8.3冷却系统设计不合理对塑件产生变形、缩痕的影响

模具的冷却系统设计要求合理，正确配置冷却回路。如果型腔、动模表面温度不均，温 差较大，则会使成型塑件产生内应力，导致成型后发生翘曲变形。

① 下列部位不要设置冷却水，避免成型困难、制品出现缺陷：远离浇口的部位、注塑 压力较低处、注塑成型温度较低处、多点浇口汇集处。

② 需要有充足的冷却水，由于模具形状复杂，虽采用冷却水回路，但效果不好，要采 用皮铜材料、导热管等机构。

③ 避免制品在模内冷却不均引起的翘曲、变形，制品会往较热的一侧变形。

9.8.4制品壁厚设计不合理，模具设计前期评审没有考虑到

对制品壁厚设计太厚处，在设计模具前，向客户提出改动建议，避免塑件缩痕变形；对 于制品壁厚突变设计不合理的地方，容易产生制品应力变形，建议改动。对制品的塑料牌号 选用要正确，有的可选用增强塑料和合金塑料。

如制品的搭子处壁厚，模具采用“灿口”形状设计，可避免缩痕的产生。

平板下面不加十字筋的话很容易变形。

优化制品的形状、结构设计，避免壁厚悬殊、壁厚过厚。

9.8.5模具没有排气机构

模具排气要彻底，在制品有缩痕的地方、成型时最后到的地方，开设排气槽、排气针， 应用排气缸或采用镶块结构。

髙筒形的薄壁件必须要有放气阀结构。

9.8.6模具强度和刚性不够

如果模具强度不够，模板就会产生弹性变形，就会导致制品尺寸不稳定，脱模困难，产 品发生变形。

9.8.7避免注塑工艺不够合理

要把料温、压力、背压大小、注射速度、保压时间、成型周期等数据，根据塑件形状特 征、塑料牌号、模具的情况进行调整，排除变形及缩痕，确认最佳工艺。

    利用CAE优化成型制品的熔接痕

    塑件成型会产生很多成型缺陷，熔接痕是其中之一，熔接痕会使塑件的表面质量和力学 性能大大降低。大家都知道，两点浇口以上会有很多碰穿孔的成型制品，都会有熔接痕存 在。因此，模具设计师对成型制品的熔接痕一定要引起足够的重视。熔接痕可借助CAE来 做验证。下面介绍怎样优化熔接痕。熔接痕的成因及对策见表9-4。

① 提髙模具温度，使用模温机。前沿温度的高低对熔接痕的影响非常大，前沿温度较高可提髙熔接痕的强度。一般情况下，如果2股熔料前沿温度低于注射时的温度12〜15°C， 可认为2股熔料在熔接痕处可以很好地结合，不会产生明显的熔接痕，强度也高，塑件的力 学性能不会受到影响。

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从熔料流动前沿温度看，塑件表面产生的熔接痕不明显。在塑件大的表面上熔料流动前 沿温度均匀且较髙，塑件在表面不会出现熔接痕。为了使塑件顺利成型，实际生产时使用了 模温机，提高此处的模具温度，避免出现熔接痕。

② 应用模流分析技术，避免熔料在汇合处设置冷却水通道。

③ 更改塑件壁厚，可改善熔接痕的位置，避免熔接痕出现在影响制品外观质量或制品 受力的地方。

④ 应用顺序控制阀。应用顺序阀，通过控制浇口开闭时间和注塑成型工艺参数的设置， 达到减轻或优化塑件表面熔接痕的目的。

阀式顺序注射可以提高塑件熔接痕处的强度，缩短熔接痕的长度，减少熔接痕的数量。 阀式顺序工作过程中，每个浇口的针阀扣开是根据设定的时间按先后顺序进行的，从而保持 熔料流动前沿的一致性，可有效改善、减少或消除熔接痕，最终达到提高塑件的外观质量与 力学性能的目的。

阀浇口的开闭时间不同对塑件成型后表面是否产生熔接痕有很大影响。阀式顺序注射技 术消除熔接痕的原理是：在先打开的阀浇口熔料经过封闭的阀浇口处以后，封闭的阀浇门打 开，并将后打开浇口的熔料注入先打开的阀浇口熔料的内部，使2股熔料始终保持流动前沿 的一致性，从而达到消除熔接痕的目的；否则，如果熔料还没有经过后打开阀浇口，就会有 2个浇口同时进料，形成2股熔料流动前沿相遇，导致熔料冷却后形成熔接痕；后打开的阀 浇口也不能开得过晚，否则熔料在型腔中流动时间过长，熔料流动前沿温度降低过多，充模 困难；要控制好各针阀浇口的开闭时间，既要保证熔料能顺利充满型腔，又要尽可能地减少 或消除熔接痕，得到最优质量的塑件，满足客户的要求。

⑤ 改变浇口的位置。塑件的熔接痕、拼缝线所处位置不能设置在强度要求高的地方或 零件受载负荷处。改变浇口的位置，使熔接痕避开零件受变载荷处，具体见图8-25。

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