（2025年版）塑料模具加工实践指南

（2025年版）塑料模具加工实践指南目的本实践指南旨在为初学者提供全面、详细且可直接操作的塑料模具加工指导。通过学习本指南，初学者能够了解塑料模具加工的基本原理、掌握关键的加工步骤和技术，并且能够独立完成简单塑料模具的加工，同时能够应对加工过程中常见的问题，为进一步深入学习和实践塑料模具加工奠定坚实的基础。前置条件知识储备了解塑料的基本性能和常见塑料材料的特点，例如聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）等的成型温度、收缩率等参数。掌握机械制图的基本知识，能够读懂二维模具图纸，包括视图的表达、尺寸标注、公差配合等。熟悉金属材料的相关知识，知道常用模具钢材的性能、热处理要求，如Cr12MoV、P20等钢材的特点和适用场景。设备与工具准备加工设备：具备数控铣床、电火花加工机床、磨床、钻床等基本加工设备。数控铣床用于模具的粗加工和半精加工，能够高效地去除大量材料；电火花加工机床用于加工复杂的型腔和高精度的模具零件；磨床用于模具零件的精加工，保证零件的表面平整度和尺寸精度；钻床用于钻孔等操作。测量工具：准备游标卡尺、千分尺、高度尺、百分表等测量工具。游标卡尺用于测量一般尺寸，精度可达0.02mm；千分尺用于测量高精度尺寸，精度可达0.001mm；高度尺用于测量高度和划线；百分表用于测量零件的形状误差和位置误差。刀具与电极：根据加工需求准备合适的刀具，如立铣刀、球头铣刀、钻头等。刀具的材质要根据加工材料的硬度和加工要求选择，如高速钢刀具适用于一般材料的加工，硬质合金刀具适用于硬度较高的材料加工。同时，准备好电火花加工所需的电极，电极材料一般选用紫铜或石墨。材料准备根据模具的设计要求选择合适的模具钢材，确保钢材的质量和性能符合要求。对钢材进行检验，检查钢材的硬度、金相组织等是否合格。准备好加工过程中所需的辅助材料，如切削液、润滑油等。切削液用于降低切削温度、减少刀具磨损和提高加工表面质量；润滑油用于设备的润滑和保养。详细步骤模具设计图纸分析整体结构分析：仔细研究模具设计图纸，了解模具的整体结构和工作原理。确定模具的分型面、浇注系统、冷却系统、顶出机构等关键部分的位置和结构。分型面的选择直接影响模具的加工难度和塑料制品的质量，应尽量选择在塑料制品的最大轮廓处，便于模具的开合和塑料制品的脱模。尺寸精度分析：检查图纸上各零件的尺寸标注是否清晰、准确，明确各尺寸的公差要求。对于高精度的尺寸，要制定合理的加工工艺和测量方法，确保加工精度符合要求。表面质量要求分析：注意图纸上对模具表面质量的要求，如表面粗糙度、光洁度等。不同的塑料制品对模具表面质量的要求不同，例如光学镜片模具要求极高的表面光洁度，需要采用特殊的加工工艺和抛光方法来保证。原材料准备与预处理钢材切割：根据模具设计图纸的尺寸要求，使用锯床或火焰切割设备将模具钢材切割成合适的坯料。切割时要保证尺寸精度，预留一定的加工余量，一般单边加工余量为510mm。锻造处理：对于一些大型模具或对模具性能要求较高的情况，需要对钢材进行锻造处理。锻造可以改善钢材的内部组织，提高钢材的强度和韧性。锻造过程中要控制好锻造比和锻造温度，避免出现锻造缺陷。退火处理：切割和锻造后的钢材内部存在较大的内应力，需要进行退火处理来消除内应力。退火温度和保温时间要根据钢材的种类和规格来确定，一般退火温度在600800℃，保温时间为24小时，然后随炉冷却。数控加工编程：根据模具设计图纸和加工工艺要求，使用CAD/CAM软件进行数控编程。首先在CAD软件中绘制模具零件的三维模型，然后将模型导入CAM软件中进行刀具路径规划。选择合适的加工工艺参数，如切削速度、进给量、切削深度等，生成数控加工程序。装夹与对刀：将坯料安装在数控铣床的工作台上，使用合适的夹具进行装夹，确保坯料的位置准确和固定牢固。使用对刀仪或手动对刀的方法确定刀具的初始位置，将对刀数据输入到数控系统中。粗加工：采用大直径的立铣刀进行粗加工，快速去除大部分材料，接近零件的最终形状。粗加工时要注意切削参数的选择，以提高加工效率，但也要避免切削力过大导致刀具磨损和零件变形。半精加工：粗加工完成后，更换较小直径的立铣刀进行半精加工，进一步提高零件的尺寸精度和表面质量。半精加工时要适当减小切削深度和进给量，增加切削速度，为精加工做好准备。精加工：使用球头铣刀进行精加工，保证零件的最终尺寸精度和表面质量。精加工时要采用较小的切削参数，进行多次走刀，以获得光滑的加工表面。电火花加工电极设计与制造：根据模具型腔的形状和尺寸设计电火花加工电极。电极的形状要与型腔形状相匹配，尺寸要考虑放电间隙。使用数控加工设备制造电极，保证电极的精度和表面质量。电极装夹与定位：将电极安装在电火花加工机床的主轴上，使用夹具进行装夹，确保电极的位置准确和固定牢固。通过机床的定位系统将电极准确地定位到模具型腔的加工位置。加工参数设置：根据模具钢材的材质、电极材料和加工要求设置电火花加工参数，如脉冲宽度、脉冲间隔、峰值电流等。不同的加工参数会影响加工速度、加工精度和表面质量，需要根据实际情况进行调整。电火花加工操作：启动电火花加工机床，进行放电加工。在加工过程中，要密切观察加工情况，及时调整加工参数，确保加工质量。加工完成后，对模具型腔进行清洗和检查，去除加工过程中产生的电蚀产物。磨床加工平面磨削：将经过数控加工和电火花加工的模具零件安装在磨床的工作台上，使用砂轮进行平面磨削。磨削时要控制好磨削参数，如砂轮的转速、进给量、磨削深度等，保证零件的平面度和表面粗糙度符合要求。成型磨削：对于一些具有复杂形状的模具零件，需要采用成型磨削的方法进行加工。成型磨削可以使用成型砂轮或通过数控磨床的编程功能来实现，保证零件的形状精度和尺寸精度。钻孔与攻丝钻孔：根据模具设计图纸的要求，使用钻床在模具零件上钻孔。选择合适的钻头直径和钻孔参数，保证钻孔的位置精度和尺寸精度。钻孔时要注意冷却和排屑，避免钻头折断和孔壁粗糙。攻丝：对于需要安装螺栓、螺母等连接件的孔，需要进行攻丝加工。选择合适的丝锥和攻丝参数，保证螺纹的精度和质量。攻丝时要注意润滑和排屑，避免丝锥折断和螺纹损坏。模具零件热处理淬火处理：将加工好的模具零件进行淬火处理，提高零件的硬度和耐磨性。淬火温度和淬火介质要根据模具钢材的种类和规格来确定，一般淬火温度在8001000℃，淬火介质可以选择油或水。回火处理：淬火后的模具零件内部存在较大的内应力，需要进行回火处理来消除内应力，提高零件的韧性和稳定性。回火温度和回火时间要根据淬火后的硬度和零件的使用要求来确定，一般回火温度在200600℃，回火时间为13小时。表面处理与抛光表面处理：根据模具的使用要求，对模具零件进行表面处理，如氮化、镀硬铬等。氮化处理可以提高模具的硬度、耐磨性和耐腐蚀性；镀硬铬可以提高模具的表面光洁度和脱模性能。抛光：使用砂纸、油石、抛光膏等工具对模具型腔和其他关键部位进行抛光。抛光过程要按照从粗到细的顺序进行，逐步提高表面光洁度。对于高精度的模具，还可以使用抛光机进行机械抛光或采用化学抛光、电解抛光等方法进行抛光。模具装配零件清洗与检验：对加工好的模具零件进行清洗，去除表面的油污、铁屑等杂质。使用测量工具对零件进行检验，检查零件的尺寸精度、形状精度和表面质量是否符合要求。对不合格的零件进行返修或更换。装配顺序确定：根据模具的结构和工作原理确定模具的装配顺序。一般先装配模具的核心部分，如型腔、型芯等，然后再装配浇注系统、冷却系统、顶出机构等附属部分。零件装配：按照确定的装配顺序将各零件进行装配，使用螺栓、销钉等连接件将零件固定在一起。在装配过程中，要注意零件的安装方向和位置，保证各零件之间的配合精度。对于一些有相对运动的零件，要进行适当的润滑和调整，确保运动灵活。调试与检测：模具装配完成后，进行调试和检测。检查模具的开合是否顺畅，分型面是否贴合紧密，浇注系统、冷却系统、顶出机构等是否正常工作。对模具进行试模，观察塑料制品的成型情况，根据试模结果对模具进行调整和优化。常见问题与排错提示加工精度问题尺寸偏差：如果加工后的零件尺寸与设计尺寸存在偏差，可能是由于刀具磨损、加工工艺参数设置不当、测量误差等原因引起的。检查刀具的磨损情况，及时更换刀具；调整加工工艺参数，如切削速度、进给量、切削深度等；使用高精度的测量工具进行测量，确保测量准确。形状误差：零件出现形状误差，如平面度、垂直度、圆度等不符合要求，可能是由于装夹不当、机床精度不足、加工工艺不合理等原因造成的。检查装夹是否牢固，调整装夹方式；对机床进行精度检测和调整，保证机床的精度符合要求；优化加工工艺，采用合适的加工方法和刀具路径。表面质量问题表面粗糙度不合格：加工后的零件表面粗糙度不符合要求，可能是由于刀具刃口不锋利、切削参数选择不当、切削液使用不合理等原因导致的。更换锋利的刀具，调整切削参数，如减小进给量、增加切削速度；合理使用切削液，保证切削液的浓度和流量符合要求。表面划痕：零件表面出现划痕，可能是由于加工过程中刀具与零件之间的摩擦、铁屑划伤等原因引起的。检查刀具的安装是否正确，避免刀具与零件发生干涉；及时清理加工过程中产生的铁屑，防止铁屑划伤零件表面。电火花加工问题加工速度慢：电火花加工速度慢可能是由于加工参数设置不当、电极损耗过大等原因造成的。调整加工参数，如增加脉冲宽度、减小脉冲间隔、提高峰值电流等；选择合适的电极材料和加工工艺，减少电极损耗。加工精度低：电火花加工精度低可能是由于电极制造精度不高、放电间隙不稳定等原因引起的。提高电极的制造精度，保证电极的尺寸和形状符合要求；调整放电间隙，确保放电间隙稳定。模具装配问题模具开合不顺畅：模具开合不顺畅可能是由于零件装配不当、运动部件之间的摩擦力过大等原因造成的。检查零件的装配是