3.2　注塑模结构方案综合可行性分析与论证

注塑件由于用途和性能及材料的不同，其形状、尺寸和精度也是千变万化的。但形状可分为简单造型和复杂造型两种。简单造型注塑件的注塑模结构方案，可以运用常规分析法，有时甚至不用任何分析法就可以确定模具结构的方案。而对于复杂造型的注塑件，则一定要运用注塑模结构综合可行性分析方法来确定模具结构方案，才能确保模具结构方案的正确性，从而确保注塑模设计的完整性和正确性。

3.2.1　注塑模结构方案综合分析法

常规要素分析法是指应用“六要素”中某单个要素，对注塑件进行模具结构方案可行性分析的方法。综合要素分析法，是指应用“六要素”中所具有的多种要素或多重要素和多种与多重的混合要素及要素与痕迹所组成的综合分析的方法。

（1）注塑件形体要素的综合分析法

复杂或特复杂的注塑模结构方案的分析方法，一般是应用综合分析法进行方案分析。综合分析法是由若干个常规分析法所组成，它可以分成多重要素综合分析法、多种要素综合分析法和混合要素综合分析法三种。

①注塑件形体多重要素综合分析法　是在单一要素分析法的基础上，对多重要素（即多个同类型要素）进行的模具结构方案可行性分析的综合方法。

②注塑件形体多种要素综合分析法　是在单一要素分析法的基础上，对多种要素（即多个不同类型要素）进行的模具结构方案可行性分析的综合方法。

③注塑件形体混合要素综合分析法　是在单一要素分析法的基础上，对多重和多种要素进行的模具结构方案可行性分析的综合方法。

严格地讲，综合要素分析法是一种没有固定的格式、具有很大灵活性的分析方法。但只要遵照注塑件形体“六要素”分析和注塑模结构方案可行性分析的常规分析方法，再通过不同要素模具结构方案的调整，就能够解决任何复杂注塑模的结构方案的制订。换句话说，注塑件形体“六要素”分析和注塑模结构方案可行性的常规分析是综合要素分析法的基础。

（2）注塑件形体要素与模具结构痕迹的综合分析法

这是注塑件形体要素分析与注塑件成型痕迹相结合的一种综合分析方法。注塑件形体分析要素可以是一种，也可以是多种或混合的综合分析方法。有了前面介绍的常规要素分析方法和注塑件成型痕迹的分析方法，就不难进行注塑件要素与痕迹的综合分析法。

①注塑件要素与痕迹同时进行的注塑模结构综合分析法　同时分析可以相互验证注塑模结构方案的合理性和正确性。如先用注塑件形体要素的分析方法制订模具结构方案，后用注塑件成型痕迹分析法确定模具的结构；也可先用注塑件成型痕迹分析法制订模具结构方案，后用注塑件形体分析要素分析法确定模具的结构。

②注塑件要素与痕迹分别进行的注塑模结构综合分析法　注塑模的简单结构可以采用注塑件成型痕迹直接进行分析来确定，而对于注塑件上不可确定和模糊的注塑模结构则应该采用注塑件形体要素的分析方法。有些注塑件的形体十分复杂，此时仅靠注塑样件成型痕迹还不足以还原注塑模的结构；此时，最可靠的办法是先用要素综合分析的方法进行分析，再用注塑样件成型痕迹进行验证。注塑件要素与痕迹的综合分析法的前提，是在确定注塑模结构方案时，必须有注塑样件，这样才能依照注塑样件成型痕迹进行分析。

3.2.2　注塑模结构方案综合分析法案例

通过套筒和联扣形体综合六要素分析，可以制订出注塑模结构方案，便可以顺利地进行注塑模的设计。

（1）“运动”要素与注塑模结构方案可行性分析

在注塑件成型的过程中，除了要完成注塑模正常的动、定模的开闭模运动，注塑件的抽芯运动和脱模运动，脱浇口冷凝料、抽芯和脱模机构的复位与先复位运动之外，还需要根据注塑件结构完成很多其他形式的运动，如注塑模的二次分型运动、注塑模的二级抽芯运动、注塑模的二次脱模运动以及齿轮副的脱螺纹运动等。

［例3-3］　套筒形体分析如图3-3（a）所示。材料为聚乙烯（PE），收缩率为1.5%～2.6%。该注塑件壁厚仅1mm，可以分析出该注塑件不仅有“错位”和“变形”要素，还要有“外观”的要素，即注塑件不能出现分型和脱模的痕迹，浇口的痕迹也要很小。另外，若存在注塑件分型的痕迹，还将会影响M50mm×1.5mm螺纹尺寸的配合。为了不出现螺纹处的分型面痕迹，需要有脱螺纹运动。故套筒形体分析存在着四种要素，为多重综合要素分析方法。

套筒注塑模设计：如图3-3（b）所示，当分型面Ⅱ—Ⅱ被打启时，中模板2带动齿条13移动，使得齿轮轴上的齿轮11和锥齿轮12转动，继而带动双联齿轮14和螺纹型腔7上的齿轮转动，从而使得套筒上的M50mm×1.5mm螺纹脱模。为了防止套筒与动模型芯6之间产生真空，接头17通入压缩空气，套筒在气动推杆5的作用之下脱模。A和B处的锥体分别与中模板2和支承板（Ⅰ）9中锥孔的无间隙配合，用以实现型腔3与中模板2及支承板（Ⅰ）9之间的精确定位，防止套筒因错位使得壁厚不均匀。

（2）“干涉”要素与注塑模结构方案可行性分析

注塑模机构的运动需要严格地按照注塑模结构方案运动分析的排序进行，还有使得动作相互协调，不可无序进行。注塑模的多个抽芯运动有时也应该分成先后次序进行，否则，将会产生运动的干涉现象。

［例3-4］　联扣如图3-4（a）所示。联扣上存在着四个“型孔”和一个“型槽”以及型孔抽芯与脱模运动“干涉”要素，应该属于混合综合分析。注塑模一般是在顶杆4上安装了压缩弹簧进行顶杆4的先复位运动，但因弹簧长期使用会产生失效而需要及时更换。因弹簧失效会使抽芯机构的型芯和推杆发生碰撞，一般发生在顶杆4与侧型芯2相交情况下的注塑模闭模运动。

为了避免这种运动“干涉”的现象发生，“联扣”注塑模采用斜销式先复位机构，如图3-4（b）及图3-4（c）所示。在动定模开始闭模时，斜销1顶着复位杆5，复位杆5推着推板6、推垫板7及顶杆4先行复位之后，再是侧型芯2在斜销1的作用之下复位，方可避免发生运动“干涉”。这样，斜销1先是进行脱模机构的先复位，后是进行抽芯机构的复位。

3.2.3　注塑模结构方案的论证方法

对于十分复杂的注塑模结构方案分析，为了确保注塑件形体要素分析时不遗漏，保证注塑模结构方案的不缺失和正确性，就必须进行模具结构方案的论证。所谓论证，就是检验要素分析和模具结构方案的完整性和正确性，确保模具设计成功。现在普遍存在着注塑模设计后不进行结构方案论证的现象，这样极易导致注塑模设计的失败。

（1）注塑模结构方案的分析与论证

注塑件形体“六要素”的分析，是为制订注塑模结构方案提出的先决条件。注塑模结构方案的“三种”分析方法，是为注塑件在成型过程中制订模具结构方案的方法。注塑模结构方案制订出来之后，还需要有一种检验方案的方法，这就是注塑模结构方案的论证，以确定注塑模结构方案是否存在着错误、结构有无遗漏和效率高低、模具构件强度与刚度高低及注塑件成型时会不会产生众多缺陷的状况，从而确保注塑模设计的正确性。

（2）注塑模结构方案论证的方法

注塑模结构方案的论证，就是通过对方案和机构的论证及构件强度与刚度的校核，以达到注塑模结构方案的正确性和完整性，从而确保注塑模设计的成功。注塑件在模具中只有一种摆放位置，注塑模结构方案论证的方法就只有一种，论证过程如下。

①检查注塑件形体“六要素”分析的完整性　检查注塑件形体“六要素”分析是否存在着遗漏，分析是否到位。

②检查注塑模机构合理性　检查注塑模机构能否达到完成“六要素”赋予的任务和功能，检查注塑模机构的合理性和机构的最佳状态及最简化，检查注塑模机构与注塑件形体分析“六要素”是否一一对应。

③检查注塑模机构的运动排序和干涉　检查注塑模的运动形式，分析各种运动机构是否存在着干涉现象。

④校核模具薄弱构件的强度和刚度　验证模具薄弱构件（动、定模型腔侧壁和底壁的厚度，动模垫板的厚度，抽芯机构长导柱或长斜销）的刚度和强度。

⑤注塑模结构方案缺陷的预测　注塑模结构可能是正确的，但有可能在成型加工时注塑件会产生各种形式模具结构类型缺陷；通过缺陷预期分析将注塑件上这些缺陷消灭在萌芽状态。通过对注塑模结构方案论证，找出制订的注塑模结构方案中问题，以确保注塑模结构完整性，确保注塑件成型加工的完美性，杜绝注塑模结构设计的失误和提高试模的合格率。

3.2.4　注塑件形体要素与注塑模结构痕迹相结合综合分析法的特点

注塑样件上的模具结构成型痕迹分析法的最大优点是具有直观性；最大缺点是条理性和逻辑性较差，特别是间接确定模具结构方案的方法时，具有一定的隐蔽性、抽象性和假设性。当然对于简单的注塑模结构方案的制订，是完全可以采用的；对于中等复杂程度的注塑模结构方案的制订，还可以勉强运用；而对于复杂的注塑模结构方案的制订，则存在着不确定性和局限性。但不管在何种情况下，成功的注塑样件不失为模具结构设计的最好参照物，还是具有很大的参考价值的。