如何提高注塑模具使用寿命

如何提高注塑模具使用寿命

随着经济高速发展，市场竞争越来越激烈，现代企业必须以高质量，低价格，短周期为宗旨来参与市场竞争。模具是工业生产的主要工艺装备，采用模具生产零部件，具有生产效率高，质量好，成本低，节能降耗等一系列的优点，模具在工业生产中的运输越来越广泛。注塑模具作为注塑制品加工最重要的工艺装备，其质量优劣直接关系到制品质量优劣，同时模具在注塑加工企业生产成本中占据较大的比例，模具寿命低，工作部分精度保持差，不仅会影响产品质量，而且会造成模具材料，塑件加工工时等成本的巨大浪费。因此，提高注塑模具使用寿命对降低塑料制品成本，提高设备生产率和企业竞争力有着显着的影响。

注塑模具的失效形式及寿命塑料注塑成型过程是塑料原材料在注射机料筒内受加热器加热和摩擦剪切热的作用进行塑化，在注射机的柱塞或螺杆的推动作用下，以一定的温度，压力和速度通过注射机喷嘴射入模具型腔，经保压，冷却定型后开模而获得塑件。

在模塑过程中，模具要承受合模时的压力，型腔内塑料熔体的压力以及开模时的拉力等作用，其中塑料熔体对行腔的压力是最主要的。同时模具要在一定的温度条件下工作，模具温度成周期性变化，注射时要求模温高，而塑件脱模时温度低。在这样的工作状况下，模具主要工作零件受温度和压力作用容易产生过量变形和冷热疲劳破裂现象。

塑料熔体在充填型腔过程中，模具成型零件受高温高压熔体的冲刷，流动摩擦作用，在塑件脱模过程中，成型零件与塑件在工作过程中容易产生摩擦磨损现象。同时由于模具频繁的开合模动作，动，定模导向部位，成型零件对合部位容易产生粘和磨损和摩擦磨损。

在模塑过程当中，有些塑料在高温高压状态下会分解出一些腐蚀性气体，对模具表面产生腐蚀和破坏。

当模具破裂或塑件形状，尺寸精度及表面质量因模具过量磨损达不到要求，溢料飞边严重，而模具又无法修复时，此模具失效。模具失效前所完成的工作循环次数或成型制品的总数量称为此模具的寿命。注塑模具一般使用寿命要求在10万次以上。

影响注塑模寿命的因素及提高使用寿命的基本途径。

塑料原材料选用不同塑料品种塑模成型时所需的温度和压力是不同的，工作条件不同，对模具的使用寿命影响也不同。塑料组分不同，对模具的磨损也有影响。例如以无机纤维材料为填料的增强塑料模塑成型时，模具的磨损比较大。模塑聚氯乙烯塑料过程中会放出HCL气体，容易腐蚀模具表面。因此在满足使用性能和产品质量的前提下，一般要选用工艺性能良好的塑料原材料来模塑成型制品。这样既有利于制品的成型又有利于模具寿命的提高。

模具结构设计型腔和型芯是成型塑件的主要成型零件，型腔成型塑件的外表面，型芯成型塑件的内表面。不同结构形式的型腔，型芯，其强度于刚度以及易损部位的修理更换方便与否是不同的。因此从模具使用寿命角度考虑，采用强度与刚度比较好同时又便于修复的结构形式可以延长模具寿命。在设计中小型注塑模具时，型腔壁厚的确定重点考虑强度条件，大型模具型腔壁厚的确定应严格按刚度条件进行计算和校核，以防止工作过程产生过量变形。复杂型腔和型芯可采用组合或镶拼结构，镶块组合结构要合理，避免锐角，适应热处理工艺，防止产生应力集中而裂开。细长型芯设计成镶拼式，同时也便于更换。内嵌件的强度及放置的可靠性在设计中也不容忽视。

除了成型零件外，模具中其他结构零件都应有足够的强度和刚度，以承受工作时的开模，锁模力，注射压力及热应力的作用，以免产生大的变形。

导向装置的结构及精度直接影响到型芯和型腔的合模，影响到塑件精度和模具寿命，因此要选择适当的导向形式和导向精度。普通注塑模主要依靠导柱导向机构保证其对合精度，在精密注塑模中，为确保动模和定模的对合精度，可以设计锥面精定位机构或圆柱正销定位机构与导柱导向机构配用。

注塑模推出机构在工作中如果出现卡滞现象，容易造成模具损坏，影响了模具使用寿命。因此推出机构设计时除了应考虑机构本身应具有足够的刚度和强度，足以克服脱模阻力外，同时应工作可靠，运动灵活。推出零件应制造方便，更换容易。推出导向装置的设置可以提高推出机构运动的平稳性。

模具结构设计时还应注意保持模具热平衡，通过浇注系统，温度调节系统及排气系统的合理设计，达到降低模具热裂倾向，提高模具寿命的目的。

模具材料及热处理注塑模型腔一般比较复杂，精度和表面粗糙度要求比较高，模具材料的选用的好坏会影响到模具质量和使用寿命。模具材料的选用既要满足客户对产品质量的要求，又要考虑材料的成本及在设定周期内的强度。选用时要满足一定工作条件要求如耐磨性，强韧性，耐高温性，耐冷热疲劳性及耐蚀性等。模具的制造一般都要经过锻造，切削加工，热处理等工序，为保证模具的制造质量，降低生产成本，其材料要具有良好的可锻性，切削加工性，淬硬性，淬透性及可磨削性，还应具有小的氧化，脱碳敏感性和淬火变形开裂倾向。才用既具有优良的力学性能，有具有良好的加工工艺性的塑料模具刚，不仅可以大大提高塑件成型质量，而且可以提高模具使用寿命。

热处理工艺恰当与否，对模具使用寿命的影响是非常大的。影响热处理质量的因素主要有加热速度，淬火温度，淬火冷却速度和回火温度等。在模具制作过程中应合理安排热处理工艺过程，严格控制好热处理工艺条件。

模具加工及表面处理模具制造过程中加工方法和加工精度会直接影响到模具的质量和使用寿命。模具的切削加工不恰当时，造成的尖角或圆角半

径过小，容易导致模具在工作时产生严重的应力集中。模具在淬火，回火后一般要进行磨削加工，以降低表面粗糙度值。磨削加工中速度过大，砂轮粒度过细或冷却条件较差等因素的影响会引起模具表面局部过热，造成局部显微组织变化或引起表面软化，硬度下降等现象，从而导致模具的使用寿命降低。因此，模具的切削加工过程中应严格保证尺寸过渡外的圆角半径，直线与圆弧光滑连接。为防止磨削过热和磨削裂纹的产生可采取适当减少磨削进给量，选用切削力强的粗颗粒砂轮或黏结性较差的砂轮等措施。

为保证模具中各部件的加工精度，在模具制造中还要合理选择高精度的加工方法如电火花，线切割和数控加工等，以提高模具制造质量和使用寿命。

对于注射模来说，由于塑件表面质量的要求和耐蚀性及脱模的需求，模具工作表面的光滑程度要求很高，同时模具磨损，黏结均发生在零件表面，疲劳，断裂也往往从表面开始，模具表面质量对塑件成型质量和模具寿命有着直接的影响。但实际上由于加工痕迹的存在，热处理时表面氧化脱碳也再所难免，模具的表面性能反而比基体差。采用表面强化处理可有效提高模具型腔表面硬度，耐磨性，耐蚀性和抗高温氧化及润滑性能，从而提高模具寿命。

模具使用与维护模具的使用与维护是否正确，也是影响到模具寿命的一大因素。模具安装调试方式恰当，模具在生产中注塑机的参数与设计要求相符合，对模具进行有计划地定期维护保养等这些措施都可在一定程度上提高模具使用寿命。

结论影响注塑模具的寿命是多方面的，提高注塑模具使用寿命要采用综合方措施。在注塑模具设计，制造和使用过程中，选用恰当的塑料原材料，合理设计模具结构，选择合适的模具材料和合理的热处理工艺及模具加工方法，正确使用与维护模具都将有利于提高注塑模具的质量和使用寿命。