濕度計上蓋注射模滑塊零件的加工工藝＊

郭陽，成立

（蘇州工業職業技術學院精密制造工程系，江蘇蘇州215104）

1 引言

如圖1所示，塑件上具有與開模方向不同的側凹或側孔時會阻礙模具脫模，必須將側凹或側孔的成型零件做成活動型芯滑塊或活動型腔滑塊，模具工作時由側向抽芯機構帶動滑塊（slider）合模和開模，從而實現側凹或側孔的局部成型。圖2所示零件是用于工業濕度計上蓋的散熱側孔與側凹的成型滑塊，其結構是根據塑件側邊結構特征自行設計的。

圖1 工業濕度計上蓋散熱側孔與側凹

圖2 散熱側孔和側凹的成型滑塊

2 加工工藝分析

該工業濕度計市場需求量較大，某公司預開發該濕度計上蓋注射模5副，模具交貨期為15個工作日。

（1）結構分析。

滑塊零件如圖3所示，其結構主要由底部臺階、右側斜錐面、斜導柱孔、彈簧孔和成型滑塊頭組成。底部臺階是模具合模和開模時用于在滑槽內滑動的結構，右側斜錐面是合模后由楔緊塊壓緊該斜面對滑塊進行限位用的結構，斜導柱孔是合模和開模時用于滑塊側向運動的結構，彈簧孔內安裝彈簧輔助滑塊開模，避免滑塊由于重力回位導致撞模的結構，成型滑塊頭是為了工業濕度計上蓋側面散熱結構成型用的結構。經過對零件的結構和功用分析，該滑塊結構屬于較復雜零件。滑塊頭凸臺間距結構狹窄，且具有拔模斜度，加工難度要求較高；零件需要多面加工，考慮機床使用的經濟性，加工時多次裝夾需合理選擇加工基準，以保證零件位置精度。

圖3 滑塊零件圖

（2）毛坯材料分析。

滑塊常用的材料有T8、T10、P20、45鋼等，具有較高的硬度和耐磨性。綜合考慮，本例滑塊零件選用45鋼材料，硬度為43HRC，選擇毛坯尺寸為70×45×40mm加工對象。

（3）精度及技術要求。

圖3中，該滑塊零件的形位公差共有2處，要求均較高。其中，滑塊頂面、臺階面與底面有平行度要求，平行度公差要求在0.03mm以內。滑塊頭底面與滑塊頭側平面有垂直度要求，垂直度公差要求在0.03mm以內。滑塊底部臺階是滑塊運動的重要工作面，其寬度尺寸為420-0.02mm，高度尺寸為70-0.05mm，表面粗糙度值要求為Ra1.6μm；模具安裝時滑塊頭部與型芯側壁距離要求為19.3+0.050mm，滑塊頭底面與型芯分型面有配合要求，不能漏膠，其高度尺寸要求為17+0.020mm，精度要求較高；零件其余尺寸未注公差，表面粗糙度值Ra3.2μm。總體而言，零件加工要求較高。

（4）加工方案分析。

根據零件圖樣分析，該滑塊零件需經過下料、銑削、磨削、線割、CNC加工等工序，所用到的設備有普通銑床、磨床、慢走絲線切割機床、高速加工中心和鉗工修配工具等。明確各工序內容及設備型號等，制定滑塊零件的加工工藝過程卡如表1所示。

表1 滑塊零件加工工藝過程卡

3 高速銑削加工工序

（1）設備選擇。

如圖4所示滑塊零件在數控銑削加工前已完成的半成品零件。坯料平面已經過磨削加工，斜面和圓角已經過線割加工，在此精坯基礎上采用CNC數控銑削加工方式完成滑塊的斜導柱孔、底部臺階、滑塊頭特征及彈簧孔加工。本工序采用圖5所示的Mazak UCN530CL高速加工中心機床來完成滑塊零件的加工，機床精度較高。

圖4 滑塊CNC加工前坯料零件圖及實物圖

圖5 Mazak高速加工中心

（2）夾具選擇。

該長方體滑塊坯料，形狀較規則、尺寸不大，故選擇圖6所示鉗口寬度為125mm的機用平口鉗進行裝夾。使用前需在機床上校正平口鉗的定位精度。Mazak UCN530CL加工中心為三軸三聯動設備，故加工滑塊斜導柱孔時需配置角度墊塊，如圖7所示為自制的多功能角度墊塊。

圖6 機用平口鉗

圖7 角度墊塊

（3）刀具選擇。

滑塊零件加工精度和表面粗糙度要求較高，選擇如圖8所示硬質合金涂層銑刀，具有較高的硬度和耐磨性。總體刀具選用規劃為：滑塊底部臺階及滑塊頭粗加工選擇φ12mm硬質合金立銑刀；彈簧孔和滑塊頭特征部位底平面加工選擇φ8mm硬質合金立銑刀；滑塊頭特征部位二次粗加工選擇φ2mm硬質合金立銑刀，精加工采用φ2mm硬質合金球頭銑刀；斜導柱孔加工采用中心鉆及φ11mm高速鋼麻花鉆。

圖8 硬質合金涂層銑刀

（4）加工工藝安排。

該滑塊零件加工件數少，屬于單件生產。根據零件的加工特征需3次裝夾，每次定位裝夾均需準確可靠，否則會影響滑塊在模具中的工作性能。坯料的3次裝夾思路如下：

第一次裝夾，將滑塊精坯放置于墊塊角度13°斜面上（見圖9），借助角度墊塊將滑塊坯料傾斜后完成斜導柱孔的加工；第二次裝夾，借助平行墊塊定位（見圖10），完成滑塊底部臺階的加工；第三次裝夾，借助平行墊塊定位（見圖11），完成滑塊頭的加工。工業濕度計上蓋注射模散熱孔成型滑塊數控加工工卡如表2所示。

圖9 以角度墊塊13°斜面定位裝夾

圖10 以平行墊塊立置定位裝夾

圖11 平行墊塊臥位定位裝夾

表2 滑塊零件CNC數控加工工藝卡

（續表2）

（5）加工要點。

為保證順利加工出合格的滑塊，高速銑削加工工序中需要注意以下幾個方面：第一，CNC加工前需對精坯進行檢查，確認無誤后進入高速銑削加工工序；第二，鉆斜導柱孔時以角度墊塊的13°斜面進行定位裝夾（見圖9），墊塊的右側勾頭臺階需露出平口鉗鉗口一段距離，以方便尋邊器X向對刀（見圖12）；第三，鉆斜導柱孔時因其頂部鉆削面為斜面，鉆削時因受力不均易引起鉆頭偏斜，有鉆偏或鉆頭折斷的風險，因此可先銑出落刀孔后點中心孔再鉆孔；第四，銑滑塊底部臺階時將平行墊塊側立放置后定位裝夾（見圖10），滑塊露出鉗口的高度需足夠，以滿足滑塊臺階的銑削高度；第五，銑削滑塊頭時將平行墊塊平臥后定位（見圖11），因滑塊底部與墊塊接觸面較窄易發生傾斜造成定位不準，因而用平行墊塊粗定位后，需對滑塊頭頂部平面進行精定位打表校正；第六，CAM自動編程中，需根據加工各部位選擇合適的加工方式，依據工件材料、刀具材料、刀具規格大小以及加工階段來選用合理的切削參數來加工，以獲得合格的零件；第七，滑塊頭精銑加工后，滑塊頭半圓弧面和側平面（見圖13）需保證配合精確以防止漏膠，需采用紅丹進行配合檢驗，若未達到配合要求需補償加工直至符合要求；第八，加工彈簧孔時，根據使用要求，加工出平底孔，且孔深尺寸符合加工要求，避免孔過深減小彈簧壓縮力大小而影響滑塊的復位運動。

圖12 滑塊以角度墊塊13°斜面定位

圖13 滑塊封膠弧面和側平面

4 結語

針對零件的加工而言，為提高其在模具裝配中的精度，需通過細致的加工工藝分析后編制出合理的加工方案，熟練應用CAM軟件編制高速銑削加工用數控程序，特別強調的是針對可能存在的技術要點，需要作出提前的預估和判斷，并能提出解決的措施。加工過程中及完成后都需對零件進行檢測，對工藝方案進行總結、進一步優化等。