3.2　注塑模結構方案綜合可行性分析與論證

注塑件由于用途和性能及材料的不同，其形狀、尺寸和精度也是千變萬化的。但形狀可分為簡單造型和復雜造型兩種。簡單造型注塑件的注塑模結構方案，可以運用常規分析法，有時甚至不用任何分析法就可以確定模具結構的方案。而對于復雜造型的注塑件，則一定要運用注塑模結構綜合可行性分析方法來確定模具結構方案，才能確保模具結構方案的正確性，從而確保注塑模設計的完整性和正確性。

3.2.1　注塑模結構方案綜合分析法

常規要素分析法是指應用“六要素”中某單個要素，對注塑件進行模具結構方案可行性分析的方法。綜合要素分析法，是指應用“六要素”中所具有的多種要素或多重要素和多種與多重的混合要素及要素與痕跡所組成的綜合分析的方法。

（1）注塑件形體要素的綜合分析法

復雜或特復雜的注塑模結構方案的分析方法，一般是應用綜合分析法進行方案分析。綜合分析法是由若干個常規分析法所組成，它可以分成多重要素綜合分析法、多種要素綜合分析法和混合要素綜合分析法三種。

①注塑件形體多重要素綜合分析法　是在單一要素分析法的基礎上，對多重要素（即多個同類型要素）進行的模具結構方案可行性分析的綜合方法。

②注塑件形體多種要素綜合分析法　是在單一要素分析法的基礎上，對多種要素（即多個不同類型要素）進行的模具結構方案可行性分析的綜合方法。

③注塑件形體混合要素綜合分析法　是在單一要素分析法的基礎上，對多重和多種要素進行的模具結構方案可行性分析的綜合方法。

嚴格地講，綜合要素分析法是一種沒有固定的格式、具有很大靈活性的分析方法。但只要遵照注塑件形體“六要素”分析和注塑模結構方案可行性分析的常規分析方法，再通過不同要素模具結構方案的調整，就能夠解決任何復雜注塑模的結構方案的制訂。換句話說，注塑件形體“六要素”分析和注塑模結構方案可行性的常規分析是綜合要素分析法的基礎。

（2）注塑件形體要素與模具結構痕跡的綜合分析法

這是注塑件形體要素分析與注塑件成型痕跡相結合的一種綜合分析方法。注塑件形體分析要素可以是一種，也可以是多種或混合的綜合分析方法。有了前面介紹的常規要素分析方法和注塑件成型痕跡的分析方法，就不難進行注塑件要素與痕跡的綜合分析法。

①注塑件要素與痕跡同時進行的注塑模結構綜合分析法　同時分析可以相互驗證注塑模結構方案的合理性和正確性。如先用注塑件形體要素的分析方法制訂模具結構方案，后用注塑件成型痕跡分析法確定模具的結構；也可先用注塑件成型痕跡分析法制訂模具結構方案，后用注塑件形體分析要素分析法確定模具的結構。

②注塑件要素與痕跡分別進行的注塑模結構綜合分析法　注塑模的簡單結構可以采用注塑件成型痕跡直接進行分析來確定，而對于注塑件上不可確定和模糊的注塑模結構則應該采用注塑件形體要素的分析方法。有些注塑件的形體十分復雜，此時僅靠注塑樣件成型痕跡還不足以還原注塑模的結構；此時，最可靠的辦法是先用要素綜合分析的方法進行分析，再用注塑樣件成型痕跡進行驗證。注塑件要素與痕跡的綜合分析法的前提，是在確定注塑模結構方案時，必須有注塑樣件，這樣才能依照注塑樣件成型痕跡進行分析。

3.2.2　注塑模結構方案綜合分析法案例

通過套筒和聯扣形體綜合六要素分析，可以制訂出注塑模結構方案，便可以順利地進行注塑模的設計。

（1）“運動”要素與注塑模結構方案可行性分析

在注塑件成型的過程中，除了要完成注塑模正常的動、定模的開閉模運動，注塑件的抽芯運動和脫模運動，脫澆口冷凝料、抽芯和脫模機構的復位與先復位運動之外，還需要根據注塑件結構完成很多其他形式的運動，如注塑模的二次分型運動、注塑模的二級抽芯運動、注塑模的二次脫模運動以及齒輪副的脫螺紋運動等。

［例3-3］　套筒形體分析如圖3-3（a）所示。材料為聚乙烯（PE），收縮率為1.5%～2.6%。該注塑件壁厚僅1mm，可以分析出該注塑件不僅有“錯位”和“變形”要素，還要有“外觀”的要素，即注塑件不能出現分型和脫模的痕跡，澆口的痕跡也要很小。另外，若存在注塑件分型的痕跡，還將會影響M50mm×1.5mm螺紋尺寸的配合。為了不出現螺紋處的分型面痕跡，需要有脫螺紋運動。故套筒形體分析存在著四種要素，為多重綜合要素分析方法。

套筒注塑模設計：如圖3-3（b）所示，當分型面Ⅱ—Ⅱ被打啟時，中模板2帶動齒條13移動，使得齒輪軸上的齒輪11和錐齒輪12轉動，繼而帶動雙聯齒輪14和螺紋型腔7上的齒輪轉動，從而使得套筒上的M50mm×1.5mm螺紋脫模。為了防止套筒與動模型芯6之間產生真空，接頭17通入壓縮空氣，套筒在氣動推桿5的作用之下脫模。A和B處的錐體分別與中模板2和支承板（Ⅰ）9中錐孔的無間隙配合，用以實現型腔3與中模板2及支承板（Ⅰ）9之間的精確定位，防止套筒因錯位使得壁厚不均勻。

（2）“干涉”要素與注塑模結構方案可行性分析

注塑模機構的運動需要嚴格地按照注塑模結構方案運動分析的排序進行，還有使得動作相互協調，不可無序進行。注塑模的多個抽芯運動有時也應該分成先后次序進行，否則，將會產生運動的干涉現象。

［例3-4］　聯扣如圖3-4（a）所示。聯扣上存在著四個“型孔”和一個“型槽”以及型孔抽芯與脫模運動“干涉”要素，應該屬于混合綜合分析。注塑模一般是在頂桿4上安裝了壓縮彈簧進行頂桿4的先復位運動，但因彈簧長期使用會產生失效而需要及時更換。因彈簧失效會使抽芯機構的型芯和推桿發生碰撞，一般發生在頂桿4與側型芯2相交情況下的注塑模閉模運動。

為了避免這種運動“干涉”的現象發生，“聯扣”注塑模采用斜銷式先復位機構，如圖3-4（b）及圖3-4（c）所示。在動定模開始閉模時，斜銷1頂著復位桿5，復位桿5推著推板6、推墊板7及頂桿4先行復位之后，再是側型芯2在斜銷1的作用之下復位，方可避免發生運動“干涉”。這樣，斜銷1先是進行脫模機構的先復位，后是進行抽芯機構的復位。

3.2.3　注塑模結構方案的論證方法

對于十分復雜的注塑模結構方案分析，為了確保注塑件形體要素分析時不遺漏，保證注塑模結構方案的不缺失和正確性，就必須進行模具結構方案的論證。所謂論證，就是檢驗要素分析和模具結構方案的完整性和正確性，確保模具設計成功。現在普遍存在著注塑模設計后不進行結構方案論證的現象，這樣極易導致注塑模設計的失敗。

（1）注塑模結構方案的分析與論證

注塑件形體“六要素”的分析，是為制訂注塑模結構方案提出的先決條件。注塑模結構方案的“三種”分析方法，是為注塑件在成型過程中制訂模具結構方案的方法。注塑模結構方案制訂出來之后，還需要有一種檢驗方案的方法，這就是注塑模結構方案的論證，以確定注塑模結構方案是否存在著錯誤、結構有無遺漏和效率高低、模具構件強度與剛度高低及注塑件成型時會不會產生眾多缺陷的狀況，從而確保注塑模設計的正確性。

（2）注塑模結構方案論證的方法

注塑模結構方案的論證，就是通過對方案和機構的論證及構件強度與剛度的校核，以達到注塑模結構方案的正確性和完整性，從而確保注塑模設計的成功。注塑件在模具中只有一種擺放位置，注塑模結構方案論證的方法就只有一種，論證過程如下。

①檢查注塑件形體“六要素”分析的完整性　檢查注塑件形體“六要素”分析是否存在著遺漏，分析是否到位。

②檢查注塑模機構合理性　檢查注塑模機構能否達到完成“六要素”賦予的任務和功能，檢查注塑模機構的合理性和機構的最佳狀態及最簡化，檢查注塑模機構與注塑件形體分析“六要素”是否一一對應。

③檢查注塑模機構的運動排序和干涉　檢查注塑模的運動形式，分析各種運動機構是否存在著干涉現象。

④校核模具薄弱構件的強度和剛度　驗證模具薄弱構件（動、定模型腔側壁和底壁的厚度，動模墊板的厚度，抽芯機構長導柱或長斜銷）的剛度和強度。

⑤注塑模結構方案缺陷的預測　注塑模結構可能是正確的，但有可能在成型加工時注塑件會產生各種形式模具結構類型缺陷；通過缺陷預期分析將注塑件上這些缺陷消滅在萌芽狀態。通過對注塑模結構方案論證，找出制訂的注塑模結構方案中問題，以確保注塑模結構完整性，確保注塑件成型加工的完美性，杜絕注塑模結構設計的失誤和提高試模的合格率。

3.2.4　注塑件形體要素與注塑模結構痕跡相結合綜合分析法的特點

注塑樣件上的模具結構成型痕跡分析法的最大優點是具有直觀性；最大缺點是條理性和邏輯性較差，特別是間接確定模具結構方案的方法時，具有一定的隱蔽性、抽象性和假設性。當然對于簡單的注塑模結構方案的制訂，是完全可以采用的；對于中等復雜程度的注塑模結構方案的制訂，還可以勉強運用；而對于復雜的注塑模結構方案的制訂，則存在著不確定性和局限性。但不管在何種情況下，成功的注塑樣件不失為模具結構設計的最好參照物，還是具有很大的參考價值的。