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说明一下电子模具加工的精度受哪些因素影响?

文章出处:方菱动态 责任编辑:东莞市方菱精密模具有限公司 发表时间:2025-07-25
  ​电子模具加工的精度直接决定电子产品的装配性能和外观质量(如手机外壳的贴合度、连接器的导电稳定性),其精度控制需贯穿 “设计 - 材料 - 加工 - 检测” 全流程。影响精度的核心因素可分为设备与工具、材料与工艺、操作与环境,具体如下:
电子模具加工
一、加工设备与工具:精度的 “硬件基础”
加工设备和刀具的精度是保证模具精度的前提,任何微小的误差都会直接传递到模具成品。
加工设备的自身精度
机床定位精度:CNC 加工中心、线切割机床等设备的 “定位精度”(工作台移动的实际位置与指令位置的偏差)需≤0.001mm,否则加工的型腔尺寸会直接超差。例如:加工手机外壳模具的 10mm 深型腔,若机床 Z 轴定位误差 0.005mm,最终型腔深度可能变为 10.005mm 或 9.995mm,导致外壳装配间隙过大。
重复定位精度:设备多次加工同一尺寸的一致性(如多次铣削同一平面的厚度偏差),需≤0.0005mm。若重复精度差,批量加工的模具零件(如导柱、导套)会出现尺寸不一致,导致模具合模时卡滞。
主轴稳定性:高速主轴(如 15000 转 / 分钟)的 “径向跳动” 需≤0.001mm,否则刀具旋转时会产生偏心,加工表面出现波纹(如注塑模型腔的波纹会导致产品外观缺陷)。
刀具与夹具的精度
刀具精度:铣刀、钻头的刃口公差需≤0.002mm(如直径 3mm 的立铣刀,实际直径偏差应控制在 2.998-3.002mm);刀具磨损后需及时更换(磨损量超过 0.003mm 会导致加工尺寸变大)。
夹具定位:装夹模具毛坯的夹具(如虎钳、吸盘)需 “定位基准精准”(与机床工作台的垂直度≤0.001mm/m),否则毛坯倾斜会导致加工面歪斜(如冲压模的刃口平面不垂直,冲压时零件会产生毛刺)。
二、材料与热处理:影响精度稳定性
模具材料的性能和热处理工艺不仅决定模具的使用寿命,更会影响加工后的精度能否长期保持(避免使用中变形)。
材料的均匀性
模具钢(如 S136、Cr12MoV)需无内部缺陷(如气孔、夹杂),否则加工时会因材料硬度不均导致 “局部切削量不一致”(软区域易多切,硬区域少切),形成尺寸误差。例如:含杂质的钢材在电火花加工时,杂质处会出现 “过腐蚀”,导致型腔表面凹陷。
材料的 “内应力” 需提前消除:毛坯锻造后需进行 “退火处理”(缓慢冷却),否则加工后内应力释放会导致模具变形(如铣削后的型腔在放置 24 小时后,尺寸可能偏移 0.003mm)。
热处理工艺的控制
淬火温度和冷却速度不当会导致模具 “热变形”:例如,Cr12MoV 钢淬火温度过高(超过 1050℃)会导致晶粒粗大,冷却后变形量增大(可能达 0.01mm 以上);冷却速度过快(如直接用水冷)会产生裂纹。
回火不足会导致 “残余应力”:淬火后需按规范回火(如 580℃×3 小时),否则模具使用中受温度变化(如注塑时型腔受热)会继续变形,影响精度。
三、加工工艺与参数:决定细节精度
电子模具的微小结构(如 0.2mm 的凹槽、0.1mm 的倒角)需通过合理的工艺和参数实现,任何参数偏差都会导致细节精度不足。
工艺路线的合理性
需遵循 “先粗后精、先面后孔” 原则:先去除大余量(粗铣、粗磨),再进行精密加工(精铣、线切割),避免粗加工的应力影响精加工精度。例如:加工注塑模型腔时,若先精铣再粗磨周边,精铣后的型腔会因粗磨受力而变形。
关键工序顺序:热处理需安排在粗加工之后、精加工之前 —— 粗加工去除大部分余量,热处理硬化材料,最后精加工保证精度(若先精加工再热处理,会因变形破坏精度)。
加工参数的适配性
切削参数:高速铣削时,进给速度、主轴转速需与材料匹配(如加工 S136 不锈钢,转速 10000 转 / 分钟,进给 0.1mm / 齿,避免因切削力过大导致刀具让刀,形成尺寸误差)。
电火花参数:加工微小结构(如连接器模具的 0.3mm 孔径)时,需用 “小电流、慢进给” 参数(如电流 2A,进给 0.001mm / 次),否则会因放电能量过大导致孔壁粗糙、尺寸超差。
磨削参数:平面磨床的砂轮粒度需适配精度(精磨用 800# 砂轮,粗糙度可达 Ra0.02μm;若用粗砂轮,表面会留下划痕)。
四、检测与校准:精度的 “最后防线”
缺乏精准检测或校准,即使加工过程无误,也可能因 “未发现误差” 导致模具报废。
检测设备的精度等级
三坐标测量仪需达到 “微米级精度”(测量误差≤0.001mm),并定期校准(每年至少 1 次);检测时需控制环境温度(20±1℃),否则温度变化会导致测量杆热胀冷缩(如钢质测针在 30℃时比 20℃时长 0.002mm/m)。
对于镜面表面(如注塑模型腔),需用 “白光干涉仪” 检测粗糙度(精度达 0.001μm),避免肉眼无法识别的划痕影响产品外观。
检测方法的规范性
检测基准需与设计基准一致:例如,模具的定位孔为设计基准(坐标原点),检测时需以定位孔为基准测量其他尺寸,否则会引入基准偏差(如以侧面为基准测量,可能因侧面垂直度误差导致结果失真)。
需进行 “全尺寸检测”:电子模具的关键尺寸(如型腔深度、导柱直径、刃口间隙)需 100% 检测,而非抽样(抽样可能遗漏个别超差尺寸)。
五、环境与操作:避免外部干扰
电子模具加工对环境和操作的要求远高于普通模具,微小的外部干扰即可影响精度。
环境因素
温度波动:加工环境温度需稳定在 20±2℃(精密加工车间需恒温),温度每变化 1℃,钢材(线膨胀系数 11.7×10⁻⁶/℃)会产生 0.0117mm/m 的伸缩。例如:1 米长的模具毛坯,温度从 20℃升至 30℃,会伸长 0.117mm,导致加工尺寸偏大。
振动与粉尘:机床周围需避免振动源(如冲床、空压机),否则会导致刀具切削不稳(产生颤纹);车间需无尘(洁净度≥1000 级),粉尘附着在工件表面会导致测量误差(如 0.005mm 的粉尘会使厚度测量值偏大)。
操作人员技能
编程人员需熟悉 “刀具补偿”:CNC 编程时需考虑刀具半径补偿(如直径 3mm 的刀具,实际补偿值应为 1.501mm,抵消刀具微小偏差),否则加工轮廓会偏离设计尺寸。
操作人员需规范装夹:毛坯装夹时需 “轻压均匀”,避免过度夹紧导致变形(如薄型模具板,夹紧力过大会弯曲,加工后松开恢复原状,形成尺寸误差)。

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