1、第三单元第三单元塑料成型模具钳工技能训练塑料成型模具钳工技能训练课题二 成型零件的结构及加工工艺一、成型零件结构 二、成型零件典型加工工艺 三、塑料模零件常用材料及热处理工艺要求 四、型腔电极制作 五、技能训练 课题二 成型零件的结构及加工工艺返回n一、成型零件结构 1型腔的结构与固定 型腔（凹模）是成型塑料制品外形的主要零件。根据塑料制品成型的需要和加工与装配的工艺要求，型腔有整体式和组合式两类。整体式型腔如图3-14所示，这种型腔结构简单，成型的制品质量较好。但消耗模具钢多，对于形状复杂的型腔（凹模），其机械加工工艺性较差。组合式型腔改善了加工性，减少了热处理变形，节约了模具钢，但装配调整
2、较麻烦，有时制品表面可能存在拼块的拼接线痕迹。因此，组合式型腔主要用于形状复杂的塑料制品的成型。组合式型腔（凹模）的组合方式是多种多样的，常见的组合方式有以下几种：（1）嵌入式组合型腔（2）镶拼组合式型腔（3）瓣合式型腔 综上所述，组合式型腔（凹模）的优点是，改善了复杂型腔（凹模）的加工工艺，减少了热处理变形，有利于排气，便于模具的维修，节约贵重的模具钢。但为保证组合式模具型腔精度和装配的牢固性，减少制品上留下镶拼的痕迹，提高塑料制品的质量，对于拼块的尺寸、形状和位置公差要求较高，组合结构必须牢靠，分型面位置应有利于防止成型时熔体的挤入，拼块加工工艺性要好，模塑时操作必须方便。可见，要真正发挥
3、组合结构的优越性，对某些方面要求是比较高的。2型芯的结构与固定 型芯是成型塑料制品内表面的成型零件。根据型芯所成型零件内表面大小不同，通常又有型芯（压缩模中称凸模）和成型杆之分。型芯有整体式和组合式两类。采用组合式型芯的优缺点与组合式型腔（凹模）的基本相同。设计和制造这类型芯时，必须注意提高拼块的加工和热处理工艺性，拼接必须牢靠严密。n二、成型零件典型加工工艺 1型芯零件加工工艺分析（1）材料及热处理 塑料模凸模和型芯的材料与冲压凸模相近，简单形状便于热处理后精加工的凸模材料为T8A、T10A，复杂形状的凸模材料为9Mn2V、Cr6WV、CrWMn和5CrMnMo、5CrNiMo。对于简单形状
4、凸模和型芯热处理硬度为4560HRC，对于复杂形状凸模热处理硬度为4050HRC。（2）表面粗糙度要求 对于凸模和型芯的表面粗糙度要求，成型表面的粗糙度为Ra0.20.1m，对于塑料流动性差和塑件表面粗糙度值要求低的为Ra0.10.025m，凸模与加料室接触部分的表面粗糙度为Ra1.60.2m，因此以上表面都要进行研磨和抛光加工，上述表面还应进行镀铬处理，铬层厚度为0.0150.02m，在镀铬前后各表面都应进行抛光。（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虑同轴度要求，在零件加工工艺上要保证上述要求。（4）脱模斜度表示法 塑料模的凸模、型芯和型腔、型孔的成型部分都要有脱模斜度，
5、在图样上脱模斜度的部位及长度、脱模斜度的大小，都应该有显明和明确的表示。一般中小型凸模加工的方案为：备料粗车（普通车床）热处理（淬火、回火）检验（硬度、弯曲度）研中心孔 或反顶尖（车床、台钻）磨外圆（外圆磨床、工具磨 床）检验切顶台或顶尖（万能工具磨床、电火花线切割机床）研端面（钳工）检验。工艺过程 材料：CrWMn，零件总数量24件，其中备件4件。毛坯形式为圆棒料，8个零件为一件毛坯。工序号 工序名称 工序主要内容 10 下料 圆棒料12mm550mm，3件 20 车 20 车 按图车削，Ra0.1m及以下表面留双边余量0.30.4mm，两端在零件长度之外做反顶尖。30 热 淬火、回火：40
6、45HRC，弯曲0.1mm。40 车 研磨反顶尖。50 外磨 磨削Ra1.6m及以下表面，尺寸磨至中限范围，Ra0.4m。60 车 抛光Ra0.1m外圆，达图样要求。70 线切割 切去两端反顶尖。80 工具磨 磨扁mm、mm至中限尺寸以及尺寸8mm。90 钳 抛光Ra0.1m两扁处。100 钳 模具装配（试压）。110 电镀 试压后Ra0.1m表面镀铬。120 钳 抛光Ra0.1m表面。2型腔零件加工工艺分析（1）材料及热处理 型孔和型腔的基准板中，除注射成形软质塑料的注射模的型孔和型腔板，可以采用40Cr、T7A、12CrNi3A等材料经调质处理2832HRC以外，其它基准板都要求采用性能较
7、好的模具钢，并经过淬火和回火处理，HRC50以上。热处理件 当成形表面的精加工安排在热处理之前进行时，热处理的变形是加工中的主要矛盾。当成形表面的精加工安排在热处理之后，通过机械加工和特种加工，保证型孔、型腔尺寸精度时，热处理的强度、硬度往往是加工中的主要矛盾。非热处理件 这类零件大部分为一般结构钢，不进行热处理，型孔或型腔多以基准件的孔为基准进行加工。采用“引钻法”和“同镗法”较多。（2）尺寸标注 模具型孔、型腔板的尺寸标注，传统标注方法以零件的对称中心为基准，按照对称方式标注孔距尺寸。目前，使用数控机床和数显机床越来越广泛，因此在尺寸标注上，尽量和加工要求相协调。除传统的对称标注外，图3-
8、24和图3-25为常用标注方式。（3）工艺方案 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、中间（型腔）板、动模（型腔）板、压制瓣合模，哈夫型腔块以及带加料室压模等等，图3-26为塑料模型孔板、型腔板的各种结构图。图3-24 综合标注法图3-25 坐标标注法图3-26 各种型孔板、型腔板结构图a）压缩塑压模型腔（凹模）b）双分型面注射模中间型板 c）带主流道定模板 d）带侧抽芯模的动模板 e）压注模中的瓣合模 f）显像屏玻璃模中的屏型腔（凹模）上述各种零件形状千差万别，工艺不尽相同，但其共同之处都具有工作型腔、分型面、定位安装的结合面，确保这些部位的尺寸和形位精度、粗糙度
9、等技术要求将是工艺分析重点。a是一压缩模中的型腔（凹模），其典型工艺方案为：备料车削调质平磨镗导柱孔钳工制各螺孔或销孔。如果要求淬火，则车削、镗孔均应留磨加工余量，于是钳工后还应有淬火回火万能磨孔、外圆及端面平磨下端面座标磨导柱孔及中心孔车抛光及型腔R钳研抛试模氮化（后两工序根据需要）。b是注射模的中间板，其典型工艺方案可为：备料锻造退火刨六面钳钻吊装螺孔调质平磨划线镗铣四型腔及分浇口钳预装（与定模板、动模板）配镗上下导柱孔钳工拆分电火花型腔（型腔内带不通型槽，如果没有大型电火花机床则应在镗铣和钳工两工序中完成）钳工研磨及抛光。c是一带主流道的定模板，其典型工艺路线可在锻、刨、平磨、划线后进行
10、车制型腔及主浇道口电火花型腔（或铣制钳修型腔）钳预装镗导柱孔钳工拆分、配研、抛光。d为一动模型腔板，它也是在划线后立铣型腔粗加工及侧芯平面精铣（或插床插削加工）型腔孔钳工预装配镗导柱孔钳工拆分钻顶件杆孔钳研磨抛光。e为压注模的瓣合模，其工艺比较典型，工序流程大致为：10 下料：按外径最大尺寸加大1015mm作加工余量；长度加长2030mm作装夹用。20 粗车：外形及内形单面均留35mm加工余量。并在大端留夹头2030mm长，其直径大于大端成品尺寸。30 划线：划中心线及切分处的刃口线，刃口5mm宽。40剖切两瓣，在平口钳内夹紧、两次装夹剖切开，采用卧式铣床（如X62W）用盘铣刀。50 调质：淬
11、火高温回火及清洗。60 平磨：两瓣结合面。70 钳工：划线、钻两销钉孔并铰孔、配销钉及锁紧两瓣为一个整体。如果形体上不允许有锁紧螺孔，可在夹头上或顶台上（按需要留顶台）钻锁紧螺孔。80 精车：内外形，单面留0.20.25mm加工余量。90 热处理：淬火、回火、清洗。100 万能磨内外圆、或内圆磨孔后配芯轴再磨外圆、靠端面，外形成品，内形留 0.010.02mm研磨量。110 检验。120 切掉夹头：在万能工具磨床上用片状砂轮将夹头切掉，并磨好大端面至成品尺寸。130 钳工拆分成两块。140 电火花加工内形不通型槽等。150 钳研及抛光。f为一显像屏玻璃模中的屏型腔（凹模），常采用铸造成型工艺，
12、其工艺方案为：模型铸造 清砂去除浇冒口完全退火二次清砂缺陷修补及表面修整钳工划线及加工起吊螺孔刨工粗加工时效处理机械精加工钳工电火花型腔钳工研磨抛光型腔。n三、塑料模零件常用材料及热处理工艺要求 塑料模零件常用材料及热处理工艺要求见表3-3 零件名称钢材选用热处理要求应用说明 型芯、凸模、型腔板、镶块 45调质2226HRC用于产量不大的热塑性塑料注射模 Y55CrNiMnMoV（SM1）预硬硬度40HRC用于有镜面要求的热塑性塑料注射模8Cr2MnWMoVS（8Cr2S）、5CrNiMnMoVSCa（5NiSCa）Y20CrNi3AlMnMo（SM2）淬硬4045HRC用于形状复杂、精度要求
13、高、产量大的热塑性塑料注射模 T1OA、9Mn2V、7CrSiMnMoV（CH）、Crl2、CrWMn 淬硬4652HRC用于热固性塑料模具、小型芯、镶块等动、定模座板，上、下模座板，动、定模板，上、下模板，垫块，模套，支承板 45 不进行热处理或调质至230270HB浇口套、拉料杆、分流锥 T10A、9Mn2V、7CrSiMnMoV（CH）淬硬5055HRC导柱、推板导柱、导套、推板导套 20 渗碳淬硬5660HRC导柱、推板导柱、导套、推板导套 T8A、7CrSiMnMoV（CH）淬硬5055HRCn四、型腔电极制作 1电极材料 电极材料必须是导电材料。在生产中，应选择损耗小、加工过程稳定
14、、加工速度高、机械加工性能好、来源丰富且价格低廉的材料制造电极。常用的电极材料有紫铜、石墨、钢、铸铁、黄铜、银钨合金及铜钨合金等，其性能见表3-4。电极材料 电火花加工性能机械加工性能 说明加工稳定性 电极损耗 铸铁 一般 一般 好 常用电极材料 钢 较差 一般 好 常用电极材料。电参数选择庇注意稳定性 紫铜 好 较小 较差 磨削加工困难 黄铜 较好 大 一般 电极损耗大较少用 石墨 尚好 较小 尚好 常用电极材料，机械强度差、易崩角铜钨合金 好 小 一般 价格高，用于深孔，直壁孔、硬质合金银钨合金 好 小 一般 价格昂贵，用于特殊及精密要求等2电极结构形式型腔电火花加工用电极的结构形式可分整
15、体式、镶拼式和组合式。整体式电极多用于尺寸较小和复杂程度一般的型腔加工。镶拼式适用于型腔尺寸较大，单块电极坯料尺寸不够或型腔形状复杂、电极易于分块制作的电极。组合式电极在一模多腔的条件下采用，可以简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，它的排气、排屑条件差，影响加工状态的稳定和表面粗糙度，因此，在电极上设置有适当的排气孔和冲油孔来改善加工条件。一般排气孔设置在蚀除面积较大的位置和电极端部有凹入的位置，如图3-27所示。冲油孔要设置在难于排屑的位置，如拐角、窄缝等处，如图3-28所示。排气孔和冲油孔的直径为平动头偏心量的1/2，一般为12mm，过
16、大会造成电蚀表面形成柱状凸台而不易清除。为了便于排气和排屑，可将排气孔和冲油孔上端孔径加大为58mm，各孔间的距离一般为2040mm左右，面积较大且多排孔时要相互错开。（1）型腔电极水平尺寸 型腔电极水平尺寸是指电极与机床主轴轴线相垂直的尺寸，如图3-29所示。由于型腔加工中平动头的偏心量可以调整，一般可用下式确定。（2）型腔电极的垂直尺寸 型腔电极的垂直尺寸是指电极与机床主轴轴线相平行的尺寸称为型腔电极的垂直尺寸，如图3-30所示。型腔电极在垂直方向的有效工作尺寸用下式确定。kbAamaxmaxhHbjSCHCHH21111n五、技能训练 1训练要求 （1）熟练掌握模具型腔常用的修整工具及修正方法。（2）掌握电火花加工模具型腔用电极的设计及手工制作方法。2电极的制作实例及技能训练 （1）实习课题 按照注射模型腔设计制作其电火花成型加工用电极。（2）实习图 如图3-31所示。
