模具材料选择原则与模具设计说明

塑料模具材料的选择目前，塑料制品日益广泛地应用于日常生活，其中注射成型技术约占80%。注射成型因其一次成型、尺寸精确、可带嵌件、生产率高、易于实现现代化、后加工量少等特点广泛应用于汽车、建筑、家用电器、食品、医药等诸多领域。塑料模具的选用，对于塑料工业生产能否收到好的经济效益非常关键，因此，模具设计者了解 模具材料的基本要求和选择恰当的材料相当必要。塑料模具的工作条件与冷冲模不同，一般须在150。-200。C下进行工作，除了受到一定压力作用外，还要承受温度影响。现根据塑料成型模具使用条件、加工方法的不同将 塑料模具用钢的基本性能要求大致归纳如下：1 .足够的表面硬度和耐磨性塑料模的硬度通常在50-60HRC以下，经过热处理的 模具应有足够的表面硬度，以保证 模具有足够的刚度。 模具在工作中由于 塑 料的填充和流动要承受较大的压应力和摩擦力，要求 模具保持形状的精度和尺寸精度的稳定性，保证 模具有足够的使用寿命。 模 具的耐磨性取决于钢材的化学成分和热处理硬度，因此提高模具的硬度有利于提高其耐磨性。2 .优良的切削加工性大多数塑料成型模具，除EMDrn工外还需进行一定的切削加工和钳工修配。为延长切削刀具的使用寿命，提高切削性能，减少表 面粗糙度，塑料模具用钢的硬度必须适当。3 .良好的抛光性能高品质的塑料制品，要求型腔表面的粗糙度值小。例如，注塑模型腔表面粗糙度值要求小于Ra0.10.25的水平，光学面则要求Ra0.01nm,型腔须进行抛光，减小表面粗糙度值。为此选用的钢材要求材料杂质少、组织微细均一、无纤维方向性、抛光时不 应出现麻点或桔皮状缺陷。4 .良好的热稳定性塑料注射模的零件形状往往比较复杂，淬火后难以加工，因此应尽量选用具有良好的热稳定性的，当模具成型加工经热处理后因线膨胀系数小，热处理变形小，温度差异引起的尺寸变化率小，金相组织和模具尺寸稳定，可减少或不再进行加工，即可保证模具尺寸精度和表面粗糙度要求。45、50牌号的碳素钢具有一定的强度与耐磨性，经调质处理后多用于模架材料。高碳工具钢、低合金工具钢经过热处理后具有 较高的强度和耐磨性，多用于成型零件。但高碳工具钢因其热处理变形大，仅适用于制造尺寸小、形状简单的成型零件。随着塑料工业的发展，塑料制品的复杂性、精度等要求愈来愈高，对模具材料也提出更高要求。对于制造复杂、精密和耐腐蚀性的塑料模，可采用预硬钢（如 PMS、耐蚀钢（如 PCR和低碳马氏体时效钢（如 18Ni-250 ）,均具有较好的切削加工、热处理 和抛光性能与较高强度。此外，在选择材料时还须考虑防止擦伤与胶合，如两表面存在相对运动的情况，则尽量避免选择组织结构一样的材料，特殊状况 下可将一面施镀或氮化，使两面具有不同的表面结构。模具钢材选用表与塑料模具材料的选择来源:COM 时间:2009-4-9 9:51:06模具钢材选用表与塑料模具材料的选择卜别牌号卬国美国日本埼典德国用途B3D2738型科模具 相120用于制造生产批量小，模具载面积不大，尺寸精度及表面粗糙度要求印lOSOiS50Crao451045S48CC454S1045S45CC45不同的理科成形模具或模架B610sMi4QCr11400SCr440高皴镇面 横具捌匚门3铉口S-136第际用于制造FVC等腐蚀性较强的黑料槿具，透明塑胶及恤光性要求较高的 型料腹口3Cr2HoF204DCrMo74钢的甄度高具有良好的切削加工性能制成工模具箱度高.永小变 形.较岛的强初性j适合融大整复杂稹具口F44L0F20tEiFDS5STlcf2T3S国产塑料模具钢类Sh牌号中国美国日本瑞典德国用途常作模具锢T7A-T12A町TL.2C酝一强CTOTj Cl 251GCrlSE52100SUT2SKF3tOOcrfl障供ID阜小理_L慢具l 口J1匹用此和F 口IM l止白硬度J咽磨牲足溥的韧性及耐用性aGOsiTWMn*机轴CrWSKS31105Cr&料模、冲头、成形模、撵些横顶出杆及小型夔料压模3SKD1I210Crl2g用于小动载条件下要求羸岫映状简单的前伸和冲截 %CrlZMoVI155CrMovl2料梯、冲头，藩丝轮，剪刀片冷懒横陶土穆及热 固塑料成形模等口CrlSMclVlDeson工 W-42XI 5ECrVlol21重型落料模、冷播压粮.避拉仲福、藏丝模,的刀片、 常画粳、陶土模等.一般把模具按使用寿命的长短分五级，一级在百万次以上，二级是50万一-100 万次，三级在30万-50 万次，四级在10万30万次，五级在10万次以下，一级与二级模具都要求用可以热处理硬度在HRC5而右的钢材，否则易于磨损，注塑出的产品易超差，故所选的钢材既要有较好的热处理性能，又要在高硬度的状态下有好的切削性能，当然还有其他方面的考虑。通常选用瑞典的8407, S136，美国的420,H13,欧洲的2316, 2344, 083,或日本的SKD61 DC53 （原为五金模材料，特殊情况下使用。）一类的钢材。除此外，注塑的原料与其所增加的填料对选用刚才有很大的影响，尤其是玻璃纤维对模具的磨损大。有些塑胶料有酸腐蚀性，有些因添加了增强剂或其他改型剂，如玻璃纤维对模具的损伤大，选材时均要综合考虑。有强腐蚀性的塑胶一力殳选S136, 2316, 420 一类钢材，弱腐蚀性的除选 S136, 2316, 420外，还有SKD61, NAK80 PAK90 718ML强酸性的塑胶料有：PVC POM PBT弱酸性的塑胶料有：PQ PP, PMMAPA,产品的外观要求对模具材料的选择亦有很大的影响，透明件和表面要求抛镜面的产品，可选用的材料有 S136, 2316, 718S, NAK8Q PAK9Q 420,透明度特高的模具应选 S136,其次是420。以上是从满足产品要求来说，但作为一个设计师，你只考虑这些的话，你不但不可能成为一个好的设计师，可能你的饭碗都有问题，你涉与的模具所需求的成本是重中之重，你还要考虑价格，就拿 S136与2316来比较，每公斤相差55 60元，如果你选择不当，你老板不是接不到单，就是做到破产。三级模具用预硬料多，牌号有：S136H, 2316H, 718H, 083H,硬度HB270-340 ,四五级模具用 P20, 718, 738, 618, 2311,2711,对于要求特低的模具，还有可能用到S50C, 45#钢，即直接在模胚上做型腔碳素模具钢来源:COM 时间:2009-4-9 10:24:23国际模具网碳含量对于经淬火与低温回火后钢的强度和塑性也有影响，对于亚共析钢而言，随着碳含量的增加，淬火后钢的强度增加， 到碳含量为0. 6%0.7%时，达到最大值；随后则降低，接近共析成分时为最低。当碳含量超过1. 15%时，由于渗碳体分布不均匀，强度又下降。总的说来，随着碳含量的增加，钢的韧性逐渐下降。碳素工具钢通常用电弧炉或平炉进行冶炼。由于钢中的碳含量较高，导热性较差，在热加工时，钢锭或大型钢坯加热时的装炉温度不宜过高、升 温速度（尤其是在低温下）不宜过快，以免产生过大的热应力而造成裂纹。加热时必须保证钢材透烧；但是，在高温停留时间不宜过长，以免造成严重 脱碳。热加工（锻、轧）时，要保证热加工后钢中网状碳化物能够大部分被破碎。因为钢中存在不均匀或粗大碳化物，会使钢材质量变坏、切削加工变 得困难、模具在热处理时容易开裂、热处理后的硬度不均匀、使用时易崩刃。因此，锻、轧热加工碳素工具钢时，必须要有适当的压缩比（一般大于4）;对于碳含量高的T12与T13钢，有时还须采用常粗拔长的方法来进行锻造，以使钢中的碳化物均匀细化。碳素工具钢的终锻、终轧温度一般800右为宜，锻、轧加工后应迅速冷至650然，然后进行缓冷，以免析出粗大或网状的碳化物。热加工后的碳素工具钢具有珠光体组织，硬度较高，而且其组织也不符合最终热处理的要求。为了改善钢材的切削加工性能和为最终热处理作组 织准备，需要进行球化退火，退火后的组织和硬44 1 模具钢基础理论度应符合（3-B1298 86的要求；在钢中不允许有连续网状的碳化物存在，破碎的网状碳化物按 GB1298 86标准所附的第二级别图评定。淬火后得到马氏体组织，使模具钢具有高硬度和耐磨性。淬火后不可避免地存在一定数量的残余奥氏体和粗大的马氏体，降低钢材的机械强度并 增加脆性，故对于用高碳钢制造的模具淬火马氏体级别有一定的限制。否则模具使用时易发生脆性损坏。碳素工具钢的淬火加热温度一般根据钢的临 界点来选择，取 A。1以上3050C,但Acm点高的钢，淬火温度也可以高一些。为了提高尺寸较大模具的表面硬度，可考虑采用较高的淬火温度。 小尺寸的模具，可以选择较低的淬火温度以得到良好的力学性能。为了减少模具的淬火变形与开裂，在尺寸大小或使用条件允许的情况下，应选用冷 却能力较缓慢的冷却介质，此时，可采用较高的淬火温度。例如，在油或硝盐中淬火的模具，加热温度比水淬的提高20c左右，以便仍能得到较深的淬硬层和较高的硬度。由于提高淬火温度而引起力学性能的降低，可由冷却缓慢使淬火应力的减少得到一定程度的抵消。若原始组织中为细片状和点 状珠光体组织，加热时渗碳体易溶解，应选择较低的加热温度；具有粗球化珠光体组织的钢，可选择较高的淬火加热温度。淬火保温所需要的时间， 必须保证模具部达到淬火温度并形成碳浓度均匀的奥氏体，否则淬火后将不能得到良好的性能。当然，过长的保温时间，也会使模具过热、表面脱碳、 浪费能源和降低生产率。在淬火 加热时，为了防止模具表面的氧化和脱碳，一般在盐浴中进行加热。因为碳素工具钢淬透性低，对于有效厚度为5mm勺模具一般用油淬；有效厚度为510mml勺模具，可在150160c的硝盐浴中分级淬火； 有效厚度为1015mm勺模具，可在140160c的碱浴中分级淬火； 有效厚度为1518r）qlYl 的模具，在水中可以淬透，但容易产生很大的应力和变形，因此，碳素工具钢仅适宜制造小截面的模具。碳素工具钢在淬火后具有高硬度，但存在淬火应力，塑性 1. 3碳素模具钢低、强度也不高，必须经过回火，以改善其力学性能。低温回火时，在 钢中e 一碳化物（Fe2. 4C）从马氏体中析出，具有很高的弥散度，马氏体中碳含量下降，钢的硬度有点降低，但是强度和塑性提高，从而减少了模具的 崩刃现象。随着回火温度的提高，钢中的残余奥氏体量减少，至250c基本上分解完毕。高于 200c回火、钢的硬度、强度性能迅速下降。因此，使用碳素工具钢制造的模具，一般采用低温回火（0 200C）,对于制造锻模用的模具钢，为了得到高的韧性，回火温度可提高至350-450Co亚共析成分的碳素工具钢，如17钢具有较好的塑性和强度，适于制作承受冲击负荷的工、模具 （如锻模、凿子、锤子等）和切削软材料的刀具（如木工工具）。T8、T9钢淬火加热时容易过热，但硬度和耐磨性较高，一般用于制造形状简单的模具和切削软金属的刀具和木工工具。过共析成分的碳 素工具钢，如碳含量在 0. 95%1. 15%之间的T10、T11钢，在780800c力口热，仍保持细晶粒组织，而且淬火后钢中有未溶的过剩碳化物，有利 于耐磨，所以，这种钢应用较广，适宜制造耐磨性要求较高的模具，如冷冲模、拉丝模、切边模等。碳含量在1. 15%1. 35%之间的T12、T13钢,淬火后有较多的过剩碳化物，因此耐磨性和硬度高，韧性低，不宜制造承受冲击载荷的工、模具，而适于制造拉丝模、丝锥、板牙等。各国模具钢、工具钢规格特性对照来源：国际模具网 时间:2009-6-15 8:10:45钢重美国德国瑞典日本出厂硬度化学成分（:%（交货基种hjaisidinassabjis准）csimnnicrmo模具钢、工具钢规格特性对照hp-1a优化1050/预硬化表s55c 优assab760面 0.50-0.55 0.15-0.35 0.70-0.90.5化hs28-33hp-4a2311 holdex优化预硬化表scm440面 0.36-0.44 0.15-0.35hs38-44塑 料 模 具钢hp-4ma2738 assab718优化预硬化表sncm 优面 0.33-0.37 0.15-0.35hs41-470.85-0.950.50.90-1.10.25-0.350.80-10.40-0.51.65-1.750.40-0.5ham-70p21优化预硬化表daido/面 0.05-0.25 0.10-0.71.00-22.00-4/0.20-0.5hsc37-41hems-1a 420 2083esr s-136/s-136h优化sus420j2 退火0.25-0.3优化 hrc23-550.50-0.55 0.70-0.80.3 12.0-12.50.5特性良好的淬火温 度C回火后硬度hrc用途一般杂货的型加工性板玩和大为具，减少的精密加工时间部件的基材大型模具良好的的型加工性板汽和抗磨830-860车保损性，险加工变杠，形微小电视机后盖大型良好的模具加工性的型和抗磨840-870板高损性，表面硬度分要求布均一家用电器汽车良好的顶加工性灯，和表面冰箱光洁840-870蔬菜度，硬盒照度分布明灯均一等透明件良好的200-500 彩色1000-1050抗腐蚀hrc50-55显像std-61h1323448407skd61退火0.36-0.4 0.80-1.2 0.30-0.5 0.254.50-5.5 1.00-1.5hds-1h132344 优优化skd61冷作d2skd11工 std-112379xw42优化化具钢优hb225锻造用6f2skt4 优stf-4m/工优化化具钢火焰hitachi硬 hfh-1/hmd5化钢预硬化hrc42-48退火hb225hb229退火hb229专利进行中退火1.40-1.60.15-0.350.25-0.511.0-13性和精管玻加工，壳模高精度具cd、透镜、pvc底盘高清净压铸度，结模构均.具，1000-1050 550-680 C匀，良热压空冷，油冷hrc 53好高温模强度和挤压韧性模良好的韧性，压铸热均裂模1000-1050 550-680 性和软且真空，煤气hrc 58 冲磨损，模，高强度热压模0.80-1.2高清净度，良0.49-0.540.70-0.80.20-0.30.90-1.050.95-1.050.70-0.81.95-2.10.95-1.10.45-0.55好的抗热冲击性和抗磨损性火焰表面硬化处理,61修边模具制造领域的14个常见问题解答时间:2006-3-6 8:52:371）选择模具钢时什么是最重要的和最具有决定性意义的因素?成形方法-可从两种基本材料类型中选择。A）热加工工具钢，它能承受模铸、锻造和挤压时的相对高的温度。B）冷加工工具钢，它用于下料和剪切、冷成形、冷挤压、冷锻和粉末加压成形塑料-一些塑料会产生腐蚀性副产品，例如PVC塑料。长时间的停工引起的冷凝、 腐蚀性气体、酸、冷却/加热、水或储存条件等因素也会产生腐蚀。在这些情况下，推荐使用不锈钢材料的模具钢。模具尺寸-大尺寸模具常常使用预硬钢。整体淬硬钢常常用于小尺寸模具。模具使用次数 长期使用（ 1 000 000 次）的模具应使用高硬度钢，其硬度为48 65 HRC 中等长时间使用（100 000到1 000 000次）的模具应使用预硬钢，其硬度为 30 45 HRC 短时间使用（100 000次）的模具应使用软钢，其硬度为160250 HB。表面粗糙度-许多塑料模具制造商对好的表面粗糙度感兴趣。当添加硫改善金属切削性能时，表面质量会因此下降。硫含量高的钢也变得更脆。2）影响材料可切削性的首要因素是什么?钢的化学成分很重要。钢的合金成分越高，就越难加工。当碳含量增加时，金属切削性能就下降。钢的结构对金属切削性能也非常重要。不同的结构包括：锻造的、铸造的、挤压的、轧制的和已切削加工过的。锻件和铸件有非常难于加工的表面。硬度是影响金属切削性能的一个重要因素。一般规律是钢越硬，就越难加工。 高速钢（HSS）可用于加工硬度最高为 330-400 HB的材料；高速钢+钛化氮（TiN）涂层，可加工硬度最高为 45 HRC的材料；而对于硬度为65-70 HRC的材料，则必须使用硬质合金、瓷、金属瓷和立方氮化硼（CBN）。非金属参杂一般对刀具寿命有不良影响。例如Al2O3 （氧化铝），它是纯瓷，有很强的磨蚀性。最后一个是残余应力，它能引起金属切削性能问题。常常推荐在粗加工后进行应力释放工序。3）模具制造的生产成本由哪些部分组成?粗略地说，成本的分布情况如下: 切削65%工件材料20%热处理5%装配/调整10%这也非常清楚地表明了良好的金属切削性能和优良的总体切削解决方案对模具的经济生产的重要性。4）铸铁的切削特性是什么?一般来说，它是:铸铁的硬度和强度越高，金属切削性能越低，从刀片和刀具可预期的寿命越低。用于金属切削生产的铸铁其大部分类型的金属切削性能一般都很好。金属切削性能与结构有关，较硬的珠光体铸铁其加工难度也较大。片状石墨铸铁和可锻铸铁有优良的切削属性，而球墨铸铁相当不好。加工铸铁时遇到的主要磨损类型为：磨蚀、粘结和扩散磨损。磨蚀主要由碳化物、沙粒参杂物和硬的铸造表皮产生。有积屑瘤的粘结磨损在低的切削温度和切削速度条件下发生。铸铁的铁素体部分最容易焊接到刀片上，但这可用提高切削速度和温度来克服。在另一方面，扩散磨损与温度有关，在高切削速度时产生，特别是使用高强度铸铁牌号时。这些牌号有很高的抗变型能力，导致了高温。这种磨损与铸铁和刀具之间的作用有关，这就使得一些铸铁需用瓷或立方氮化硼（CBN）刀具在高速下加工，以获得良好的刀具寿命和表面质量。一般对加工铸铁所要求的典型刀具属性为： 高热硬度和化学稳定性，但也与工序、工件和切削条件有关；要求切削刃有韧性、耐热疲劳磨损和刃口强 度。切削铸铁的满意程度取决于切削刃的磨损如何发展： 快速变钝意味着产生热裂纹和缺口而使切削刃过早断裂、工件破损、表面质量差、过大的 波纹度等。 正常的后刀面磨损、保持平衡和锋利的切削刃正是一般需要努力做到的。5）什么是模具制造中主要的、共同的加工工序？切削过程至少应分为3个工序类型:粗加工、半精加工和精加工，有时甚至还有超精加工（大部分是高速切削应用）。残余量铳削当然是在半精加工工序后为精加工而准备的。在每一个工序中都应努力做到为下一个工序留下均匀分布的余量，这一点非常重要。 如果刀具路径的方向和工作负载很少有快速的变化，刀具的寿命就可能延长，并更加可预测。如果可能，就应在专用机床上进行精加工工序。这会在更短的调试和装配时间提高模具的几何精度和质量。6）在这些不同的工序中应主要使用何种刀具?粗加工工序：圆刀片铳刀、球头立铳刀与大刀尖圆弧半径的立铳刀。半精加工工序：圆刀片铳刀（直径围为1025 mm的圆刀片铳刀），球头立铳刀。精加工工序：圆刀片铳刀、球头立铳刀。残余量铳削工序：圆刀片铳刀、球头立铳刀、直立铳刀。通过选择专门的刀具尺寸、槽形和牌号组合，以与切削参数和合适的铳削策略，来优化切削工艺，这非常重要关于可使用的高生产率刀具，见模具制造用样本C-1102:17）在切削工艺中有没有一个最重要的因素？切削过程中一个最重要的目标是在每一个工序中为每一种刀具创建均匀分布的加工余量。这就是说，必须使用不同直径的刀具（从大到小），特别是在粗加工和半精加工工序中。任何时候主要的标准应是在每个工序中与模具的最终形状尽可能地相近。为每一种刀具提供均匀分布的加工余量保证了恒定而高的生产率和安全的切削过程。当ap/ae（轴向切削深度/径向切削深度）不变时，切削速度和进给率也可恒定地保持在较高水平上。这样，切削刃上的机械作用和工作负载变化就小，因此产生的热量和疲劳也少，从而提高了刀具寿命。如果后面的工序是一些半精加工工序，特别是所有精加工工序，就可进行无人加工或部分无人加工。恒定的材料加工余量也是高速切削应用的基本标准。恒定的加工余量的另一个有利的效应是对机床一一导轨、球丝杠和主轴轴承的不利影响小。8）为什么最经常将圆刀片铳刀作为模具粗加工刀具的首选?如果使用方肩铳刀进行型腔的粗铳削，在半精加工中就要去除大量的台阶状切削余量。这将使切削力发生变化，使刀具弯曲。其结果是给精加工留下不均匀的加工余量，从而影响模具的几何精度。如果使用刀尖强度较弱的方肩铳刀 （带三角形刀片），就会产生不可预测的切削效应。三角形或菱形刀片还会产生更大的径向切削力，并且由于刀片切削刃的数量较少，所以他们是经济性较差的粗加工刀具。另一方面，圆刀片可在各种材料中和各个方向上进行铳削，如果使用它，在相邻刀路之间过渡较平滑，也可以为半精加工留下较小的和较均匀的加工余量。圆刀片的特性之一是他们产生的切屑厚度是可变的。这就使它们可使用比大多数其它刀片更高的进给率。圆刀片的主偏角从几乎为零（非常浅的切削）改变到90度，切削作用非常平稳。 在切削的最大深度处，主偏角为 45度，当沿带外圆的直壁仿形切削时，主偏角为 90度。这也说明了 为什么圆刀片刀具的强度大一一切削负载是逐渐增大的。粗加工和半粗加工应该总将圆刀片铳刀，如 CoroMill 200（见模具制造样本C-1102:1）作为首逸。 在5轴切削中，圆中片非常适合，需题是它校有在而丽。通过使用良好的编程，圆刀片铳刀在很大程度上可代替球头立铳刀。跳动量小的圆刀片与精磨的的、正前角和轻切削槽形相结合，也可以用于半精加工和一些精加工工序。9）什么是有效切削速度（ve）和为什么它对高生产率非常重要？切削中，实际或有效直径上的有效切削速度的基本计算总是非常重要。由于台面进给量取决于一定切削速度下的转速，如果未计算有效速度，台面进给量就会计算错误。如果在计算切削速度时使用刀具的名义直径值 （Dc）,当切削深度浅时，有效或实际切削速度要比计算速度低得多。如圆刀片 CoroMill 200 刀具（特别 是在小直径围）、球头立铳刀、大刀尖圆弧半径立铳刀和 CoroMill 390立铳刀之类的刀具（这些刀具请参见山特维克可乐满的模具制造样本C-1102:1）。由此，计算得到的进给率也低得多，这严重降低了生产率。更重要的是，刀具的切削条件低于它的能力和推荐应用围。当进行3D切削时，切削时的直径在变化，它与模具的几何形状有关。此问题的一个解决方案是定义模具的陡壁区域和几何形状浅的零件区域。如果对每个区域编制专门的 CAM程序和切削参数，就可以达到良好的折中和结果。10）对于成功的淬硬模具钢铳削来说，重要的应用参数有哪些？使用高速铳对淬硬模具钢进行精加工时，一个需遵守的主要因素是采用浅切削。切削深度应不超过0.2/0.2 mm（ap/ae：轴向切削深度/径向切削深度）。这是为了避免刀柄/切削刀具的过大弯曲和保持所加工模具拥有小的公差和高精度。选择刚性很好的夹紧系统和刀具也非常重要。当使用整体硬质合金刀具时，采用有最大核心直径（最大抗弯刚性）的刀具非常重要。一条经验法则是，如果将刀具的直径提高20%,例如从10 mm提高到12 mm,刀具的弯曲将减小50%也可以说，如果将刀具悬伸/伸出部分缩短20%,刀具的弯曲将减小50%大直径和锥度的刀柄进一步提高了刚度。当使用可转位刀片的球头立铳刀（见模具制造样本C-1102:1）时，如果刀柄用整体硬质合金制造，抗弯刚性可以提高 3-4倍。当用高速铳对淬硬模具钢进行精加工时，选择专用槽形和牌号也非常重要。选择像TiAlN这样有高热硬度的涂层也非常重要。11）什么时候应采用顺铳，什么时候应采用逆铳?主要建议是：尽可能多使用顺铳当切削刃刚进行切削时，在顺铳中，切屑厚度可达到其最大值。而在逆铳中，为最小值。一般来说，在逆铳中刀具寿命比在顺铳中短，这是因为在逆铳中产生的热量比在顺铳中明显地高。在逆铳中当切屑厚度从零增加到最大时，由于切削刃受到的摩擦比在顺铳中强，因此会产生更多的热量。逆铳中径向力也明显高，这对主轴轴承有不利影响。在顺铳中，切削刃主要受到的是压缩应力，这与逆铳中产生的拉力相比，对硬质合金刀片或整体硬质合金刀具的影响有利得多。当然也有例外。 当使用整体硬质合金立铳刀（见模具样本C- 1102:1中的刀具）进行侧铳（精加工）时，特别是在淬硬材料中，逆铳是首选。这更容易获得更小公差的壁直线度和更好的90度角。不同轴向走刀之间如果有不重合的话，接刀痕也非常小。这主要是因为切削力的方向。如果在切削中使用非常锋利的切削刃，切削力便趋向将刀“拉”向材料。可以使用逆铳的另一个例子是，使用老式手动铳床进行铳削，老式铳床的丝杠有较大的间隙。逆铳产生消除间隙的切削力，使铳削动作更平稳。12）仿形铳削还是等高线切削？在型腔铳削中，保证顺铳刀具路径成功的最好方法是采用等高线铳削路径。铳刀（例如球头立铳刀，见模具制造样本C-1102:1）外圆沿等高线铳削常常得到高生产率，这是因为在较大的刀具直径上，有更多的齿在切削。如果机床主轴的转速受到限制，等高线铳削将帮助保持切削速度和进给率。采用这种刀具路径，工作负载和方向的变化也小。在高速铳应用和淬硬材料加工中，这特别重要。这是因为如果切削速度和进给量高的话，切削刃和切削过程便更容易受到工作负载和方向改变的不利影响，工作负载和方向的变化会引起切削力和刀具弯曲的变化。应尽可能避免沿陡壁的仿形铳削。下仿形铳削时，低切削速度下的切屑厚度大。在球头刀中央，还有刃口崩碎的危险。如果控制差，或机床无预读功能，就不能足够快地减速，最容易在中央发生刃口崩碎的危险。沿陡壁的上仿形铳削对切削过程较好一些，这是因为在有利的切屑速度下，切屑厚度为其最大值。为了得到最长的刀具寿命，在铳削过程中应使切削刃尽可能长时间地保持连续切削。 如果刀具进入和退出太频繁，刀具寿命会明显缩短。 这会使切 削刃上的热应力和热疲劳加剧。 在切削区域有均匀和高的温度比有大的波动对现代硬质合金刀具更有利。 仿形铳削路径常常是逆铳和顺铳的混合（之 字形），这意味切削中会频繁地吃刀和退刀。 这种刀具路径对模具质量也有不好的影响。 每次吃刀意味刀具弯曲，在表面上便有抬起的标记。 当刀 具退出时，切削力和刀具的弯曲减小，在退出部分会有轻微的材料“过切削”。13）为什么有的铳刀上必须有不同的齿距?铳刀是多切削刃刀具，齿数 （z）是可改变的，有一些因素可以帮助确定用于不同加工类型的齿距或齿数。材料、工件尺寸、总体稳定性、悬伸尺寸、表面质量要求和可用功率就是与加工有关的因素。与刀具有关的因素包括足够的每齿进给量、至少同时有两个齿在切削以与刀具的切屑容量，这些仅是其中的一小部分。铳刀的齿距（u）是刀片切削刃上的点到下一个切削刃上同一个点的距离。 铳刀分为疏、密和超密齿距铳刀，大部分可乐满铳刀都有这 3个选项，见模 具制造样本C-1102:1。密齿距是指有较多的齿和适当的容屑空间，可以以高金属去除率切削。 一般用于铸铁和钢的中等负载铳削。 密齿距是通用铳 刀的首选，推荐用于混合生产。疏齿距是指在铳刀圆周上有较少的齿和有大的容屑空间。疏齿距常常用于钢的粗加工到精加工，在钢加工中振动对加工结果影响很大。疏齿距是真正有效的问题解决方案，它是长悬伸铳削、低功率机床或其它必须减小切削力应用的首选。超密齿距刀具的容屑空间非常小，可以使用较高的工作台进给。这些刀具适合于间断的铸铁表面的切削、铸铁粗加工和钢的小余量切削，例如侧铳。它们也适合于必须保持低切削速度的应用。铳刀还可以有均匀的或不等的齿距。后者是指刀具上齿的间隔不相等，这也是解决振动问题的有效方法。当存在振动问题时，推荐尽可能采用疏齿不等齿距铳刀。由于刀片少，振动加剧的可能性就小。小的刀具直径也可改善这种情况。应使用能很好适应的槽形和牌号的组合一一锋利的切削刃和韧性好的牌号组合。14）为了获得最佳性能，铳刀应怎样定位?切削长度会受到铳刀位置的影响。 刀具寿命常常与切削刃必须承担的切削长度有关。 定位于工件中央的铳刀其切削长度短，如果使铳刀在任一方向 偏离中心线，切削的弧就长。 要记住，切削力是如何作用的，必须达到一个折中。 在刀具定位于工件的中央的情况下，当刀片切削刃进入或退出切 削时，径向切削力的方向就随之改变。 机床主轴的间隙也使振动加剧，导致刀片振动。通过使刀具偏离中央，就会得到恒定的和有利的切削力方向。悬伸越长，克服所有可能的振动也就越重要（本信息真实性未经国际模具网证实，仅供您参考。）塑料模具的基本知识与技术应用来源：国际模具网 时间:2009-5-22 9:23:27塑料加工工业中和塑料成型机配套，赋予塑料制品以完整构型和精确尺寸的工具。由于塑料品种和加工方法繁多，塑料成型机和塑料制品的结构又繁 简不一，所以，塑料模具的种类和结构也是多种多样的。塑料模具模具的一般分类：可分为塑胶模具与非塑胶模具：(1)非塑胶模具有：铸造模、锻造模、冲压模、压铸模等。A .铸造模一一水龙头、生铁平台B .锻造模一一汽车身C .冲压模一一计算机面板D .压铸模一一超合金，汽缸体(2)塑胶模具根据生产工艺和生产产品的不同又分为：A .注射成型模一一电视机外壳、键盘按钮(应用最普遍)B .吹气模一一饮料瓶C .压缩成型模一一电木开关、科学瓷碗碟D .转移成型模 集成电路制品E .挤压成型模一一胶水管、塑胶袋F .热成型模一一透明成型包装外壳G .旋转成型模一一软胶洋娃娃玩具塑料模具产品的基本知识与技术应用一种用于压塑、挤塑、注射、吹塑和低发泡成型的组合式塑料模具，它主要包括由凹模组合基板、凹模组件和凹模组合卡板组成的具有可变型腔 的凹模，由凸模组合基板、凸模组件、凸模组合卡板、型腔截断组件和侧截组合板组成的具有可变型芯的凸模。模具凸、凹模与辅助成型系统的协调 变化。可加工不同形状、不同尺寸的系列塑件。我们日常生产、生活中所使用到的各种工具和产品，大到机床的底座、机身外壳，小到一个胚头螺丝、纽扣以与各种家用电器的外壳，无不与模 具有着密切的关系。模具的形状决定着这些产品的外形，模具的加工质量与精度也就决定着这些产品的质量。因为各种产品的材质、外观、规格与用 途的不同，模具分为了铸造模、锻造模、压铸模、冲压模等非塑胶模具，以与塑胶模具。1 、近年来，随着塑料工业的飞速发展和通用与工程塑料在强度和精度等方面的不断提高，塑料制品的应用围也在不断扩大，如：家用电器、仪器 仪表，建筑器材，汽车工业、日用五金等众多领域，塑料制品所占的比例正迅猛增加。一个设计合理的塑料件往往能代替多个传统金属件。工业产品 和日用产品塑料化的趋势不断上升。2 、模具的一般定义：在工业生产中，用各种压力机和装在压力机上的专用工具，通过压力把金属或非金属材料制出所需形状的零件或制品，这种 专用工具统称为模具。3、注塑过程说明：模具是一种生产塑料制品的工具。它由几组零件部分构成，这个组合有成型模腔。注塑时，模具装夹在注塑机上，熔融塑料被 注入成型模腔，并在腔冷却定型，然后上下模分开，经由顶出系统将制品从模腔顶出离开模具，最后模具再闭合进行下一次注塑，整个注塑过程是循 环进行的。4 、（1）模线上，与产品在开模时一起脱模，设计最简单，容易加工，成本较低，所以较多人采用大水口系统作业。（2）细水口模具：流道与浇口不在分模线上，一般直接在产品上，所以要设计多一组水口分模线，设计较为复杂，加工较困难，一般要视产品要求而选用细水口系统。（3）热流道模具：此类模具结构与细水口大体一样，其最大区别是流道处于一个或多个有恒温的热流道板与热唧嘴里，无冷料脱模，流道与浇口直接在产品上，所以流道不需要脱模，此系统又称为无水口系统，可节省原材料，适用于原材料较贵、制品要求较高的情况，设计与加工困难，模具成本较高。国际模具网塑料模具的一般归类来源：国际模具网 时间:2009-4-20 8:30:29 模具是现代工业的重要工艺装备，是许多工业产品生产中不可缺少的组成部分。模具的类型通常是按照加工对象和工艺的不同进行分类，从行业角度 的区分来看主要有 塑料模具、橡胶模具、金属冷冲模具、金属冷挤压模具和热挤压模具、金属拉拔模具、粉末冶金模具、金属压铸模具、金属精密铸 造模具、玻璃模具、玻璃钢模具等等。塑料最常见的成型方法一般分为熔体成型和固相成型两大类：熔体成型是把塑料加热至熔点以上，使之处于熔融态进行成型加工的方式，属于此种成 型方法的模塑工艺主要有注射成型、压塑（缩）成型、挤出成型等；固相成型是指塑料在熔融温度以下保持固态下的一类成型方法，如一些塑料包装 容器生产的真空成型、压缩空气成型和吹塑成型等。此外还有液态成型方式，如铸塑成型、搪塑和蘸浸成型法等。按照上述成型方法的不同，可以划分出对应不同工艺要求的塑料加工模具类型，主要有注射成型模具、挤出成型模具、压塑成型模具、吹塑成型模具、 吸塑成型模具、高发泡聚苯乙烯成型模具等。塑料注射（塑）模具：它主要是热塑性塑料件产品生产中应用最为普遍的一种成型模具，塑料注射成型模具对应的加工设备是塑料注射成型机，塑料 首先在注射机底加热料筒受热熔融，然后在注射机的螺杆或柱塞推动下，经注射机喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔，塑料冷却硬化成型，脱模得 到制品。其结构通常由成型部件、浇注系统、导向部件、推出机构、调温系统、排气系统、支撑部件等部分组成。制造材料通常采用塑料模具钢模块， 常用的材质主要为碳素结构钢、碳素工具钢、合金工具钢、高速钢等。注射成型加工方式通常只适用于热塑性塑料品种的制品生产，用注射成型工艺 生产的塑料制品十分广泛，从生活日用品到各类复杂的机械、电器、交通工具零件等都是用注射模具成型的，它是塑料制品生产中应用最广的一种加 工方法。塑料压塑模具：包括压缩成型和压注成型两种结构模具类型。它们是主要用来成型热固性塑料的一类模具，其所对应的设备是压力成型机。压缩成型方法是根据塑料特性，将模具加热至成型温度（一般在103c -180C）,然后将计量好的压塑粉放入模具型腔和加料室，闭合模具，塑料在高热、高压作用下呈软化粘流，经一定时间后固化定型，成为所需制品形状。压注成型与压缩成型不同的是设有单独的加料室，成型前模具先闭合，塑料在加 料室完成预热呈粘流态，在压力作用下高速挤入模具型腔，硬化成型。压缩模具也用来成型某些特殊的热塑性塑料如难以熔融的热塑性塑料（如聚四 氟乙烯）毛坯（冷压成型）、光学性能很高的树脂镜片、轻微发泡的硝酸纤维素汽车方向盘等。压塑模具主要由型腔、加料腔、导向机构、推出部件、 加热系统等组成。压注模具广泛用于封装电器元件方面。压塑模具制造所用材质与注射模具基本一样。塑料挤出模具：是用来成型生产连续形状的塑料产品的一类模具，又叫挤出成型机头，广泛用于管材、棒材、单丝、板材、薄膜、电线电缆包覆层、 异型材等的加工。与其对应的生产设备是塑料挤出机，其原理是固态塑料在加热和挤出机的螺杆旋转加压条件下熔融、塑化，通过特定形状的口模而 制成截面与口模形状一样的连续塑料制品。其制造材料主要有碳素结构钢、合金工具钢等，有些挤出模具在需要耐磨的部件上还会镶嵌金刚石等耐磨 材料。挤出加工工艺通常只适用于热塑性塑料品种制品的生产，其在结构上与注塑模具和压塑模具有明显区别。塑料吹塑模具：是用来成型塑料容器类中空制品（如饮料瓶、日化用品等各种包装容器）的一种模具，吹塑成型的形式按工艺原理主要有挤出吹塑中 空成型、注射吹塑中空成型、注射延伸吹塑中空成型（俗称“注拉吹”）、多层吹塑中空成型、片材吹塑中空成型等。中空制品吹塑成型所对应的设 备通常称为塑料吹塑成型机，吹塑成型只适用于热塑性塑料品种制品的生产。吹塑模具结构较为简单，所用材料多以碳素钢制造。塑料吸塑模具：是以塑料板、片材为原料成型某些较简单塑料制品的一种模具，其原理是利用抽真空成型方法或压缩空气成型方法使固定在凹模或凸 模上的塑料板、片，在加热软化的情况下变形而贴在模具的型腔上得到所需成型产品，主要用于一些日用品、食品、玩具类包装制品生产方面。吸塑 模具因成型时压力较低，所以模具材料多选用铸铝或非金属材料制造，结构较为简单。高发泡聚苯乙烯成型模具 ：是应用可发性聚苯乙烯（由聚苯乙烯和发泡剂组成的珠状粒）原料来成型各种所需形状的泡沫塑料包装材料的一种模具。 其原理是可发聚苯乙烯在模具通入蒸汽成型，包括简易手工操作模具和液压机直通式泡沫塑料模具两种类型，主要用来生产工业品方面的包装产品。制造此种模具的材料有铸铝、不锈钢、青铜等。模具设计师进行模具设计时应注意事项一、接受任务书成型塑料制件的任务书通常由制件设计者提出，其容如下：1 .经过审签的正规制制件图纸，并注明采用塑料的牌号、透明度等。2 .塑料制件说明书或技术要求。3 .生产产量。4 .塑料制件样品。通常模具设计任务书由塑料制件工艺员根据成型塑料制件的任务书提出，模具设计人员以成型塑料制件任务书、模具设计任务书为依据来设计模 具。二、收集、分析、消化原始资料收集整理有关制件设计、成型工艺、成型设备、机械加工与特殊加工资料，以备设计模具时使用。1 .消化塑料制件图，了解制件的用途，分析塑料制件的工艺性，尺寸精度等技术要求。例如塑料制件在外表形状、颜色透明度、使用性能方面的 要什么，塑件的几何结构、斜度、嵌件等情况是否合理，熔接痕、缩孔等成型缺陷的允许程度，有无涂装、电镀、胶接、钻孔等后加工。选择塑料制 件尺寸精度最高的尺寸进行分析，看看估计成型公差是否低于塑料制件的公差，能否成型出合乎要求的塑料制件来。此外，还要了解塑料的塑化与成 型工艺参数。2 .消化工艺资料，分析工艺任务书所提出的成型方法、设备型号、材料规格、模具结构类型等要否恰当，能否落实。成型材料应当满足塑料制件的强度要求，具有好的流动性、均匀性和各向同性、热稳定性。根据塑料制件的用途，成型材料应满足染色、镀金属 的条件、装饰性能、必要的弹性和塑性、透明性或者相反的反射性能、胶接性或者焊接性等要求。3 .确定成型方法采用直压法、铸压法还是注射法。4 、选择成型设备 根据成型设备的种类来进行模具，因此必须熟知各种成型设备的性能、规格、特点。例如对于注射机来说，在规格方面应当了 解以下容：注射容量、锁模压力、注射压力、模具安装尺寸、顶出装置与尺寸、喷嘴孔直径与喷嘴球面半径、浇口套定位圈尺寸、模具最大厚度和最 小厚度、模板行程等，具体见相关参数。要初步估计模具外形尺寸，判断模具能否在所选的注射机上安装和使用。5.具体结构方案（一）确定模具类型如压制模（敞开式、半闭合式、闭合式）、铸压模、注射模等。（二）确定模具类型的主要结构选择理想的模具结构在于确定必需的成型设备，理想的型腔数，在绝对可*的条件下能使模具本身的工作满足该塑料制件的工艺技术和生产经济的要求。对塑料制件的工艺技术要要保证塑料制件的几何形状，表面光洁度和尺寸精度。生产经济要要使塑料制件的成本低，生产效率高，模具能连续 地工作，使用寿命长，节省劳动力。三、影响模具结构与模具个别系统的因素很多，很复杂：1 .型腔布置。根据塑件的几何结构特点、尺寸精度要求、批量大小、模具制造难易、模具成本等确定型腔数量与其排列方式。对于注射模来说，塑料制件精度为3级和3a级，重量为5克，采用硬化浇注系统，型腔数取 4-6个；塑料制件为一般精度（4-5级），成型材料为局部结晶材料，型腔数可取16-20个；塑料制件重量为 12-16克，型腔数取8-12个；而重量为50-100克的塑料制件，型腔数取 4-8个。对于无定型的塑料制件建议型腔数为 24-48个，16-32个和6-10个。当再继续增加塑料制件重量时，就很少采用多腔模具。7-9级精度的塑料制件，最多型腔数较之指出的4-5级精度的塑料增多至 50%2 .确定分型面。分型面的位置要有利于模具加工，排气、脱模与成型操作，塑料制件的表面质量等。3 .确定浇注系统（主浇道、分浇道与浇口的形状、位置、大小）和排气系统（排气的方法、排气槽位置、大小）。人6u&i4 Sd4 .选择顶出方式（顶杆、顶管、推板、组合式顶出），决定侧凹处理方法、抽芯方式。5 .决定冷却、加热方式与加热冷却沟槽的形状、位置、加热元件的安装部位。6 .根据模具材料、强度计算或者经验数据，确定模具零件厚度与外形尺寸，外形结构与所有连接、定位、导向件位置。7 .确定主要成型零件，结构件的结构形式。8 .考虑模具各部分的强度，计算成型零件工作尺寸。以上这些问题如果解决了，模具的结构形式自然就解决了。这时，就应该着手绘制模具结构草图，为正式绘图作好准备。四、绘制模具图要求按照国家制图标准绘制，但是也要求结合本厂标准和国家未规定的工厂习惯画法。在画模具总装图之前，应绘制工序图，并要符合制件图和工艺资料的要求。由下道工序保证的尺寸，应在图上标写注明工艺尺寸字样。如果成型后除了修理毛刺之外，再不进行其他机械加工，那么工序图就与制件图完全一样。在工序图下面最好标出制件编号、名称、材料、材料收缩率、绘图比例等。通常就把工序图画在模具总装图上。1 .绘制总装结构图绘制总装图尽量采用 1:1的比例，先由型腔开始绘制，主视图与其它视图同时画出。五、模具总装图应包括以下容：2 .模具成型部分结构3 .浇注系统、排气系统的结构形式。4 .分型面与分模取件方式。5 .外形结构与所有连接件，定位、导向件的位置。6 .标注型腔高度尺寸（不强求，根据需要）与模具总体尺寸。7 .辅助工具（取件卸模工具，校正工具等）。8 .按顺序将全部零件序号编出，并且填写明细表。9 .标注技术要求和使用说明。六、模具总装图的技术要求容：1 .对于模具某些系统的性能要求。例如对顶出系统、滑块抽芯结构的装配要求。2 .对模具装配工艺的要求。例如模具装配后分型面的贴合面的贴合间隙应不大于0.05mm模具上、下面的平行度要求，并指出由装配决定的尺寸和对该尺寸的要求。3 .模具使用，装拆方法。4 .防氧化处理、模具编号、刻字、标记、油封、保管等要求。5 .有关试模与检验方面的要求。七、绘制全部零件图由模具总装图拆画零件图的顺序应为：先后外，先复杂后简单，先成型零件，后结构零件。1.图形要求：一定要按比例画，允许放大或缩小。视图选择合理，投影正确，布置得当。为了使加工专利号易看懂、便于装配，图形尽可能与总 装图一致，图形要清晰。2.标注尺寸要求统一、集中、有序、完整。标注尺寸的顺序为：先标主要零件尺寸和出模斜度，再标注配合尺寸，然后标注 全部尺寸。在非主要零件图上先标注配合尺寸，后标注全部尺寸。