塑料模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)規(guī)范一、塑料模具設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

（一）設(shè)計(jì)原則與要求

1.設(shè)計(jì)需符合塑料制品的功能、結(jié)構(gòu)及使用要求。

2.模具結(jié)構(gòu)應(yīng)確保加工、裝配、調(diào)試及維修的便利性。

3.選用合適的模具材料，保證強(qiáng)度、耐用性及壽命。

4.注塑工藝參數(shù)（如溫度、壓力、時(shí)間）需與設(shè)計(jì)相匹配。

5.設(shè)計(jì)需考慮模具的自動化程度及生產(chǎn)效率。

（二）設(shè)計(jì)流程

1.分析塑料制品圖紙及工藝要求。

2.確定模具類型（如兩板模、三板模、熱流道模等）。

3.繪制模具總裝圖及各部件圖。

4.進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括型腔、型芯、滑塊、抽芯等。

5.設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)及排氣系統(tǒng)。

6.完成模具設(shè)計(jì)驗(yàn)證及優(yōu)化。

二、塑料模具制造技術(shù)

（一）模具材料選用

1.型腔、型芯材料：常用高強(qiáng)度、高耐磨性鋼材，如P20、718、H13等。

2.結(jié)構(gòu)零件材料：根據(jù)受力情況選用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼或合金結(jié)構(gòu)鋼。

3.熱流道系統(tǒng)材料：選用耐腐蝕、耐高溫合金材料，如Nimonic、Inconel等。

4.模具標(biāo)準(zhǔn)件：如導(dǎo)柱、導(dǎo)套、銷釘?shù)龋x用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格產(chǎn)品。

（二）制造工藝流程

1.毛坯加工：根據(jù)零件圖進(jìn)行鍛造、棒料切割等預(yù)處理。

2.機(jī)械加工：使用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行銑削、車削、鉆孔、攻絲等操作。

3.熱處理：對關(guān)鍵零件進(jìn)行淬火、回火、氮化等處理，提高硬度和耐磨性。

4.線切割加工：對復(fù)雜型腔進(jìn)行電火花線切割，保證加工精度。

5.表面處理：對型腔表面進(jìn)行噴丸、拋光、鍍硬鉻等處理，提高耐腐蝕性。

6.模具裝配：按照裝配圖進(jìn)行零件組裝、調(diào)試及檢驗(yàn)。

（三）制造關(guān)鍵點(diǎn)

1.加工精度控制：保證各配合尺寸、形位公差符合設(shè)計(jì)要求。

2.熱處理工藝控制：避免出現(xiàn)裂紋、變形等缺陷。

3.表面質(zhì)量要求：型腔表面粗糙度需達(dá)到Ra0.2~Ra0.8μm。

4.裝配質(zhì)量檢驗(yàn)：檢查配合間隙、活動部件靈活性及密封性。

三、塑料模具質(zhì)量檢測與維護(hù)

（一）質(zhì)量檢測標(biāo)準(zhǔn)

1.外觀檢查：模具表面無銹蝕、劃傷、毛刺等缺陷。

2.尺寸測量：使用千分尺、三坐標(biāo)測量機(jī)等工具檢測關(guān)鍵尺寸。

3.硬度檢測：檢查熱處理后的硬度是否符合要求（如HRC50~58）。

4.功能測試：進(jìn)行注塑試驗(yàn)，檢驗(yàn)?zāi)＞叩某尚湍芰敖Y(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

（二）維護(hù)保養(yǎng)要點(diǎn)

1.定期清潔：清除模具型腔內(nèi)的殘留物及污染物。

2.潤滑保養(yǎng)：對活動部件進(jìn)行潤滑，減少磨損。

3.檢查緊固：定期檢查模具各緊固件是否松動。

4.性能測試：定期進(jìn)行注塑試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)并解決潛在問題。

（三）常見問題及解決方法

1.成型不良：檢查澆口位置、流道設(shè)計(jì)及工藝參數(shù)。

2.型腔磨損：更換耐磨材料或進(jìn)行表面強(qiáng)化處理。

3.漏膠問題：檢查密封結(jié)構(gòu)及配合間隙，必要時(shí)進(jìn)行補(bǔ)焊修復(fù)。

4.開合困難：潤滑活動部件，調(diào)整配合間隙或修復(fù)磨損零件。

二、塑料模具制造技術(shù)

（一）模具材料選用

模具材料的選擇直接關(guān)系到模具的壽命、制品質(zhì)量、制造成本及維護(hù)難度。材料選用需綜合考慮塑料制品的材質(zhì)、產(chǎn)量、精度要求、成型工藝以及經(jīng)濟(jì)性等因素。

1.型腔、型芯材料：這是模具中直接與塑料熔體接觸并成型制品的核心零件，承受高壓、高溫和劇烈摩擦，因此要求材料具有極高的硬度、耐磨性、耐熱性、耐腐蝕性和一定的韌性。

常用材料：

預(yù)硬鋼(Pre-HardenedSteel)：如P20、718等。這類鋼經(jīng)過淬火和回火處理，硬度通常在HRC30-45之間，可以直接進(jìn)行切削加工，簡化了熱處理流程，成本相對較低，適合中等精度和壽命要求的模具。P20是應(yīng)用最廣泛的預(yù)硬鋼之一，具有良好的切削性能和綜合力學(xué)性能。718鋼則具有更好的淬透性和韌性。

熱處理硬化鋼(HardeningSteel)：如H13（1.2344）、S136（1.4401）等。這類鋼未經(jīng)預(yù)硬化，需要經(jīng)過精密的淬火和高溫回火處理（通常達(dá)到HRC50-58），以獲得最佳的硬度和耐磨性。H13鋼具有優(yōu)異的高溫強(qiáng)度、耐磨性和抗腐蝕性，是制造要求高壽命、高精度模具（如汽車配件、電子零件模具）的首選材料。S136鋼則因其良好的耐腐蝕性和易加工性而受到歡迎，常用于三板?；驘崃鞯滥＞叩男颓?。

其他特種鋼：對于特殊要求，如極高耐磨性或耐腐蝕性，可能選用Cr12MoV等冷作模具鋼，或鉻鉬鋼、高速鋼等。

選擇考量：低成本、大批量生產(chǎn)優(yōu)先考慮P20、718；高精度、長壽命、耐熱耐蝕要求高時(shí)選擇H13、S136等。

2.結(jié)構(gòu)零件材料：模具中的導(dǎo)柱、導(dǎo)套、定位圈、滑塊、墊塊、頂桿等支撐和傳動零件，主要承受機(jī)械載荷、摩擦和運(yùn)動，要求材料具有足夠的強(qiáng)度、硬度、耐磨性和韌性。

常用材料：

碳素結(jié)構(gòu)鋼：如45鋼。經(jīng)過適當(dāng)?shù)臒崽幚恚ㄕ{(diào)質(zhì)處理，即淬火+高溫回火，達(dá)到HRC24-42），45鋼具有良好的綜合力學(xué)性能和加工性能，成本較低，適用于要求不高的結(jié)構(gòu)零件。

合金結(jié)構(gòu)鋼：如40Cr、40CrNiMo等。通過熱處理可獲得更高的強(qiáng)度和韌性，適用于承載較大或要求更高耐磨性的結(jié)構(gòu)零件。

預(yù)硬鋼/熱處理硬化鋼：對于精度要求高或與型腔配合的結(jié)構(gòu)件，也可選用P20、718或H13等材料。

選擇考量：在保證強(qiáng)度和耐磨性的前提下，優(yōu)先選用成本經(jīng)濟(jì)的45鋼進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。

3.熱流道系統(tǒng)材料：熱流道系統(tǒng)（HotRunnerSystem）用于在注射過程中保持流道溫度恒定，防止熔體在流道中過早冷卻，確保制品成型質(zhì)量。其材料需承受高溫（通常180-300°C甚至更高）和塑料熔體的侵蝕，要求具有優(yōu)異的耐熱性、耐腐蝕性、抗粘附性和低的熱膨脹系數(shù)。

常用材料：

熱作模具鋼：如H13是最常用的熱流道元件材料，其高溫強(qiáng)度和耐磨性俱佳。

鎳基合金(Nickel-BasedAlloys)：如Inconel（牌號如625、718）、Nimonic（牌號如80A）。這些合金具有極佳的耐高溫氧化、耐腐蝕性能和一定的強(qiáng)度，是制造高溫、高要求熱流道系統(tǒng)的理想材料，但成本較高。

不銹鋼(StainlessSteel)：如316L。具有良好的耐腐蝕性，常用于一些中溫或要求耐腐蝕性強(qiáng)的熱流道部件，但耐高溫性能不如鎳基合金。

選擇考量：溫度范圍、塑料類型、成本是主要選擇依據(jù)。要求高壽命、耐高溫時(shí)選鎳基合金或H13；要求耐腐蝕、成本適中時(shí)可選316L。

4.模具標(biāo)準(zhǔn)件：模具中許多重復(fù)使用的通用零件，如導(dǎo)柱、導(dǎo)套、定位銷、復(fù)位銷、頂出銷、司筒、澆口套等，已實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化生產(chǎn)，選用標(biāo)準(zhǔn)件可以提高模具的制造效率、保證配合精度、降低成本和便于維修更換。

常用材料：導(dǎo)柱、導(dǎo)套等通常采用與型腔/型芯配合的預(yù)硬鋼（如P20）或熱處理硬化鋼（如H13）；頂出系統(tǒng)零件多采用碳素結(jié)構(gòu)鋼（45鋼調(diào)質(zhì)）或預(yù)硬鋼。

選擇考量：根據(jù)尺寸、精度、負(fù)載要求選擇對應(yīng)等級和材料的標(biāo)準(zhǔn)件。

（二）制造工藝流程

塑料模具的制造通常涉及多個(gè)工序，需要多種加工設(shè)備和工藝技術(shù)的配合。一個(gè)典型的模具制造流程如下：

1.毛坯加工(BlankingandMachining)：根據(jù)零件圖紙，對原材料進(jìn)行初步加工。

下料：將棒料、板料、型材等原材料切割成所需尺寸。常用方法有鋸切、車削外圓、沖裁等。

鍛造(Forging)：對于大型或受力關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)件（如模架、大型滑塊），通常需要進(jìn)行鍛造，以獲得更致密的組織和更好的力學(xué)性能。鍛造后需進(jìn)行正火或退火處理，消除內(nèi)應(yīng)力。

棒料準(zhǔn)備：對用于車削、銑削的棒料進(jìn)行表面處理和尺寸調(diào)整。

2.機(jī)械加工(Machining)：這是模具制造中最核心的環(huán)節(jié)，使用數(shù)控機(jī)床（CNC）進(jìn)行高精度的切削加工，形成零件的基本形狀和尺寸。

粗加工：切除大部分余量，為精加工做準(zhǔn)備。常用銑削（端銑、面銑）、車削（外圓、端面、槽）。

半精加工：對零件進(jìn)行初步的尺寸和形位公差控制，為精加工留出合理的余量。常用立銑、臥銑、車削、鉆削、鏜削等。

精加工：達(dá)到圖紙要求的最終尺寸、形狀和精度。這是保證模具質(zhì)量的關(guān)鍵步驟。常用精密銑削（如五軸聯(lián)動銑削）、精密車削、高精度鉆削、電火花線切割（EDM）、慢走絲線切割等。

銑削：主要用于加工模具的型腔、型芯、滑塊、模板等大型平面和復(fù)雜曲面。五軸聯(lián)動銑削能加工出更復(fù)雜、更精密的型腔。

車削：主要用于加工模具的澆口套、頂桿、司筒等回轉(zhuǎn)類零件。

鉆削與鏜削：用于加工孔、襯套等。

電火花線切割(WEDM)：利用脈沖放電腐蝕原理，加工高硬度材料（如淬火鋼）的復(fù)雜型腔、窄縫、小孔等。放電間隙小，精度高，是模具型腔加工的常用手段。

電火花成型加工(EDMMachining)：利用脈沖放電腐蝕原理直接成型工件，主要用于加工非常硬的模具型腔或復(fù)雜形狀的電極。

3.熱處理(HeatTreatment)：通過改變材料的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，改善其力學(xué)性能（如硬度、強(qiáng)度、韌性、耐磨性）。

退火/正火(Annealing/Normalizing)：放松內(nèi)應(yīng)力，均勻組織，降低硬度，改善切削加工性能。通常作為鍛造后或粗加工前的預(yù)處理。

淬火(Quenching)：將零件加熱到臨界溫度以上，然后快速冷卻（通常在油或水中），使材料獲得高硬度的馬氏體組織。這是獲得高硬度的關(guān)鍵步驟。

回火(Tempering)：將淬火后的零件加熱到一定溫度，保溫后緩慢冷卻，以消除淬火應(yīng)力，調(diào)整硬度，獲得所需的韌性。是淬火后的必要工序。

滲氮/氮化(Nitriding)：將氮原子滲入鋼件表面，形成硬化的氮化層。能顯著提高表面硬度、耐磨性、抗蝕性和疲勞強(qiáng)度，且處理溫度相對較低，對芯部性能影響小。常用于要求高耐磨、高耐蝕的型腔表面，如P20、718鋼的型腔表面。

調(diào)質(zhì)(QuenchingandTempering)：淬火后進(jìn)行高溫回火，獲得強(qiáng)度和韌性較好的綜合力學(xué)性能，常用于結(jié)構(gòu)零件。

4.線切割加工(WEDMProcessing)：如前所述，主要用于精密加工模具的型腔、型芯、卸料板等復(fù)雜輪廓。需要高精度的放電參數(shù)控制。

5.表面處理(SurfaceTreatment)：在零件表面形成一層保護(hù)層或功能層，以滿足特定要求。

噴丸/拋丸(ShotPeening)：利用高速鋼丸沖擊零件表面，產(chǎn)生壓應(yīng)力，提高零件的抗疲勞強(qiáng)度和耐磨性。常用于結(jié)構(gòu)件。

拋光(Polishing)：使用磨料或拋光膏對零件表面進(jìn)行打磨，達(dá)到鏡面或亞光效果，減少塑料制品在脫模時(shí)的粘附，提高制品外觀質(zhì)量。型腔表面的粗糙度要求通常很高（如Ra0.2~Ra0.8μm）。

鍍層(Plating)：在零件表面鍍覆一層金屬（如鍍硬鉻、鍍鋅、鍍鎳），以提高耐腐蝕性、耐磨性或改善外觀。鍍硬鉻能顯著提高型腔的硬度和耐磨性。鍍鋅主要用于防銹。

涂層(Coating)：涂覆特殊的塑料模具涂料，可以隔熱、減粘、防腐蝕等。

6.模具裝配(MoldAssembly)：將所有制造好的零件按照設(shè)計(jì)圖紙和技術(shù)要求組裝成完整的模具。

零件清理：裝配前徹底清理各零件，去除毛刺、銹蝕、油污等。

部件裝配：如模架的組裝、型腔與型芯的配合、滑塊與抽芯機(jī)構(gòu)的安裝、導(dǎo)柱導(dǎo)套的壓入或螺接、頂出系統(tǒng)的安裝等。

熱固件處理：對于需要使用環(huán)氧樹脂粘接的部件（如定位圈、小型鑲件），需按規(guī)范進(jìn)行配膠、涂膠、固化。

緊固與調(diào)整：按規(guī)定力矩緊固各螺栓，調(diào)整配合間隙（如導(dǎo)柱導(dǎo)套、滑塊配合），確?；顒硬考`活順暢。

密封處理：對需要密封的部位（如分型面、滑塊回程間隙）進(jìn)行密封處理，防止熔體溢出或頂件時(shí)產(chǎn)生飛邊。

7.調(diào)試與檢驗(yàn)(DebuggingandInspection)：裝配完成的模具需要進(jìn)行調(diào)試和全面檢驗(yàn)，確保其符合設(shè)計(jì)要求。

外觀與尺寸檢查：檢查模具各部分是否有損傷、銹蝕，測量關(guān)鍵配合尺寸和形位公差。

功能測試：進(jìn)行試模（試生產(chǎn)），檢查模具的開合是否順暢、頂出是否可靠、制品外觀及尺寸是否符合要求、是否有漏膠現(xiàn)象等。

問題修正：根據(jù)調(diào)試結(jié)果，對模具進(jìn)行必要的調(diào)整或修復(fù)，如修整型腔、調(diào)整間隙、更換損壞零件等。

（三）制造關(guān)鍵點(diǎn)

模具制造過程中，有若干關(guān)鍵點(diǎn)需要嚴(yán)格控制，以確保最終模具的質(zhì)量和性能。

1.加工精度控制：

尺寸精度：模具各零件的尺寸必須符合圖紙要求，特別是型腔、型芯、澆口、頂出系統(tǒng)等直接影響制品尺寸和功能的部位。需選擇合適的加工方法和精度等級。

形位公差：模具零件的形位公差（如平行度、垂直度、同軸度、位置度、圓度、圓柱度等）對模具的裝配精度、運(yùn)動精度和制品質(zhì)量至關(guān)重要。需通過高精度的加工和檢測來保證。例如，導(dǎo)柱與導(dǎo)套的軸線平行度、分型面的平整度等。

檢測手段：使用千分尺、卡尺、高度尺、百分表、三坐標(biāo)測量機(jī)（CMM）等工具進(jìn)行檢測。

2.熱處理工藝控制：

溫度與時(shí)間：淬火和回火溫度、保溫時(shí)間必須精確控制，否則會導(dǎo)致硬度不均、變形或開裂。需根據(jù)材料牌號和零件尺寸制定合理的熱處理工藝曲線。

冷卻速度：淬火冷卻速度需均勻，避免因冷卻不均產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力導(dǎo)致開裂。對于大型或復(fù)雜零件，可能需要采用特殊冷卻介質(zhì)或方法（如分級淬火、等溫淬火）。

設(shè)備與監(jiān)控：使用精確的溫控設(shè)備和熱處理爐，并對關(guān)鍵工序進(jìn)行監(jiān)控和記錄。

后處理：熱處理后可能需要進(jìn)行去除應(yīng)力處理（如時(shí)效處理）或精加工（如磨削），以進(jìn)一步提高尺寸精度和表面質(zhì)量。

3.表面質(zhì)量要求：

型腔表面粗糙度：型腔表面粗糙度直接影響脫模順利性和制品表面質(zhì)量。通常要求Ra值很低，如Ra0.2~Ra0.8μm，甚至更低。需要選擇合適的精加工方法（如精密銑削、電火花）和拋光工藝。

表面缺陷：避免型腔表面存在劃痕、碰傷、毛刺、黑點(diǎn)、裂紋等缺陷，這些缺陷會成為塑料制品的缺陷源或?qū)е略缙谀p。

表面硬化層：對于要求高耐磨性的型腔，通過滲氮、氮化或高頻淬火等工藝在表面形成硬化層，可顯著提高使用壽命。

4.裝配質(zhì)量檢驗(yàn)：

配合間隙：模具各運(yùn)動部件（如導(dǎo)柱導(dǎo)套、滑塊回程、分型面）的配合間隙需合理控制，既不能太大導(dǎo)致卡滯或溢料，也不能太小導(dǎo)致運(yùn)動不暢或磨損加劇。

活動部件靈活性：檢查所有活動部件（如滑塊、抽芯、頂出桿）是否運(yùn)動靈活、無卡滯、回程到位。

密封性：檢查分型面、滑塊配合面、排氣槽等部位是否密封良好，防止熔體在高壓下溢出（飛邊）或頂出時(shí)氣體沖走飛邊。

緊固可靠性：確保所有緊固螺栓都已按規(guī)定力矩?cái)Q緊，在注塑壓力下不會松動。

冷卻/加熱系統(tǒng)：檢查冷卻水路或加熱元件的安裝是否正確、連接是否通暢，能否有效傳遞冷/熱介質(zhì)。

一、塑料模具設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

（一）設(shè)計(jì)原則與要求

1.設(shè)計(jì)需符合塑料制品的功能、結(jié)構(gòu)及使用要求。

2.模具結(jié)構(gòu)應(yīng)確保加工、裝配、調(diào)試及維修的便利性。

3.選用合適的模具材料，保證強(qiáng)度、耐用性及壽命。

4.注塑工藝參數(shù)（如溫度、壓力、時(shí)間）需與設(shè)計(jì)相匹配。

5.設(shè)計(jì)需考慮模具的自動化程度及生產(chǎn)效率。

（二）設(shè)計(jì)流程

1.分析塑料制品圖紙及工藝要求。

2.確定模具類型（如兩板模、三板模、熱流道模等）。

3.繪制模具總裝圖及各部件圖。

4.進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括型腔、型芯、滑塊、抽芯等。

5.設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)及排氣系統(tǒng)。

6.完成模具設(shè)計(jì)驗(yàn)證及優(yōu)化。

二、塑料模具制造技術(shù)

（一）模具材料選用

1.型腔、型芯材料：常用高強(qiáng)度、高耐磨性鋼材，如P20、718、H13等。

2.結(jié)構(gòu)零件材料：根據(jù)受力情況選用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼或合金結(jié)構(gòu)鋼。

3.熱流道系統(tǒng)材料：選用耐腐蝕、耐高溫合金材料，如Nimonic、Inconel等。

4.模具標(biāo)準(zhǔn)件：如導(dǎo)柱、導(dǎo)套、銷釘?shù)?，選用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格產(chǎn)品。

（二）制造工藝流程

1.毛坯加工：根據(jù)零件圖進(jìn)行鍛造、棒料切割等預(yù)處理。

2.機(jī)械加工：使用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行銑削、車削、鉆孔、攻絲等操作。

3.熱處理：對關(guān)鍵零件進(jìn)行淬火、回火、氮化等處理，提高硬度和耐磨性。

4.線切割加工：對復(fù)雜型腔進(jìn)行電火花線切割，保證加工精度。

5.表面處理：對型腔表面進(jìn)行噴丸、拋光、鍍硬鉻等處理，提高耐腐蝕性。

6.模具裝配：按照裝配圖進(jìn)行零件組裝、調(diào)試及檢驗(yàn)。

（三）制造關(guān)鍵點(diǎn)

1.加工精度控制：保證各配合尺寸、形位公差符合設(shè)計(jì)要求。

2.熱處理工藝控制：避免出現(xiàn)裂紋、變形等缺陷。

3.表面質(zhì)量要求：型腔表面粗糙度需達(dá)到Ra0.2~Ra0.8μm。

4.裝配質(zhì)量檢驗(yàn)：檢查配合間隙、活動部件靈活性及密封性。

三、塑料模具質(zhì)量檢測與維護(hù)

（一）質(zhì)量檢測標(biāo)準(zhǔn)

1.外觀檢查：模具表面無銹蝕、劃傷、毛刺等缺陷。

2.尺寸測量：使用千分尺、三坐標(biāo)測量機(jī)等工具檢測關(guān)鍵尺寸。

3.硬度檢測：檢查熱處理后的硬度是否符合要求（如HRC50~58）。

4.功能測試：進(jìn)行注塑試驗(yàn)，檢驗(yàn)?zāi)＞叩某尚湍芰敖Y(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

（二）維護(hù)保養(yǎng)要點(diǎn)

1.定期清潔：清除模具型腔內(nèi)的殘留物及污染物。

2.潤滑保養(yǎng)：對活動部件進(jìn)行潤滑，減少磨損。

3.檢查緊固：定期檢查模具各緊固件是否松動。

4.性能測試：定期進(jìn)行注塑試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)并解決潛在問題。

（三）常見問題及解決方法

1.成型不良：檢查澆口位置、流道設(shè)計(jì)及工藝參數(shù)。

2.型腔磨損：更換耐磨材料或進(jìn)行表面強(qiáng)化處理。

3.漏膠問題：檢查密封結(jié)構(gòu)及配合間隙，必要時(shí)進(jìn)行補(bǔ)焊修復(fù)。

4.開合困難：潤滑活動部件，調(diào)整配合間隙或修復(fù)磨損零件。

二、塑料模具制造技術(shù)

（一）模具材料選用

模具材料的選擇直接關(guān)系到模具的壽命、制品質(zhì)量、制造成本及維護(hù)難度。材料選用需綜合考慮塑料制品的材質(zhì)、產(chǎn)量、精度要求、成型工藝以及經(jīng)濟(jì)性等因素。

1.型腔、型芯材料：這是模具中直接與塑料熔體接觸并成型制品的核心零件，承受高壓、高溫和劇烈摩擦，因此要求材料具有極高的硬度、耐磨性、耐熱性、耐腐蝕性和一定的韌性。

常用材料：

預(yù)硬鋼(Pre-HardenedSteel)：如P20、718等。這類鋼經(jīng)過淬火和回火處理，硬度通常在HRC30-45之間，可以直接進(jìn)行切削加工，簡化了熱處理流程，成本相對較低，適合中等精度和壽命要求的模具。P20是應(yīng)用最廣泛的預(yù)硬鋼之一，具有良好的切削性能和綜合力學(xué)性能。718鋼則具有更好的淬透性和韌性。

熱處理硬化鋼(HardeningSteel)：如H13（1.2344）、S136（1.4401）等。這類鋼未經(jīng)預(yù)硬化，需要經(jīng)過精密的淬火和高溫回火處理（通常達(dá)到HRC50-58），以獲得最佳的硬度和耐磨性。H13鋼具有優(yōu)異的高溫強(qiáng)度、耐磨性和抗腐蝕性，是制造要求高壽命、高精度模具（如汽車配件、電子零件模具）的首選材料。S136鋼則因其良好的耐腐蝕性和易加工性而受到歡迎，常用于三板?；驘崃鞯滥＞叩男颓弧?/p>

其他特種鋼：對于特殊要求，如極高耐磨性或耐腐蝕性，可能選用Cr12MoV等冷作模具鋼，或鉻鉬鋼、高速鋼等。

選擇考量：低成本、大批量生產(chǎn)優(yōu)先考慮P20、718；高精度、長壽命、耐熱耐蝕要求高時(shí)選擇H13、S136等。

2.結(jié)構(gòu)零件材料：模具中的導(dǎo)柱、導(dǎo)套、定位圈、滑塊、墊塊、頂桿等支撐和傳動零件，主要承受機(jī)械載荷、摩擦和運(yùn)動，要求材料具有足夠的強(qiáng)度、硬度、耐磨性和韌性。

常用材料：

碳素結(jié)構(gòu)鋼：如45鋼。經(jīng)過適當(dāng)?shù)臒崽幚恚ㄕ{(diào)質(zhì)處理，即淬火+高溫回火，達(dá)到HRC24-42），45鋼具有良好的綜合力學(xué)性能和加工性能，成本較低，適用于要求不高的結(jié)構(gòu)零件。

合金結(jié)構(gòu)鋼：如40Cr、40CrNiMo等。通過熱處理可獲得更高的強(qiáng)度和韌性，適用于承載較大或要求更高耐磨性的結(jié)構(gòu)零件。

預(yù)硬鋼/熱處理硬化鋼：對于精度要求高或與型腔配合的結(jié)構(gòu)件，也可選用P20、718或H13等材料。

選擇考量：在保證強(qiáng)度和耐磨性的前提下，優(yōu)先選用成本經(jīng)濟(jì)的45鋼進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。

3.熱流道系統(tǒng)材料：熱流道系統(tǒng)（HotRunnerSystem）用于在注射過程中保持流道溫度恒定，防止熔體在流道中過早冷卻，確保制品成型質(zhì)量。其材料需承受高溫（通常180-300°C甚至更高）和塑料熔體的侵蝕，要求具有優(yōu)異的耐熱性、耐腐蝕性、抗粘附性和低的熱膨脹系數(shù)。

常用材料：

熱作模具鋼：如H13是最常用的熱流道元件材料，其高溫強(qiáng)度和耐磨性俱佳。

鎳基合金(Nickel-BasedAlloys)：如Inconel（牌號如625、718）、Nimonic（牌號如80A）。這些合金具有極佳的耐高溫氧化、耐腐蝕性能和一定的強(qiáng)度，是制造高溫、高要求熱流道系統(tǒng)的理想材料，但成本較高。

不銹鋼(StainlessSteel)：如316L。具有良好的耐腐蝕性，常用于一些中溫或要求耐腐蝕性強(qiáng)的熱流道部件，但耐高溫性能不如鎳基合金。

選擇考量：溫度范圍、塑料類型、成本是主要選擇依據(jù)。要求高壽命、耐高溫時(shí)選鎳基合金或H13；要求耐腐蝕、成本適中時(shí)可選316L。

4.模具標(biāo)準(zhǔn)件：模具中許多重復(fù)使用的通用零件，如導(dǎo)柱、導(dǎo)套、定位銷、復(fù)位銷、頂出銷、司筒、澆口套等，已實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化生產(chǎn)，選用標(biāo)準(zhǔn)件可以提高模具的制造效率、保證配合精度、降低成本和便于維修更換。

常用材料：導(dǎo)柱、導(dǎo)套等通常采用與型腔/型芯配合的預(yù)硬鋼（如P20）或熱處理硬化鋼（如H13）；頂出系統(tǒng)零件多采用碳素結(jié)構(gòu)鋼（45鋼調(diào)質(zhì)）或預(yù)硬鋼。

選擇考量：根據(jù)尺寸、精度、負(fù)載要求選擇對應(yīng)等級和材料的標(biāo)準(zhǔn)件。

（二）制造工藝流程

塑料模具的制造通常涉及多個(gè)工序，需要多種加工設(shè)備和工藝技術(shù)的配合。一個(gè)典型的模具制造流程如下：

1.毛坯加工(BlankingandMachining)：根據(jù)零件圖紙，對原材料進(jìn)行初步加工。

下料：將棒料、板料、型材等原材料切割成所需尺寸。常用方法有鋸切、車削外圓、沖裁等。

鍛造(Forging)：對于大型或受力關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)件（如模架、大型滑塊），通常需要進(jìn)行鍛造，以獲得更致密的組織和更好的力學(xué)性能。鍛造后需進(jìn)行正火或退火處理，消除內(nèi)應(yīng)力。

棒料準(zhǔn)備：對用于車削、銑削的棒料進(jìn)行表面處理和尺寸調(diào)整。

2.機(jī)械加工(Machining)：這是模具制造中最核心的環(huán)節(jié)，使用數(shù)控機(jī)床（CNC）進(jìn)行高精度的切削加工，形成零件的基本形狀和尺寸。

粗加工：切除大部分余量，為精加工做準(zhǔn)備。常用銑削（端銑、面銑）、車削（外圓、端面、槽）。

半精加工：對零件進(jìn)行初步的尺寸和形位公差控制，為精加工留出合理的余量。常用立銑、臥銑、車削、鉆削、鏜削等。

精加工：達(dá)到圖紙要求的最終尺寸、形狀和精度。這是保證模具質(zhì)量的關(guān)鍵步驟。常用精密銑削（如五軸聯(lián)動銑削）、精密車削、高精度鉆削、電火花線切割（EDM）、慢走絲線切割等。

銑削：主要用于加工模具的型腔、型芯、滑塊、模板等大型平面和復(fù)雜曲面。五軸聯(lián)動銑削能加工出更復(fù)雜、更精密的型腔。

車削：主要用于加工模具的澆口套、頂桿、司筒等回轉(zhuǎn)類零件。

鉆削與鏜削：用于加工孔、襯套等。

電火花線切割(WEDM)：利用脈沖放電腐蝕原理，加工高硬度材料（如淬火鋼）的復(fù)雜型腔、窄縫、小孔等。放電間隙小，精度高，是模具型腔加工的常用手段。

電火花成型加工(EDMMachining)：利用脈沖放電腐蝕原理直接成型工件，主要用于加工非常硬的模具型腔或復(fù)雜形狀的電極。

3.熱處理(HeatTreatment)：通過改變材料的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，改善其力學(xué)性能（如硬度、強(qiáng)度、韌性、耐磨性）。

退火/正火(Annealing/Normalizing)：放松內(nèi)應(yīng)力，均勻組織，降低硬度，改善切削加工性能。通常作為鍛造后或粗加工前的預(yù)處理。

淬火(Quenching)：將零件加熱到臨界溫度以上，然后快速冷卻（通常在油或水中），使材料獲得高硬度的馬氏體組織。這是獲得高硬度的關(guān)鍵步驟。

回火(Tempering)：將淬火后的零件加熱到一定溫度，保溫后緩慢冷卻，以消除淬火應(yīng)力，調(diào)整硬度，獲得所需的韌性。是淬火后的必要工序。

滲氮/氮化(Nitriding)：將氮原子滲入鋼件表面，形成硬化的氮化層。能顯著提高表面硬度、耐磨性、抗蝕性和疲勞強(qiáng)度，且處理溫度相對較低，對芯部性能影響小。常用于要求高耐磨、高耐蝕的型腔表面，如P20、718鋼的型腔表面。

調(diào)質(zhì)(QuenchingandTempering)：淬火后進(jìn)行高溫回火，獲得強(qiáng)度和韌性較好的綜合力學(xué)性能，常用于結(jié)構(gòu)零件。

4.線切割加工(WEDMProcessing)：如前所述，主要用于精密加工模具的型腔、型芯、卸料板等復(fù)雜輪廓。需要高精度的放電參數(shù)控制。

5.表面處理(SurfaceTreatment)：在零件表面形成一層保護(hù)層或功能層，以滿足特定要求。

噴丸/拋丸(ShotPeening)：利用高速鋼丸沖擊零件表面，產(chǎn)生壓應(yīng)力，提高零件的抗疲勞強(qiáng)度和耐磨性。常用于結(jié)構(gòu)件。

拋光(Polishing)：使用磨料或拋光膏對零件表面進(jìn)行打磨，達(dá)到鏡面或亞光效果，減少塑料制品在脫模時(shí)的粘附，提高制品外觀質(zhì)量。型腔表面的粗糙度要求通常很高（如Ra0.2~Ra0.8μm）。

鍍層(Plating)：在零件表面鍍覆一層金屬（如鍍硬鉻、鍍鋅、鍍鎳），以提高耐腐蝕性、耐磨性或改善外觀。鍍硬鉻能顯著提高型腔的硬度和耐磨性。鍍鋅主要用于防銹。

涂層(Coating)：涂覆特殊的塑料模具涂料，可以隔熱、減粘、防腐蝕等。

6.模具裝配(MoldAssembly)：將所有制造好的零件按照設(shè)計(jì)圖紙和技術(shù)要求組裝成完整的模具。

零件清理：裝配前徹底清理各零件，去除毛刺、銹蝕、油污等。

部件裝配：如模架的組裝、型腔與型芯的配合、滑塊與抽芯機(jī)構(gòu)的安裝、導(dǎo)柱導(dǎo)套的壓入或螺接、頂出系統(tǒng)的安裝等。

熱固件處理：對于需要使用環(huán)氧樹脂粘接的部件（如定位圈、小型鑲件），需按規(guī)范進(jìn)行配膠、涂膠、固化。

緊固與調(diào)整：按規(guī)定力矩緊固各螺栓，調(diào)整配合間隙（如導(dǎo)柱導(dǎo)套、滑塊配合），確?；顒硬考`活順暢。

密封處理：對需要密封的部位（如分型面、滑塊回程間隙）進(jìn)行密封處理，防止熔體溢出或頂件時(shí)產(chǎn)生飛邊。

7.調(diào)試與檢驗(yàn)(DebuggingandInspection)：裝配完成的模