注射模具排气系统设计与实例应用

注射模具排气系统设计与实例应用

【摘要】本文结合了一定的理论知识及实践经验，从注射模具调试时塑件出现的一些不足、模具生产效率及模具寿命等方面出发，引出了注射模具中排气设置的重要性和必要性，重点从三大方面介绍了模具排气的设计。

【关键词】注射模具；成型；排气；排气槽

0 引言

注射模具调试过程中，多次调整注射成型工艺参数后，塑件还经常会出现表面气泡气眼、无光泽、灼烧痕迹等缺陷，以及充填时困难塑件充填不足，生产效率底等。当出现以上现象时，我们可以从模具排气系统设置方面去考虑。

1 排气的重要性

1.1 气体产生的原因

模具内的气体主要由以下几个方面产生：浇注系统和模具型腔中存有的空气；有些原料含有未被干燥排除的水分，它们在高温下气化成水蒸气；由于注塑时温度过高，某些性质不稳定的塑料发生分解所产生的气体；塑料原料中的某些添加剂挥发或相互化学反应天生的气体。

1.2 气体的危害

如果型腔内因各种原因产生的气体不能被排除干净，对塑件质量、生产效率、模具零件寿命等各方面都会带来一系列的危害：在注射过程中，熔体将取代型腔中的气体，假如气体排出不及时，将会造成熔体充填困难，造成注射量不足而不能布满型腔；排除不畅的气体会在型腔内形成高压，并在一定的压缩程度下渗透塑料内部，造成气孔、空洞，组织疏松、银纹等质量缺陷；由于气体被高度压缩，使得型腔内温度急剧上升，进而引起四周熔体分解、烧灼，使塑件出现局部碳化和烧焦现象。它主要出现在两股熔体的合流处及浇口凸缘处；气体的排除不畅，使得进入各型腔的熔体速度不同，因此易形成活动痕和熔合痕，并使塑件的力学性能降低；由于型腔中气体的阻碍，会降低充模速度，影响成型周期，降低生产效率。

2 排气的设计

对于普通的注射模具一般可利用模具分型面和零件之间的配合间隙自然排气，但对于精密、高速、高产品质量的模具，设计人员在进行设计时会根据相关的理论知识和实践经验设计排气系统；模具注射调试时，也会根据试模的状况、塑件的特点来追加排气系统。同样，随着CAD/CAM/CAE软件的广泛应用，对结构复杂的塑件，成型前很难估算模具发生气阻的具体位置，设计模具之前对塑

件的模流分析为排气系统的设计等方面提供了良好的参考。

一般会从以下几个方面进行模具排气的设计：

2.1 型腔排气设计

2.1.1 利用模具零件配合间隙排气

一般中小型模具，可利用推杆、活动镶件等的配合间隙来进行排气，有时在排气困难的地方会设置镶拼结构。间隙深度根据塑料的特性确定，一般从0.005～0.02mm不等。为了让排气更通畅、顺利，常常在距离成型面0.5～1mm以下部位开设有排气带，排气带的深度为0.2～0.5mm左右。同时还要考虑到气体不能滞留在模具内部，需要在零件的底部或外侧边缘处倒角，必要时还需在对应的模板面上开设排气带，将气体从螺钉孔、推杆孔或分型面等处引到模具外。模具间隙间排气设计如图1所示。

2.1.2 分型面排气

在分型面上开设排气槽是常用的排气方法。排气槽的位置一般开设在浇口对面料流的末端，也可以沿整个型腔四周多处开设。同样，为了让排气更通畅、顺利，在距离成型面1～2mm以外部位常开设有排气带，排气带的深度为0.2～0.5mm左右。为了方便加工和清理，排气槽常开设在型腔一侧。分型面排气设计如图2所示。

图2 分型面排气设计（一）

一般对于质量要求较高的外观件，如手机外壳等，可沿型腔边缘整周开设排气槽和排气带，需要注意的是如果表面是曲面等复杂形状的，要考虑到加工的可行性、方便性。如图3所示。

分型面上排气槽的深度根据塑料的流动性能，一般为0.01～0.03mm，以不出现毛刺或飞边为原则。详见表1所示。

2.1.3 强制性排气

在气体滞留区设置排气杆或利用真空泵抽气，这种排气效果很有效，但是会在塑件上留下排气杆等痕迹。如图4所示，拉料杆改成可活动的排气杆，成型前在弹簧的作用下排气杆被顶起，处于如图4所示位置，将型腔内的气体排出；成型过程中在料流和注射压力的作用下排气杆逐渐后退，完成充填。

2.1.4 排气塞排气

如果型腔最后充填的部位不在分型面上，其附近又无法可供排气的推杆或活动型芯时，可在型腔深处镶入排气塞。如图5所示，排气塞可用烧结金属块制成。

2.2 浇注系统排气设计

浇注系统可利用推杆、镶件等配合处的间隙排气，末端部分可在分型面上开设排气槽，排气槽的宽度和流道宽度一致，深度要根据塑料的流动性能确定，塑料流动性好，深度要稍浅些；塑料流动性差的，深度可稍深些。如果允许浇注系统冷凝料有少量的毛刺或飞边存在，排气深度及宽度可比型腔分型面排气的深度值大些，可取0.02～0.05mm。另外，为了使排气顺利、通畅，在距离流道末端1～2mm后可加大深度和宽度的尺寸。浇注系统排气设计如图6所示。

2.3 导柱导套排气设计

导柱导套内若残留气体的话，也会影响模具的动作，从而降低模具的使用寿命。尤其是大型模具的导柱导套内气体严重时，会在合模时发出巨大的响声，存在很大的完全隐患。所以导柱导套也需要开设排气系统。导柱导套排气设计如图7所示。

模具设计中，根据实际的情况，以上几种方法可单独使用也可结合起来使用。同时要注意气体排出的位置不能对着操作者一侧，以免料流喷射出来造成安全事故。

3 结束语

注射模具中排气系统的设计往往容易被初学者忽虑，但它却是保证能否生产合格塑件、提高生产效率以及提高模具寿命的关键因素，特别是在快速注塑成型中，排气的要求就更外严格。所以对于模具设计人员要从科学性、实践性出发综合设计模具内的排气系统。

【参考文献】

[1]屈华昌.塑料成型工艺与模具设计[M].机械工业出版社，2008.

[2]艾方.注射模的排气槽[J].模具技术期刊，上海交通大学出版社，1996.

[3]郭新玲.注射模具排气系统设计[J].电加工与模具期刊，2008.