注塑模具作为注塑加工的核心装备，是决定塑料零件精度、质量与生产效率的关键。一套完整的注塑模具看似复杂，实则由多个功能明确的部分协同构成，每个组件都在 “熔融塑料填充→冷却固化→零件脱模” 的循环中扮演着不可或缺的角色。本文将系统拆解注塑模具的核心组成部分，解析其结构与功能原理。
一、成型部件
成型部件是模具中直接与塑料接触并赋予其形状的核心结构，包括凹模、凸模（或型芯）和型腔，其精度直接决定零件的尺寸与表面质量。
凹模（型腔）
凹模是模具中形成零件外表面的凹槽状部件，通常固定在定模（与注塑机喷嘴接触的一侧）。根据零件结构，凹模可分为整体式和组合式：
- 整体式凹模：由整块钢材加工而成，适合形状简单、精度要求高的零件（如手机外壳），具有强度高、无拼接缝隙的优势，但加工难度大，材料利用率低。
- 组合式凹模：由多个镶件拼接而成，适合复杂形状（如带有深腔、异形孔的零件），便于局部加工与更换，降低模具维护成本。例如，汽车仪表盘模具的凹模常由 10-20 个镶件组成，可分别针对不同曲面进行精密加工。
凹模的表面质量需与零件要求匹配：镜面零件（如光学镜片）的凹模需抛光至 Ra≤0.02μm，而纹理零件（如家电外壳）则需通过电火花加工或蚀刻形成特定纹路。
凸模（型芯）
凸模是形成零件内表面或凸起结构的部件，通常安装在动模（可移动的一侧）。其设计需考虑熔体流动路径与排气效果，避免因结构遮挡导致填充不足。例如，塑料齿轮模具的型芯需精确复刻齿形，公差控制在 ±0.01mm 以内，确保齿轮啮合精度。
对于带孔零件（如连接器插针孔），型芯常设计为细长的 “型芯针”，直径可小至 0.5mm 以下，需采用高强度合金钢材（如 SKH-51）并进行热处理（硬度≥55HRC），防止弯曲或断裂。
型腔间隙与配合
凹模与凸模的配合间隙需严格控制：过小会导致零件脱模困难或产生飞边；过大则可能出现溢料。对于一般塑料件，配合间隙为 0.01-0.03mm；对于流动性好的塑料（如 PE、PP），间隙需缩小至 0.005-0.01mm，避免细缝溢料。
二、浇注系统
浇注系统是将熔融塑料从注塑机喷嘴引入型腔的通道，包括主流道、分流道、浇口和冷料井，其设计直接影响熔体流动速度、压力损失与填充均匀性。
主流道
主流道是连接注塑机喷嘴与分流道的圆柱形通道，通常设计为圆锥形（锥度 2°-4°），便于凝料脱模。其入口处需设置 “浇口套”（由淬火钢制造，硬度≥50HRC），与喷嘴紧密贴合（间隙≤0.02mm），防止熔体泄漏。主流道直径需根据塑料流动性匹配：流动性好的 PE、PP 可取 φ6-8mm，高粘度的 PC、PMMA 则需 φ8-12mm。
分流道
分流道是主流道与浇口之间的分支通道，用于将熔体分配至多个型腔（多型腔模具）。常见截面形状有圆形、梯形和 U 形，其中圆形截面（直径 φ5-10mm）的流动阻力最小，但加工难度大；梯形截面（深度 3-8mm，角度 5°-10°）便于加工，应用更广泛。
分流道的长度需尽可能相等（多型腔模具），确保各型腔填充均匀。例如，32 腔瓶盖模具的分流道采用 “放射状” 布局，各分支长度差控制在 5% 以内，避免因填充时差导致零件重量波动。
浇口
浇口是连接分流道与型腔的细小通道，是浇注系统的 “咽喉”，其尺寸与位置直接影响熔体填充速度与零件质量。常见浇口类型包括：
- 侧浇口：开设在凹模边缘，宽度 2-5mm，厚度 0.5-2mm，适合中小型零件，可自动切断凝料。
- 点浇口：直径 φ0.5-2mm，开设在零件表面，适合高精度、外观要求高的零件（如手机中框），但需配合三板模结构。
- 潜伏式浇口：从零件内侧或侧面潜入，脱模时自动切断，不影响外观，常用于玩具、家电外壳。
浇口位置需避开零件受力区域和外观面，优先选择壁厚处，确保熔体顺利填充。例如，汽车保险杠模具的浇口设在背部非外观面，且采用多个浇口平衡填充速度。
冷料井
冷料井是主流道末端或分流道拐角处的凹陷结构，用于收集熔体前锋的冷料（因接触低温模具而提前冷却的塑料），防止冷料进入型腔导致零件出现冷料斑或熔接痕。冷料井深度通常为直径的 1.5-2 倍，底部可设计倒锥或挂钩，便于凝料脱模。
三、导向与定位机构
导向与定位机构用于确保动模与定模在合模时精确对准，避免因错位导致型腔损坏或零件尺寸偏差，核心组件包括导柱、导套和定位销。
导柱与导套
导柱（圆柱形，直径 φ10-30mm）固定在动模或定模，导套（对应孔径）安装在配合模板上，二者采用间隙配合（0.01-0.03mm），形成滑动导向。导柱表面需淬火（硬度≥55HRC）并抛光（Ra≤0.8μm），确保顺畅滑动；导套常采用耐磨材料（如铜合金），减少摩擦损耗。
一套模具通常设置 4-6 个导柱，分布在模板四角，大型模具（如汽车门板模具）需增加辅助导柱，防止合模时模板变形导致的偏移。
定位机构
对于高精度模具（如光学镜片模具），仅靠导柱导向无法满足要求（定位精度需≤0.001mm），需增设定位机构：
- 锥面定位：在动定模对应位置设置圆锥面（锥度 10°-30°），合模时通过锥面贴合实现精确定位。
- 定位销与定位孔：采用过盈配合的定位销（直径 φ8-16mm）与定位孔，分布在型腔周围，确保型腔相对位置误差≤0.005mm。
定位机构尤其适用于多型腔模具和带有滑块、斜顶的复杂模具，避免因合模误差导致零件壁厚不均。
四、脱模机构
脱模机构在开模后将零件从型腔或型芯上分离，其设计需根据零件形状、尺寸和材料特性确定，核心组件包括顶针、顶板、斜顶和抽芯机构。
顶针（推杆）
顶针是最常用的脱模部件，为圆柱形（直径 φ2-10mm），安装在顶针板上，开模时通过顶针板推动顶针将零件顶出。顶针需均匀分布在零件受力平衡的位置（如筋条、凸台下方），避免零件变形。例如，手机外壳模具通常设置 20-30 根顶针，间距≤50mm，确保脱模时受力均匀。
顶针与模板的配合间隙需控制在 0.02-0.05mm，既保证滑动顺畅，又防止熔体泄漏。对于深腔零件（如桶状容器），需采用 “顶针 + 顶板” 组合脱模，避免单一顶针导致的局部变形。
顶板（顶管）
顶板是环形或板状的脱模部件，适用于大面积或薄壁零件（如平板、壳体），通过面接触均匀顶推零件。例如，电视机后盖模具采用整体顶板脱模，接触面积达 80% 以上，有效防止零件翘曲。
斜顶与抽芯机构
对于带有倒扣（如卡扣、凹槽）的零件，无法直接脱模，需采用斜顶或抽芯机构：
- 斜顶：由顶针板带动，在顶出的同时沿斜向运动，脱离零件倒扣，适合小型倒扣（深度＜5mm）。
- 抽芯机构：通过液压缸或齿轮齿条驱动，在开模前将型芯从倒扣处抽出，适合大型或复杂倒扣（如汽车门板的窗框倒扣）。
抽芯机构的运动精度需严格控制，抽拔距离需大于倒扣深度 1-2mm，避免零件被划伤。
五、冷却系统
冷却系统通过循环水带走模具热量，使熔融塑料快速固化，其设计直接影响成型周期与零件翘曲变形。冷却系统由冷却水道、密封圈和接头组成。
冷却水道
冷却水道是模具内部的通孔（直径 φ6-12mm），贴近型腔表面（距离 8-15mm），确保热量快速传导。水道布局需与型腔形状匹配：
- 直通式水道：适合简单平板零件，水流从一端进、另一端出，结构简单。
- 环形水道：围绕圆形型腔（如瓶盖、齿轮）布置，确保均匀冷却。
- 随形水道：采用 3D 打印技术制造，完全贴合复杂型腔曲面（如汽车保险杠的凹凸表面），温差可控制在 ±3℃以内，远优于传统水道的 ±10℃。
水道需避免与顶针、导柱等部件干涉，转弯处采用圆弧过渡（半径≥5mm），减少水流阻力。
温控参数
冷却水温需根据塑料类型设定：
- 结晶性塑料（如 PP、PA）需较高模温（40-80℃），采用温水冷却，促进结晶稳定。
- 非结晶性塑料（如 ABS、PC）模温较低（20-60℃），采用冷水快速冷却，缩短周期。
冷却时间占成型周期的 60%-80%，优化冷却系统可使周期缩短 20%-30%，显著提升生产效率。
六、排气系统
型腔在填充前存在空气，熔体注入时还会产生挥发物（如水分、降解气体），若无法排出，会导致零件出现缺料、气泡、焦痕等缺陷。排气系统通常由排气槽、排气孔和溢流槽组成。
排气槽
排气槽开设在熔体最后填充的位置（如型腔角落、熔接痕处），深度 0.01-0.03mm（非结晶性塑料取小值，结晶性取大值），宽度 5-10mm，长度延伸至模具外部，确保气体顺利排出。例如，手机按键模具的排气槽设在按键边缘，深度 0.015mm，避免出现毛边的同时高效排气。
溢流槽
溢流槽是型腔边缘的辅助凹槽，用于收集冷料和气体，通常与排气槽相连，容积为型腔的 5%-10%。对于高粘度塑料（如 PC），溢流槽可有效减少熔接痕，提升零件强度。
结语
注塑模具的各组成部分相互协同，共同实现 “精准成型、高效生产” 的目标：成型部件决定零件形态，浇注系统控制熔体流动，导向机构保证合模精度，脱模机构实现顺利取件，冷却系统影响生产效率，排气系统保障零件质量。理解这些组成部分的功能与原理，是优化模具设计、解决成型缺陷的基础。随着 3D 打印、智能传感等技术的融入，注塑模具正朝着更精密、更高效、更智能的方向发展，为塑料制造业的升级提供核心支撑。
