模具設(shè)計概論

1、模具設(shè)計概論第一章、沖壓加工概述與沖壓設(shè)備一、什么是冷沖壓？冷沖壓分為哪兩類？答：冷沖壓是在常溫下利用沖模在壓力機(jī)上對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分 離或變形，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的零件的加工方法。冷沖壓概括起來可以分為分離工序和變形工序兩大類一、什么是分離工序和變形工序？答：分離工序是將沖壓件或毛坯沿一定的輪廓相互分離；變形工序是在材料 不產(chǎn)生破壞的前提下使毛坯發(fā)生塑性變形，形成所需的形狀及尺寸的制件。、常用的冷沖壓設(shè)備有哪些？曲柄壓力機(jī)的工作原理是什么？答：在冷沖壓生產(chǎn)中，為了適應(yīng)不同的沖壓工作需要，所采用的設(shè)備為各 種不同類型的壓力機(jī)。壓力機(jī)的類型很多，按傳動方式的不同可以分為機(jī)械 壓

2、力機(jī)和液壓壓力機(jī)兩大類。工作原理、詳細(xì)見課本 4 5頁。四、什么是雙點(diǎn)壓力機(jī)？什么是雙動壓力機(jī)？答：按連桿的數(shù)目分，可以分為單點(diǎn)、雙點(diǎn)和四點(diǎn)壓力機(jī)。雙點(diǎn)壓力機(jī)是 指有兩個連桿的壓力機(jī)。按滑塊的數(shù)目分，可以分為單動壓力機(jī)、雙動壓力機(jī)三動壓力機(jī)等， 其中有兩個滑塊的壓力為雙動壓力機(jī)。五、設(shè)計模具需要考慮壓力機(jī)的哪些技術(shù)參數(shù)？答：（壓力機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)是反映一臺壓力機(jī)的工藝性能、所能加工的零件的尺寸范圍以及生產(chǎn)率等的指標(biāo)，也是模具設(shè)計中選擇沖壓設(shè)備、確定模具 結(jié)構(gòu)的重要依據(jù)）主要包括：標(biāo)稱壓力（公稱壓力）滑塊行程滑塊每分鐘行程次數(shù)壓 力機(jī)的裝模高度壓力機(jī)工作臺面尺寸漏料孔尺寸模柄孔尺寸壓力機(jī) 的電動

3、機(jī)功率。第二章、沖裁工藝、沖裁的概念？答：使板料分離的沖壓工藝稱為沖裁。、沖裁過程可分為哪幾個變形過程？答：彈性變形過程 塑性變形過程 剪裂階段。、沖裁件的斷面有哪幾個特征？答：沖裁件的斷面有四個特征區(qū)： 圓角帶：又稱榻角，產(chǎn)生在板料不與凸?；虬寄Ｏ嘟佑|的一面， 是由于板 料受彎曲、拉伸作用而形成的。材料塑性越好，凸、凹模之間的間隙越大，形成的榻角也就越大。 光亮帶：緊挨著榻角，是由于凸模切入板料，板料被擠入凹模而產(chǎn)生塑性 剪切變形所形成的。材料的塑性越好，凸、凹模之間的間隙越小，光亮帶的 高度就越高。 斷裂帶：緊挨著光亮帶，是由沖裁時所產(chǎn)生的裂紋擴(kuò)張而形成的。 斷裂帶 表面粗糙，并帶有4 6

4、的斜度。凸、凹模之間的間隙越大則斷裂帶高度越大，且斜度也增大。 毛刺：緊挨著斷裂帶的邊緣，是由于裂紋的產(chǎn)生不是正對著凸模和凹模的 刃口而是靠在刃口的側(cè)面。四、沖裁件的質(zhì)量包括哪幾方面？答：應(yīng)該保證一定的尺寸精度、良好的斷面質(zhì)量和無明顯的毛刺。五、什么是沖裁間隙？沖裁間隙有什么重要性？答：沖裁間隙是指沖裁凸模和凹模之間的工作部分的尺寸之差。沖裁間隙是保證合理沖裁過程的最主要的工藝參數(shù)，對沖裁件的質(zhì)量有著決定性的作用。第三章、沖裁模的結(jié)構(gòu)與設(shè)計、沖裁模的凹、凸尺寸計算的原則有哪些？答：計算原則主要有 落料時，落料件的尺寸是由凹模決定的，因此應(yīng)以落料凹模為設(shè)計準(zhǔn)則； 沖孔件的尺寸是由凸模決定的，因此

5、應(yīng)以沖孔凸模為設(shè)計基準(zhǔn)。 凸模和凹模應(yīng)考慮磨損規(guī)律。 凸模和凹模之間應(yīng)保證有合理間隙。 凸模和凹模的制造公差應(yīng)與沖裁件的尺寸相適應(yīng)。 尺寸計算要考慮模具的設(shè)計特點(diǎn)。、模具的制造方法有哪幾種？答：三、降低沖裁力的措施有哪些？斜刃沖裁階梯沖裁答：降低沖裁力的措施主要有加熱沖裁四、什么是模具的壓力中心？答：沖壓力合力的作用點(diǎn)稱為模具的壓力中心。五、什么是沖裁排樣？什么是結(jié)構(gòu)廢料？什么是工藝廢料？ 答：沖裁件在條料上的布置方法稱為排樣。沖孔所產(chǎn)生的廢料即為結(jié)構(gòu)廢料, 結(jié)構(gòu)廢料是由工件的形狀所決定的。條料上的料頭、料尾及邊緣部分均為 工藝廢料，工藝廢料是由沖壓方式與排樣方式所決定的。八、搭邊有什么作用？

6、答：搭邊的作用有：起補(bǔ)償條料的剪裁誤差、送料步距誤差以及補(bǔ)償由于條料與導(dǎo)板之間有間 隙所造成的送料歪斜誤差的作用；使凹、凸模刃口雙邊受力；對于利用搭邊拉條料的自動送料模具，搭邊使條料有一定的剛度，以保證 條料的連續(xù)送進(jìn)。七、什么是工藝零件？有哪些？答：工藝零件是直接參與完成沖壓工藝過程并和坯料直接發(fā)生作用。包括工 作零件（直接對毛坯進(jìn)行加工的成形零件），定位零件（用以確定加工中毛 坯正確位置的零件），壓料、卸料及出件零件。八、什么是結(jié)構(gòu)零件？有哪些？答：結(jié)構(gòu)零件是不直接參與完成工藝過程，也不和坯料直接發(fā)生作用，只對 模具完成工藝過程起保證作用或?qū)δ＞叩墓δ芷鹜晟谱饔?。包括?dǎo)向零件（保證上、下模

7、之間的正確相對位置），固定零件（用以承裝模具零件或?qū)⒛＞甙惭b固定到壓力機(jī)上），緊固及其它零件。九、凹模洞口答：凹模洞口的形式基本上有直壁式、斜壁式以及凸臺式三種。 十、沖裁模有幾種卸料形式？答：沖裁模的卸料形式主要有剛性卸料、彈性卸料以及廢料切刀卸料。 十一、根據(jù)導(dǎo)柱的布置將模架分為哪幾種？答：根據(jù)導(dǎo)柱的布置可以將模架分為后側(cè)導(dǎo)柱模架、中間導(dǎo)柱模架、對角導(dǎo) 柱模架以及四導(dǎo)柱模架。第四章、塑料基礎(chǔ)知識、塑料與樹脂的關(guān)系？答：塑料的概念是：以樹脂為主要成分，以增塑劑、填充劑、潤滑劑、著色 劑等添加劑為輔助成分，在加工過程中一定溫度和壓力的作用下能流動成形 的高分子有機(jī)材料。樹脂的概念是：指受熱時通

8、常有轉(zhuǎn)化或熔融范圍，轉(zhuǎn)化 時受外力作用具有流動性，常溫下呈固態(tài)或半固態(tài)或液態(tài)的有機(jī)聚合物，它 是塑料最基本的，也是最重要的成分。、塑料的成分有哪些？各自作用如何呢？ 答：塑料的成分主要有樹脂和添加劑 樹脂的作用是：決定塑料的類型和基本性能，可以膠粘其它成分材料，賦予 塑料可塑性和流動性；添加劑中的填充劑：是塑料的重要的但非必不可少的成分，可以減少樹脂用量，降低 塑料成本；改善塑料的某些性能，擴(kuò)大塑料的應(yīng)用范圍。增塑劑：提高塑性、流動性和柔軟性；降低剛性和脆性；改善塑料的工藝 性能和使用性能。主要作用是阻緩材料的變質(zhì)。其中包含： 熱穩(wěn)定劑：抑制或防止樹脂在加工或使用過程中受熱而降解 光穩(wěn)定劑：阻

9、止樹脂在光的作用下降解（塑料變色、力學(xué)性能下降等等） 抗氧化劑：延緩或抑制塑料抗氧化速度。潤滑劑：可以防止塑料在成形過程中粘模，減少塑料對模具的摩擦，改善 塑料的流動性，提高塑件表面的光澤度。著色劑：起裝飾美觀的作用，某些著色劑還能夠提高塑料的光穩(wěn)定性、熱 穩(wěn)定性和耐候性。、塑料按物理化學(xué)性質(zhì)可以分為幾種？ 答：塑料按物理化學(xué)性能可以分為熱塑性塑料和熱固性塑料兩種。四、熱塑性塑料和熱固性塑料的主要區(qū)別是什么？答：熱塑性塑料是指在特定溫度范圍內(nèi)能反復(fù)加熱軟化和冷卻硬化的塑料， 其分子結(jié)構(gòu)是線型或支鏈型結(jié)構(gòu)；熱固性塑料是指在受熱和其它條件下能固 化成不熔不溶性物質(zhì)的材料，其分子結(jié)構(gòu)最終為體型結(jié)構(gòu)。

10、五、合成樹脂與天然樹脂的區(qū)別是什么？答：天然樹脂是指由自然界中動植物分泌物所得的無定形有機(jī)物，如松香、 琥珀、蟲膠等；合成樹脂是指由簡單有機(jī)物經(jīng)化學(xué)合成或某些天然產(chǎn)物經(jīng)化 學(xué)反應(yīng)而得到的樹脂產(chǎn)物。六、塑料按性能和用途可以分為幾種？答：塑料按性能和用途可以分為通用塑料、工程塑料和特種塑料三類。七、熱塑性塑料的工藝性能有哪些？熱固性塑料的工藝性能有哪些？答：熱塑性塑料的工藝性能主要有收縮性、流動性、結(jié)晶性以及其它工藝性 如熱敏性、水敏性、吸濕性、應(yīng)力敏感性和各種熱能性。熱固性塑料的工藝性能主要有收縮率和流動性。第五章、塑料的成型工藝一、塑料的成型工藝主要有哪些？答：塑料的成型工藝主要包括：塑料的成

11、型原理、注射成型工藝以及塑料制 品的設(shè)計。二、注射成型工藝過程包括哪幾個階段？答：主要包括加料、塑化、注射、保壓、冷卻和脫模等步驟。實(shí)質(zhì)上主要是 塑化、流動與冷卻定型兩大過程。三、注射成型的工藝參數(shù)主要有哪些？答：注射成型的工藝參數(shù)主要有：溫度、壓力和時間。四、從滿足注射成型工藝的角度出發(fā)，在設(shè)計塑料制品的形狀和壁厚等方面時應(yīng) 注意哪些問題？答：設(shè)計形狀時，應(yīng)該注意盡量避免側(cè)壁凹槽或制品脫模方向垂直的孔，可 避免瓣合分型或側(cè)抽芯等復(fù)雜模具結(jié)構(gòu)和使分型面上留下飛邊。設(shè)計壁厚 時，主要決定于制品的使用條件，但壁厚大小對成型影響很大，過小會導(dǎo)致 流動阻力大，沖模難，不能保證強(qiáng)度和剛度；過大會導(dǎo)致浪費(fèi)

12、原料，增加成 本，且增加成型時間，降低生產(chǎn)率，還易出現(xiàn)氣泡、縮孔等，壁厚應(yīng)求均勻, 否則會產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。第六章、塑料注射模具設(shè)計一、何為模具的分型面？選擇分型面的基本原則主要有哪些？答：模具上用以取出制品及澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面稱為分型面。 分型面的選擇原則是： 分型面應(yīng)盡量選在制品斷面輪廓最大的部位； 因推出機(jī)構(gòu)一般設(shè)置在動模一側(cè)， 分型面應(yīng)盡量選在應(yīng)使制品留在動模內(nèi) 的地方； 保證制件的精度要求；滿足塑件的外觀質(zhì)量要求； 便于模具加工制造；減少塑件在合模分型面上的投影面積；排氣效果好；對側(cè)向抽芯的影響。二、按分型面的特征注射模具應(yīng)分為哪幾類？不同模具的動作原理是什么？ 答：按分型面的

13、特征，注射模具可以分為單分型面注射模具、雙分型面注 射模具以及活動鑲塊式注射模具。熱固性模具的動作原理主要是壓縮、傳遞和注射；熱塑性模具的動作原理主 要是吹塑、氣動成型以及注射。三、塑料注射模具由哪幾部分組成？、答：塑料注射模具主要由合成零件、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、澆注系統(tǒng)以及定向分型 與四、注射模具設(shè)計時需要校核哪些注射機(jī)的工藝參數(shù)？答：需要校核的注射機(jī)的工藝參數(shù)主要有： 最大注射量的校核；注射壓力的校核；鎖模力的校核及型腔數(shù)的校核； 模具閉合高度H和平面尺寸的校核；模具的平面尺寸應(yīng)小于注射機(jī)模板 尺寸。五、普通流道澆注系統(tǒng)的組成是什么？各部分的作用是什么？答：普通流道澆注系統(tǒng)的組成主要包括主流道、

14、分流道、澆口、冷料穴以及 排氣槽。*主流道的作用是：連接注射機(jī)料筒噴嘴和注射模具的橋梁；熔融塑料進(jìn)入 模具最先經(jīng)過的地方；主流道的大小影響塑料進(jìn)入型腔的速度和充型時間。*分流道的作用是：在壓力損失最小的情況下，通過截面積的變化和流向變 換，平穩(wěn)地將來自主流道的熔融塑料以較快的速度送到澆口處沖模，同時分 流道內(nèi)殘留的塑料最少，以減少冷料的回收。*澆口的作用：澆口可以分為限制性澆口和非限制性澆口兩種。非限制性澆 口起著引料、進(jìn)料的作用；限制性澆口一方面通過截面積的突然變化，使塑 料熔體產(chǎn)生加速度，提高剪切速率，迅速而均衡地充滿型腔；另一方面改善 熔體進(jìn)入型腔的流動特性，調(diào)節(jié)澆口尺寸，可使多型腔同時

15、充滿。同時起著 封閉型腔，防止塑料熔體倒流，并便于澆口凝料與制品分離的作用。*冷料穴的作用是：具有容納冷料的作用，還具有在開模時將主流道和分流 道的冷凝料鉤住，將其保留在動模一側(cè)，便于脫模的功能。*排溢系統(tǒng)的作用：解決形成氣泡、接縫、便面輪廓不清及充填缺料等缺陷； 解決氣體受壓、體積縮小而產(chǎn)生高溫會導(dǎo)致塑件局部碳化或燒焦的問題； 解決存積的氣體由于產(chǎn)生反向壓力而降低沖模速度的問題。六、常用的澆口有哪幾種類型？各適合用于何種制品上？答：常用的澆口主要有直接澆口、側(cè)澆口、扇形澆口、環(huán)形澆口、點(diǎn)澆口、 潛伏澆口。直接澆口適用于單型腔、沈腔殼性和箱型等大型塑料制品；側(cè)澆口適用于中小型塑料件的多型腔模具

16、；扇形澆口適用于成型橫向尺寸較大的薄片狀塑件、平面面積較大的扁平零件環(huán)形澆口適用于成型圓柱形塑件，開設(shè)在塑件的外側(cè)；盤形澆口類似于環(huán)形澆口，只不過它的澆口開設(shè)在塑件的內(nèi)側(cè)； 點(diǎn)澆口適用于薄壁塑件以及聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等塑料的成型； 潛伏澆口又稱剪切澆口，是由點(diǎn)澆口演變而成的。七、何謂冷料穴？有何作用？答：在注射機(jī)完成一次注射循環(huán)的間隔期，在噴嘴最前端地熔融塑料的溫度 較低，形成冷料渣，為了集存冷料渣，在進(jìn)料口末端的動模上開設(shè)一洞穴或 者在流道的末端開設(shè)洞穴，這個洞穴就是冷料穴。冷料穴除了具有容納冷料的作用外，同時還具有在開模時將主流道和分流道 的冷凝料鉤住，將其保留在動模一側(cè)，便于脫模的

17、功能。八、模具設(shè)計排溢系統(tǒng)的必要性是什么？答：形成氣泡、接縫、便面輪廓不清及充填缺料等缺陷； 氣體受壓、體積縮小而產(chǎn)生高溫會導(dǎo)致塑件局部碳化或燒焦； 存積的氣體由于產(chǎn)生反向壓力而降低沖模速度。九、成型零件包括哪些零件？答：成型零件是指模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件，包括凹模、凸模、 型芯、鑲塊、成型桿和成型環(huán)等。十、組合式凹模設(shè)計的基本原則是什么？答：拼塊件數(shù)應(yīng)該少；拼縫接線應(yīng)盡量與制品的脫模方向一致；拼塊應(yīng)無銳角；拼塊之間應(yīng)采用凹凸模嵌接；（5）個別凹凸模易磨損部位，應(yīng)制成獨(dú)立件；設(shè)計拼塊和鑲件時，盡量把復(fù)雜的內(nèi)形變?yōu)橥庑渭庸ぃ粸槭菇涌p面正確配合，并減少磨削加工量，應(yīng)減少接縫面的長度；制

18、品上的外形圓弧部分應(yīng)單獨(dú)制成一塊。十一、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用是什么？答：定位作用（合模時保證模具的正確位置，保證型腔形狀和尺寸精度；在裝配時也起定位作用）導(dǎo)向作用（合模時首先是導(dǎo)向零件接觸，引導(dǎo)模具準(zhǔn)確閉合，避免型 芯先進(jìn)入型腔，造成成型零件損壞）承受一定的側(cè)向壓力（熔體充型時可能產(chǎn)生單向側(cè)壓力，或因?yàn)槌尚?設(shè)備精度低的影響，使導(dǎo)柱承受了一定的側(cè)向壓力，以保證模具的正常 工作。若側(cè)壓力很大時，需增設(shè)錐面定位機(jī)構(gòu)）十二、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的類型有什么？答：導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的類型主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和錐面定位機(jī)構(gòu)兩種形式。十三、推出機(jī)構(gòu)的組成？各零部件的作用是什么？答：十四、推出機(jī)構(gòu)的類型有幾種？答：推出機(jī)構(gòu)主要有推桿推出

19、機(jī)構(gòu)、推管推出機(jī)構(gòu)、推件板推出機(jī)構(gòu)、活動 鑲件及凹模推出機(jī)構(gòu)、綜合推出機(jī)構(gòu)、動定模雙向推出機(jī)構(gòu)、順序推出機(jī)構(gòu)、 二級推出機(jī)構(gòu)、以及帶螺紋塑件的脫模機(jī)構(gòu)。十五、推出機(jī)構(gòu)的復(fù)位方式是什么？答：推出機(jī)構(gòu)的復(fù)位方式主要有：復(fù)位桿復(fù)位（合模與復(fù)位同時完成，對推件板機(jī)構(gòu)，不必另設(shè)復(fù)位桿。也 可利用推桿兼做復(fù)位桿）、彈簧復(fù)位（先于合模完成定位）十六、什么是雙向推出機(jī)構(gòu)？答：有一些塑件，開模后，即可能留在動模一側(cè)，也可能留在定模一側(cè)。為 了使其順利脫模，需考慮動、定模兩側(cè)都設(shè)置推出機(jī)構(gòu)，這種機(jī)構(gòu)就是雙向 推出機(jī)構(gòu)。十七、什么是順序推出機(jī)構(gòu)？答：在雙分型面和多分型面的模具中，模具的各分型面的打開必須按一定的 順

20、序進(jìn)行，滿足這種分型要求的機(jī)構(gòu)稱為順序推出機(jī)構(gòu)。十八、脫螺紋機(jī)構(gòu)的類型？答：強(qiáng)制脫模機(jī)構(gòu)、手動脫模機(jī)構(gòu)以及機(jī)動脫模機(jī)構(gòu)。十九、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)分為哪幾種？答：機(jī)動側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)；液壓或氣動側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)；手動側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)。二十、什么是抽芯距？答：抽芯距是指側(cè)型芯從成型位置抽至不妨礙塑件脫模位置時該型芯或固定 該芯的滑塊在抽芯方向所移動的距離。二十一、斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)主要包括哪些部分？答：主要包括：與開模方向成一定角度的的斜導(dǎo)柱、側(cè)型腔或型芯滑塊、導(dǎo) 滑槽、楔緊塊和側(cè)型芯或型芯滑塊定距限位裝置。二十二、斜導(dǎo)柱的傾斜角如何確定？答：斜導(dǎo)柱軸向與開模方向的夾角稱為斜導(dǎo)柱的傾斜角，用a表示。經(jīng)計算推導(dǎo)，a取22 33比較理想，一般設(shè)計時aV 25，最常用的為 12a 22。二十三、何為干涉現(xiàn)象？如何避免？答：所謂干涉現(xiàn)象是指在合模過程中側(cè)滑塊的復(fù)位先于推桿的復(fù)位而導(dǎo)致活 動側(cè)型芯與推桿相碰撞，造成活動側(cè)型芯推桿損壞的事故。避免干涉現(xiàn)象產(chǎn)生的措施有：在模具結(jié)構(gòu)允許時，應(yīng)盡量避免側(cè)型芯在分型面的投影范圍內(nèi)設(shè)置推桿。如果收到模具結(jié)構(gòu)的限制而在側(cè)型芯下一定要設(shè)置推桿時，應(yīng)首先考慮是否能使推桿推出一定距離后仍低于側(cè)型芯的最低面。當(dāng)