如何提高模具寿命

模具寿命与模具本身质量有直接关系，这是大家共识的。而模具的寿命也与其它方面有关，这不是每个人都知道的。我公司生产的全液压四缸直锁二板式注塑机投放市场已经多年，有次我在访问用户时，开平某塑料厂有位老板对我说："在贵厂机器上使用的模具，寿命平均延长1/2以上，这是什么原因呢？"当时我也不太在意，后来遇到这样的例子很多，这种特殊现象才引起了我的注意。后来经过探索研究，发现模具寿命除了与模具本身的质量有关外，还与所选用注塑机的锁模结构及工艺有关，下面分别加以叙述。
    模具质量主要与设计、选材、加工、装配等有关，从设计角度上，主要考虑：1）模架的大小，模腔的壁厚；寿命与制造成本的关系，选用注塑机的大小对投资成本及生产成本的影响。2）内嵌件的强度及放置的可靠性。3）尽量避免个别零件或模腔中某个位置成为薄弱的环节。4）导柱在移模过程中起了很重要的作用，故应考虑其强度及耐磨性。其它选材、加工、装配，主要考虑成本与质量的矛盾关系，在此不多叙述。下面主要从各充模过程中，谈谈合模机构与模具寿命的关系。
一、 快速合模过程
    在快速合模过程中，动模板的运动平稳性影响到模具导柱与导套的相对运动。如果动模板的导向长度太短，而模具太重，或者太高，就会因模板的倾斜而导致导柱与导套偏磨。最近国际上一些大型机采用拉杆（哥林柱）脱开定模板或脱开动模板的结构，动模板的导向完全依靠机座的导轨，导轨磨损后造成导向精度下降，又重又高的模具使动模板倾斜，加速模具导柱的磨损，这种设计不太合理。对于肘杆式（机铰式）来说，由于其导向套太短，如果两边肘杆长短不一，会使模板左右摆动，也同样加速导柱的磨损，对于我公司生产的四缸直锁二板式注塑机来说（如下图）， 4个油缸各有A、B、C三点定位，无疑大大增加导向长度，使动模板在运动中平稳，特别是加工一些深腔产品，优点更加突出。
二、 低压护模过程
    在模具即将夹紧时，如果夹到浇口料、嵌件等异物，势必将模具夹坏，这是模具损坏的重要原因，故低压护模十分重要。肘杆式由于低压护模区太接近力的放大区（如下图），该区域力不稳定，也就是说即使作用在油缸上的是恒定的力，但作用在动模板上的不是恒定的力，而且相差很大，低压护模实际上起不到多大作用。相比之下，充液式好一些，但充液式由于内泄漏及吸空的原因，会造成爬行而造成低压护模不准确。四缸直锁二板式因没有以上两种结构的问题，故低压护模效果最好，实用中用棉线就可做到灵敏护模。
三、 高压锁模过程
    在此过程中，一般直压式均优于肘杆式，因为肘杆式会造成：
    1） 模具两边受力不均，使模具两边的变形量不同，会导致导柱受弯、模腔变形。
    2） 模具超载，使模具及拉杆变形量增加，开模困难，机器震动，严重会开不了模。
四、 注射保压过程
    1. 开始注射时，惯性力会影响深腔产品型芯的定位，如果型芯刚性不够或装配不牢，型芯有可能移位或倾斜。
    2. 在注射过程，如果模腔投影面积F大，模腔压力P高，那么胀模力M胀=F×P就可能超过原始锁模力M锁（如下图），M剩=M锁－M胀，M剩＜0，S＞0，制品厚度变大，并产生飞边，这时如果采用肘杆式锁模机构，其M锁增加见（如下图），整机变形增加（拉杆拉长），制品厚度略为增加，对普通制品要求，可在超载下成型制品，但带来的后果是铰边、拉杆等容易损坏，模具寿命也缩短，与此相反，采用全液压式，如果M剩＜0，动模板会后退（让模），制品变厚并产生飞边，但模具拉杆等变形不增加，不易损坏，起到保护模具作用，全液压式不能在超载下工作，既是其弱点，也是其优点。
    3. 如果M胀较小，M锁不变，那么随着M剩增加，制品会变薄，制品的内应力较大，而且模具、拉杆等受力较大，特别是模具较小时，模具更易损坏，这方面全液压式比肘杆式有更多优势，因为其锁模力较易调节。
五、 予塑（熔胶）冷却过程
    如果模具受力不均，在注射阶段，导柱和型芯已经偏斜，在予塑冷却阶段，塑料处于冷却收缩，这时，如果模具受力不变，导柱等偏斜就会固定下来，这时金属与塑料之间摩擦力会很大，加速机械磨损，这方面也是肘杆式的弱点，四缸直锁二板式由于在熔胶和冷却时，锁模力随时间而下降，而且四柱受力均匀，这种现象大大减少。
六、 开模过程
    1. 开模前，肘杆式由于锁模力还没有释放，特别是超载时，型芯还没有恢复，塑料就已经冷却，故金属与塑料的摩擦力很大加剧型芯磨损。
    2. 在开模时，肘杆式由于锁模力的突然释放会产生震动，这些震动会加剧一些受力零件的破坏。
    3. 对于有两个分型面的模具（如下图），对于肘杆式来说，由于其运动速度是一条基本上固定的曲线如（如下图），故要使分型面AI分型面AII同时在低速度、大开模力下开模是不可能的，其结果如果只保证AI慢速，AII就速度太快，拉坏导柱，要保证AII慢速AI就太慢，从而影响生产率，这一点全液压式就方便很多。
    4. 对于肘杆式来说，还有一种情况，制品在飞边下开模，由于要经过临界点a机器弹性变形最大，动模板会往模具方面施加一变形力，这时，飞边出来的塑料受挤压会使模具受压加剧，而且会造成开模力不够而开不了模。
   根据以上分析，全液压式在延长模具寿命方面比肘杆式好得多，虽然四缸直锁二板式也是全液压式中的一种，但四缸直锁二板式又比传统全液压式好，故采用四缸直锁二板式注塑机延长寿命1/2甚至1倍是不足为奇的。所以对于一些制品精度要求高、模具结构比较复杂，在选用注塑机时，一定要了解采用何种锁模机构.