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 模具設計最大的困難和挑戰是如何減少磨損。畢竟，磨損得越厲害，模具的修理費用越高，模具壽命越短。因此對于模具設計者和制造者來(lái)說(shuō)，減少磨損是其重要目標之一，但是這又是一個(gè)難以克服的難題，尤其是模具在進(jìn)行成型生產(chǎn)時(shí)會(huì )有各種不利的情況發(fā)生。

    磨損的挑戰模具設計者和制造者試圖使用一些典型的方法以減少磨損，如使用不同的金屬材料，使用低磨損的涂層，指定高硬度的金屬材料，合模的設計要增大角度以避免合模鎖死，以及更多基于經(jīng)驗的方法。然而，不能夠被設計者和模具制造者很好理解的一種設計原則是：由成型過(guò)程中的一些負載和應力引起的模具零部件磨損，也應該被消除。

    1、動(dòng)態(tài)條件

    模具設計者和制造者關(guān)注模具制造環(huán)節特別是模具裝配階段。他們進(jìn)行多次嘗試以使模具零部件能夠通過(guò)手工裝配在一起。在較好的模具制造廠(chǎng)中，錘子、撬杠和夾鉗是嚴格被禁止使用或者使用受限的。雖然大多數模具是通過(guò)手工裝配的，模具部件擁有緊密的公差配合。但是這是在沒(méi)有考慮應力的前提下的。也就是說(shuō)，模具處于一種靜態(tài)條件下。

    注塑加工商注意到了模具處于動(dòng)態(tài)條件下的狀態(tài)。由于成型條件的不斷改變，模具部件可能移動(dòng)了位置，例如，被鎖模、開(kāi)模與合模、不同的加熱和冷卻引起的熱力學(xué)改變以及注射壓力引起的應力變化使部件移位。因此，對于注塑加工商來(lái)說(shuō)，模具是活動(dòng)的或者說(shuō)是一種動(dòng)態(tài)設備，它在生產(chǎn)中不是靜止不動(dòng)的。

    經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐，注塑加工商和模具制造商已經(jīng)認識到模具是動(dòng)態(tài)設備，而動(dòng)態(tài)條件能夠引起模具部件偏離原來(lái)的位置。當一個(gè)力加在模具部件上時(shí)，這些部件會(huì )移出原來(lái)的位置，與相鄰的部件碰撞，從而使這些部件之間產(chǎn)生了高負荷和高應力。這些應力產(chǎn)生的一個(gè)嚴重的后果就是造成模具的磨損。

    2、準確合模的途徑

    注塑加工商已認識到過(guò)度的磨損是由不可預期的應力引起的，因此他們開(kāi)始使用多種設計來(lái)解決問(wèn)題。其中一個(gè)最常見(jiàn)的辦法就是采用成本日益增加的準確合模技術(shù)，如采用高成本的直線(xiàn)聯(lián)動(dòng)裝置，其原理是增加了復雜的合模調整，這種調整使模具內部件盡管受力也不會(huì )發(fā)生移動(dòng)?；谶@種裝置的昂貴性，注塑加工商還試圖采用別的方法阻止模具內部件的運動(dòng)。

    將磨損最小化的解決方案

    其實(shí)，解決由運動(dòng)引起的應力的最好方法非常簡(jiǎn)單。如果部件A處于部件B的壓迫之下使兩個(gè)部件都處于壓力之下，那么去除壓力也就解決了問(wèn)題。去除應力可通過(guò)一種革命性的方法來(lái)完成，也就是通過(guò)組合的設計使部件在模具內可以移動(dòng)。

    可以肯定的是，如果部件A由于壓力而移動(dòng)，那就允許部件B隨著(zhù)A同時(shí)移動(dòng)。因為兩個(gè)部件同時(shí)移動(dòng)，其應力可被減少或者消除，進(jìn)而使磨損迅速降低。這種設計依賴(lài)于特殊的設計概念，即懸浮的概念。

    允許部件移動(dòng)或者懸浮的概念與模具制造商的傳統理念是完全背離的。這是一種與經(jīng)驗和傳統理念無(wú)關(guān)的概念。業(yè)界逐漸認識到一種可旋開(kāi)的模具類(lèi)型對于降低磨損最有效（例如，為帶有內螺紋的制品設計的模具）。今天，那些已經(jīng)采納了這個(gè)概念并將其運用到模具設計中的注塑加工商，正在打造異常成功的模具，以大大節約模具維修的費用。

    注塑加工商使用含有銅合金的模具用以提高冷卻效果，可是發(fā)現銅合金容易損壞。于是又想方設法提高銅合金的耐磨性，然而這又會(huì )顯著(zhù)降低熱傳導性能。因此注塑加工商只能被迫選擇快速成型來(lái)提高模具冷卻性能或者更好地對抗磨損。成功使用銅合金模具的注塑加工商已經(jīng)意識到，懸浮的模具部件可能是將模具的磨損減至最小的設計概念。懸浮模具部件可使注塑加工商獲得最小的磨損和高速的成型周期。

    成功的關(guān)鍵及舉例

    懸浮模具部件成功的關(guān)鍵是確定哪個(gè)部件將被懸浮起來(lái)，以及怎樣設計使它們懸浮起來(lái)。注塑加工商在成功確定這兩個(gè)方案后，就能夠獲得快速的成型周期和較低的模具修理費用。

    以下圖為例，如果部件向注塑模具內部移動(dòng)，那么移動(dòng)部件發(fā)生磨損的概率將會(huì )非常高。在本案例中，最可能受到磨損的部件是A部件（噴管芯）、B部件（頂出套筒）及C部件（B側芯）。其中，噴管芯A的磨損發(fā)生在外徑處，因為頂出套筒B與噴管芯A很緊；頂出套筒B內徑會(huì )磨損，因為其與噴管芯A配合太緊密。頂出套筒B的外徑會(huì )因為部件C，即B側芯內部的摩擦而引起磨損；B側芯的內徑會(huì )因為頂出套筒外側的摩擦而引起磨損。

    基于以上的分析，我們可以給出以下建議：每一個(gè)部件都采用“懸浮”或者更加特殊的設計，從而使它們都能夠輕微移動(dòng)，進(jìn)而消除部件之間的應力；與其他兩個(gè)部件運動(dòng)方向相反的是頂出套筒，在設計這個(gè)部件時(shí)，應該盡量減小它在移動(dòng)時(shí)的應力，從而顯著(zhù)減少磨損；在設計部件C時(shí)，也應該使其能夠輕微懸?。ㄊ褂脦ё雍偷鯒U固定）,以此減少摩損的可能性。