1、模具材料的选择
制作精密注塑模具,变形小的模具钢(微变形钢)是最佳选择。通过对严重变形模具的分析发现,用于制造模具的钢中含有大量呈块状和带状分布的共晶碳化物。由于这种钢中碳化物的膨胀系数和弹性模量明显小于基体(其中膨胀系数比基体低30%左右),因此在制造精密模具时必须选择碳化物偏析较少的模具钢。
2.模具结构及尺寸设计
不均匀或不合理的结构厚度不仅容易导致注塑模具受力不均,而且容易导致模具各部分因受热而产生不同的热应力和组织应力,从而使各部分的体积膨胀不同。因此,在设计注塑模具时,应尽量减少模具之间的厚度差距。例如,采用对称结构,在模具厚薄交界处设计平滑过渡结构。
另外,模具本身的弹性变形和型腔的大小都会影响模具的精度。在传统的注塑模具设计中,型腔尺寸设计主要考虑产品的成型收缩率,一般不考虑模具本身的弹性变形。虽然增加模具的壁厚可以减少模具自身受力和热引起的弹性变形。但在确定模具尺寸时还需要考虑模具的安装、加工难度和成本(包括加工成本和材料成本)。
三、模具制造工艺
(1)热处理加热工艺。注塑模具及成型时被加热,即使在同一个模具中,各部分的温度也不会均匀。精密模具加热时,应在相变点以下缓慢加热。一般真空热处理造成的变形远小于盐浴炉加热淬火。淬火加热温度与钢的晶粒尺寸成正比。较大的晶粒可以提高钢的淬透性,导致淬火和冷却过程中的内应力更大。因此,模具粗加工后,半精加工前,应进行退火处理,以消除应力;同时应降低淬火温度,采用分段淬火,以减少淬火后的残余应力。
(2)加工技术。磨削是精密注塑成型的关键工序。为了防止出现磨削变形和磨削裂纹(甚至是微裂纹),在制定精密磨削加工工艺时应考虑砂轮的选择和进给量。