模具設(shè)計與制造重點難點

壓力機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)

標(biāo)稱壓力（KN）：壓力機(jī)距下止點的一小段距離（即標(biāo)稱壓力行程，?般為10mm左右），所產(chǎn)

生的最大壓力。

滑塊行程：滑塊由上止點運(yùn)動到下止點的距離。

模柄孔尺寸和工作臺面尺寸。

閉合高度（H）：滑塊處于下止點口寸，其底面到工作臺上平面的距離。

壓力機(jī)選擇的原則

壓力機(jī)標(biāo)稱壓力應(yīng)大于等于沖壓加工所須總壓力。

壓力機(jī)的行程應(yīng)滿足制件高度尺寸。

壓力機(jī)沖壓次數(shù)應(yīng)符合生產(chǎn)率和材料變形速度的要求。

壓力機(jī)的閉合高度與模具閉合高度的關(guān)系

第二章沖裁模設(shè)計

所謂沖裁，就是利用沖模將板料（以封閉的輪廓）與坯料分離的?種沖壓方法。

沖裁主要指：沖孔、落料和切口。

沖孔：所沖的孔為要得到的形狀和尺寸，即帶孔部分為制件，沖落部分為廢料。

落料：所沖外形輪廓為要求的形狀和尺寸，即沖落的外形輪廓為制件，剩余部分為廢料。

§2-1沖裁機(jī)理一、沖裁變形過程：

在模具間隙合理時，沖裁可主要分為三個階段，如圖1-4。

彈性變形階段（OA）：凸模剛接觸板料，剪切力很小板料上翹，這時如果凸模后退，變形恢復(fù)。

塑性變形階段（AC）：凸模開始壓入板料，板料產(chǎn)生塑性變形并產(chǎn)生微裂紋。這時如果凸模后

退，板料變形不會恢復(fù)。該階段剪切力達(dá)最大值。

斷裂分離階段（CE）：凸模繼續(xù)下壓，微裂紋擴(kuò)展，當(dāng)上下裂紋重合時，板料斷裂，剪切過程

結(jié)束。這個階段剪切力急劇下降。

二、沖裁件斷面特征

表面塌角（圓角帶）

剪切面（光亮帶）

斷裂帶

毛刺

三、沖裁件質(zhì)量分析

影響沖裁件尺寸精度的因素：

模具制造精度

沖裁模間隙：間隙小，精度高。

沖裁件的相對厚度t/D：相對厚度大，精度高。

板料的力學(xué)特性

沖裁件的形狀：簡單，精度高。

影響毛刺大小的因素：刃口的鋒利程度，凸凹模間隙的合理與否及均勻程度。

影響沖裁件斷面質(zhì)量的因素：

影響沖裁件斷面質(zhì)量的主要因素是凸凹模間隙

§2-2排樣設(shè)計

一、材料的合理利用

材料利用率：沖裁件的實際面積與所用板料面積的百分比，它是衡量合理利用材料的經(jīng)濟(jì)性指

標(biāo)。

：一個步距內(nèi)的材料利用率

一張板料（或帶料、條料）上總的材料利用率

板料的裁剪方法

二、提高材料利用率的方法

沖裁所產(chǎn)生的廢料：一類是結(jié)構(gòu)廢料；另一類是工藝廢料"

工藝廢料與結(jié)構(gòu)廢料

結(jié)構(gòu)廢料是由制件本身的形狀決定，一般是固定不變的；工藝廢料取決于搭邊和余量

的大小，也取決于排樣方式和沖壓方式。因此，要提高材料的利用率，就要合理排樣，減少工

藝廢料。

設(shè)計合理的排樣方案：

選擇合適的板料規(guī)格和合理的裁板法（減少料頭、料尾和邊余料）；

利用廢料作小零件（如混合排樣）等。

三、排樣方法

1.有廢料排樣（）

2.少廢料排樣（b）

3.無廢料排樣（c、d）

排樣設(shè)計

搭邊：排樣時，制件和制件之間，制件與條料（板料）邊緣之間的余料。

搭邊的作用是補(bǔ)償定位誤差；保持條料剛度，以利送進(jìn)。

搭邊值的確定

搭邊值大，材料利用率低；

搭邊值過小，材料易被拉斷，且產(chǎn)生毛刺，甚至損壞模具刃口，降低模具壽命。

搭邊值的影響因素

材料的力學(xué)性能

板料的厚度

制件的形狀和尺寸

送料方式

有無壓料裝置

§2-3沖裁間隙

沖裁間隙是指凹模與凸模尺寸之差值，在普通沖裁中均為正值，常用Z表示

對于圓形凸、凹模：

Z=Dd-dp叫雙邊間隙

C=Z/2叫單邊間隙

Z為沖裁工藝及模具設(shè)計中一個主要的工藝參數(shù)

一、間隙對沖裁工作的影響

間隙值關(guān)系到?jīng)_裁時彎曲、拉深、擠壓等附加變形的大小

因此它對沖裁工序有很大的影響，主要有以下幾個方面

1、間隙對精度及質(zhì)量的影響

模具間隙是影響斷面質(zhì)量的主要因素，也是影響尺寸精度的主要因素

提高斷面質(zhì)量的關(guān)鍵在于延長塑性變形階段、推遲裂紋的產(chǎn)生，以增大光亮帶寬度

其主要途徑就是減小間隙

2、間隙對沖裁力的影響

Z大，材料所受的拉應(yīng)力增大，沖裁力有?定程度的降低

且落料件小于凹模尺寸，沖孔件大于凸模尺寸，因此，卸料力、推件力及頂件力均小

但繼續(xù)增大Z值，由于刃口處上、下裂紋不重合的影響，沖裁力的下降變緩

并且由于毛刺增大，間隙減小，沖裁力增大。

3、間隙對模具壽命的影響

模具壽命通常以保證獲得合格產(chǎn)品時的沖壓次數(shù)來表示

間隙主要對模具的磨損和脹裂有影響

間隙過小，落料件或廢料往往梗塞在凹模洞口，易導(dǎo)致凹模脹裂

間隙過大，零件毛刺增大，卸料力增大，反而使刃口磨損加大

在合理間隙時，模具磨損最小，模具壽命最高

二、間隙的確定

合理的間隙可以通過下列方式得到：

理論計算

經(jīng)驗公式計算

實用間隙表（P21表2.12）

確定凸、凹模合理間隙常用經(jīng)驗確定法

合理間隙的選擇原則

當(dāng)對制件精度和斷面均有較高的要求時，應(yīng)考慮選擇較小的沖裁間隙，以滿足沖裁件的精度要

求和較為光潔、平直的斷面。

當(dāng)沖裁件對斷面及精度均無較高要求時，在間隙允許的條件下，可選用偏大的間隙，以提高模

具的壽命，減小沖裁力。

在通常情況下取中間值。

本節(jié)總結(jié)

提高照面質(zhì)量的主要途徑是減小間隙

間隙大，則沖裁力小、模具壽命長：間隙小時則相反

設(shè)計和制造模具時應(yīng)采用最小合理間隙值

一、刃口尺寸的計算方法

凸凹模分別加工

所謂凸凹模分別加工，是在圖紙上分別標(biāo)注凸模、凹模的尺寸及公差，然后按要求分別

加工，這樣的模具具有互換性。

凸凹模分別加工

落料件（基準(zhǔn)件為凹模，間隙取在凸模上）：工件尺寸為。

其他介紹

關(guān)于注塑模具簡介

注塑模具實用于熱塑性塑料如ABS、PP、PC、POM等，而熱固性塑料如酚醛塑料，環(huán)氧塑料

等則采用橡膠?！?/p>

現(xiàn)代模具制造技術(shù)發(fā)展方向

模具在設(shè)計中采用有限元法、邊界元法進(jìn)行流動、冷卻、傳熱過程的動態(tài)模擬技術(shù)…

《汽車車頂?shù)臎_壓模具設(shè)計》實習(xí)報告

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世界五金模具巾場發(fā)展概況與趨勢

機(jī)動車輛平均車型和車齡愈來愈大，對汽車售后市場的手工具銷售起到了一定的促進(jìn)作用…

其中：凸模制造公差；

:凹模制造公差。

:選擇系數(shù)。

凸凹模分別加工

沖孔件（基準(zhǔn)件為凸模，間隙取在凹模上）：工件尺寸為

其中：凸模制造公差；

:凹模制造公差。

:選擇系數(shù)。

凸凹模配合加工

凸凹模配合加工，就是先加工作為基準(zhǔn)件的凸?；虬寄?，然后配做凹?；蛲鼓＃ＷC它們之間

有足夠的間隙值。

對凸凹模配合加工，只需計算和標(biāo)注基準(zhǔn)件的尺寸及公差，并注明相應(yīng)的凹模或凸模按基準(zhǔn)件

配制，以及所須保證的間隙值。

凸凹模配合加工

落料件（基準(zhǔn)件為凹模，間隙取在凸模上）：

凹模磨損后尺寸增加

凹模磨損后尺寸減小

凹模磨損后尺寸不變

凸凹模配合加工

沖孔件（基準(zhǔn)件為凸模，間隙取在凹模上）：

凸模磨損后尺寸增加

凸模磨損后尺寸減小

凸模磨損后尺寸不變

刃口尺寸的計算小結(jié)

對于落料件，基準(zhǔn)件是凹模，間隙選在凸模上。

對于沖孔件，基準(zhǔn)件是凸模，間隙選在凹模上。

對于模具磨損后尺寸增加的尺寸，其模具刃口尺寸盡量接近工件的最小值（-）。

對于模具磨損后尺寸減小的尺寸，其模具刃口尺寸盡量接近工件的最大值（+）。

例一

工件如圖所示

通過查表知

例一

根據(jù)已知條件，求得凸凹模尺寸如下

例二

已知

例二

由于是落料件，其基準(zhǔn)件為凹模，相應(yīng)的凸凹模尺寸為：

查表得

凸模以0.10-0.40的間隙與；落料凹模配制

§2-6壓力中心的計算（pl5）

壓力中心：沖裁力合力的作用點。

壓力中心的求法：

按比例繪出沖裁輪廓線。

任意選定坐標(biāo)軸X-Y,坐標(biāo)軸的選定應(yīng)使計算簡便。

把圖形輪廓分成幾個部分，計算各部分的長度、…，并求各部分重心位置的坐標(biāo)

值

計算中心坐標(biāo)值。

中心坐標(biāo)的計算

中心坐標(biāo)值：

線段的重心是線段的中點，圓弧的重心可按下式求出：

：圓弧半徑。

:圓弧中心角。

：圓弧重心與中心的距離。

§2-7沖裁模的常用結(jié)構(gòu)一、單工序模

單工序模只是完成一種工序如落料、沖孔等的沖模。單工序?？梢跃哂卸鄠€凸模，但只完成相

同的工序類型。

1、敞開式?jīng)_模：適合形狀簡單、工件精度不高、材料偏（大于1毫米）的制件。

2、導(dǎo)板式?jīng)_模

在沖裁過程中，導(dǎo)板與凸模始終保持良好的配合，一般兩者保持間隙配合。

導(dǎo)板除具有導(dǎo)向作用外，還具有卸料作用。

導(dǎo)向性好，精度高、結(jié)構(gòu)簡單、壽命長。

3、導(dǎo)柱式?jīng)_裁模（模架導(dǎo)向沖裁模）

模架的主要作用是對凸凹模進(jìn)行導(dǎo)向，其次是對各零部件組合裝配，構(gòu)成整體，使模具精度、

壽命提高，安裝簡便生產(chǎn)周期縮短。

二、復(fù)合模

復(fù)署模營利用復(fù)合式的凸凹模，一次完成兩個以上工序的模具。

復(fù)合模中必須有一個以上的凸凹模。

三、級進(jìn)模

（連續(xù)模）

級進(jìn)模是在壓力機(jī)的一次行程中，完成多個工序的模具。

第三章拉身模設(shè)計

拉深也叫拉延，分為普通拉深和變薄拉深。

拉深是利用模具使沖裁后得到的平面毛坯變成開口空心件的沖壓工藝方法。

拉深件的類型：

旋轉(zhuǎn)體類件：如搪瓷杯、車燈罩等。

盒形類件：如飯盒、電容器外殼等。

復(fù)雜形狀件：如汽車覆蓋件等。

§3-2拉深件的工藝性

拉深件的形狀應(yīng)簡單、對稱，并盡量避免急劇的輪廓變化。

拉深件直徑尺寸應(yīng)明確標(biāo)注，不得同時標(biāo)注內(nèi)、外部直徑。

拉深件的圓角半徑

底部

凸緣處

對于盒形件

并盡可能

§3-3圓筒形拉深件毛坯尺寸計算

根據(jù)面積相等的原則，筒形拉深件的毛坯尺寸為：

§3-4圓筒形拉深件拉深工序計算

拉深系數(shù)：即拉深后圓筒形件的直徑與拉深前毛坯（或半成品）直徑的比值。

§3-4圓筒形拉深件拉深工序計算

影響拉深系數(shù)的因素

板料的力學(xué)性能

板料的相對厚度：T/D

模具結(jié)構(gòu)及其參數(shù)：有無壓邊圈、凹模圓角半徑、凸模圓角半徑。

拉深工藝條件：拉深次數(shù)、壓邊條件、潤滑條件、拉深速度。

拉深次數(shù)

第一次

第二次

第n次

總拉深次數(shù)為

即

§3-6拉深件的起皺與破裂1、起皺

拉深件的起皺：受切向壓應(yīng)力失穩(wěn)而起皺。

影響因素：

毛坯相對厚度

拉深系數(shù)

凹模工作部分幾何形狀

防止起皺的措施：

采用壓邊圈

防止起皺的措施

采用錐形凹模

防止起皺的措施

采用反拉深

防止起皺的措施

采用軟模拉深

2、破裂

原因：危險斷面變薄并被拉斷。

影響因素

壓邊力大。

潤滑不良。

拉深系數(shù)小。

模具結(jié)構(gòu)：凸模圓角大，凹模圓角小。

毛坯力學(xué)性能

防止措施：選擇合適的潤滑劑；利用網(wǎng)格技術(shù)防止拉深件破裂。

§3-7常用拉深模的結(jié)構(gòu)設(shè)計

一、結(jié)構(gòu)設(shè)計要點

拉深工藝計算要有很高的精確性。

壓力機(jī)行程S>=2H?

拉深模必須有通氣孔。

凸凹模、壓邊圈要有足夠的硬度、耐磨性，低的表面粗糙度。

多次拉深的凸模穩(wěn)定性、垂直度要求高。

有凸緣拉深模應(yīng)設(shè)有限位器。

多次拉深件最后設(shè)計落料模。

二、常用拉深模

無壓邊圈拉深模

二、常用拉深模

帶壓邊圈拉深模

二、常用拉深模

雙動壓力機(jī)使用的拉深模

三、凸凹模刃口尺寸及公差

當(dāng)工件要求外形尺寸時：

凹模尺寸：

凸模尺寸：

當(dāng)工件要求內(nèi)形尺寸時：

凸模尺寸：

凹模尺寸：

當(dāng)工件內(nèi)外形均有要求時：凹模內(nèi)徑按工件外徑的下偏差，凸模外徑按工件內(nèi)徑的上偏差進(jìn)行

設(shè)計。

第四章彎曲模設(shè)計

把平板毛坯、管材、型材彎曲成?定角度、形成一定形狀的零件的沖壓工序叫彎曲。如圖所示。

§4-1彎曲變形過程分析一、彎曲變形過程

二、彎曲變形的特點

彎曲變形主要在彎曲件的圓角部分。

變形區(qū)內(nèi)，板料外側(cè)受拉，內(nèi)側(cè)受壓，中間有一應(yīng)變中性層。

彎曲變形區(qū)板厚變薄。

二、彎曲變形的特點

窄板彎曲時，寬度方向可以自由彎曲，故寬度方向應(yīng)力為零，應(yīng)變則相反。

寬板彎曲時，寬度方向不可自由彎曲，故寬度方向應(yīng)力不為零，而應(yīng)為零。

§4-2彎他件的工藝性?、最小彎曲半徑

最小彎曲半徑:彎曲時最外層金屬不發(fā)生破壞時，彎曲件內(nèi)側(cè)半徑稱為最小彎曲半徑。

影響最小彎曲半徑的因素

材料的性能：塑性好，最小彎曲半徑小。

下料的方向和折彎的方向。

毛坯邊緣的狀況：毛刺、裂紋、加工硬化。

材料熱處理狀態(tài)：退火材料，塑性好。

板料寬度：窄板彎曲，材料可自由流動，最小彎曲半徑小。

二、彎曲件的形狀

彎曲件的圓角半徑不宜小于最小彎曲半徑。

彎曲件邊長不能過?。篽>r+2t。

彎曲件的形狀力求對稱，避免彎曲過程發(fā)生竄動。

彎曲件中孔的位置：孔應(yīng)處于彎曲變形區(qū)外。

T<2mm,l>=t;

t>=2mm,l>=2t.

三、彎曲件的尺寸精度：彎曲件的尺寸精度不應(yīng)高于ITI3級。

§4-3彎曲件的質(zhì)量一、彎曲件的裂紋

產(chǎn)生裂紋的原因：

材料板料塑性差；

折彎方向：彎曲線與板料軋紋方向不符合要求。

相對彎曲半徑：過小。

毛坯斷面質(zhì)量：不好或有毛刺的一面在彎曲件的外側(cè)。

間隙：彎曲間隙太小。

潤滑：潤滑不良等

防止裂紋的措施：

用剪切面和表面質(zhì)量都比較好的毛坯。

采用合理模具間隙，改善潤滑條件。

制件盡量采用大彎曲半徑，否則實行多次彎曲。

塑性差或加工硬化嚴(yán)重的毛坯應(yīng)先退火。

脆材或厚板可用加熱彎曲。

毛坯有毛刺的面應(yīng)置于變形區(qū)的內(nèi)側(cè)

二、彎曲件的滑移

制件結(jié)構(gòu)不對稱、兩邊彎曲角不同；凹模兩邊半徑不等、間隙不同、潤滑情況不同。

二、彎曲件的滑移

措采用對稱凹模結(jié)構(gòu)，保證間隙均勻

采用有彈頂裝置的彎曲模

采用擋料銷。

三、彎曲件的回彈

回彈：彎曲卸載后，彎曲件會產(chǎn)生彈性恢復(fù)，稱為彎曲件的回彈。

影響回彈的因素

材料的力學(xué)性能：變形抗力大

相對彎曲半徑r/t：r/t越小，純彈性變形所占比例小，回彈小。

彎曲方法：自由彎曲回彈大，校正彎曲回彈小。

模具間隙：間隙大，回彈大。

彎曲件的形狀：u形比v形回彈小。

減小回彈的措施

用補(bǔ)償法克服回彈：對于塑性較好的材料，在凹?；蛲鼓Ｉ献龀龅扔诨貜椊堑男倍?

用校正法克服回彈：對于板料較薄又是軟材料彎曲時，可將凸模局部突起，或使凹模圓角半徑

大于凸模圓角半徑。

用增加拉應(yīng)力的方法克服回彈

用軟模法克服回彈：可以使毛坯在彎曲時三向受壓。

從零件結(jié)構(gòu)上采取措施

§4-4彎曲件展開長度的計算

彎曲毛坯尺寸可以根據(jù)應(yīng)變中性層在彎曲前后長度不變的特點確定。

彎曲時應(yīng)變中性層的位置

大圓角半徑彎曲：根據(jù)彎曲前后體積不變的特點，可計算出

小圓角半徑彎曲：變形中應(yīng)變中性層內(nèi)移，根據(jù)經(jīng)驗公式有

彎曲件的展開長度

圓角彎曲

尖角彎曲

或

§4-6彎曲件工序的安排

工序安排的原則

先彎外角，后彎內(nèi)角。

后道工序安排時不能破壞前道工序彎曲變形部分。

前道工序彎曲時必須考慮后道工序彎曲時有合適的定位。

§4-7彎曲模的結(jié)構(gòu)設(shè)計

一、簡單彎曲模

V形彎曲模

U形彎曲模

Z形彎曲模

圓形件彎曲模

較鏈彎曲模

二、復(fù)合彎曲模

三、級進(jìn)彎曲模

四、凸凹模工作部分尺寸及公差

1、工件尺寸標(biāo)注在外形上（基準(zhǔn)件為凹模）

工件為雙向公差

凹模寬度：

凸模寬度：

工件為單向公差

凹模寬度：

凸模寬度：

四、凸凹模工作部分尺寸及公差

2、工件尺寸標(biāo)注在內(nèi)形上（基準(zhǔn)件為凸模）

工件為雙向公差時

凸模寬度：

凹模寬度：

工件為單向公差時

凸模寬度：

凹模寬度：

第五章成形模設(shè)計

成形工藝是指除彎曲、拉深外，包括起伏成形、翻孔、縮口、脹形、校平、整形等。

成形工序可以分為三類：

伸長類成形：變形區(qū)主要受拉應(yīng)力，其破壞形式主要是拉裂，如翻孔、起伏成形和脹形等。

壓縮類成形：變形區(qū)主要受切向壓應(yīng)力，其破壞形式主要是失穩(wěn)起皺，如縮口、外緣翻邊等。

拉壓類成形：變形區(qū)受拉應(yīng)力和壓應(yīng)力共同作用，起破壞形式與實際變形條件有關(guān)，可能破裂、

可能失穩(wěn)起皺，如旋壓、變薄翻邊等。

§5-1翻邊

翻邊是將制件的孔邊緣或外邊緣在模具的作用下翻出豎立或成一定角度的直邊。

翻邊可分為內(nèi)孔翻邊和外緣翻邊兩種。

外緣翻邊又可分為外凸外緣翻邊和內(nèi)凹外緣翻邊。

-、內(nèi)孔翻邊

翻邊系數(shù)：翻邊前的孔徑與翻邊后的孔徑的比值，即：

最小翻邊系數(shù)：翻邊時孔邊不破壞所能達(dá)到的最大變形程度。

影響翻邊系數(shù)的因素：材料、孔邊緣的狀況、t/d、凸模形狀。

外緣翻邊

外凸外緣翻邊的特點近似于淺拉深。變形區(qū)主要產(chǎn)生切向壓縮，在變形過程中易起皺。

內(nèi)凹外緣翻邊的變形特點近似于內(nèi)孔翻邊，其變形區(qū)主要受切向拉應(yīng)力，邊緣易拉壞。

§5-2起伏成形

起伏成形是使板料在凸凹模的作用下，通過材料的變薄拉長，沖壓出某些形狀（如壓

筋、壓包、壓字、壓花等），以達(dá)到零件的要求。

§5-2起伏成形

區(qū)別起伏成形和寬凸緣拉深件，可以看零件拉深時，主要由材料局部變形而得到，還是由材料

流入凹模而得到。

比值D/d是區(qū)分起伏成形與凸緣拉深的重要參數(shù)。

D/d>3時大致屬于起伏成形；

D/d<3時大致屬于拉深變形。

§5-3縮口與脹形

縮口：是把沖壓件或管件某部分縮小，縮口變形中材料主要是受壓應(yīng)力失穩(wěn)而起皺。

脹形

脹形是通過模具使空心件或管狀坯料擴(kuò)張，脹出所需凸起曲面。

§5-4校平與整形

校平：主要是在沖壓工序后進(jìn)行，特別是壓料的連續(xù)模沖裁中。薄而軟的制件采用光而校平，

板厚的制件采用齒形校平。

整形：是對沒有達(dá)到要求的彎曲、拉深、成形件再次進(jìn)行成形加工。

第六章沖壓工藝規(guī)程編制

一、分析零件圖

二、擬訂沖壓件的總體工藝過程

三、確定毛坯尺寸、形狀

四、擬訂沖壓工藝方案

五、確定模具類型與結(jié)構(gòu)型式

六、選擇沖壓設(shè)備

第七章復(fù)合模和級進(jìn)模§7-1復(fù)合模結(jié)構(gòu)設(shè)計

復(fù)合模是冷沖模的一種，它是在模具的同一中心處，在壓力機(jī)的一次行程中便可完成兩道或兩

道以上的沖壓工序。

正裝復(fù)合模：落料凹模在下模

倒裝復(fù)合模：落料凹模在上模

二、復(fù)合模的特點和設(shè)計要點

復(fù)合模必定有一個或兒個凸凹模；

復(fù)合模沖出的工件均由模具型口中推出（上出件），工件較平。

因凸凹模較脆弱，故只適合薄料沖裁。

結(jié)構(gòu)復(fù)雜，封閉高度較高。

凸凹模最小壁厚不要超過允許值。

復(fù)合模制造成本偏高，制造周期長。

§7-2級進(jìn)模的結(jié)構(gòu)設(shè)計

在一副模具中，存在著兩道或兩道以上冷沖壓工序的模具。

-、級進(jìn)模的特點

在一次沖壓行程中可完成多道工序，具有比復(fù)合模更高的生產(chǎn)率。

因工序可以分散，故不存在最小壁厚的問題，可任意留出空位，從而保證了模具的強(qiáng)度，延長

了模具的壽命。

采用自動送料、出件等自動化裝置，操作安全，可采用高速沖床。

級進(jìn)模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工精度要求高，給模具制造、維修帶來困難。

二、級進(jìn)模的分類1、按級進(jìn)模的設(shè)計方法分

A、封閉型孔連續(xù)式級進(jìn)模：各沖裁工位成形的工件型孔與零件的形狀完全一樣，并把它們分

別設(shè)置在一定的工位上，以封閉型孔進(jìn)行沖壓。

B、分段切除多段式級進(jìn)模

對于被沖零件的外形，采用分段切除多余廢料的方法進(jìn)行。

在分段切除多余廢料的同時，又伴隨著對工件的彎曲、拉深、成形工序。

2、按模具包含的沖壓工序性質(zhì)分類

沖裁級進(jìn)模

沖裁、彎曲多工位級進(jìn)模

沖裁、拉深多工位級進(jìn)模

沖裁、成形多工位級進(jìn)模

沖裁、彎曲、拉深多工位級進(jìn)模

沖裁、彎曲、成形多工位級進(jìn)模

沖裁、拉深、成形多工位級進(jìn)模

沖裁、彎曲、拉深、成形多工位級進(jìn)模

三、側(cè)刃

側(cè)刃類型

有側(cè)刃沖裁：定距側(cè)刃的結(jié)構(gòu)

條料排樣圖設(shè)計

確定工位數(shù)及各工位作業(yè)內(nèi)容和作業(yè)順序

確定被沖零件的排列樣式及方位，即確定材料的利用率。

確定模具的步距尺寸、精度及定位方式。

確定條料寬度、供料方式，即確定沖壓時的自動化程度。

以上結(jié)構(gòu)的確定使得模具結(jié)構(gòu)基本確定，也就是模具復(fù)雜程度得到確定。

四、級進(jìn)模的設(shè)計要點

首先要進(jìn)行條料排樣圖設(shè)計

必須設(shè)計完好的導(dǎo)料系統(tǒng)

必須設(shè)計完好、可靠的卸料機(jī)構(gòu)

凸模必須安裝穩(wěn)定，便于拆卸、刃磨與維修

凹模一般采用鑲拼結(jié)構(gòu)或分段拼合，便于制造與刃磨

必須設(shè)計良好、可行的定距機(jī)構(gòu)

級進(jìn)模排樣圖

第二篇塑料模

成型塑料制品的模具叫塑料模具。

塑料模具的發(fā)展趨勢

大量采用高效率、自動化的模具結(jié)構(gòu)。

大型、超小型及高精度模具的應(yīng)用日趨擴(kuò)大。目前我國已能生產(chǎn)大容量洗衣機(jī)全套塑料模具等

大型塑料模具。

塑料模熱流道技術(shù)更臻成熟。

氣體鋪助注射技術(shù)已開始采用。

第一章基本知識

-、塑料的組成

塑料是由合成樹脂、填加劑組成，在一定條件下可塑成形，并在常溫下保持形狀不變的材料。

合成樹脂是構(gòu)成塑料的主要成分，來源于煤、石油、琥珀、蟲膠、松香等。

填加劑是指穩(wěn)定劑、增塑劑、潤滑劑、固化劑和著色劑、發(fā)泡劑等。

填充劑在塑料中占40~70%,它的作用是使塑料獲得不同的性能，減少樹脂用量，以降低成本。

常用填充劑為云母、石棉和一些纖維狀填充劑。

二、塑料的分類

按加熱、冷卻時的特性分

熱塑性塑料（受熱可熔塑料）：在常溫下是硬的固體，加熱后會變軟，冷卻后還會變硬。

熱固性塑料（受熱不可熔塑料）：在加熱時，它的化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，加熱時間越長，這種變

化越深，最后變成為很硬的物體（硬化）。

按其使用范圍和生產(chǎn)情況分

通用塑料

工程塑料

三、塑料的特性

密度?。核芰系拿芏缺冉饘傩?，但機(jī)械強(qiáng)度高。

化學(xué)穩(wěn)定性好：耐腐蝕性強(qiáng)。

耐熱性和導(dǎo)熱性差：耐熱性在50-200度范圍內(nèi)。

電絕緣性好

摩擦性能好

多次加工性

成型容易

四、塑件成型的主要方法

注射成型：生產(chǎn)效率高，塑件尺寸精度高；可以成型形狀復(fù)雜的零件；容易實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。

壓縮成型：可以壓制大面積的塑件；利用多槽可以大批量生產(chǎn)；但制件不能復(fù)雜、精度較底。

擠出成型：通常是制造連續(xù)型材的塑件。

壓注成型：模具損耗小，壁薄、精度高；但塑件機(jī)械強(qiáng)度稍差。

中空吹塑成型：主要成型中空類零件，生產(chǎn)自動化程度高。

其他方法成型

第二章熱塑性塑料注射模設(shè)計§2-1熱塑性塑料成形工藝特性

一、熱塑性塑料成形工藝特性

吸濕性：具有吸濕性和粘附水分傾向的塑料，在加熱時將會有氣體揮發(fā)，使塑件產(chǎn)生氣泡，影

響塑件強(qiáng)度和美觀。

流變性：塑料的粘度隨壓力的升高而降低。

流動性：在定壓力和溫度下，塑料在流道及型腔內(nèi)流動并充滿型腔的性能。

結(jié)晶性：高分子聚合物由無次序的雜亂狀態(tài)變?yōu)橛写涡虻恼?guī)模型，此塑料為結(jié)晶性塑料

一、熱塑性塑料成形工藝特性

相溶性：兩種以上的塑料，分子結(jié)構(gòu)相似，在熔融狀態(tài)下具有相互混溶的性質(zhì)，并可提高其綜

合性能。

熱敏性：塑料過熱時將分解變色，具有對溫度敏感的性質(zhì)。

毒性、刺激性、腐蝕性

塑料狀態(tài)與溫度的關(guān)系：隨加熱溫度上升，塑料將呈現(xiàn)玻璃態(tài)、高彈態(tài)、可塑態(tài)、直至降解（塑

料變稀，易從模具分型面處流出）。

二、熱塑性塑料狀態(tài)與溫度的關(guān)系

塑料受熱時有三種狀態(tài)：固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)。

在恒定壓力下，熱塑性塑料的溫度與變形的關(guān)系如下

玻璃狀態(tài)（A）：在此狀態(tài)可用機(jī)械加工的方法加工塑件。

高彈塑性狀態(tài)（B）：對塑件施加不大的壓力就可以得到較大的變形，在此階段可以真空成形、

吹塑成形。

可塑性狀態(tài)（C）：塑料的成型溫度大都超過流動溫度，塑件可以用注塑、擠出的方法成型。

三、熱塑性塑料的收縮特性

塑件從熱模中取出并冷卻至室溫，其尺寸與模具型腔尺寸發(fā)生變化的特性稱為成型收縮。

成型收縮率用下式表達(dá)：

S---成型收縮率（％）；

A--常溫時的模具型腔尺寸（MM）；

B?…常溫時塑件尺寸（MM）

影響塑件收縮率的因素

塑件的品種：結(jié)晶性塑件的收縮率大，收縮變動范圍也大；加入玻璃纖維填料后收縮率減小。

塑件形狀：形狀復(fù)雜的塑件收縮率減小。

塑件流動的方向：沿流動方向的收縮率比垂直于流動方向的收縮率大。

注射壓力：壓力大，收縮率小。

模具溫度：溫度高，收縮率大。

收縮率還與模具澆口的位置、模具冷卻水道的分布、脫模時間等有關(guān)。

四、熱塑性塑料注射的成型條件

溫度：注射成型過程中要控制溫度，包括料筒溫度、噴嘴溫度、模具溫度等，模具溫度般由

冷卻系統(tǒng)來控制。

壓力：包括塑化壓力和注射壓力，塑化壓力又稱背壓。

時間：完成一次注射成型過程所需要的總時間，稱為成型周期。包括：充模時間、保壓時間、

冷卻時間、開模時間、脫模時間。?般充模時間為3~5秒，保壓時間為20~120秒，冷卻時間為

30~120秒。

熱塑性塑料注塑成形的三個階段

1、注塑階段：模具已安裝在注射機(jī)上，鎖模液壓缸已鎖緊模具，料筒內(nèi)的塑料已被加熱到熔融

狀態(tài)時，注射液壓缸中的活塞推動料筒內(nèi)的螺桿，將熔融狀態(tài)的塑料通過噴嘴及模內(nèi)澆道、澆

口高速注入型腔。

2、保壓階段：塑料充滿型腔后需保持一段時間的注射壓力，使型腔內(nèi)有足夠的壓力以對塑件

收縮進(jìn)行補(bǔ)料，使塑件密實，同時塑件在模內(nèi)冷卻定型。

3、預(yù)塑階段:料斗中的顆粒塑料通過計量裝置落入料筒，并隨著螺桿的轉(zhuǎn)動向前輸送，在料筒

外加熱和螺桿剪切熱的作用下，物料實現(xiàn)物理狀態(tài)的變化，最后呈粘流態(tài)，并建立一定的壓力;

當(dāng)螺桿頭部的熔料壓力達(dá)到能克服注塑油缸活塞退回時的阻力（背壓）時，螺桿開始后退并進(jìn)

行計量，與此同時螺桿前端的熔料逐漸達(dá)到注射量，使計量裝置撞擊限位開關(guān)螺桿停止轉(zhuǎn)動和

后退，預(yù)塑完畢。與此同時動模打開，塑件被推出。

§2-3熱塑性塑料成形工藝參數(shù)

料筒溫度：略高于塑料軟化點；

注射壓力：根據(jù)塑料性能、制件大小、壁厚和流道長短來確定；

成形時間：根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)率來確定。

輔助工藝參數(shù)

原料干燥

緩沖墊：注射完畢須保留10~30mm的剩料使制件冷縮時能不斷進(jìn)入模腔。

模具溫度：根據(jù)制件和塑料的品種而定，保證加工順利成形、質(zhì)量好。

§2-5熱塑性塑料模具結(jié)構(gòu)與設(shè)計二注射模的典型結(jié)構(gòu)

單分型面注射模具

一、注射模的典型結(jié)構(gòu)

雙分型面注射模具

一、注射模的典型結(jié)構(gòu)

帶有活動鑲件的注射模具

二、注塑模各組成部分及其功用

1、成型零件

定模型腔：成形塑件的外形

動模型腔：成形零件的內(nèi)形

2、澆注系統(tǒng)：由注射機(jī)噴嘴經(jīng)過主流道、分流道、澆口和冷料穴到型腔之間的進(jìn)料通口。

3、推出機(jī)構(gòu)：是由推出塑件所需的全部結(jié)構(gòu)零件組成的。

4、側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)：是由抽出塑件的側(cè)凹所需的全部結(jié)構(gòu)零件組成。

二、注塑模各組成部分及其功用

5、導(dǎo)向件：保證動模和定模和模準(zhǔn)確。

6、冷卻系統(tǒng)：為了保持一定的模具溫度，在模具內(nèi)開放循環(huán)冷卻系統(tǒng)，以不斷將塑件傳給模