第三单元 塑料成型模具钳工技能训练 课题六 塑料模具技术状态检测与维修

课题六 塑料模具技术状态检测与维修 一、模具技术状态的检测 二、塑料模的常规维修 三、技能训练 返回

一、模具技术状态的检测 1．模具技术状态检测的重要性 模具做为一种特定的工艺装备，在其使用前、使用过程中和报废时都需要进行技术状态的检测。 在模具制造完成正常投入使用之前进行的技术状态检测是判断模具是否达到了设计要求，在制件质量、模具寿命和功能上是否满足生产要求。 模具在使用过程中，由于模具零件的自然磨损、模具制造工艺不合理、模具在机床上安装或使用不当以及设备发生故障等原因，都能使模具失去原有的使用精度。因此，在模具管理上，模具使用一段时间或每次使用完毕都需要进行检测。 模具经过长期使用，在报废前也要进行技术状态检测，对模具做出正常的结论，报废模具做出特定标记，及时更新模具。 此外，在各次技术状态检测中，要把模具检测的结果连同制件产生缺陷的内容、原因和采取的措施以及模具的磨损程度、损坏原因和修理内容作详细记录。并进一步整理出资料，为模具设计、工艺和使用等方面提供十分重要而有用的技术资料。

2．模具技术状态的检测 新模具制成和模具修理后，模具的技术状态是通过试模来检测的。使用中模具技术状态的检测是通过对制件质量状态和模具工作性能的检查来进行。 重大的技术状态检测应由产品工艺人员、模具设计人员、模具工艺人员、检验人员、模具制造和使用人员以及模具生产管理人员共同参与和完成。 （1）制件质量的检查 由于模具精度直接表现为制件精度，因此，制件质量的检查是模具技术状态检测的重要一环。 1）制件质量检查主要内容有以下方面： ①制件尺寸精度是否符合图样要求。 ②制件形状及表面质量有无各种成形缺陷。 ③飞边是否超过规定要求。 2）制件质量检查应分三个阶段进行。 ①模具开始作业时检查。 ②模具使用中的检查。 ③模具使用后检查。 三个阶段的检查分别发挥着不同的作用，其主要目的是保证模具的精度，使模具保持良好的技术状态，最大限度地延长模具的寿命和防止制件出现缺陷。

（2）模具工作性能的检查 模具使用后，除了检查制件质量外，还应对模具的工作性能进行一次详细的检查。其检查内容如下： 1）检查工作件：结合制件质量情况，检查模具工作件是否完好。 2）检查各工作系统：各工作系统动作是否协调，能否正常工作。 3）检查导向装置：导向装置是否有严重磨损，导柱、导套的配合间隙是否过大以及有无松动现象。 4）检查推出机构和侧抽装置：推出机构和侧抽装置动作是否灵活平稳，是否有严重磨损和变形状况。 5）检查定位装置：定位装置是否可靠，有无松动和严重磨损。 6）检查安全防护装置的完好状态。 通过以上检查来确认模具技术状态的良好程度，并以此为根据提出修、存的处理意见。对于每次检测中的制件质量、模具质量、留档制件和模具维护等方面的情况，要逐项记录在模具档案本上，由有关人员签字。历次检测都要记录在案直至报废。每副模具都有“技术状态检测档案本”。

二、塑料模的常规维修 1．导柱和推杆的损坏原因及修理方法 塑料模具在长期使用过程中，某些滑动配合的活动零部件较容易磨损，如导柱、导套等导向零件；侧抽滑块和侧抽型芯等抽拔零件；限位、锁紧等定位零件；推杆、回杆、拉料杆等结构零件。 若一般磨损拉伤不厉害，则及时用油石、砂布打磨即可。 严重拉伤或啃坏、折断，则必须更换新件。 必须指出：若某根导柱或推杆经常发生单面磨损或折断，则不应老是频繁地更换新件，必须从根本上查找磨损或折断的原因。

一般导柱与推杆单面严重拉伤、磨损和断裂的原因有以下几种情况： 1）导柱与导套或推杆与推杆孔配合太紧，容易拉伤。四根导柱或多根推杆，配合紧松不一致，会引起顶出力不平衡，产生偏荷，而引起拉伤、啃坏或折断； 2）导柱孔或推杆的安装孔与分型面不垂直，使开模时导柱轴线与开模运动方向不平行。推杆顶出时，与顶出运动方向不平行。由此引起的偏荷，易拉伤、啃坏或折断导柱或拉杆。如图3-102所示； 3）动模部分在注射机上安装有下垂现象，使它在合模时，与定模导套孔插入时产生偏荷，引起拉伤、啃坏或折断；

4）推杆固定板与推板太薄，刚性不够，使顶出时产生弹性或塑性变形，成为图3-103所示那样弯曲状态，引起推杆中心线与顶出运动方向不平行而偏荷，迫使推杆拉伤、啃坏或折断。因此推杆固定板和推板必须有足够的厚度。尤其是推杆数量较多、较密及中间有两个支柱过孔的模具，其推杆固定板和推板更要有足够的刚性，更应该加厚。其厚度不受标准模架规定的厚度所限制； 5）为了保护导柱免受径向应力，在模具的分型面上应设定位装置，另外斜分型面上必须设限位台阶，这些都是为了保护模具的导柱免受径向压力。因为分型面上无定位装置，斜分型面上无限位台阶，是导柱拉伤、啃坏和断裂的重要原因之一；

6）推板和推杆固定板无导向驱动，在卧式注射机上因自重下垂，产生偏荷力矩，推杆易单面磨损，顶杆孔上端易磨成椭圆，如图3-104所示； 7）导柱与推杆的淬火硬度不够，是磨损、拉伤、啃坏的又一种原因。一般导柱的硬度不低于HRC55，推杆的硬度不低于HRC45。并要求导套的硬度低于导柱硬度HRC5左右为宜； 8）导柱、导套和推杆、推杆孔的配合处有污物，或缺少润滑油而干磨擦，属于保养不好，也是产生磨损、拉伤、啃坏的—种原因。因此，维护、保养是确保模具使用寿命的重要一环。每班均应在滑动部位加油一次。每付模具都应定时清理维修，让这种维护、保养制度化、经常化。

2．侧抽机构的损坏原因及修理方法 侧抽机构损坏主要有两大因素造成，其一是自然磨损或零件疲劳引起；其二是侧抽机构动作失灵造成。前者属于经常维修保养问题。通过对滑动部位勤加油，磨损部位进行修补、调节，使滑动件得到精确复位。如图3-105（a）、（b）所示。通过对图3-105（a）的件4锁紧块A面微量修磨和对图3-105（b）件5垫块B面用金属片适量垫高，就能补偿件3侧抽成型件的磨损量。凡是滑动摩擦部位均应淬火，经常易磨损的件，应做备用件。只要模具结构合理，平时又能做到及时维修、定时检修，延长模具的使用寿命。而后者是属于事故隐患。维修人员应具有查找和消除各种隐患的本领，不让侧抽机构动作失灵。因为动作失灵不仅损坏侧抽件，同时还会损坏型腔和型芯。但有些侧抽机构动作失灵仅损坏成型后的制品，并不毁坏模具，可暂不考虑。

常见的侧抽隐患，有以下几种情况： 1）在侧成型杆下面禁止设有脱模推管和推杆，如图3-106所示。一旦侧抽失灵，推杆或推套必然顶坏侧成型件，毁模事件立即发生。若将图3-106（a）修改成图3-106（b）的形式，危险即可消除，因为有件12拨针协助弹簧实现侧抽，同时件8锁紧块镶嵌入件1定模板上，顶端还插入件2型腔，使锁紧的刚性也得到加强；

2）弹滚珠限位的侧抽件的限位形式，只许安装在水平方向，不能安放在模具的上下位置上，因为靠弹簧的弹力，可靠性差，遇到震动或无意中磕碰，极易使侧滑块位移，造成斜导柱复位受阻而压坏模具。 3）侧抽滑块的道轨不宜太短，锁紧块在锁紧滑块时，滑块下面必须有道轨支撑，不准悬空。补救的办法是在模外另加上支撑件，见图3-107中件6所示。要谨防悬臂锁紧，否则产生力矩，造成滑块卡死、卡住，造成毁模事故。 4）锁紧块的锁紧力要有足够的刚性。较长的锁紧块，顶端也需要支撑锁住，如图3-106（b）所示。侧滑块不宜只用弹簧抽拔，应该加上拨针或斜导柱协助，以防弹簧自锁，卡死失灵，见图3-106b）件12和图3-107件8所示； 5）推板上不能安装斜导柱（斜销）。动模上的斜导柱（斜销）一般都安装在型芯固定板上，它们穿过推板时，在推板上开设腰圆过孔。

3．分型面的损坏原因及修复方法 模具经过一段时间的使用后，原本很清晰光亮的分型面，会出现坑凹或麻面。尤其在型腔的沿口处由楞角变成了圆口和钝角，如图3-108所示。使制件产生飞边、毛刺，都是模具型腔沿口处溢料飞边引起。 分型面损坏的原因是多方面造成的： 第一是注射量过大、注射压力过大、锁模力不够，引起分型面微量胀开； 第二是分型面上有余料或其它微小异物没有清理干净，即进行二次合模，将残余料和异物挤压在分型面上； 第三是取制品或放置金属预埋件时操作不慎，对合型面型腔沿口处有磕碰； 第四是长期反复地闭合、开启，对模具分型面产生正常的自然磨损。 针对以上情况，对其修复工作，一般采用以下几种方法。 1）若磨损的量不大，可将分型面用平面磨床磨削飞边的厚度δ（约0.1～0.3mm），如图3-108所示。

2）若分型面的沿口处因不慎碰撞出现小缺口（如图3-109所示）一般采用氩弧焊把小缺口焊上，由钳工修复即可； 若型腔未曾淬火，因材料有一定的延展性，则可用挤胀法在缺口处附近钻一个Φ8～10mm的小孔，用小捻子从小孔的那侧向缺口处冲击碾挤，如图3-110（a）所示。 当被碰撞的缺口经碾挤后，向型腔内侧凸起时，见图3-110（b），观察其凸起的量够修复的量时，就停止碾挤，然后把碾挤变形了的小孔用钻头扩大成正圆，并把底扩平，然后用圆销将孔堵平填补好。 再把被碾挤凸的型腔侧壁修复好即可，见图3-110（c）。

3）对于一模多腔的小型制品模具，大多数采用型腔台阶嵌入模板的方法。若此类模具的分型面沿口处局部损坏，或个别型腔意外损坏，一般不必修理，重新换一个新型腔安装上即可。因为此类模具的型腔都是采用电火花和冷挤压或电铸等方法加工的，只要原来的电极、冷挤用的冲头种模保存良好，复制一个型腔很方便。因此在新模制作时，就要考虑到多制几个型腔，留作备用，便于维修时更换。 4）分型面的保护措施： ①分型面沿口的局部淬火。分型面最易损坏的部位就在型腔的沿口处，因此沿口处淬火增加硬度是防止磨损的一项重要措施。对于小制品，一模多腔的采用型腔台阶嵌入的方法，因体积小，型腔淬火、氮化、渗碳等热处理均比较方便。但对于大型模具，则淬火热处理是难以实现。现介绍用火焰局部淬火的简易方法，对大型模具的分型面的沿口处实施淬火。如图3-111所示。

③分型面上的滑动配合孔均应倒角。在分型面上的导柱孔和复位杆过孔及拉料杆的配合孔，必须在分型面的出入口处倒角，否则容易出现导柱与复位杆和拉料杆被拉伤、啃坏和卡死，如图3-112（a）、（b）所示。 ④分型面上的安全区与密合带。在维修工作中，分型面上的一切孔穴，尤其是通孔，都必须安排在安全区域内。若在维修工作中由于特殊需要，必须在危险区内钻孔或套螺纹，则应在钻孔、套扣的同时，相应地采取增强措施，如图3-113所示，以弥补危险钻孔带来强度和刚度的损失。注意：模套加强焊接，采用电焊应把它局部放入水中，如前面讲的火焰淬火似的防止模套变形。

4．意外事故造成型腔型芯损坏的修复 （1）意外事故的预防 意外事故泛指异物掉入型腔内未被发现就合模，造成型腔和型芯被挤压损坏。 （2）意外事故的修复方法有以下几种： 1）焊补法：即把型腔和型芯被压成凹坑的地方，用氩弧焊将凹坑焊补上，然后修平焊疤，打磨光亮即可。 2） 镶块法：型腔、型芯被挤压损坏，可以把损坏处切割掉一块有规则的面积，然后镶一块新的嵌件镶补上。如图3-114所示的镶嵌修补，能把修补痕迹遮盖住；

3） 镶金牙修补法：把压坏了的型腔、型芯，在压坑处用凿子凿一个不规则的小坑，如图3-115（b）所示。并用凿子把小坑周边向外稍翻卷，然后把一根紫铜烧红退火后取一小段塞在小坑内，用碾子将紫铜踩碾实，并把小坑四周翻边踩平盖上，将紫铜嵌住，如图3-115（c）所示。然后钳工用小挫修平，砂布、油石打磨光滑抛光即可。此种紫铜镶嵌，在模具上能清楚地看到紫铜的紫红色与钢材的银灰色这种明显的修补后颜色界线，可是注出来的制品看不出修补的痕迹。因为紫铜有良好的延展性，它镶入钢内，经过踩碾，与钢模贴得非常紧密。因为型腔、型芯不是易损、易磨件，局部一小块紫铜镶嵌在型内不影响使用寿命。

4） 挤胀修补法：为了使型腔损坏部位修补后不留任何痕迹，采用挤胀法修补是行之有效的方法。图3-1116（a）为被压坏的型腔，在其损坏的部位的背面钻一个大于压坏面积一倍的深孔，深孔的深度应距型腔底部留h的距离。h取深孔孔径的l／2～2／3，即h≈d（1／2～2／3）深孔的底部平整，四周R圆滑过渡，参看图3-116（a）。然后用件2碾子（上海称踏凿）冲击深孔底部。经过冲击后，受损部分型腔底部变形凸出，隆起成如图3-116（b）所示。接着把冲变形的深孔底部用钻头锪平，孔底部四周仍留圆弧过渡，并车配一根圆销将深孔堵住，如3-116（c）所示。让堵头顶住深孔的底平面，并把堵头上部与型腔背面用电焊焊住。最后把型腔底部隆起的部分修平修光，把型腔修复原状。在腔内不留任何伤痕与修理的痕迹；

5）撑胀修补法：当型腔压损的位置在型腔的侧壁，如图3-117（a）所示。撑胀的方法是：在侧壁损坏部位附近钻一个约 ф10～12mm的孔，深度略超过被损位置，如图3-117（b）所示。孔的边缘离型壁距离h约4～5mm，然后磨一把撑扩用的碾子，碾子冲头要硬、要光亮。经过碾子冲挤，损坏处型壁被撑鼓凸出一道筋。如图3-117（c）所示。然后将被撑挤的孔扩大、扩平。车一根圆销堵死、焊牢、填实。把侧壁撑鼓的凸出部分修平、抛光，型腔修复后也不会留下任何痕迹，如图3-117（d）所示； 6）更换新的型腔：对于一模多腔的模具，多采用台阶嵌入形式。此类模具若其中有一腔损坏，一般不必修理，用原电极或原冷挤压冲头的种模重新挤压一个型腔，把它更换上即可。这类一模多腔的模具，在制造时，应多加工几个型腔，留作备用。

5．推件板与型芯互相啃坏的修复 如图3-118（a）箭头所指处是型芯与推套极易啃环的部位。被啃情况如图3-118（b）、（c）所示，图（b）为推套内侧四周啃坏；图（c）为型芯外侧四周啃坏。如果不及时修，啃坏面积会立即扩大、扩散，被啃坏的铁粉末纷纷掉落。临时抢修时把啃坏磨损部位用氩弧焊补上，由钳工修平研配；也可采用镶嵌工艺，用凿子凿出小槽，再用紫铜丝（一般用不同规格的电线）烧红退火后取一段嵌入槽内，然后用碾子碾平、碾实，由钳工修平、研合即可。

根本上解决推套与型芯的磨损问题，参看图3-119推件板与型芯的配合形式。从图3-119中可见，惟独将推套与型芯做成锥度配合，如图3-119（c）所示，才能避免推套与型芯的啃咬现象发生。图3-119（a）和（b）都不可取，是会产生啃咬损伤。修改方案应采用如图3-120所示的方案进行根治，即将啃坏的件3推套内框扩大，铣成如图3-118所示的带台阶的内框，并配上一个件7衬套；同时将啃坏件1型芯的背面铣一圈台阶，再配上件8框圈，把件7衬套与件8框圈做成锥面配合。这种锥度研配虽然加工研配比较费工，但这样修改可达到一劳永逸的目的。若将件7 衬套或件8框图进行氮化处理或火焰淬火（见图3-111），则效果将会更好，使用寿命更长。

6．锥形托盘推杆修飞边 锥形托盘推杆具有顶出面积大、排气性能好的优点。因此在薄壁深腔及盆、桶、盖之类的制品上被广泛应用。但此类推杆的锥形口部极易溢料飞边，在制品内壁产生飞边，如图3-121所示。尤其是一模多型的锥形推杆，飞边更易产生。因为飞边均在制品的内壁，修剪也很困难。产生飞边的原因是锥形推杆的锥面与型芯的锥面配合不严密所致。即使配合较严密，但如图3-122这种多型腔锥形推杆刚性复位的模具结构，装配工艺很难保证每根锥形推杆与型芯都能达到锥面贴实，总会发生多根锥形推杆在同步复位时产生起翘。靠件5复位杆刚性复位，很难调节多根锥形推杆的锥面密合贴实。欲消除锥面飞边，必须把图3-122结构改成图3-123所示那种锥形推杆浮动弹性复位形式。多根锥形推杆均各自靠件8弹簧自行复回，与件5顶板不组合在一起，而件5顶板以件9导柱为导向，靠件10弹簧复回。采用这种浮动弹性顶出，则各锥形推杆顶出复回互不干扰，只要锥面研配严密，保证复位贴实不会产生飞边。

对于尺寸较大的桶、盆等大型制品，一般采用大锥盘推杆浮动顶出，如图3-124所示。为了防止锥盘处出现飞边，应将锥盘口部车一段4mm左右的直配段，见图3-124。为了顶出滑动平衡，背面的螺母做成件7大盘状，起到配重作用。同时把件l锥推杆的滑动光杆铣出两个扁平面，为的是便于跑气。另外在动、定模的分型面处加上件4定位套箍，这样既保护导柱免受径向力的干扰，又确保动、定模同心，达到制品壁厚均匀。这种模具结构，寿命长，修理方便。

7．薄壁、深腔、盲孔的型芯防偏措施 各种薄壁、深腔、盲孔制品是注射模具最难制造的模具。模具维修时要求修正制品壁厚不均，较为棘手。因为它涉及模具总体结构、模具材质、制造精度及注射工艺等。多种因素引起壁厚不均，其中最主要的因素是模具的结构问题。进行总体结构改造，工作量较大。在不影响制品使用的情况下，允许制品二次加工，即在制品上先成型两个工艺孔，然后再用塑料盖堵平，粘接密封或热合密封，将工艺孔封死。如图3-125所示。

三、技能训练 1．训练目的 （1）正确分析模具存在问题，并提出解决方案。 （2）正确确定维修工艺。 （3）掌握塑料注射模基本维修方法。 2．训练要求 （1）选择一套典型注射模（根据学校具体情况，选择合适塑料注射模具）。 （2）根据样件存在问题，分析原因。 （3）确定维修方案，准备好必要的工具、量具。 3．训练步骤 （1）对新装配完的模具或修理后的模具技术状态的检测一般通过试模检测，具体通过对制件尺寸精度是否符合图样要求；制件形状及表面质量有无各种缺陷；飞边是否超过规定要求等制品质量检验分析并参照模具验收技术条件要求等来判断模具是否合格。

（2）对正在使用中的模具通过对制件质量状况和模具工作性能的检查进行。 1）使用前检查。在完成模具安装调整开始作业时，首先应检查几个制件，看是否符合图样要求将检查结果与模具前一次或试模时检查的测定值作比较，看是否发生变化，以确定模具是否安装正确。 2）使用后检查。模具在使用后，检查最后几个件的质量状况，根据塑件的质量和生产数量来判断模具的磨损状况及有无修复的必要。 3）模具工作性能检查。检查模具工作零件的状态、导向系统的工作情况、推件装置工作情况、定位装置是否可靠准确、各工作系统动作是否协调，能否正常工作、安全、防护装置状态是否完好。 （3）通过检测分析对需要维修的模具提出修理方案报告。 （4）根据已定方案，实施维修。 （5）通过试模确定维修结果。

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