注塑模具胀模变形的解决方法

注塑模具胀模变形是注塑生产过程中较为棘手的问题，它不仅影响产品质量，还可能损坏模具，降低生产效率。以下是一些针对该问题的解决方法：

一、优化注塑工艺参数

降低注射压力：

注射压力过大是引发模具胀模的关键因素之一。当注射压力超出模具所能承受的范围时，塑料熔体在型腔中产生的胀模力会使模具发生变形。在实际操作中，应依据产品的结构、尺寸以及所使用的塑料原料特性，谨慎地调整注塑机的注射压力设置。例如，对于壁厚较薄、结构相对简单的小型注塑产品，若初始设定的注射压力为 120MPa 导致模具胀模，可逐步以 5 - 10MPa 的幅度降低压力，并密切观察模具状态与产品成型质量，直至找到一个既能保证产品完整填充又不会引起胀模的最佳压力值，如 90MPa 左右。这样的调整过程需要操作人员具备丰富的经验和耐心，同时要做好详细的记录，以便后续生产参考。

降低注射速度：

注射速度过快会使塑料熔体如同一股强劲的流体，瞬间对模具型腔产生巨大的冲击力，从而极易引发模具胀模变形。因此，适当减缓注射速度，使塑料熔体能够以较为平稳、缓和的方式填充型腔至关重要。例如，对于一个大型复杂注塑件，原本设定的注射速度为每秒 80mm³/s，此时可将其降低至每秒 50mm³/s，甚至更低，以观察模具胀模现象是否得到改善。但需要注意的是，注射速度过慢可能会导致塑料熔体在填充过程中冷却过早，出现短射等缺陷，所以在调整过程中要综合考虑产品质量的各个方面，找到一个平衡点。

调整保压压力和时间：

保压阶段在注塑过程中起着补充塑料因冷却而收缩部分的重要作用。然而，如果保压压力过高或时间过长，型腔内部的压力就会持续累积，最终导致模具胀模。在确定保压参数时，要充分考虑产品的壁厚分布、尺寸精度要求以及塑料的收缩率等因素。例如，对于一个壁厚不均匀的产品，较厚部位需要适当的保压来保证其密实度，但过高的保压压力可能使模具在较薄部位产生胀模。可以先根据经验设定一个初始保压压力和时间，如保压压力为 60MPa，保压时间为 10 秒，然后根据产品成型后的外观、尺寸精度以及模具状态进行逐步微调。每次调整保压压力幅度可控制在 5MPa 左右，保压时间可增减 1 - 2 秒，经过多次试验后确定合适的保压参数组合，比如保压压力调整为 50MPa，保压时间缩短为 8 秒时，模具胀模现象消失且产品质量符合要求。

模具实例   

本实例为一鲍鱼盘模具，外径为500mm，其上均布有数百个直径相等的小孔且为通孔，其制品形状如图1所示，模具浇注系统如图2所示。  

由于该模具使用时间较长(5年)，生产数量很大(30万件)，其5点式浇注系统中心浇口周围在注射压力作用下发生胀模，使制品通孔产生飞边，导致

透孔率只有70%，严重影响了该制品的使用功能，且不透孔部分都集中于中心浇口部位。

原因分析

流动距离比不同导致压力分布不均，由于该模具为中心5点式浇口，根据口模公式

 △P=jL (1) 式中

△P——口模压力降

j——口模常数

L——口模长度 　　

由式(1)可以看出，浇点压力降与流动距离成正比。由此可以导出中心浇口在成型时压力P中大于其它分流道浇口压力P分，即P中﹥P分，因此可以

得出结论，中心浇口处压力过大是导致胀模的根本原因。

其5点式浇口模具成型过程如图3，即中心浇口处先充满，然后向外扩充，为使制品完全充满，则制品中心部分要承受过大的补压压力。

图3 5点式浇口模具成型过程

避免压力不均的解决办法和出现的问题

解决上述问题的最简单办法是堵死中心浇口。由图1和图2可看出，堵住中心浇口后，4个浇口处的△P值已达到一致，不再存在压力不均现象，但随

之而来又出现一个新问题，制品在中心点处成型后极易形成燃烧点，对制品来说是不可接受的，显然问题并未得到根本解决，如图4所示。于是，

我们据实对改动后模具进行一次打样分析，发现制品成型后会留下一f3～f8mm的燃烧点。

图4 4点式浇口模具成型过程

二、改进模具设计与维护

增加模具壁厚：

针对容易出现胀模现象的模具特定部位，适当增加其壁厚是一种直接有效的解决方法。较厚的模具壁能够显著提升其抵抗塑料熔体压力的能力，从而有效减少变形的发生。在进行模具设计修改时，需要借助计算机辅助设计（CAD）软件对模具结构进行详细分析，精确确定哪些部位需要增加壁厚以及增加的具体尺寸。例如，在模具型腔的侧面，若经分析发现该部位在注塑过程中承受的压力较大且容易胀模，在不影响产品脱模和模具整体结构的前提下，可将原本 25mm 的壁厚增加到 30mm。这样的调整不仅能增强模具的强度，还能提高其使用寿命，但同时也要注意壁厚增加可能带来的模具重量增加、冷却时间延长等问题，需要综合权衡利弊。

加强模具支撑结构：

通过合理地增设支撑柱、加强筋等结构部件，可以有效增强模具的整体刚性和稳定性，从而更好地分散型腔所承受的压力，减少胀模变形的风险。在设计支撑柱时，要根据模具的大小、形状以及注塑压力的分布情况，均匀地布局在模具的关键部位，如模具的底部和侧面。支撑柱的直径、数量和间距都需要经过精确计算和模拟分析，以确保其能够提供足够的支撑力。例如，对于一个较大尺寸的平板类模具，可在底部均匀分布直径为 30mm 的支撑柱，柱间距控制在 200 - 300mm 之间。加强筋的设计则要考虑其与模具型腔壁的连接方式、厚度和高度等因素，一般来说，加强筋的厚度可设置为型腔壁厚的 0.6 - 0.8 倍，高度根据模具结构而定，以确保在不影响产品脱模的前提下最大限度地提高模具壁的抗弯强度。

检查模具的合模精度：

模具合模的紧密程度对防止胀模起着至关重要的作用。如果合模时上下模之间存在间隙或合模力不均匀，塑料熔体就会在注塑过程中从这些薄弱部位溢出，导致模具胀模。定期对模具的导向机构进行全面检查是确保合模精度的关键步骤。其中，导柱和导套作为模具合模的导向部件，其磨损情况直接影响合模精度。检查时，要仔细观察导柱表面是否有划痕、磨损痕迹以及导套内部是否有松动或变形。一旦发现导柱磨损严重，其直径减小超过一定限度（如 0.1mm），或者导套出现松动，就应及时更换新的导柱和导套。同时，还要检查模具的分型面是否平整，有无异物残留，如有必要，可对分型面进行研磨修复，以保证合模时上下模能够紧密贴合，均匀地承受注塑压力。

三、选用合适的材料

模具材料的选择：

模具材料的性能直接决定了模具在注塑过程中的抗变形能力。在选择模具材料时，要综合考虑注塑产品的批量大小、尺寸精度要求、塑料原料特性以及生产成本等多方面因素。对于大批量生产、对尺寸精度要求极高且注塑压力较大的产品，应优先选用具有高强度、高刚性和良好耐磨性的优质合金钢，如 P20、H13 等。这些材料经过适当的热处理后，能够形成坚硬且稳定的组织结构，有效抵抗塑料熔体的长期冲刷和高压作用。例如，在生产汽车零部件的注塑模具中，由于产品批量大、精度要求高，常采用 H13 合金钢制作模具型腔和型芯，经淬火和回火处理后，其硬度可达到 48 - 52HRC，能够满足长时间、高强度的注塑生产需求。而对于小批量生产或对模具成本要求较为严格的产品，则可以在保证基本性能的前提下，选用一些性价比更高的材料，如预硬型塑料模具钢，在降低成本的同时也能在一定程度上满足模具的使用要求。

塑料材料的优化：

不同种类的塑料材料其流动性差异较大，流动性较好的塑料在注塑过程中更容易对模具型腔产生较大的胀模力。因此，在满足产品性能要求的前提下，对塑料材料进行适当优化也是解决模具胀模问题的一个方向。一方面，可以考虑选用流动性稍差但其他性能符合要求的塑料材料替代原有的高流动性材料。例如，在某些对产品外观要求不高但对尺寸精度要求较严格的注塑产品中，将原本使用的高流动性聚丙烯（PP）材料替换为流动性相对较低的聚乙烯（PE）材料，在一定程度上可降低胀模风险。另一方面，还可以在塑料材料中添加适量的填料，如玻璃纤维、碳酸钙等，以降低其流动性。玻璃纤维的添加不仅可以提高塑料的强度和刚性，还能有效改善其尺寸稳定性，减少因收缩而产生的胀模力。但需要注意的是，填料的添加量要根据产品的具体要求进行精确控制，过多的填料可能会影响塑料的加工性能和产品的外观质量。例如，在聚丙烯材料中添加 20% - 30% 的玻璃纤维，既能降低其流动性，又能使产品的综合性能得到提升，同时对模具胀模现象有明显的改善作用。