5.5.4    高精度成型制件与模具设计、制造的关系
    虽然BMC模塑料的成型方法及其成型制品设计的基本要求与一般塑料的基本相同，其模具的主要结构也很相似，但由于BMC模塑料的收缩率很小，所以比其他工程塑料更容易获得高精度的制品。另外BMC还有良好的流动性，可在低压下成型，因而其成型制品的残余内应力及变形也小，尺寸稳定性好，孔和凸台的精度可达IT7级以上。表面精度则根据制品的形状和大小不同而异，但仍可达到0.05mm以内的精度。由于用BMC模塑料一般都可成型具有高精度及高质量的制件，因而对其成型模具的设计、制造也提出了更高的要求，也就是说， BMC模塑料的成型模具除了应遵循热固性模具的基本要求外，还必须用高精度、高质量的模具设计、制造标准来要求它。下面就高精度成型制件与模具设计、制造的关系及其基本要求作一讨论。
    如上所述，在实际中影响成型制品精度的因素很多，而作为成型高精度BMC模塑制品的模具必须具备以下的基本条件。
    ①模具的结构设计在使用过程中仍能保持应有的精度。
    ②模具的加工精度应比一般模具的要求更高，而制造误差更小。
    ③脱出制品时保证不会使其产生变形。
    ④在确定浇口位置和尺寸时，应能保证成型制品不产生翘曲和扭曲。
    ⑤能防止成型收缩率的波动
5.5.4.1   高精度成型模具设计基本注意事项
    (1)保持模具精度的设计注意事项   为使所设计的模具结构在使用过程中仍能保持其应有的精度，在设计时有许多方面必须加以注意。
    ①确保动、定模中心的一致   即使对定模和动模的成型部分进行高精度加工，但在成型过程中将模具闭合后，定模和动模的中心还会相互偏离；即使预定的收缩率与实际收缩率相一致，但由于成型件的内外形相关尺寸精度降低，也就不能达到所规定的精度。因此，动、定模中心必须相一致的要求，不仅对精密模具非常重要，就是对一般成型件，特别是对薄壁容器及由两部分型腔成型的成型件来说，都有很高的要求，所以这是对于精密模具始终需要考虑的问题。
    一般小型模具是由导柱起定位作用，使定模和动模对准中心口小型模具中的导柱进入导套孔的间隙约为0.04mm。当对动、定模采取对合导准措施后，动、定模在导柱和导套间隙范围内的中心偏移量则由模具在成型机上的安装状态所决定。在这种情况下，在成型件上也会出现型腔和型芯中心偏移的痕迹。如果精密模具只依靠导柱和导套对动、定模进行导准，则精度太低。只要动、定模的对合中心稍有偏移，就会导致精密成型件的精度下降，成型性能变差。在模具闭合时，为了使其能准确地对准中心，可采用如图5-27所示的锥销和锥面导向对中的定位结构。

    此外，因型腔板和型芯板之间具有较大的温度差，当基本尺寸很大时，必须注意其热膨胀的差异。[-page-] 
    ②防止模具变形和保证模具精度   为保证精密模具的精度，模具发生变形是绝对不允许的。紧固镶件的模框通常是带底的箱形、π形或带通孔的口字形。
    带底的箱形结构强度高，但需用砂轮轴较长的坐标磨床进行磨削，因而就不可能达到0.Olmm级的精度。另外坐标磨床的加工效率很低，因而从加工制造的角度看，这并不是一种理想的结构形状。
    带通孔的口字形结构的强度比带底箱形的低．但比π形的强度高。因其可用线切割进行加工，所以精加工时与硬度无关，加工精度可达到0.02mm，但其表而粗糙度为5-10μm,Rmax仍然欠佳。
    π形则可用平面磨削加工，精度可达毫米级，但强度较差。所以在设计时，尚需采取增加强度的措施，以保证其具有足够的强度。镶件孔的位置必须与成型件的精度和模具的结构相吻合。通常，孔的加工精度需在0.01mm以内。
    模框材料通常使用SCM4等合金结构钢，调质到HRC30左右，以提高其机械性能。必需使其在成型压力下不出现变形。在锁模压力作用下，也不会出现变形
    (2)防止模具精度波动的设计注意事项   为防止模具精度出现波动，必须确保活动部件在每次往复运动后，均能回复到原来的位置。但不管采用哪种方法，都需在设计上确保其在往复运动后能回到原来的位置。也就是说，要保证模具的精度，除了应保证各零件的加工精度外，保持动、定模中心始终能相一致也是十分重要的。实践证明，在结构设计上好是能
采用如图5-27所示的用锥形销或锥面来作动、定模的导向定位装置（此结构也可用于侧型芯的定位结构）。所有活动部件都需进行淬火及磨削，或在活动部件的滑动面上安装淬火磨削耐磨垫块。
    为使侧型芯滑动平稳顺畅，需在侧型芯和滑槽之间留有适当的间隙，一般采用H7/e7的配合较为适宜。但因其间隙随基本尺寸增大而增加，侧型芯的位置波动也加大，所以对于没有定位锥的侧型芯，为了保证其定位精度，应尽量减小宽度方向的配合尺寸。如果侧型芯宽度较大时，则可在侧型芯的中间开设较窄宽度的导向槽。
    (3)防止制品脱模变形的设计注意事项    总的来说，BMC模塑料成型模具的脱模机构与其他塑料模具是相似的。然而，即使模具型腔部分的加工精度很高，若在脱模时塑料件发生变形，同样不能获得高精度的塑料件。一般来说，精密成型制件的体积较小、壁较薄，且多数还带有薄形凸缘，为了使这类成型件在脱模时不发生变形，选用和设计适当的脱模方法是很有必要的。特别是对于成型如齿轮等制品的模具，更应注意考虑在顶出制品时是否有使其变形的结构形式。
      先，开模后好能使成型件黏附在设有推顶机构的模板这一边。但由于BMC模塑料的收缩率小，塑件滞留在动模或定模的任何一方，有时很难确定，为此需采用如图5-17所示的所谓双向推杆的顶出机构，以便均衡地将塑件从型腔中和型芯上脱出。
    当使用推杆推顶时，为能均衡地推顶成型件，需在设有推顶机构的一边，按成型件的形状设置一定数量的推杆。为防止方形成型件的薄形凸缘在顶出时变形，合适的脱模方法是用φ1-1.5mm的细直径顶杆或用1-1.5mm宽的矩形顶杆来推顶脱模。当顶杆形状和尺寸受到使用条件的限制时，那就应根据需要使用专门设计的、能均衡地推顶成型件的顶出装置，以保证成型件不变形。当然也可使用顶出板脱模，但应尽量防止脱模时制件发生变形。
    通常，精密成型件的脱模斜度都很小。为了减少脱模力，需将型腔或型芯的表面磨削到“镜面”的程度而磨削方向应与脱模方向相一致，必要时还可按照脱模方向将上述成型零件设计成便于磨削加工的镶嵌件。
    (4)防止成型收缩率发生波动的设计注意事项
     ①精密模具的浇道和浇口的平衡   由于成型件的尺寸精度不仅取决于模具温度的变化状态，与所规定的模具温度也有着极为密切的关系，因而要完全地防止成型件尺寸波动是不可能的，但可以设法缩小这种波动。在多型腔成型时，浇道和浇口的平衡是重要的问题，如浇口不平衡，则在各型腔内的物料压力将发生波动，制件的收缩率亦会出现差异而使制品发生翘曲变形。流道和浇口采用平衡分布的目的是使各型腔都能同时注入物料并同时填充完毕。这样才能使各型腔中的塑料压力均等，制品的质地、收缩均匀，尺寸的波动小。
    ②型腔排列    为了较为简便地确定精密模具的成型条件，还需注意型腔的排列形式通常应采用圆形排列或一模四腔的“H”形排列。
    ③模具的温度控制   BMC模塑料成型模具的工作温度在140-180℃范围之内（具体数值参看成型方法的各章）。模具工作温度的变化引起制件尺寸的变化。为此，对模具温度的控制极为严格。
    模具的加热方法有电加热、蒸汽加热及油加热等。由于电加热方法较简单，故是一种经常采用的方法，其缺点是模温不均衡口如将电热棒插人模具中，在加热器附近的局部温度较高，此特点在设计模具时应给予充分的考虑，尽量使模具的温度均衡。对大型模具应增加温度控制。
    用蒸汽和油加热的模具温度分布较均匀，但对形状复杂的制件，模具加热〔冷却）回路的设计比一般热塑性塑料的要难得多，并要求具有较好的密封性能。为使模具温度分布均匀，有时还可将蒸汽、油加热和电加热一起使用。
    由于型腔和型芯结构的差异及其复杂程度的不同，加热装置的安装与分布的情况，模腔分型而与加热装置分布的相互关系等，都对模具温度的均匀度有所影响口在精密成型中，如能对型腔、型芯分别实施温度控制是符合精密型制品生产要求的，有关的内容可参看6.5和8.3.9.
    除以上所涉及的问题外，还有模具的徘气、嵌件等方面的问题，请参看8.3.7和8.3.8。