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第一章冲压与挤压模设计1

第一节 冲压件与挤压件的工艺性1

一、冲裁件1

(一)最小冲孔尺寸1

(二)孔边距2

(三)孔间距和孔壁距2

(四)圆角半径3

(五)凸凹部分和齿形的尺寸3

(六)精度等级和尺寸公差5

二、弯曲件6

(一)最小弯曲半径6

(二)弯边高度7

(三)孔边距7

(四)工艺切口(槽)7

(五)形状7

(六)角度偏差7

(二)形状8

(一)圆角半径8

三、引伸件8

(三)精度等级和尺寸公差10

四、挤压件11

(一)形状11

(二)尺寸与精度11

2.性能12

(三)型材12

2.性能12

1.规格12

(二)带材12

(一)板材12

1.规格12

一、黑色金属12

第二节 冲压与挤压材料的规格和性能12

(三)材料12

(三)型材25

2.性能25

(二)带材25

1.规格25

1.规格25

(一)板材25

二、有色金属25

2.性能25

三、非金属材料35

第三节 冲压与挤压设备35

一、冲压与挤压设备的规格35

二、设备的选用43

(一)设备的特点及应用范围43

4.其他参数45

(一)冲裁45

一、毛坯尺寸计算45

第四节 常用公式与数据45

(二)曲柄压力机规格选择45

3.安装尺寸45

2.能量45

1.吨位45

(二)弯曲47

(三)引伸50

三、模具工作部分尺寸计算和凸、凹模间隙53

二、变形程度计算53

(一)冲裁模53

(四)翻边和缩口53

(六)挤压53

(五)膜片成形和旋压53

(二)弯曲模、引伸模和翻边模63

(三)冷挤模和温挤模64

四、压力计算和压力中心65

(一)成形工艺力计算65

(二)辅助工艺力计算78

(三)压力中心79

五、凸、凹模强度校核80

第五节 模具设计要点及零部件设计81

一、模具总体设计81

(一)模具基本类型81

(二)凸模、凹模的结构型式82

(三)凸模、凹模紧固定位的基本方式82

(四)坯件定位82

(五)模架类型和应用特点84

(七)模具安全设计85

(六)制模材料性能85

(一)普通冲裁模的通用结构设计87

1.凸、凹模刃口型式87

二、冲裁模设计87

2.凸、凹模紧固88

3.卸料板结构型式91

4.挡料、定位装置结构型式92

5.导正销结构型式93

6.弹簧侧压装置94

1.斜刃和阶梯凸模冲裁95

2.小凸模保护95

8.螺钉、销钉与刃口间距95

(二)落料、冲孔单工序模设计要点95

7.漏料孔和排出槽设计95

3.斜面冲孔96

(三)落料-冲孔复合模设计要点96

1.复合模结构型式的选择96

2.凹模结构型式和凸凹模最小壁厚98

3.推件装置结构型式99

1.定距方式100

(四)连续模设计要点100

2.导正101

3.工步安排102

4.步距和侧刃数102

(五)精冲模设计要点102

1.精冲模结构型式102

2.齿圈分布和齿形尺寸103

3.凸、凹模结构设计105

6.滞后装置和弹簧组装结构107

5.顶杆的分布和尺寸107

4.推件板、推件杆结构设计107

7.排气孔和排气槽111

(六)硬质合金模设计要点111

1.材料厚度和冲裁间隙111

2.模具材料选用111

3.排样设计111

4.凸、凹模紧固111

2.容框112

3.压料板结构型式112

1.聚氨酯、橡胶垫112

4.顶芯形状112

6.垫板设计112

(七)聚氨酯橡胶模112

7.模架选择112

5.弹压卸料板设计112

三、弯曲模设计113

(一)单工序弯曲模设计要点113

1.毛坯制备和工序安排113

2.毛坯的压紧和定位113

3.回弹计算113

4.减小回弹措施117

(二)多工序连续弯曲模设计要点118

1.送料方式118

2.工步安排118

3.弯曲方向118

4.托料装置结构型式118

5.定距、定位的方式118

6.卸料板设计118

8.凹模组合设计和活动弯曲凹模120

7.凸模紧固型式和凸模长度120

四、引伸模设计123

(一)单工序引伸模设计要点123

1.引伸工艺计算123

2.压边圈133

3.卸件装置134

4.排气孔135

(二)连续引伸模设计要点135

1.分类及应用范围135

2.料宽、进距计算136

3.引伸工艺计算137

4.压边圈139

5.空步139

6.凸模高度差139

五、冷挤压模设计139

(一)许用变形程度139

(二)凹模结构型式和预应力组合凹模140

(三)凸模固定方式143

(四)卸(顶)件装置结构型式144

六、典型组合和主要零部件设计144

(一)典型组合144

(一)锁模力154

1.成形零件194

(二)主要零部件194

2.定位(定距)零件199

3.卸料和弹顶零件209

4.导向零件213

5.支承零件218

第六节 模架、模座、模板及模具钢的选用229

一、模架229

(一)模架规格229

(二)模架技术条件243

二、通用模座243

三、模板、垫板246

四、模具常用钢249

第二章塑料模设计251

第一节 塑件结构工艺性251

一、尺寸精度和表面光洁度251

二、脱模斜度252

四、加强筋253

六、圆角253

五、支承面253

三、壁厚253

七、孔254

(一)孔的极限尺寸254

(二)孔的成型方法256

八、自攻螺钉和紧固支座256

九、螺纹256

十、齿轮257

十一、嵌件257

十二、文字、符号和凸凹纹257

第二节 常用塑料及性能262

一、热固性塑料262

(一)酚醛塑料粉的型号和命名262

1.型号262

2.命名263

(二)酚醛塑料粉型号对照263

(三)常用热固性塑料性能265

二、热塑性塑料270

(一)热塑性塑料和树脂缩写代号270

(二)常用热塑性塑料性能271

一、模塑成型工艺参数279

第三节 模塑成型工艺及设备279

二、模塑成型设备技术规格283

(一)液压机283

(二)注射机289

三、设备选择289

(一)液压机选择289

(二)注射机选择294

第四节 分型面与浇注系统296

一、分型面296

(一)分型面型式296

(二)分型面选择296

二、普通浇注系统298

(三)浇口299

1.普通浇口299

(一)主浇道299

(二)分浇道299

5.环形浇口302

6.平缝式浇口302

2.点浇口302

4.直接浇口302

3.潜伏式浇口302

7.扇形浇口303

8.隙浇口303

9.轮辐式浇口303

10.爪形浇口303

11.护耳式浇口304

(四)反料槽和冷料穴307

(五)排气槽和溢料槽307

三、无流道浇注系统307

(一)井式喷嘴307

(二)延伸式喷嘴308

(三)绝热流道309

(四)热流道310

第五节 侧向分型与抽芯机构312

一、常用抽芯机构的特点及应用312

二、斜导柱侧向分型与抽芯机构313

(一)结构型式313

(二)设计要点315

(一)结构型式318

三、斜滑块侧向分型与抽芯机构318

(二)设计要点319

四、其他抽芯形式322

第六节 顶出机构323

一、一次顶出机构323

(一)顶杆顶出323

1.结构型式323

2.设计要点324

(二)顶管顶出324

1.结构型式325

2.设计要点325

(三)顶板顶出325

1.结构型式325

2.设计要点326

1.结构型式326

(四)顶块顶出326

1.结构型式326

(五)气压顶出326

2.设计要点326

2.设计要点326

(六)成型镶件和型腔顶出327

(七)多元件联合顶出327

二、二次顶出机构332

三、双顶出机构332

四、辅助顶出机构332

五、其他顶出机构336

(一)螺纹塑件脱出机构336

(二)点浇口、潜伏式浇口的自动切断和脱落机构338

六、先复位机构339

第七节 零件设计341

一、结构设计341

(一)模体及其零件341

1.凹模362

(二)成型零件362

2.型芯367

3.螺纹型芯和型环368

1.浇口套372

2.拉料杆和拉料套372

(三)浇注系统零件372

(四)导向零件376

1.导柱和导套376

2.限位导柱381

3.导钉385

(五)抽芯机构零件386

1.斜导柱386

3.锁紧楔387

2.滑块387

4.滑块定位零件388

5.斜滑块388

(六)顶出机构零件389

1.顶杆389

2.顶管392

3.卸模杆393

4.推板导柱和导套394

5.尾轴395

6.顶板顶杆396

7.复位杆396

(七)定位零件397

1.定位圈397

2.定距螺钉398

3.挡钉398

4.圆锥定位件399

(八)支承零件400

1.支承柱400

2.垫块401

1.冷却水孔开设原则402

2.型腔、型芯的冷却形式403

(十)其他零件404

1.压圈404

2.加料圈405

3.压柱406

4.手柄及套简407

5.水嘴和喷流冷却管408

(九)型腔、型芯冷却409

6.吊钩409

二、常用计算410

(一)型腔、型芯成型尺寸计算410

(二)成型螺纹计算410

(三)凹模侧壁和底板厚度计算416

(四)压塑模加料腔高度计算417

(五)抽芯距和抽拔力计算418

(六)斜导柱计算420

1.斜导柱倾斜角选择420

2.斜导柱断面尺寸确定420

3.斜导柱长度确定424

4.斜导柱延时抽芯有关参数计算426

(七)锁紧楔计算427

(八)卸模杆长度计算429

(九)塑件顶出距离确定430

(十)加热元件和加热量计算430

三、模具零件常用材料433

二、铸孔435

第一节 压铸件结构工艺性435

第三章金属压铸模设计435

一、壁厚435

三、槽隙436

四、铸造圆角半径和出模斜度436

五、螺纹、齿轮和铆钉头437

六、凸纹、直纹和网纹439

七、文字和标志440

八、压铸件精度及机械加工余量440

第二节 常用压铸合金成分和性能441

一、铅合金和锡合金441

二、锌合金442

三、铝合金442

四、镁合金443

五、铜合金444

六、铸造合金物理性能444

第三节 压铸设备445

一、压铸机分类和应用特点445

二、压铸机规格446

三、液压抽芯器规格454

四、压铸机选择454

(二)压室容量454

(三)开模力和推件力454

(四)装模尺寸454

第四节 分型面459

一、分型面类型459

二、分型面选择460

第五节 浇注系统461

一、直浇道461

(一)直浇道结构型式和尺寸461

(二)浇口套型式463

二、横烧道465

(一)截面形状465

(三)横浇道长度和布置466

(二)横浇道、内浇口与铸件的连接方式466

三、内浇口467

(一)型式467

(二)尺寸469

(三)位置选择470

四、溢流槽471

(一)型式471

(三)位置选择472

(二)尺寸472

五、排气槽474

(一)型式474

(二)尺寸475

第六节 常用机构设计476

一、抽芯机构476

(一)斜销抽芯机构476

(二)弯销抽芯机构476

1.机构特点476

4.弯销延时抽芯行程的确定478

5.滑块定位、锁紧和配合478

2.弯销型式及固定方式478

3.弯销厚度478

6.变角弯销工作段尺寸479

(三)斜滑块抽芯机构479

(四)液压抽芯机构479

1.液压抽芯器型式479

2.液压抽芯器安装方式481

3.抽芯行程调整482

4.抽芯机构设计要点483

(一)基本传动方式和类型484

二、顶出机构484

(二)一次顶出机构485

(三)两次顶出机构485

三、多次分型辅助机构487

四、先复位机构489

第七节 主要零件设计491

一、结构设计491

(一)模体零件491

(三)浇注系统零件496

2.型芯496

1.镶块496

(二)成型零件496

(四)导向零件503

(五)抽芯零件507

(六)顶出零件510

(七)支承和限位零件512

二、常用计算516

(一)成型尺寸计算516

(二)动、定模套板边框厚度计算516

(三)抽芯力、抽芯距离和顶出距离计算517

(四)液压抽芯计算519

三、模具零件材料520

四、模具零件配合关系和光洁度520

(二)型材加工余量521

第四章模具制造526

第一节 毛坯制备526

一、毛坯(半成品)余量526

(一)锻件余量526

(四)模具零件工序余量527

(三)气割毛坯机械加工余量527

(一)锻件下料尺寸计算529

(二)锻造温度529

(三)锻造方法529

二、毛坯锻造529

(四)锻件退火531

(五)自由锻锤吨位选择531

第二节 坐标镗床加工532

一、坐标镗床主要技术规格532

(二)孔系加工534

二、加工工艺534

(一)基准找正534

(三)划线和冲中心孔538

第三节 铣床加工538

一、铣床主要技术规格538

二、加工工艺538

(一)立铣加工538

4.复杂型面加工540

3.孔系加工540

1.平面加工540

2.圆弧面加工540

(二)仿形铣加工542

1.仿形加工基本机能542

2.加工方法542

3.周进量和周进方式544

4.靠模指544

三、铣刀546

(一)外圆磨床主要技术规格547

(二)内圆磨削工艺547

(一)内圆磨床主要技术规格547

三、内圆磨削547

(二)外圆磨削工艺547

一、平面磨削547

二、外圆磨削547

(三)平面磨削工艺547

(二)平面磨削夹具547

(一)平面磨床主要技术规格547

第四节 磨削加工547

1.成形砂轮磨削法557

(二)成形磨削方法557

四、成形磨削557

(一)工具曲线磨床主要技术规格557

2.利用夹具的成形磨削法562

3.在M9025型工具曲线磨床上成形磨削566

五、光学曲线磨削570

(一)光学曲线磨床主要技术规格570

(二)磨削工艺要点570

1.放大图绘制570

(一)坐标磨床主要技术规格572

(二)磨削方法572

3.磨削方法572

六、坐标孔和型孔磨削572

2.工件装夹和定位572

(三)工件定位找正573

七、硬质合金磨削573

(一)间断磨削573

(二)金刚石砂轮磨削573

第五节 电火花加工578

一、电火花加工机床主要技术规格578

(二)电极损耗579

二、电火花加工工艺规律579

(一)电规准579

(三)极性580

三、加工工艺583

(一)穿孔加工583

(二)型腔加工584

四、电极585

(一)电极设计585

1.穿孔加工用电极585

2.型腔加工用电极587

(二)电极制造588

(三)电极装夹和定位590

五、常用排屑方法592

第六节 数控线切割加工593

一、数控线切割机床主要技术规格593

二、线切割加工工艺规律593

(一)提高生产率的主要途径593

(二)影响加工表面光洁度的因素593

2.计数方向594

1.加工指令594

3.计数长度594

(三)影响线切割加工精度的因素594

(一)基本规则594

三、编程方法594

4.间隙补偿595

5.程序格式和纸带编码596

(二)坐标计算方法597

(三)非圆曲线编程601

(四)计算举例607

一、型腔冷挤压设备610

第七节 型腔冷挤压加工610

二、加工工艺611

(一)型腔冷挤压形式611

(二)坯料611

(三)润滑处理613

(四)挤压凸模和套圈613

(五)脱模和冷挤压型腔精度615

(六)实例和废品分析615

(一)仿刨加工616

一、仿刨和压印加工616

第八节 其他加工616

(二)压印加工617

二、电铸619

(一)电铸工艺过程619

(二)母模制备619

(三)电铸方法622

(四)加固和脱模623

(二)加工间隙、加工精度和表面质量624

(一)加工原理和方式624

三、电解成形624

(三)电解液和工艺参数625

(四)阴极和气液混合装置628

四、照相腐蚀628

(一)画稿629

(二)制版629

(三)照相腐蚀操作工艺过程630

(二)电火花强化工艺631

五、冲模电火花强化工艺631

(一)电火花强化机主要技术规格631

(三)冷冲模刃口强化632

六、氧-乙炔火焰合金粉末喷熔工艺632

(一)自熔合金粉末牌号632

(二)喷熔操作方法632

(三)喷熔工艺过程633

(四)塑料模型腔喷熔修复工艺顺序634

七、模具研抛634

(一)研磨剂634

(二)研抛工艺635

(三)研抛工具和研具材料636

八、镀铬638

(一)模具镀铬件的镀前准备638

(二)阳极、辅助阳极和阴极挂具、辅助阴极639

(三)镀铬液的配方、配制及维护640

一、模具热处理常用设备641

(一)高温箱式加热电阻炉641

第九节 模具材料热处理641

(四)镀铬工艺过程641

(二)中温箱式加热电阻炉642

(三)井式气体渗碳炉642

(四)埋入式电极盐浴炉642

(五)外热式坩埚盐浴炉642

(六)外热式油浴电阻炉643

二、模具常用钢基本特性643

三、模具零件热处理方法和规范644

五、热处理常见缺陷及防止措施653

四、热处理工序安排653

六、模具零件化学热处理658

(一)渗碳658

附录658

(二)碳氮共渗659

(三)盐浴渗硼663

(四)碳氮硼三元共渗663

(五)化学热处理疵病及其防止措施和补救方法665

第十节模具装配工艺667

一、冷冲模装配667

(一)凸模、凹模和凸凹模等固定组装工艺667

(二)冷冲模间隙控制方法675

(三)冷冲模装配要点675

(一)塑料模零件组装工艺要点676

二、塑料模装配676

(二)塑料模装配实例682

一、公差和配合685

表1 标准公差数值685

表2 新国标与旧国标公差等级对照686

表3 未注公差尺寸的极限偏差687

表5 基轴制配合的孔新旧国家标准对照689

表4 基孔制配合的轴新旧国家标准对照689

表6 常用优先孔的极限偏差690

表7 常用优先轴的极限偏差694

二、形状和位置公差699

表8 直线度、平面度公差值699

表9 圆度、圆柱度公差值699

表10 平行度、垂直度、倾斜度公差值700

表11 同轴度、对称度、圆跳动、全跳动公差值701

表13 圆柱螺旋压缩弹簧计算702

表13 圆柱螺旋压缩弹簧的尺寸系列702

三、弹簧和聚氨酯弹性体702

表14 碟形弹簧的尺寸和参数706

表15 碟形弹簧的经合方式和计算公式707

表16 聚氨酯弹性体的尺寸707

表17 聚氨酯弹性体压缩量与工作负荷的关系708

四、紧固连接件708

表18 螺钉的主要结构尺寸708

表19 螺栓的主要结构构尺寸710

表20 圆柱销的尺寸711

表21 螺母的尺寸712

表22 吊环螺钉的承载能力712

五、螺钉(螺栓)安装尺寸和连接尺寸713

表23 螺钉、螺栓沉头孔尺寸713

表24 螺钉连接尺寸713

六、螺纹底孔尺寸713

表25 攻螺纹前底孔孔径714

表26 螺孔翻边数据714

参考文献715