1.1 模具的类型与结构

产品的结构形状往往是决定模具结构的最为关键的因素，不同的产品有不同的模具结构，根据这些结构可以对模具进行分类，本节主要介绍注塑模具的分类与结构。

模具的分类方法很多，根据不同的分类方法可以对模具进行不同的分类，常使用的分类方法如下：

◆ 按模具结构形式分类，如单工序模、复式冲模等；

◆ 按使用对象分类，如汽车覆盖件模具、电动机模具等；

◆ 按模具制造材料分类，如硬质合金模具等；

◆ 按工艺性质分类，如拉深模、粉末冶金模、锻模等；

◆ 按加工材料性质分类，如金属制品用模具、非金属制品用模具等；

◆ 按塑件所用材料分类，可分为热塑性塑料注塑成型模具和热固性塑料注塑成型模具。

◆ 按注塑成型机分类，可分为卧式、立式和直角式注塑模具。

◆ 按模具的型腔数量分类，可分为单型腔注塑模具和多型腔注塑模具。

◆ 按塑料模具的成型方法分类，可分为注塑成型模具、挤塑成型模具、气辅成型模具。

1.1.1 成型方法分类

在上述的分类方法中，是根据模具的结构和成型加工工艺的特点及它们的使用功能来划分的。下面就关于塑性成型的方法（即塑件的生产方法）来进行划分，按成型方法分类，主要将塑料模具分为以下5类。

1.压缩成型

压缩成型俗称压制成型，是最早成型塑件的方法之一。压缩成型是将塑料直接加入到具有一定温度的敞开的模具型腔内，然后闭合模具，在热与压力作用下塑料熔融而变成流体。由于物理及化学作用，而使塑料硬化成为具有一定形状和尺寸的常温保持不变的塑件。

压缩成型主要用于成型热固性塑料，例如，酚醛塑料、玻璃纤维增强酚醛塑料、环氧树脂、DAP树脂、有机硅树脂、聚酰亚胺等的模塑料，还可以成型加工不饱和聚酯料团（DMC）、片状模塑料（SMC）、预制整体模塑料（BMC）等。一般情况下，常常按压缩模具上、下模的配合结构，将压缩模具分为溢料式、不溢料式、半溢料式3类。常见的压缩模具如图1-1所示。

2.中孔成型

中孔成型是把由挤出或注射制得的、尚处于塑化状态的管状或片装坯材趋势固定于成型模具中，立刻通入压缩空气，迫使坯材膨胀并贴于模具型腔壁面上，待冷却定型后脱模，即得所需中孔制品的一种加工方法。适合中孔成型的塑料有高压聚乙烯、低压聚乙烯、硬聚氯乙烯、软聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯等。

根据型坯成型方法的不同，中孔成型主要分为挤出吹塑中孔成型和注射吹塑中孔成型两种。

挤出吹塑中孔成型的优点是挤出机与挤出吹塑模的结构简单；缺点是型坯的壁厚不一致，容易造成塑料制品的壁厚不均匀。

注射吹塑中孔成型的优点是型坯的壁厚均匀、无飞边，由于注射型坯有底面，因此中孔制品的底部不会产生拼和缝，不仅美观而且强度高。缺点是所用的成型设备和模具价格贵，故这种成型方法多用于小型中孔制品的大批量生产上，在使用上没有挤出吹塑中孔成型方法广泛。

3.注射成型

塑料注射成型是塑料加工中最普遍采用的方法。该方法适用于全部热塑性塑料和部分热固性塑料，是先把颗粒状或片状塑料原材料加入到注射机的加热料筒内，塑料受热成黏流态熔融体后，在注射机蜗杆或柱塞的推动下，经喷嘴和模具浇注系统进入模具型腔，由于物理及化学作用而硬化定型成为注塑制品。

注射成型由注射、保压（冷却）和塑件脱模过程构成循环周期，因而注射成型具有周期性的特点。

热塑性塑料注射成型的成型周期短、生产效率高，融料对模具的磨损小，能进行大批量地生产，并能够成型出形状复杂、表面图案与标记清晰、尺寸精度高的塑件；但是对于壁厚变化比较大的塑件，有较大地成型缺陷。塑件的各向异性也是质量问题之一，应采用积极有效地措施，尽量减小其损耗，最大效率地设计生产出符合要求的产品。

常见的注射模具典型结构如图1-2所示。

注射成型模具主要由以下几个部分构成。

（1）成型零件：直接与塑料接触构成塑件形状的零件称为成型零件，包括型芯、型腔、螺纹型芯、螺纹型环、镶件等。其中，构成塑件外形的成型零件称为型腔，构成塑件内部形状的成型零件称为型芯，如图1-3所示。

（2）浇注系统：是将熔融塑料由注射机喷嘴引向型腔的通道。通常，浇注系统由主流道、分流道、浇口和冷料穴四个部分组成，如图1-4所示。

（3）分型与抽芯机构：当塑料制品上有侧孔或侧凹时，开模推出塑料制品以前，必须先进行侧向分型，将侧型芯从塑料制品中抽出，塑料制品才能顺利脱模。例如，斜导柱、滑块、锲紧块等，如图1-5所示。

（4）导向零件：引导动模和推杆固定板运动，保证各运动零件之间相互位置的准确度的零件为导向零件（如导柱、导套等），如图1-6所示。

（5）推出机构：在开模过程中将塑料制品及浇注系统凝料推出或拉出的装置。例如，推杆、推管、推杆固定板、推件板等，如图1-7所示。

（6）加热和冷却装置：为满足注射成型工艺对模具温度的要求，模具上需设有加热和冷却装置。加热时在模具内部或周围安装加热元件，冷却时在模具内部开设冷却通道，如图1-8所示。

（7）排气系统：在注射过程中，为将型腔内的空气及塑料制品在受热和冷凝过程中产生的气体排除而开设的气流通道。排气系统通常是在分型面处开设排气槽，有的也可利用活动零件的配合间隙排气，如图1-9所示。

（8）模架：主要起装配、定位和连接的作用。例如，定模板、动模板、垫块、支撑板、定位环、销钉、螺钉等，如图1-10所示。

4.挤塑成型

挤塑成型是使处于黏流状态的塑料，在高温和一定的压力下，通过具有特定断面形状的口模，在较低的温度下，定型成为所需截面形状的连续型材的一种成型方法。挤塑成型的生产过程是，准备成型物料、挤出造型、冷却定型、牵引与切断、挤出品后处理（调质或热处理）。

在挤塑成型地过程中，要注意调整挤出机料筒各加热段和机头口模的温度、螺杆转数、牵引速度等工艺参数以便得到合格的挤塑型材。

特别要注意调整好聚合物熔体由机头口模中挤出的速率。因为，当熔融料挤出的速率较低时，挤出物具有光滑的表面、均匀的断面形状；但是当熔融物料挤出速率达到某一限度时，挤出物表面就会变得粗糙、失去光泽，出现鲨鱼皮、桔皮纹、形状扭曲等现象。

当挤出速率进一步增大时，挤出物表面出现畸变，甚至支离和断裂成熔体碎片或圆柱。因而挤出速率的控制非常重要。

5.压注成型

压注成型又称铸压成型，是将塑料原料加入预热的加料室内，然后把压柱加入到加料室中缩紧模具，通过压柱向塑料施加压力，塑料在高温、高压下融化为流动状态，并通过浇注系统进入到型腔逐渐固化成塑件。此种成型方法，又称传递模成型。

压注成型适用于各种固性塑料，原则上能进行压缩成型的塑料，也可用压注法成型。但要求成型物料在低于固化温度时，熔融状态具有良好的流动性，在高于固化温度时，有较大的固化速率。

1.1.2 模具类别分类

注塑模具按照模具的类别可以分为下面两种。

1.两板模具

两板模具又称单一分型面模，是注塑模中最简单的一种，它以分型面为界面将整个模具分为两部分：动模和定模。一部分型腔在动模，另一部分型腔在定模。主流道在定模；分流道开设在分型面上，开模后，制品和流道留在动模，动模部分设有顶出系统。

2.三板模或细水口模

用两个分型面将模具分成三部分，比两板增加了浇口板，适用于制品的四周不准有浇口痕迹的场合，这种模具分成采用点浇口，所以称为细水口模，这种模具结构相应复杂些。启动动力用螺钉或拉板。

1.1.3 其他分类法

1.热流道模

借助加热装置使浇注系统中的塑料不会凝固，也不会随制品脱模，所以又称无流道模。热流道模具有以下的优点：

◆ 无废料；

◆ 可降低注射压力，可以采用多腔模；

◆ 可缩短成型周期；

◆ 提高制品的质量，适合热流道模塑料的特点；

◆ 塑料的熔融温度范围较宽。低温时，流动性好，高温时，具有较好的热稳定性；

◆ 对压力敏感，不加压力不流动，但施加压力时即可流动；

◆ 比热性好，以便在模具中很快冷却。

2.硬模

内模件所采用的钢板，买回来后需要进行热处理（如淬火渗碳），才能达到使用的要求，这样的注塑模称为硬模。例如，内模件采用H13铜，420铜，S7铜。

3.软模（44HRC以下）

内模件所采用的钢材，买回来后不需要进行热处理，就能达到使用的要求，这样的注塑称为软模。例如，内模件采用P20铜，王牌，420铜，NAK80，铝，铂铜。

模具材料最重要的因素是热强度和热稳定性，其中常用的模具材料如下：

◆ 锌合金、Cr12、Cr12MoV、GCr15、T8、T10，其工作温度为300～500℃；

◆ 铝合金、铜合金、5CrMnMo、3Cr2W8、9CrSi、W18Cr4V、5CrNiMo、W6Mo5Cr4V2、M2，其工作温度为500～800℃；

◆ 钢钛、GH130、GH33、GH37，其工作温度为800～1000℃；

◆ 钛合金、钢、不锈钢、镍合金、K3、K5、K17、K19、GH99、IN100、ЖC-6NX88、MAR-M200、TRW-NASA、WA，其工作温度大于1000℃。

模具已经在生活当中起了不可替代的作用，生活用品大部分离不开模具，如电脑、电话、传真机、键盘、杯子等塑胶制品。另外，像汽车和摩托发动机的外罩也是用模具做出来的，通常一辆汽车各种各样的模具就要用到两万多个。所以说现代生活中模具的作用不可替代，只要批量生产就离不开模具。