1、第三單元塑料成型模具鉗工技能訓練課題二 成型零件的結構及加工工藝一、成型零件結構 二、成型零件典型加工工藝 三、塑料模零件常用材料及熱處理工藝要求 四、型腔電極制作 五、技能訓練 課題二 成型零件的結構及加工工藝返回一、成型零件結構 1型腔的結構與固定 型腔（凹模）是成型塑料制品外形的主要零件。根據塑料制品成型的需要和加工與裝配的工藝要求，型腔有整體式和組合式兩類。 整體式型腔如圖3-14所示，這種型腔結構簡單，成型的制品質量較好。但消耗模具鋼多，對于形狀復雜的型腔（凹模），其機械加工工藝性較差。 組合式型腔改善了加工性，減少了熱處理變形，節約了模具鋼，但裝配調整較麻煩，有時制品表面可能存在拼

2、塊的拼接線痕跡。因此，組合式型腔主要用于形狀復雜的塑料制品的成型。組合式型腔（凹模）的組合方式是多種多樣的，常見的組合方式有以下幾種： （1）嵌入式組合型腔（2）鑲拼組合式型腔 （3）瓣合式型腔 綜上所述，組合式型腔（凹模）的優點是，改善了復雜型腔（凹模）的加工工藝，減少了熱處理變形，有利于排氣，便于模具的維修，節約貴重的模具鋼。但為保證組合式模具型腔精度和裝配的牢固性，減少制品上留下鑲拼的痕跡，提高塑料制品的質量，對于拼塊的尺寸、形狀和位置公差要求較高，組合結構必須牢靠，分型面位置應有利于防止成型時熔體的擠入，拼塊加工工藝性要好，模塑時操作必須方便。可見，要真正發揮組合結構的優越性，對某些方

3、面要求是比較高的。 2型芯的結構與固定 型芯是成型塑料制品內表面的成型零件。根據型芯所成型零件內表面大小不同，通常又有型芯（壓縮模中稱凸模）和成型桿之分。 型芯有整體式和組合式兩類。 采用組合式型芯的優缺點與組合式型腔（凹模）的基本相同。設計和制造這類型芯時，必須注意提高拼塊的加工和熱處理工藝性，拼接必須牢靠嚴密。 二、成型零件典型加工工藝 1型芯零件加工工藝分析（1）材料及熱處理 塑料模凸模和型芯的材料與沖壓凸模相近，簡單形狀便于熱處理后精加工的凸模材料為T8A、T10A，復雜形狀的凸模材料為9Mn2V、 Cr6WV、CrWMn和5CrMnMo、5CrNiMo。對于簡單形狀凸模和型芯熱處理硬

4、度為4560HRC，對于復雜形狀凸模熱處理硬度為4050HRC。（2）表面粗糙度要求 對于凸模和型芯的表面粗糙度要求，成型表面的粗糙度為Ra0.20.1m，對于塑料流動性差和塑件表面粗糙度值要求低的為Ra0.10.025m，凸模與加料室接觸部分的表面粗糙度為Ra1.60.2m，因此以上表面都要進行研磨和拋光加工，上述表面還應進行鍍鉻處理，鉻層厚度為0.0150.02m，在鍍鉻前后各表面都應進行拋光。（3）位置精度要求 凸模和型芯上的工作部分和固定部分要考慮同軸度要求，在零件加工工藝上要保證上述要求。（4）脫模斜度表示法 塑料模的凸模、型芯和型腔、型孔的成型部分都要有脫模斜度，在圖樣上脫模斜度的

5、部位及長度、脫模斜度的大小，都應該有顯明和明確的表示。 一般中小型凸模加工的方案為： 備料粗車（普通車床）熱處理（淬火、回火）檢驗（硬度、彎曲度）研中心孔 或反頂尖（車床、臺鉆）磨外圓（外圓磨床、工具磨 床） 檢驗切頂臺或頂尖（萬能工具磨床、電火花線切割機床）研端面（鉗工）檢驗。 工藝過程 材料：CrWMn，零件總數量24件，其中備件4件。毛坯形式為圓棒料，8個零件為一件毛坯。 工序號 工序名稱 工序主要內容 10 下料 圓棒料12mm550mm，3件 20 車 20 車 按圖車削，Ra0.1m及以下表面留雙邊余量0.30.4mm，兩端在零件長度之外做反頂尖。 30 熱 淬火、回火：4045H

6、RC，彎曲0.1mm。 40 車 研磨反頂尖。 50 外磨 磨削Ra1.6m及以下表面，尺寸磨至中限范圍，Ra0.4m。 60 車 拋光Ra0.1m外圓，達圖樣要求。 70 線切割 切去兩端反頂尖。 80 工具磨 磨扁mm、mm至中限尺寸以及尺寸8mm。 90 鉗 拋光Ra0.1m兩扁處。 100 鉗 模具裝配（試壓）。 110 電鍍 試壓后Ra0.1m表面鍍鉻。 120 鉗 拋光Ra0.1m表面。 2型腔零件加工工藝分析 （1）材料及熱處理 型孔和型腔的基準板中，除注射成形軟質塑料的注射模的型孔和型腔板，可以采用40Cr、T7A、12CrNi3A等材料經調質處理2832HRC以外，其它基準板

7、都要求采用性能較好的模具鋼，并經過淬火和回火處理，HRC50以上。 熱處理件 當成形表面的精加工安排在熱處理之前進行時，熱處理的變形是加工中的主要矛盾。當成形表面的精加工安排在熱處理之后，通過機械加工和特種加工，保證型孔、型腔尺寸精度時，熱處理的強度、硬度往往是加工中的主要矛盾。 非熱處理件 這類零件大部分為一般結構鋼，不進行熱處理，型孔或型腔多以基準件的孔為基準進行加工。采用“引鉆法”和“同鏜法”較多。 （2）尺寸標注 模具型孔、型腔板的尺寸標注，傳統標注方法以零件的對稱中心為基準，按照對稱方式標注孔距尺寸。目前，使用數控機床和數顯機床越來越廣泛，因此在尺寸標注上，盡量和加工要求相協調。除傳

8、統的對稱標注外，圖3-24和圖3-25為常用標注方式。 （3）工藝方案 塑料模型孔板、型腔板系指塑料模具中的型腔（凹模）、定模（型腔）板、中間（型腔）板、動模（型腔）板、壓制瓣合模，哈夫型腔塊以及帶加料室壓模等等，圖3-26為塑料模型孔板、型腔板的各種結構圖。 圖3-24 綜合標注法圖3-25 坐標標注法圖3-26 各種型孔板、型腔板結構圖a）壓縮塑壓模型腔（凹模） b）雙分型面注射模中間型板 c）帶主流道定模板 d）帶側抽芯模的動模板 e）壓注模中的瓣合模 f）顯像屏玻璃模中的屏型腔（凹模） 上述各種零件形狀千差萬別，工藝不盡相同，但其共同之處都具有工作型腔、分型面、定位安裝的結合面，確保這

9、些部位的尺寸和形位精度、粗糙度等技術要求將是工藝分析重點。 a是一壓縮模中的型腔（凹模），其典型工藝方案為：備料車削調質平磨鏜導柱孔鉗工制各螺孔或銷孔。如果要求淬火，則車削、鏜孔均應留磨加工余量，于是鉗工后還應有淬火回火萬能磨孔、外圓及端面平磨下端面座標磨導柱孔及中心孔車拋光及型腔R鉗研拋試模氮化（后兩工序根據需要）。 b是注射模的中間板，其典型工藝方案可為：備料鍛造退火刨六面鉗鉆吊裝螺孔調質平磨劃線鏜銑四型腔及分澆口鉗預裝（與定模板、動模板）配鏜上下導柱孔鉗工拆分電火花型腔（型腔內帶不通型槽，如果沒有大型電火花機床則應在鏜銑和鉗工兩工序中完成）鉗工研磨及拋光。 c是一帶主流道的定模板，其典型

10、工藝路線可在鍛、刨、平磨、劃線后進行車制型腔及主澆道口電火花型腔（或銑制鉗修型腔）鉗預裝鏜導柱孔鉗工拆分、配研、拋光。 d為一動模型腔板，它也是在劃線后立銑型腔粗加工及側芯平面精銑（或插床插削加工）型腔孔鉗工預裝配鏜導柱孔鉗工拆分鉆頂件桿孔鉗研磨拋光。 e為壓注模的瓣合模，其工藝比較典型，工序流程大致為： 10 下料：按外徑最大尺寸加大1015mm作加工余量；長度加長2030mm作裝夾用。 20 粗車：外形及內形單面均留35mm加工余量。并在大端留夾頭2030mm長，其直徑大于大端成品尺寸。30 劃線：劃中心線及切分處的刃口線，刃口5mm寬。 40剖切兩瓣，在平口鉗內夾緊、兩次裝夾剖切開，采用

11、臥式銑床（如X62W）用盤銑刀。 50 調質：淬火高溫回火及清洗。 60 平磨：兩瓣結合面。 70 鉗工：劃線、鉆兩銷釘孔并鉸孔、配銷釘及鎖緊兩瓣為一個整體。如果形體上不允許有鎖緊螺孔，可在夾頭上或頂臺上（按需要留頂臺）鉆鎖緊螺孔。 80 精車：內外形，單面留0.20.25mm加工余量。 90 熱處理：淬火、回火、清洗。 100 萬能磨內外圓、或內圓磨孔后配芯軸再磨外圓、靠端面，外形成品，內形留 0.010.02mm研磨量。 110 檢驗。 120 切掉夾頭：在萬能工具磨床上用片狀砂輪將夾頭切掉，并磨好大端面至成品尺寸。130 鉗工拆分成兩塊。 140 電火花加工內形不通型槽等。150 鉗研及

12、拋光。 f為一顯像屏玻璃模中的屏型腔（凹模），常采用鑄造成型工藝，其工藝方案為：模型鑄造 清砂去除澆冒口完全退火二次清砂缺陷修補及表面修整鉗工劃線及加工起吊螺孔刨工粗加工時效處理機械精加工鉗工電火花型腔鉗工研磨拋光型腔。 三、塑料模零件常用材料及熱處理工藝要求 塑料模零件常用材料及熱處理工藝要求見表3-3 零件名稱鋼材選用熱處理要求應用說明 型芯、凸模、型腔板、鑲塊 45調質2226HRC用于產量不大的熱塑性塑料注射模 Y55CrNiMnMoV（SM1） 預硬硬度40HRC用于有鏡面要求的熱塑性塑料注射模8Cr2MnWMoVS（8Cr2S）、5CrNiMnMoVSCa（5NiSCa）Y20Cr

13、Ni3AlMnMo（SM2） 淬硬4045HRC用于形狀復雜、精度要求高、產量大的熱塑性塑料注射模 T1OA、9Mn2V、 7CrSiMnMoV（CH）、 Crl2、CrWMn 淬硬4652HRC用于熱固性塑料模具、小型芯、鑲塊等動、定模座板，上、下模座板，動、定模板，上、下模板，墊塊，模套，支承板 45 不進行熱處理或調質至230270HB澆口套、拉料桿、分流錐 T10A、9Mn2V、 7CrSiMnMoV（CH） 淬硬5055HRC導柱、推板導柱、導套、推板導套 20 滲碳淬硬5660HRC導柱、推板導柱、導套、推板導套 T8A、7CrSiMnMoV（CH） 淬硬5055HRC四、型腔電極

14、制作 1電極材料 電極材料必須是導電材料。在生產中，應選擇損耗小、加工過程穩定、加工速度高、機械加工性能好、來源豐富且價格低廉的材料制造電極。常用的電極材料有紫銅、石墨、鋼、鑄鐵、黃銅、銀鎢合金及銅鎢合金等，其性能見表3-4。 電極材料 電火花加工性能機械加工性能 說明加工穩定性 電極損耗 鑄鐵 一般 一般 好 常用電極材料 鋼 較差 一般 好 常用電極材料。電參數選擇庇注意穩定性 紫銅 好 較小 較差 磨削加工困難 黃銅 較好 大 一般 電極損耗大較少用 石墨 尚好 較小 尚好 常用電極材料，機械強度差、易崩角銅鎢合金 好 小 一般 價格高，用于深孔，直壁孔、硬質合金銀鎢合金 好 小 一般

15、價格昂貴，用于特殊及精密要求等2電極結構形式型腔電火花加工用電極的結構形式可分整體式、鑲拼式和組合式。整體式電極多用于尺寸較小和復雜程度一般的型腔加工。鑲拼式適用于型腔尺寸較大，單塊電極坯料尺寸不夠或型腔形狀復雜、電極易于分塊制作的電極。組合式電極在一模多腔的條件下采用，可以簡化型腔加工的定位工序，提高定位精度、加工速度和加工精度。 由于型腔加工中一般都是盲孔加工，它的排氣、排屑條件差，影響加工狀態的穩定和表面粗糙度，因此，在電極上設置有適當的排氣孔和沖油孔來改善加工條件。一般排氣孔設置在蝕除面積較大的位置和電極端部有凹入的位置，如圖3-27所示。沖油孔要設置在難于排屑的位置，如拐角、窄縫等處，如圖3-28所示。排氣孔和沖油孔的直徑為平動頭偏心量的1/2，一般為12mm，過大會造成電蝕表面形成柱狀凸臺而不易清除。為了便于排氣和排屑，可將排氣孔和沖油孔上端孔徑加大為58mm，各孔間的距離一般為2040mm左右，面積較大且多排孔時要相互錯開。 （1）型腔電極水平尺寸 型腔電極水平尺寸是指電極與機床主軸軸線相垂直的尺寸，如圖3