塑料模具零件常用国产材料及性能
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五、塑料模具常用材料（一）塑料模具零件常用国产材料及性能如表5-1所示。
（二）塑料模具成型零件常用国外材料及性能见表5-2、5-3所示。
（三）塑料模具结构零件常用材料及其热处理见表5-4。
（四）模具材料的选用成型零件材料选用：成型零部件指与塑料直接接触而成型制品的模具零部件，如型腔、型芯、滑块、镶件、斜推、侧抽等。
它直接关系到模具的质量、寿命，决定着所成型塑料制品的外观及内在质量，应根据所成型塑料的种类、制品的形状、尺寸精度、制品的外观质量及使用要求、生产批量大小等，兼顾材料的切削、抛光、焊接、蚀纹、变形、耐磨等各项性能，同时考虑经济性以及模具的制造条件和加工方法，以选用不同类型的钢材。
1、对于成型透明塑料制品的模具，其型腔和型芯均需选用高镜面抛光性能的高档进口钢材，如718（P20+Ni类）、NAK80（P21类）、S136（420类）、H13类钢等，其中718、NAK80为预硬状态，不需再进行热处理；S136及H13类钢均为退火状态，硬度一般为HB160-200，粗加工后需进行真空淬火及回火处理，S136的硬度一般为HRC40-50，H13类钢的硬度一般为HRC45-55（可根据具体牌号确定）。
2、对于制品外观质量要求高，长寿命、大批量生产的模具，其成型零部件材料选择如下：a) 型腔需选用高镜面抛光性能的高档进口钢材，如718（P20+Ni类）、NAK80（P21类）等，均为预硬状态，不需再进行热处理。
b) 型芯可选用中低档进口P20或P20+Ni类钢材，如618、738、2738、638、318等，均为预硬状态；对生产批量不大的模具，也可选用国产塑料模具钢或S50C、S55C等进口优质碳素钢。
3、对于制品外观质量要求一般的模具，其成型零部件材料选择如下：a) 小型、精密模具型腔和型芯均选用中档进口P20或P20+Ni类钢材。
b) 大中型模具，所成型塑料对钢材无特殊要求，型腔可选用中低档进口P20或P20+Ni类钢材；型芯可选用低档进口P20类钢材或进口优质碳素钢S50C、S55C等，也可选用国产塑料模具钢。
4 对无外观质量要求的内部结构件，成型材料对钢材亦无特殊要求的模具，其成型零部件材料选择如下：a) 对于大中型模具，型腔可选用低档的进口P20或P20+Ni类钢材，也可选用进口优质碳素钢S55C、S50C或国产P20或P20+Ni类塑料模具钢；型芯可选用进口或国产优质碳素钢。
b) 对于小型模具，若产量较高，结构较复杂，型腔可选用低档的进口P20或P20+Ni类钢材，也可选用国产P20或P20+Ni类塑料模具钢；型芯可选用国产塑料模具钢。
c) 对于结构较简单，产量不高的小型模具，型腔型芯均可选用国产塑料模具钢或优质碳素钢。
5对于成型含氟、氯等有腐蚀性的塑料和各类添加阻燃剂塑料的模具，若制品要求较高，可选用进口的耐蚀钢，要求一般的可选用国产的耐蚀钢。
6对于成型对钢材有较强摩擦、冲击性塑料的模具，例如用来注射尼龙+玻璃纤维料的模具，需选用具有高耐磨、高抗热拉强度及高韧性等优点的进口或国产H13类钢材。
7成型镶件一般与所镶入的零件选用相同材料。
对于模具较难冷却的部分或要求冷却效果较高的部分，镶件材料应选用铍青铜或合金铝。
8对于模具中参与成型的活动部件材料选择原则如下：a) 透明件应选用抛光性好的高档进口钢材，如718、NAK80等。
b) 非透明件，一般应选用硬度和强度较高的中档进口钢材，如618、738、2738、638、318等，表面进行氮化处理，氮化层深度为0.15-0.2mm，硬度为HV700-900。
c) 若模具要求较低，也可选用低档进口钢材或国产钢材，氮化处理硬度一般为HV600-800。
非成型零部件材料选用：1模架材料参照模架标准，模板一般选用进口S50C或国产SM45，要求HB160-200，硬度均匀，且内应力小，不易变形。
导柱材料采用GCr15或SUJ2，硬度为HRC56-62。
导套、推板导柱、推板导套及复位杆材料可采用GCr15或SUJ2，硬度为HRC56-62；也可采用T8A、T10A，硬度为HRC52-56。
2模具中的一般结构用件，如顶出定位圈、立柱、顶出限位块、限位拉杆、锁模块等，对硬度和耐磨性无特别要求，可选用国产SM45钢，正火状态，硬度HB160-200，不需再进行热处理。
3模具中的浇口套、楔紧块、耐磨块、滑块压板等对硬度、强度、耐磨性要求较高的零件，应选用碳素工具钢或优质碳素工具钢，如T8A、T10A等。
此类钢使用时均需进行淬火处理，以提高其硬度和耐磨性。
六、塑料模具设计步骤塑料模具设计基本步骤见下表6-1。
表6-1塑料模具设计基本步骤（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，其内容如下：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、机械加工及特殊加工资料，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、使用性能方面的要求是什么，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及成型工艺参数。
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、模具结构类型等要求是否恰当，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. 确定成型方法采用何种方法成型。
4. 选择成型设备根据成型设备的种类来进行模具设计，因此必须熟知各种成型设备的性能、规格、特点。
对于注射机来说，在规格方面应当了解以下内容：注射容量、锁模压力、注射压力、模具安装尺寸、顶出装置及尺寸、喷嘴孔直径及喷嘴球面半径、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。
（三）确定模具类型及总体结构方案（CAE分析计算优化）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，在绝对可靠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求是要保证塑料制件的几何形状，表面光洁度和尺寸精度。
生产经济要求是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。
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、模具成本及现有设备等确定型腔数量及其排列方式。
2. 确定分型面。
分型面的位置要有利于模具加工，排气、脱模及成型操作，塑料制件的表面质量等。
3. 确定浇注系统（主流道、分流道及浇口的形状、位置、大小）和排气系统（排气的方法、排气槽位置、大小）。
4. 选择顶出方式（推杆、推管、推板、组合式等顶出），决定侧凹处理方法、抽芯等方式。
5. 确定冷却、加热方式及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，确定模具零件厚度及外形尺寸，外形结构及所有连接、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，计算校核成型零件工作尺寸。
以上这些问题及模具的总体结构形式确定后，就可以开始模具设计与图纸绘制了。
（四）模具设计与绘制（模具图）目前模具设计及图纸绘制过程中，根据各个企业现有的规模、设备及CAD （常用软件有：AutoCAD、Pro/E、UG、CATIA等）应用等情况，主要有以2D 为主的设计或以2D、3D并举的设计。
A.2D设计与绘制基本过程：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。
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。
2.模具总装图应包括以下内容：（1）模具成型部分结构。
（2）浇注系统、排气系统及冷却水道等结构形式。
（3）分型面及分模取件方式。
（4）外形结构及所有连接件，定位、导向件的位置。
（5）标注型腔高度尺寸（不强求，根据需要）及模具总体尺寸。
（6）辅助工具（取件卸模工具，校正工具等）。
（7）按顺序将全部零件序号编出，并且填写明细表。
（8）标注技术要求和使用说明。
B.3D设计与绘制基本过程：（1）加载或导入塑料制件（多模腔布局）。
（2）定义收缩率。
（3）定义成型镶件。
（4）设置分型面（线），提取并创建型腔型芯镶件及嵌件等定义。
（5）模架导入。
（6）标准件导入及滑块、抽芯等设计。
（7）浇注系统与冷却系统等设计。
（8）其他特殊结构设计。
（五）模具总装图的技术要求内容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. 有关试模及检验方面的要求。
（六）绘制全部零件图由模具总装图拆画零件图的顺序应为：先内后外，先复杂后简单，先成型零件，后结构零件。
3D设计中可以根据需要将3D零件转换成2D图纸。
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。
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脱模斜度，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。
3. 表面粗糙度。
把应用最多的一种粗糙度标于图纸右上角，如标注"其余3.2。
"其它粗糙度符号在零件各表面分别标出。
4. 其它内容，例如零件名称、模具图号、材料牌号、热处理和硬度要求，表面处理、图形比例、自由尺寸的加工精度、技术说明等都要正确填写。
（七）校对、审图、出图A.自我校对的内容：1. 模具及其零件与塑件图纸的关系模具及模具零件的材质、硬度、尺寸精度，结构等是否符合塑件图纸的要求。
2. 塑料制件方面塑料的料流、缩孔、熔接痕、裂口，脱模斜度等是否影响塑料制件的使用性能、尺寸精度、表面质量等方面的要求。
