模具设计通用核心知识：工程师实用指南

所有热塑性塑料冷却时都会收缩，型腔必须按该收缩量做得比成品件大。公开的收缩率给出的是初始数值，不是最终数值。ABS、PC、PMMA、PS 等非结晶树脂约为 0.5%，而 PP、PE、PA、POM、PVC 等半结晶树脂通常接近 2%。共混料介于两者之间：ABS+PC 约 0.4%，PC+ABS 约 0.5%。

这些数值假设名义壁厚和冷却良好的模具。壁厚从 2 mm 改为 3 mm，PP 可能远超 2%，因为厚壁冷却更慢，结晶相有更多时间堆积。玻纤增强牌号在流动方向上的收缩小于垂直方向，因此单一数值无法描述两个轴向。对于任何公差要求严格的零件，我们会索取确切牌号，让模具厂分别补偿 X 和 Y。

实用规则：用表格确定型腔尺寸，然后切钢时留出修正余量。如果首件偏小，补焊和重新加工代价高昂；如果偏大，可以去除金属。材料为半结晶时，我们把型腔偏向收缩范围的高端；材料为非结晶且壁厚均匀时，偏向名义值。

• 1
  先检查壁厚壁厚对收缩的影响比树脂数据表显示的更大。
• 2
  分开 X 和 Y填充牌号沿流动方向和垂直流动方向的收缩不同。
• 3
  偏向可去除金属型腔略大可以修正，偏小则无法修正。

脱模斜度是让零件脱离钢材而不拉伤的锥度。纹理表面需要更大斜度。基准是：光滑垂直壁深约 25 mm 以内时，每侧 1°。纹理深度每 0.025 mm 增加 1°，因此粗哑光面可能推到 3° 或更大。加强筋和凸台比外壳需要更大斜度，因为它们会抱紧型芯。

分型面应位于零件最大投影面积与封胶面相交处，并且应尽量简单。分型面每增加一个台阶，就多一个需要手工配研的封胶面。如果外观面跨过分型面，夹线会显现。把分型线移到不可见边缘，或者接受它可见并围绕它规划表面处理。

壁厚决定加工节拍和翘曲。保持名义壁厚均匀；厚度必须变化时，逐步过渡而不是一次跳变。突然的 2:1 变化会在厚侧形成热点并产生缩痕，使零件不平。对于玻纤增强零件，厚壁还会提高表皮与芯部纤维取向不一致的风险，脱模后表现为翘曲。

• 1
  脱模斜度：最小 1°纹理、深筋和粗糙表面需要更大。
• 2
  保持分型面平整每个台阶都增加手工配研和可见夹线。
• 3
  壁厚逐步过渡避免突然的 2:1 跳变形成热点。

型腔和型芯钢材按树脂、产量和表面要求选择。P20 预硬钢适合 ABS、PS、PP 的中低产量且表面要求不高的场合。玻纤增强尼龙、PVC 和 PC 更适合 H13 或 S136 淬硬钢，因为磨蚀性填料和腐蚀性副产物会快速磨损软型腔。对于 PMMA 或 PC 光学件，S136 抛光至镜面比 P20 更能长期保持表面。

加工节拍取决于冷却。布置水道时，使水道壁到型腔表面的距离大致恒定，通常为水道直径的 1.5 到 2.5 倍。隔水板和喷泉管可伸入直钻孔无法冷却的高型芯。对于深拉伸零件，外侧直水道会先冷却边缘再冷却型芯，零件会向热侧弯曲。

当流道相对零件较大、使用加工窗口窄的工程树脂，或希望无回料时，热流道是合理选择。热流道前期成本更高，维护更多。对于 ABS 或 PP 小零件，冷流道加合理浇口位置通常更简单。浇口位置还决定熔接线位置和取向，因此在建模型腔前就要确定。

• 1
  钢材匹配树脂磨蚀性和腐蚀性树脂需要淬硬或不锈钢型腔。
• 2
  保持冷却均匀壁到水道距离恒定可控制翘曲。
• 3
  尽早确定浇口浇口位置决定熔接线和流动取向。