塑胶模具零件加工有哪些要求?
塑胶模具零件加工需围绕 “适配塑胶成型特性、保障精度与耐用性、满足装配与生产效率” 三大核心,从材质选择、精度控制、表面质量、工艺适配等维度制定明确要求,确保加工后的零件能稳定实现塑胶件成型,同时延长模具使用寿命,具体要求可分为 6 个关键模块:
一、材质选择:适配塑胶类型与成型工况,保证基础性能
塑胶模具零件需接触不同特性的塑胶(如腐蚀性、高温型),且长期承受成型压力与温度循环,材质需同时满足 “强度、耐腐、耐热” 需求,避免因材质错配导致模具失效。
按塑胶特性选材质
成型腐蚀性塑胶(如 PVC、POM):优先选S136 不锈钢模具钢,经固溶处理(1050-1100℃)后,耐腐蚀性强,且抛光性能好,适合要求高表面质量的塑胶件;
成型高温塑胶(如 PA66、PC,成型温度 250-300℃):选H13 热作模具钢,耐热性达 600℃以上,硬度 HRC42-48,能承受长期高温冲击,避免型腔变形;
成型普通塑胶(如 PP、ABS,成型温度 180-220℃):选718H 预硬塑胶模具钢,预硬硬度 HRC28-32,无需后续热处理,加工便捷,适合中大型型腔(如家电外壳模具);
导向 / 定位类零件(导柱、定位销):选SUJ2 轴承钢,表面淬火后硬度 HRC58-60,芯部韧性好,耐磨且抗冲击,避免导向时磨损或断裂。
材质质量要求
原料需提供材质证明书(MTC),明确化学成分(如 S136 需含 Cr 12%-14%、Ni 0.8%-1.5%)与力学性能(如抗拉强度≥1200MPa),禁止使用成分不明的回收料;
原料需经超声波探伤,内部无裂纹、夹杂等缺陷(缺陷等级需符合 GB/T 17897 中 A 级要求),避免加工后因内部缺陷导致零件开裂。
二、精度控制:满足成型与装配需求,避免塑胶件缺陷
塑胶模具零件精度直接决定塑胶件尺寸一致性与装配稳定性,需严格控制 “尺寸公差、形位公差”,避免因精度不足导致塑胶件飞边、偏位、尺寸超差。
尺寸公差要求
型腔 / 型芯:需按塑胶收缩率补偿(如 PP 收缩率 1.5%-2%,型腔尺寸 = 塑胶件尺寸 ×(1 + 收缩率)±0.005mm),确保成型后塑胶件尺寸在公差范围内(通常塑胶件公差 ±0.02mm,型腔公差需控制在 ±0.005mm);
导向件:导柱外径公差取h6(如 φ20mm 导柱,公差 - 0.002~-0.011mm),导套内径公差取H7(φ20mm 导套,公差 0~+0.021mm),配合间隙需稳定在 0.003-0.005mm,过大易导致型腔偏位,过小易卡滞;
定位件:定位销直径公差取h5(如 φ8mm 定位销,公差 - 0.001~-0.008mm),定位孔公差取H6(φ8mm 定位孔,公差 0~+0.013mm),配合间隙≤0.002mm,确保零件装配无错位。
形位公差要求
平面度:型腔分型面、卸料板装配面的平面度≤0.01mm/m(如 200mm×200mm 零件,平面偏差≤0.002mm),避免贴合不严导致塑胶件飞边;
同轴度:型腔与型芯刃口的同轴度≤0.003mm,导柱与导套安装孔的同轴度≤0.005mm,防止成型时零件偏位;
垂直度:导柱与固定板底面的垂直度≤0.005mm/100mm,型腔侧壁与分型面的垂直度≤0.003mm/100mm,避免塑胶件侧壁倾斜。
三、表面质量:适配塑胶件外观与脱模需求,减少成型缺陷
塑胶模具零件(尤其是型腔)的表面质量直接影响塑胶件外观与脱模效果,需控制 “表面粗糙度、表面状态”,避免塑胶件拉毛、粘模。
表面粗糙度要求
型腔表面:成型透明塑胶件(如 PC 镜片)时,粗糙度需达Ra≤0.01μm(经超精抛光),确保塑胶件表面无划痕、光泽均匀;成型普通外观件(如 ABS 外壳)时,Ra≤0.02μm,避免表面拉毛;
导向表面:导柱、导套外圆 / 内孔粗糙度Ra≤0.04μm(经超精磨),减少导向摩擦,避免因表面粗糙导致卡滞;
分型面:粗糙度Ra≤0.8μm(经精磨),确保贴合紧密,防止塑胶溢料产生飞边。
表面状态要求
型腔表面无 “划痕、崩角、积碳”:划痕深度≤0.002mm(否则塑胶件会复制划痕),崩角尺寸≤0.005mm(易导致塑胶件边角缺料),电火花加工后需彻底清理积碳(用草酸浸泡 + 超声波清洗);
表面无 “锈蚀、氧化层”:成型腐蚀性塑胶(如 PVC)的型腔,需做 “氮化处理”(氮化层厚度 5-10μm,硬度 HV800-1000),防止塑胶分解物腐蚀型腔;非腐蚀性塑胶型腔,加工后需涂防锈油(如硬膜防锈油),避免仓储时锈蚀。
四、工艺适配:按零件功能选工艺,避免加工缺陷
不同功能的塑胶模具零件(型腔、导柱、结构件)需匹配对应的加工工艺,确保工艺能满足精度、表面质量需求,避免因工艺简化导致零件报废。
型腔 / 型芯加工工艺要求
高精度型腔(公差 ±0.005mm):需采用 “锻造→调质→粗铣→热处理→精铣→电火花(慢走丝)→超精抛光” 工艺,禁止省略 “慢走丝”(无法保证刃口精度)或 “超精抛光”(表面粗糙度不达标);
复杂型腔(如带深腔、窄缝):用 “五轴数控铣 + 电火花” 组合工艺,五轴铣加工整体轮廓(精度 ±0.01mm),电火花加工窄缝 / 深腔(宽度≤0.5mm 的窄缝,需用 φ0.1mm 铜丝加工),避免铣刀无法深入导致加工盲区。
导向件加工工艺要求
导柱 / 导套:需采用 “圆钢→调质→精车→外圆磨 / 内圆磨→超精磨” 工艺,外圆磨保证尺寸精度(±0.002mm),超精磨提升表面质量(Ra≤0.04μm),禁止仅靠精车完成(表面粗糙度 Ra≥1.6μm,无法满足导向需求)。
结构件加工工艺要求
固定板、卸料板:需采用 “钢板→数控铣(铣平面 / 孔)→精磨→珩磨(定位孔)” 工艺,精磨保证平面度(≤0.01mm/m),珩磨保证定位孔精度(H6 公差),避免因孔位偏差导致零件装配困难。
五、热处理:保障零件强度与稳定性,避免变形
热处理是提升塑胶模具零件强度、硬度的关键,需按材质与功能制定热处理工艺,避免 “硬度不足易磨损”“内应力大易变形” 的问题。
型腔 / 型芯热处理要求
S136 钢:需经 “固溶处理(1050-1100℃,保温 2 小时)+ 时效处理(450-500℃,保温 4 小时)”,硬度控制在 HRC30-35,时效后需空冷(避免水冷导致变形),变形量需≤0.01mm/m;
718H 钢:预硬处理至 HRC28-32,加工后无需再淬火(避免变形),但需进行 “去应力退火”(200-250℃,保温 2 小时),消除加工内应力。
导向件热处理要求
SUJ2 钢:需经 “调质(850-880℃淬火,550-600℃回火,硬度 HB220-250)+ 表面淬火(860-880℃感应加热,200-220℃回火,表面硬度 HRC58-60)”,表面淬火层深度 0.8-1.2mm,确保芯部韧性、表面耐磨性。
热处理后检测要求
硬度检测:每零件测 3 个点(表面不同区域),硬度偏差≤2HRC(如 HRC30-35 的零件,单点硬度不得低于 28HRC 或高于 37HRC);
变形检测:用百分表或三坐标测量仪检测热处理后的变形量(如型腔平面度变化≤0.005mm),变形超差需重新精磨修正。
六、装配适配:确保零件间无干涉,满足模具生产需求
塑胶模具零件需通过装配形成整体,加工时需考虑 “装配间隙、接口兼容性”,避免因加工忽略装配需求导致模具无法正常使用。
装配间隙要求
型腔与型芯的成型间隙:按塑胶料厚设定(如料厚 1mm 的 PP 塑胶,间隙 0.01-0.02mm),间隙过大导致飞边,过小导致脱模困难;
卸料板与型芯的配合间隙:比成型间隙大 0.005-0.01mm(如成型间隙 0.01mm,卸料板间隙 0.015-0.02mm),确保卸料顺畅无卡顿。
接口兼容性要求
螺纹孔 / 螺栓:固定板的螺纹孔(如 M8)需与螺栓(M8×1.25)匹配,螺纹精度达 6H/6g,拧紧扭矩需符合标准(如 M8 螺栓扭矩 25-30N・m),避免滑丝;
水路 / 气道孔:型腔的冷却水路孔(如 φ8mm)需与水管接头(φ8mm 快插接头)匹配,孔径公差 H8(φ8mm 孔,公差 0~+0.022mm),确保密封无漏水。