洪慎章

(上海交通大學(xué)塑性成形技術(shù)與裝備研究院，上海 200030)

洪慎章上海交通大學(xué)教授，曾任上海交通大學(xué)鍛壓教研室副主任，上海模具技術(shù)研究所教研室主任，中國(guó)鍛壓學(xué)會(huì)模具學(xué)術(shù)委員會(huì)委員。1952年考入浙江大學(xué)機(jī)械系金工專業(yè)學(xué)習(xí)，1953年被選派為留蘇預(yù)備生在北京外國(guó)語學(xué)院學(xué)習(xí)，1960年畢業(yè)于原蘇聯(lián)列寧格勒加里寧工學(xué)院機(jī)械系鍛壓專業(yè)，獲技術(shù)科學(xué)副博士學(xué)位。長(zhǎng)期從事塑性成形加工教學(xué)及科研工作，主要研究方向?yàn)椴牧辖鼉舫尚蔚母鞣N新技術(shù)及成形過程數(shù)字化控制。1987年獲中國(guó)船舶工業(yè)總公司科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)。在國(guó)內(nèi)外技術(shù)期刊上發(fā)表論文400多篇，編著及參編出版著作45本。關(guān)于塑料方面成型已出版了15本。

（接上期）

6.6 其他注塑模

6.6.1 結(jié)構(gòu)發(fā)泡注塑成型

6.6.1.1 結(jié)構(gòu)發(fā)泡成型工藝的實(shí)質(zhì)及優(yōu)缺點(diǎn)

結(jié)構(gòu)發(fā)泡注塑成型是把結(jié)構(gòu)發(fā)泡塑料注射入型腔，將氮?dú)饣虬l(fā)泡劑加入聚合物熔體，形成聚合物與氣體的混合熔體。注入模具型腔后其氣體膨脹，使熔體發(fā)泡而充滿型腔。接觸低溫模壁的熔體中氣體破裂，在型腔中發(fā)泡膨大，形成表層致密、內(nèi)部呈微孔泡沫結(jié)構(gòu)的塑件。其工藝系統(tǒng)中有結(jié)構(gòu)發(fā)泡塑料、結(jié)構(gòu)發(fā)泡注塑機(jī)、結(jié)構(gòu)發(fā)泡注塑模等。

結(jié)構(gòu)發(fā)泡塑料又稱低發(fā)泡塑料、硬質(zhì)發(fā)泡體或合成木材。所謂結(jié)構(gòu)發(fā)泡塑件就是指發(fā)泡倍數(shù)為1～2倍，在塑料中加入發(fā)泡劑，采用特殊要求的注塑機(jī)、模具和成型工藝所成型的塑件。

常用的注射結(jié)構(gòu)發(fā)泡制品的材料有聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚酰胺和ABS等。此外，含玻璃纖維的聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯和聚酰胺等，可用于制造增強(qiáng)的結(jié)構(gòu)發(fā)泡塑料件。

與普通注塑一樣，結(jié)構(gòu)發(fā)泡塑件注塑成功與否主要取決于合適的注射速度（注塑時(shí)問）、注射壓力、注射溫度（熔體溫度）、型腔溫度以及模具結(jié)構(gòu)等。除此之外，相關(guān)的因素是發(fā)泡劑的性質(zhì)、發(fā)泡劑在熔體中分散的程度、發(fā)泡孔的最終尺寸及分布的均勻程度、氣泡的增長(zhǎng)過程、增長(zhǎng)速率等，因?yàn)檫@些因素都將影響到皮層和心部的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，最終會(huì)影響到塑件的力學(xué)性能。

泡孔的形成過程大致分為三個(gè)階段:泡孔的形成→泡孔的增大→泡孔的結(jié)合或穩(wěn)定（見圖352）。

圖352 泡孔形成階段

結(jié)構(gòu)發(fā)泡注塑模有以下幾種:

（1）高壓法結(jié)構(gòu)發(fā)泡注塑模包括兩種類型。

a.木紋化模塑法結(jié)構(gòu)發(fā)泡注塑模。將塑料完全充滿型腔，發(fā)泡率極低，一般為1.1～1.2。用一般的注塑機(jī)稍加改進(jìn)即可。模具設(shè)計(jì)和工藝要求比較復(fù)雜，如配合不當(dāng)，不能得到良好的木質(zhì)紋理塑件。

b.二次開模法結(jié)構(gòu)發(fā)泡注塑模。要求注塑機(jī)設(shè)有二次移動(dòng)模板的機(jī)構(gòu)，當(dāng)熔融塑料注滿型腔后，瞬間移動(dòng)模板，模具開模一小段距離，使心層發(fā)泡，得到低發(fā)泡塑件，發(fā)泡率可調(diào)節(jié)。

（2）低壓法結(jié)構(gòu)發(fā)泡注塑模 塑料以高速高壓注入整個(gè)型腔容積的75%～80%，靠塑料在型腔內(nèi)發(fā)泡而充滿型腔。低壓法要求注塑機(jī)噴嘴帶有閥門并能夠密封，才能達(dá)到較好的效果，低壓法成型的塑件泡孔均勻，但是表面粗糙。

（3）雙組分（夾心）注塑法結(jié)構(gòu)發(fā)泡注塑模單組分發(fā)泡注塑（高壓法、低壓法）盡管可以節(jié)省20%～30%的塑料，但是對(duì)于大型塑件價(jià)格還是很高。而采用雙組分時(shí)塑件內(nèi)心可以摻用下角料、填料、廢料、紙、碳酸鈣等，這樣可以大大降低成本。此類注塑模的結(jié)構(gòu)有相繼注塑法結(jié)構(gòu)發(fā)泡注塑模、同心流道注塑法結(jié)構(gòu)發(fā)泡注塑模。

結(jié)構(gòu)發(fā)泡塑件的優(yōu)點(diǎn):①表面平整無凹陷和撓曲，無內(nèi)應(yīng)力；②具有一定的剛度和強(qiáng)度，外觀近似木材，與木材相比具有耐潮濕、成型加工簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)；③相對(duì)密度小，比一般塑料的密度小15%～50%。

因此，在國(guó)外，結(jié)構(gòu)發(fā)泡塑件廣泛地應(yīng)用于家具、汽車、電器部件、建材、儀表外殼、工藝品框架、樂器和包裝箱等方面。

結(jié)構(gòu)發(fā)泡塑件的缺點(diǎn):①表面粗糙；②顏色不鮮艷。為了得到理想的結(jié)構(gòu)發(fā)泡塑件常需進(jìn)行表面處理，如涂漆等。

6.6.1.2 模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)

結(jié)構(gòu)發(fā)泡注塑模具的總體結(jié)構(gòu)，與一般注塑模具并無顯著差別。但此類模具設(shè)計(jì)時(shí)，有以下幾方面必須考慮:

（1）主流道。主流道應(yīng)整體開設(shè)在主流道襯套內(nèi)，并且比一般注塑模主流道的錐度大6°～7°，小端直徑比注塑機(jī)噴嘴孔徑大0.7～1.0 mm，最大長(zhǎng)度不超過60 mm。出口端向分流道接口處，應(yīng)有較大的過渡圓角，常取出口端的半徑。這種粗而短又有圓角過渡的主流道設(shè)計(jì)，有利于快速充模。.

（2）分流道。分流道采用比塑料件壁厚大的圓形或梯形分流道，以盡可能減少熔體的壓力損失和熱散失。分流道直徑應(yīng)在10～20 mm范圍內(nèi)選取，視塑料件體積和充模速率而定。

（3）澆口。最好采用直接澆口或側(cè)澆口。潛伏式澆口和其他小澆口，只限于小型塑料件。澆口斷面尺寸不能太小，以免妨礙高速充模。但分流道直徑為20 mm時(shí)，澆口直徑不得小于6.5 mm，從分流道向澆口過渡應(yīng)有4.5～5.0 mm的大圓弧，以減小澆口對(duì)料流的節(jié)流作用。澆口長(zhǎng)度應(yīng)盡可能短，一般在1.5～3.0 mm之間。澆口斷面尺寸隨塑料件壁厚增加而增大，一般在塑料件壁厚的0.3～0.5倍范圍內(nèi)選取。對(duì)于表面易產(chǎn)生卷曲形紋理的發(fā)泡塑料件，其澆口位置的選擇應(yīng)盡可能使充模流動(dòng)呈平行分布，為此，采用平縫側(cè)澆口或多點(diǎn)側(cè)澆口。通常澆口應(yīng)開設(shè)在塑料件壁最厚部位，并使熔料流至型腔最遠(yuǎn)處各點(diǎn)的距離大致相同。此外，澆口的開設(shè)，應(yīng)使塑料件的受載荷部位不形成熔合縫和卷入空氣。

（4）型腔排氣。結(jié)構(gòu)泡沫注塑模的排氣系統(tǒng)具有特別重要的意義。這不僅由于型腔容積大，而且還由于發(fā)泡劑分解釋放大量殘余氣體。因此，這類模具須有更大的排氣通道。沿著型腔的分型面的周邊應(yīng)均勻分布排氣槽，它們之間相距50 mm。排氣槽高度0.07～0.08 mm，必要時(shí)個(gè)別排氣槽高度可增至0.25～0.30 mm，排氣槽寬度12 mm左右，氣流方向的排氣槽長(zhǎng)度可達(dá)6 mm。

（5）模具溫度。均勻且可控的模溫，有利于獲得良好的泡孔結(jié)構(gòu)和均勻的皮層。由于結(jié)構(gòu)泡沫件的厚度大，流道粗大，因此冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)要提高冷卻效率。如采用導(dǎo)熱性能較好的鈹銅模具，可保證冷卻介質(zhì)在管道內(nèi)處于湍流狀態(tài)。

6.6.2 共注塑成型（多色注塑成型）

共注塑成型是使用具有兩個(gè)或兩個(gè)以上注塑系統(tǒng)的注塑機(jī)，將不同品種或不同色澤的塑料同時(shí)或先后注塑進(jìn)入一個(gè)或幾個(gè)模具的成型方法，有多色多模的清色（分層）注塑成型、多色單模的的清色（分層）注塑成型、多色單模的混色注塑成型。

6.6.2.1 多色多模的清色（分層）注塑成型及模具

在一臺(tái)注塑機(jī)上裝有多副模具和多套注塑裝置進(jìn)行注塑，如雙色雙模的雙清色注塑成型就是一種多色多模的清色注塑成型。雙色雙模的雙清色注塑成型利用雙色注塑機(jī)上的回轉(zhuǎn)模具臺(tái)，在一次注射頭注射一次形成第一層，再到二次注射頭注射一次形成第二層，最終得到雙清色塑件。兩次注射時(shí)型腔大小不一，且均是充滿。不同品色的熔料之間的界面結(jié)合情況受到熔體溫度、模具溫度、注射壓力、保壓時(shí)間等因素的影響。

圖353所示為雙色注塑成型的設(shè)備，兩個(gè)注射系統(tǒng)（機(jī)筒）和兩副模具共用一個(gè)合模系統(tǒng)。模具的定模安裝在機(jī)床固定板上，動(dòng)模安裝在機(jī)床回轉(zhuǎn)板6上。兩副模具的型芯相同且具有兩根互相垂直的對(duì)稱軸，型腔一大一小。其中一個(gè)注射系統(tǒng)2向小型腔模內(nèi)注入A種塑料注塑成型后，開模，回轉(zhuǎn)板轉(zhuǎn)動(dòng)180°，將已成型的A種塑料零件（包在型芯上）作為嵌件送到大型腔所在的另外一個(gè)注射系統(tǒng)4的工作位置上。合模后注射系統(tǒng)4向大型腔模內(nèi)注入B種塑料，對(duì)嵌件包覆或半包覆，經(jīng)過注射、保壓和冷卻定型后脫模。用這種形式可以生產(chǎn)分色明顯的混合塑料件。

圖353 雙色注塑成型設(shè)備

雙色雙模方式的注塑模的設(shè)計(jì)要考慮一下幾個(gè)方面：

（1）成型部分。成型部分設(shè)計(jì)與通用型注塑?；鞠嗤煌氖且紤]兩個(gè)位置上注塑的凸模一致，凹模部分腔體大小不同，而且能與兩個(gè)凸模都起配合得很好。一般這種模成型的塑件較小。

（2）澆注系統(tǒng)。由于是雙色注塑，澆注系統(tǒng)分一次注射的澆注系統(tǒng)和二次注射的澆注系統(tǒng)，分別來自兩個(gè)注塑裝置。

（3）脫模機(jī)構(gòu)。由于雙清色塑件只在二次注射結(jié)束后才脫出，所以在一次注射位置的脫模機(jī)構(gòu)不起作用。對(duì)于水平旋轉(zhuǎn)的注塑機(jī)，脫模推出可用注塑機(jī)的頂出機(jī)構(gòu)。而對(duì)于垂直旋轉(zhuǎn)的注塑機(jī)，由于不能用注塑機(jī)的頂出機(jī)構(gòu)，可用在回轉(zhuǎn)臺(tái)上設(shè)置液壓推出的機(jī)構(gòu)。

（4）模體。由于這種成型方法特殊，兩副模具導(dǎo)向裝置的尺寸、精度一定要一致。對(duì)于水平旋轉(zhuǎn)的注塑機(jī)，模具的閉合高度要一致，兩副模具的中心應(yīng)在同一回轉(zhuǎn)半徑上，且相差180°；對(duì)于垂直回轉(zhuǎn)的注塑機(jī)，兩副模具要在同一條軸線上。

圖354所示為按鍵雙色注塑模結(jié)構(gòu)。模具整體結(jié)構(gòu)以模具中心為原點(diǎn)上下左右對(duì)稱，只是字符嵌件型芯型腔與按鍵母體型芯型腔大小不同，流道也不對(duì)稱。模具上分布有4個(gè)定模導(dǎo)柱、2個(gè)回轉(zhuǎn)板導(dǎo)柱。整副模具采用1模12個(gè)字符嵌件和1模12個(gè)按鍵的布局（見圖 355）。

圖354 按鍵雙色注塑模結(jié)構(gòu)

字符嵌件模具工作過程:字符嵌件型腔為第一型腔，按鍵母體型腔為第二型腔，合模第一次注射后，模具垂直上方的第一型腔的12個(gè)腔內(nèi)注射了白色字符嵌件。模具水平下方的第二型腔的12個(gè)按鍵母體腔在第一模時(shí)注射無字符的深色塑料按鍵，從第二模開始才注射深色塑料，將字符嵌件包封而成為帶字符的按鍵。

開模時(shí)動(dòng)模部分后退，I-I分型面首先分開。因?yàn)榈谝恍颓怀尚妥址都糠郑錆部谠O(shè)計(jì)成潛伏澆口，此時(shí)潛伏澆口即與12個(gè)字符嵌件切斷分離，但字符嵌件仍保留在動(dòng)模部分中回轉(zhuǎn)板13、14的型腔上，流道凝料由球形拉料桿15拉向動(dòng)模一側(cè)。第二型腔的澆口設(shè)計(jì)成側(cè)澆口形式，成型的按鍵母體留在按鍵型芯26上，流道凝料由倒錐形冷料穴和球形拉料桿27拉向動(dòng)模一側(cè)。動(dòng)模后退到使回轉(zhuǎn)板全部脫離定模板上的導(dǎo)柱25后，動(dòng)模繼續(xù)后退，此時(shí)II-II分型面分開。依靠機(jī)床開合模機(jī)構(gòu)推動(dòng)螺旋軸3沿軸線向前移動(dòng)一段距離，使回轉(zhuǎn)板脫離回轉(zhuǎn)板導(dǎo)柱28和按鍵型芯，同時(shí)使成型字符嵌件的流道凝料及成型按鍵母體的流道凝料從球形拉料桿15、27上脫落，按鍵母體也從按鍵型芯上脫落。倒錐形冷料穴中的凝料在彈簧的作用下推出冷料穴，此時(shí)回轉(zhuǎn)板起推件板的作用。動(dòng)模繼續(xù)后退，機(jī)床開合模機(jī)構(gòu)繼續(xù)推動(dòng)螺旋軸前進(jìn)。此時(shí)螺旋軸在導(dǎo)滑銷的作用下，一邊沿軸線向前移動(dòng)，一邊繞軸線旋轉(zhuǎn)180°后，將第一型腔成型的字符嵌件旋轉(zhuǎn)輸送到第二型腔所在位置，第一次注射結(jié)束。

圖355 按鍵雙色注塑模型腔布局

第二次注射過程是:合模，定模將回轉(zhuǎn)板壓向動(dòng)模，由于第二型腔尺寸大于第一型腔尺寸，通過回轉(zhuǎn)板從第一型腔輸送過來的字符嵌件套入第二型腔中。定模導(dǎo)柱首先導(dǎo)入動(dòng)模導(dǎo)套，然后回轉(zhuǎn)板導(dǎo)套導(dǎo)入動(dòng)模上的回轉(zhuǎn)板導(dǎo)柱，回轉(zhuǎn)板上的24個(gè)型孔導(dǎo)入動(dòng)模上的24個(gè)型芯，螺旋軸上的導(dǎo)滑銷迫使螺旋軸在合模過程中沿軸向作直線運(yùn)動(dòng)而不發(fā)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。合模后第一次注塑成型的12個(gè)字符嵌件由按鍵型芯正確壓入按鍵型腔中的成型位置，然后進(jìn)行第二次注射。

6.6.2.2 多色單模的清色（分層）注塑成型及模具

在一臺(tái)注塑機(jī)上裝有一副注塑模和多副注塑裝置進(jìn)行注塑。如雙色單模的雙層注塑成型就是一種多色單模的分層注塑成型，它利用交叉分配噴嘴，分配式注入兩種材料。這兩種塑料由于注入型腔的順序有先后，所以在型腔中分層凝固而形成雙層塑件。

雙組分的結(jié)構(gòu)發(fā)泡注塑成型就是一種雙色單模的雙層注塑成型。第一次注射留出第二次注射充模的空間，即第一次不充滿，第二次充滿。

如圖356所示，在三機(jī)筒中盛三種不同的物料，通過分配噴嘴，可成型內(nèi)、中、外不同物料的制件，也可成型同種物料不同顏色花紋制件。

雙層注塑模與通用型注塑模并沒有什么大的不同，它是用一副模具得到雙層的塑件。之所以能得到雙層（雙清色）的塑件，只是利用交叉分配噴嘴，分配式注射入兩種材料。雙組分的結(jié)構(gòu)發(fā)泡注塑成型（夾芯注塑）也屬于一種雙層注塑成型。第一次注射留出第二次注射充填的空間，即第一次不充滿，第二次充滿。

圖356 三注射頭單模位注塑機(jī)

在設(shè)計(jì)此類模具時(shí)，還要考慮以下幾個(gè)特殊方面:

（1）成型部分。由于某些塑料在注塑成型過程中，易產(chǎn)生揮發(fā)性氣體，對(duì)腔體表面會(huì)產(chǎn)生腐蝕作用，所以要對(duì)型腔表面進(jìn)行一些防護(hù)或強(qiáng)化處理，但模具的型腔結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。

（2）澆注系統(tǒng)。要考慮與分配噴嘴的可靠連接。

（3）排溢系統(tǒng)。由于型腔中的氣體會(huì)對(duì)成型產(chǎn)生很多不良影響，故需在模具上設(shè)置排溢系統(tǒng)。

6.6.2.3 多色單模的混色注塑成型及模具

在一臺(tái)注塑機(jī)上裝有一副注塑模和多套注塑裝置。幾套注塑裝置按比例同時(shí)注入熔料并在混色噴嘴中進(jìn)行混合，而后注入型腔成型。圖357(a)所示的形式是在流道中設(shè)置了多孔板；圖357(b)所示形式是將流道加工成彎曲狀，以限制塑料流動(dòng)，使它產(chǎn)生高度剪切的混合作用，從而達(dá)到顏料與塑料均勻混合的作用。

圖357 混色噴嘴

同雙層注塑模（雙色單模）一樣，混色注塑模與通用型注塑模并沒有什么大的不同。它是用一副模具得到混色的塑件，之所以能得到混色塑件，是因?yàn)槔没焐珖娮鞂⒍喾N顏料（或品種）的熔融塑料混合注入型腔中成型。

在設(shè)計(jì)此類模具時(shí)，要考慮的特殊方面如下所述:

（1）成型部分，應(yīng)對(duì)型腔表面進(jìn)行一些防護(hù)或強(qiáng)化處理。

（2）澆注系統(tǒng)，應(yīng)和混色噴嘴可靠連接。

（3）模具應(yīng)設(shè)置排溢系統(tǒng)。

6.6.3 單色多模注塑成型

在一臺(tái)注塑機(jī)上安裝有多副注塑模和單一注塑裝置，通過各副模具的運(yùn)動(dòng)或注塑裝置的運(yùn)動(dòng)，依次對(duì)每副模具進(jìn)行充填并成型。

單色多模注塑機(jī)是一種多工位的注塑機(jī)，它的注塑裝置、合模裝置與一般臥式注塑機(jī)相似，而合模裝置采用了轉(zhuǎn)盤式的結(jié)構(gòu)（水平旋轉(zhuǎn)、垂直旋轉(zhuǎn)、直線運(yùn)動(dòng)）。

圖358所示為水平旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)盤式注塑機(jī)。旋轉(zhuǎn)臺(tái)上可以裝幾副模具，隨著旋轉(zhuǎn)臺(tái)的定時(shí)控制間斷旋轉(zhuǎn)，依次與注塑裝置的噴嘴相接觸，接受注射后轉(zhuǎn)一角度，離開噴嘴進(jìn)行冷卻，然后再轉(zhuǎn)一角度，啟模取件。

圖358 多模水平旋轉(zhuǎn)式注塑機(jī)

圖359所示是單色多模的立式旋轉(zhuǎn)裝置。其特點(diǎn)是轉(zhuǎn)盤的軸線與注塑裝置的軸線和安裝基面垂直。圖360所示是模具轉(zhuǎn)盤不動(dòng)，而注射座繞轉(zhuǎn)盤中心旋轉(zhuǎn)的注塑機(jī)，在每一個(gè)模位上可完成注射保壓程序。

這種注塑機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是:可以充分利用注塑裝置的塑化效率，并使成型周期大大縮短，特別適用于大批量的塑件生產(chǎn)。其缺點(diǎn)是:鎖模力較小，在注射壓力大的情況下，塑件容易產(chǎn)生溢邊。

單個(gè)模具的總體結(jié)構(gòu)與一般注塑模相同，但這種成型方法在注塑機(jī)的合模裝置之間有多個(gè)注塑模。在設(shè)計(jì)時(shí)還要考慮以下一些特點(diǎn):

圖359 多模位立式旋轉(zhuǎn)裝置

圖360 多模位注射頭旋轉(zhuǎn)裝置

（1）成型部分。在合模裝置之間的多副注塑?？梢允峭N塑件的注塑模，也可以是不同品種塑件的注塑模。應(yīng)盡量使各個(gè)模位的塑件質(zhì)量和投影面積相近，以使各個(gè)模位的受力和注塑量均衡。另外，這種注塑成型的塑件一般較小。在每一個(gè)模位，注塑模都有單獨(dú)的動(dòng)模和定模部分。

（2）澆注系統(tǒng)。每一個(gè)模位的注塑模均有自己的澆注系統(tǒng)，輪到注射充模時(shí)，其都要與注塑機(jī)噴嘴接觸。

（3）脫模機(jī)構(gòu)。對(duì)于每一個(gè)模位的模具都有自己的脫模機(jī)構(gòu)。當(dāng)注塑機(jī)噴嘴不動(dòng)、注塑模在旋轉(zhuǎn)或運(yùn)動(dòng)時(shí)，注塑模位的模具完成注塑成型后，轉(zhuǎn)到或運(yùn)動(dòng)到下一個(gè)模位而進(jìn)行脫模。合模裝置的開模行程要滿足脫出并取出塑件和澆注系統(tǒng)的空間要求。開模時(shí)，合模裝置間所有模位模具的動(dòng)定模都要分開。在注塑機(jī)噴嘴轉(zhuǎn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)，而注塑模不動(dòng)的情況下，在噴嘴轉(zhuǎn)到或運(yùn)動(dòng)到下一個(gè)模位時(shí)，剛完成注塑成型的注塑模進(jìn)行脫模。

（4）模體。對(duì)于水平旋轉(zhuǎn)的注塑機(jī)，各副模具的中心應(yīng)在噴嘴中心所在的回轉(zhuǎn)半徑上，且模位之間的相位角均等。對(duì)于立式旋轉(zhuǎn)的注塑機(jī)，各副模具的中心應(yīng)在同一回轉(zhuǎn)半徑上，且模位之間的相位角均等；另外，噴嘴應(yīng)能與模具很好地接觸，噴嘴中心線應(yīng)與模具中心線在一條直線上。對(duì)于注射頭旋轉(zhuǎn)的注塑機(jī)，注射間的回轉(zhuǎn)中心應(yīng)在各模位的注塑模所在圓的圓心上，各注塑模應(yīng)以等圓心角布置。

6.6.4 疊層式注塑成型

疊層式模具相當(dāng)于將多副模具疊放組合在一起。這種模具往往需要有一個(gè)較長(zhǎng)的主流道來輸送熔體到模具中部。疊層式模具最適于成型大型扁平制件、小型多腔薄壁制件和需大批量生產(chǎn)的制件。最初的疊層式模具因使用普通流道，每次注射都要去除流道，不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，因而應(yīng)用較少。當(dāng)疊層式模具應(yīng)用了熱流道技術(shù)后，其應(yīng)用才得到了較大的提高。

疊層式熱流道模具的主流道設(shè)置在模具的中心部分。由于疊層式模具型腔有多個(gè)分型面，這意味著需要有一個(gè)機(jī)構(gòu)使這些分型面能同時(shí)分型。與常規(guī)模具相比，這種模具鎖模力只提高了5%～10%，但產(chǎn)量增加了90%～95%，可以極大地提高設(shè)備利用率和生產(chǎn)效率，節(jié)約成本。此外，由于模具制造要求基本上與常規(guī)模具相同，主要是將兩副或多副型腔組合在一副模具中，所以模具制造周期可縮短5%～10%。因此，盡管這種模具的加工技術(shù)要求較高，同時(shí)對(duì)注塑機(jī)的開模行程要求也較大，但在工業(yè)上的應(yīng)用前景較好。

6.6.4.1 模具結(jié)構(gòu)

圖361所示是在一般注塑機(jī)上使用的疊層式注塑模結(jié)構(gòu)形式。它是將兩副或多副常規(guī)注塑模組合在一起，并加上熱流道系統(tǒng)。該模具有3個(gè)主要組成部分，即中間部分、動(dòng)模部分及定模部分。中間部分由裝有熱流道和向兩側(cè)供料的進(jìn)料口的兩塊模板構(gòu)成。在動(dòng)模和定模部分都設(shè)置有推出裝置，用機(jī)械、液壓或氣壓等動(dòng)力實(shí)現(xiàn)制件脫模。延伸式噴嘴外側(cè)可用電阻絲加熱。

熱流道系統(tǒng)通過模具的定模板部分進(jìn)行延伸，當(dāng)模具閉合時(shí)與注塑機(jī)噴嘴相連接。這一因素在安排型腔的排列時(shí)應(yīng)考慮進(jìn)去，推出零件決不能穿過熱流道伸展區(qū)域。模具部分安裝在動(dòng)模板上，在脫模過程中，中間板沿注塑機(jī)軸向運(yùn)動(dòng)，將延伸部分同噴嘴脫開。流道的延伸部分必須足夠長(zhǎng)，這樣在開模過程中，可避免因熔料泄漏黏于導(dǎo)柱、導(dǎo)套而影響模具的運(yùn)轉(zhuǎn)。

6.6.4.2 熱流道系統(tǒng)

圖361 疊層式注塑模

疊層式模具的熱流道系統(tǒng)主要由噴嘴、歧管、熱流道板（集流板）、加熱裝置等組成。噴嘴的形式有多種，常用的噴嘴有開式噴嘴、魚雷梭式噴嘴和針閥式噴嘴。在使用開式噴嘴時(shí)往往會(huì)引起流延，除了在塑件表面造成疵點(diǎn)外，成型塑件的性能也會(huì)因此而降低，形成的冷料甚至可能堵塞澆口。通常新式機(jī)器都具有熔體減壓（在模具打開之前注塑機(jī)螺桿后退）功能，或在熱流道歧管的澆口襯套里設(shè)有一個(gè)膨脹腔來解決這個(gè)問題。然而必須注意的是，減壓總是要保持在最低限度，以免在主流道、流道系統(tǒng)或澆口附近吸入空氣。因此，疊式熱流道系統(tǒng)一般多采用閥式熱噴嘴。

6.6.4.3 溫控系統(tǒng)

疊層式熱流道模具中的溫控系統(tǒng)包括加熱系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)。加熱系統(tǒng)的作用是保持流道中的塑料呈熔融狀態(tài)，冷卻系統(tǒng)的作用則是完成塑料和模具之間的熱量交換。

加熱系統(tǒng)中溫度不能過低或過高。溫度過低，塑料會(huì)在流道中形成較厚的固化層，影響實(shí)現(xiàn)連續(xù)注射；溫度過高，可能導(dǎo)致塑料分解變色，在塑件上形成缺陷乃至報(bào)廢。因此應(yīng)嚴(yán)格控溫，特別是新型高分子材料不斷出現(xiàn)，溫控要求的敏感度越來越高。設(shè)計(jì)冷卻回路時(shí)，應(yīng)考慮塑件的形狀，冷卻介質(zhì)種類、溫度、流速及冷卻管道的布置等因素。

6.6.4.4 開模機(jī)構(gòu)

疊層式模具在開模時(shí)，不僅動(dòng)模部分移動(dòng)，中間部分也同時(shí)移動(dòng)，即應(yīng)同時(shí)打開兩個(gè)分型面，并由兩側(cè)的推出機(jī)構(gòu)使塑件脫模。目前，疊層式模具的開模方式一般是由鉸接杠桿或齒條驅(qū)動(dòng)來同步開模，也可使用液壓系統(tǒng)（見圖362）。采用杠桿傳動(dòng)裝置的模具運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，中間板和推出機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)能在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)加速，受力較小且磨損少。齒條開模機(jī)構(gòu)在模具的兩邊各有一根齒條，兩根齒條與安裝在中間部分的齒輪相嚙合，通過導(dǎo)軌及齒條控制系統(tǒng)使模具在兩個(gè)分型面同時(shí)開啟。與液壓驅(qū)動(dòng)和鉸接杠桿驅(qū)動(dòng)相比，齒輪齒條驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)性能較好，也較經(jīng)濟(jì)，但用鉸接杠桿移動(dòng)模具的靈活性則更大。采用液壓輔助開模更易控制開模時(shí)間，但結(jié)構(gòu)較大。

圖362 疊層式注塑模聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)

疊層式模具在開合模過程中需要平穩(wěn)而有效的支撐。有效的支撐方式有導(dǎo)柱支撐、上吊式橫梁支撐、下導(dǎo)軌架支撐3種，支撐的種類應(yīng)按模具結(jié)構(gòu)來確定。用導(dǎo)柱及上橫梁支撐有一定的作用，但是模具中央部分重量可能將導(dǎo)柱或橫梁壓彎，從而使分型面不能充分對(duì)齊。因此，這種支撐常會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)?shù)亩科?，使模量不能充分?duì)齊，以及分型面不完全準(zhǔn)確閉合。用下支撐方式可以提供良好的支撐，但這需要橫梁有很好的地基支撐。

用于直角式注塑機(jī)的疊層式模具，類似于在一般注塑機(jī)上使用的疊層式注塑模結(jié)構(gòu)形式。由于這種注塑機(jī)垂直于模具安裝方向進(jìn)料，因而進(jìn)料系統(tǒng)較為簡(jiǎn)單，只要將從側(cè)向進(jìn)料系統(tǒng)進(jìn)入的熔料注入相對(duì)方向的型腔即可。不過這時(shí)模具有3個(gè)分型面，即圖362中的型腔板（中間流道板）3沿中間分開，增加一個(gè)分型面。