模具工程技術(shù)基礎(chǔ)第五章課件

1、模具工程技術(shù)基礎(chǔ)第2版 主編 徐政坤276第一節(jié)沖模設(shè)計(jì)的一般指導(dǎo)性原則一、沖模的設(shè)計(jì)程序 1.對(duì)沖壓件的分析第五章模具設(shè)計(jì)的一般指導(dǎo)性原則277(1)沖壓件的經(jīng)濟(jì)性分析 1) 根據(jù)沖壓件的生產(chǎn)批量和質(zhì)量要求,確定是否采用沖壓加工和用何種沖壓工藝加工,分析采用沖壓加工是否經(jīng)濟(jì)。 2)根據(jù)沖壓件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸,決定采用何種排樣方式,分析所采用的排樣方式是否合理、經(jīng)濟(jì)。3)在滿足沖壓件使用性能和沖壓工藝性能要求的前提下,是否可采用經(jīng)濟(jì)廉價(jià)的材料。(2)沖壓件的工藝分析 278 1)根據(jù)沖壓件的圖樣,分析沖壓件的形狀特點(diǎn)、尺寸大小、公差等級(jí)、表面質(zhì)量、裝配關(guān)系等要求。從模具設(shè)計(jì)的角度分析沖壓件的結(jié)

2、構(gòu)是否合理,在不影響沖壓件使用要求的前提下,盡可能使沖壓件的結(jié)構(gòu)形狀和加工工藝過(guò)程簡(jiǎn)單化。 2)根據(jù)沖壓件的形狀、尺寸、質(zhì)量要求以及生產(chǎn)批量, 3)根據(jù)圖樣上標(biāo)明的沖壓件所用材料,分析其是否滿足沖壓成形性能要求,并選定材料的型號(hào)、規(guī)格,確定坯料形式,如條料、板料、卷料或邊角279 4)根據(jù)沖壓件的生產(chǎn)批量對(duì)設(shè)備的要求,選擇合適的沖壓設(shè)備。 5)了解現(xiàn)有的模具制造技術(shù)及裝備情況,以及模具標(biāo)準(zhǔn)零部件的生產(chǎn)供應(yīng)狀況,為模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及模具成本核算提供依據(jù)。 2.確定沖壓工藝方案1)在對(duì)沖壓件進(jìn)行工藝分析的基礎(chǔ)上,根據(jù)沖壓件的形狀、尺寸、質(zhì)量要求及生產(chǎn)批量等,首先確定沖壓件的總體成形工藝方案,包括備料

3、、沖280壓成形加工、檢驗(yàn)和其他輔助工序及其先后順序,必要時(shí)還需安排機(jī)械加工等非沖壓加工工序。2)根據(jù)沖壓件的總體成形工藝方案,確定沖壓成形加工的具體工序性質(zhì)。簡(jiǎn)單沖壓件可以根據(jù)其結(jié)構(gòu)形狀直觀地看出所需的工序性質(zhì),如具有內(nèi)外輪廓的平板狀件采用落料、沖孔工序,相同壁厚的各種開口空心件采用拉深工序等。復(fù)雜沖壓件不可直觀看出工序性質(zhì)的,需經(jīng)過(guò)必要的分析計(jì)算后才能確定。3)根據(jù)沖壓件各工序的特點(diǎn)、尺寸要求并經(jīng)過(guò)有關(guān)的工藝計(jì)算,確定沖壓工序數(shù)目和順序,如采用先沖孔后彎曲,還是先彎曲后沖孔,或是先落料281再拉深,以及拉深次數(shù)等。4)根據(jù)沖壓件結(jié)構(gòu)形狀、尺寸要求和生產(chǎn)批量,確定沖壓工序組合的方式,如采用復(fù)

4、合沖壓或級(jí)進(jìn)沖壓。282(3)定位方式及定位零件的確定(4)卸料與推件裝置的確定(5)導(dǎo)向裝置的確定3.確定模具結(jié)構(gòu)形式(1)模具結(jié)構(gòu)類型的確定。(2)工作零件結(jié)構(gòu)形式的確定(6)模架的確定2842)計(jì)算沖壓力(包括沖裁力、彎曲力、拉深力、卸料力、推件力、頂件力、壓邊力等)并計(jì)算沖模的壓力中心。3)根據(jù)沖壓工序性質(zhì)和沖壓力,初步選定沖壓設(shè)備的型號(hào)、規(guī)格。4)確定凸、凹模間隙,計(jì)算凸、凹模工作部分的尺寸及公差。5)計(jì)算并確定模具主要零件(凸模、凹模、凸凹模、固定板、卸料板等)的外形尺寸以及彈性元件的自由高度。6)確定拉深模壓邊方式、拉深次數(shù),進(jìn)行各中間工序尺寸的分配及計(jì)算。4.進(jìn)行必要的工藝計(jì)算

5、,繪制模具結(jié)構(gòu)草圖1)確定坯料形狀及展開尺寸,進(jìn)行合理排樣并繪制排樣圖,計(jì)算條料寬度,確定下料方式并計(jì)算材料利用率。7)根據(jù)已確定的模具結(jié)構(gòu)形式及計(jì)算的有關(guān)尺寸,選用標(biāo)準(zhǔn)模具零件和標(biāo)準(zhǔn)模架,參考有關(guān)模具圖冊(cè),繪出模具結(jié)構(gòu)草圖。2855.沖壓設(shè)備的校核根據(jù)繪制的模具結(jié)構(gòu)草圖,校核沖壓設(shè)備的有關(guān)參數(shù)。校核時(shí)應(yīng)符合如下條件。1)壓力機(jī)公稱壓力必須大于沖壓力。2)模具的閉合高度應(yīng)在壓力機(jī)最大閉合高度與最小閉合高度之間。3)壓力機(jī)的滑塊行程必須滿足沖壓件的成形要求。如拉深時(shí)為了便于放4)為了便于安裝模具,壓力機(jī)的工作臺(tái)面尺寸應(yīng)大于模具下模座尺寸,一般每邊大5070mm,臺(tái)面上的孔應(yīng)能保證沖壓件或廢料漏卸

6、。2872)俯視圖。 3)側(cè)視圖和局部視圖。 4)沖件圖。6.模具圖樣設(shè)計(jì)在對(duì)模具結(jié)構(gòu)草圖進(jìn)行校核之后,繪制出正式的模具總裝配圖和模具非標(biāo)準(zhǔn)零件的零件圖。(1)繪制模具總裝配圖1)主視圖。繪制模具在工作位置的剖視圖,對(duì)模具各零部件及相互之間2885)排樣圖。6)列出零件明細(xì)欄和標(biāo)題欄。7)技術(shù)要求及說(shuō)明。289(2)繪制模具零件圖對(duì)于非標(biāo)準(zhǔn)模具零件,應(yīng)逐個(gè)畫出零件圖。零件圖的繪制應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。1)視圖的選擇應(yīng)盡量與總裝配圖一致。2)結(jié)構(gòu)要合理,工藝性要好。3)零件的尺寸、公差、幾何公差、表面粗糙度值、材料、熱處理要求及其他技術(shù)條件要合理、完整。(3)編制相應(yīng)的技術(shù)文件包括沖壓件的成形工藝規(guī)程

7、、工藝及模具設(shè)(4)審核2911)沖件材料方面。2)坯料形式方面。3)排樣形式方面。4)送料方式方面。二、沖模設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題 1.沖裁模設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)題(1)沖裁件工藝性與經(jīng)濟(jì)性的關(guān)系293(3)沖壓設(shè)備選擇設(shè)計(jì)沖裁模時(shí),對(duì)于沖壓設(shè)備的選擇應(yīng)注意如下問(wèn)題1) 沖裁模的總體結(jié)構(gòu)尺寸必須與選用的沖壓設(shè)備相適應(yīng)。2) 沖裁過(guò)程各種力之總和最好在壓力機(jī)額定沖壓力的20%80%以內(nèi)。3) 選擇的沖壓設(shè)備應(yīng)操作方便、安全可靠。4) 選擇的沖壓設(shè)備壓力中心應(yīng)與模具設(shè)計(jì)壓力中心原則上保持一致。(4)模具結(jié)構(gòu)選擇根據(jù)沖件形狀、尺寸、生產(chǎn)批量和精度要求選擇合(2)沖裁件尺寸精度和表面質(zhì)量294(5)模具工作零

8、件的設(shè)計(jì)沖裁模的工作零件包括凸模、凹模、凸凹模,所以在設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)首先考慮凸、凹模結(jié)構(gòu)形狀、材料選用及熱處理要求等。凸、凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),一般應(yīng)滿足如下要求。 1)應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和硬度。2)應(yīng)有較高的尺寸精度和表面質(zhì)量。3)應(yīng)便于刃磨與維修。4)對(duì)于細(xì)小凸模應(yīng)加護(hù)套保護(hù)。5) 應(yīng)注意凸、凹模的固定方式,以保證凸、凹模工作的穩(wěn)定性,并且便于裝配。2961)廢料的排出必須暢通無(wú)阻。2)廢料的排出必須注意安全,防止廢料排出傷人,必要時(shí)應(yīng)加設(shè)防護(hù)網(wǎng)。3)避免廢料與沖件混在一起,應(yīng)分開排出。(8)坯料的定位(9)導(dǎo)向裝置(6)沖件的出件方式(7)廢料的排出方式設(shè)計(jì)沖裁模時(shí),廢料排出方式設(shè)計(jì)應(yīng)注意如下幾點(diǎn)。

9、297彎曲模的設(shè)計(jì)是在確定彎曲工序的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。為了保證彎曲件的尺寸精度及表面質(zhì)量,設(shè)計(jì)時(shí)必須注意如下幾個(gè)問(wèn)題。(1)防止在壓彎過(guò)程中坯料滑動(dòng)或偏移 1)設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)時(shí),應(yīng)使作用在坯料上的力盡量對(duì)稱、均衡,以免坯料產(chǎn)生滑動(dòng)或偏移。2)開始彎曲時(shí),坯料應(yīng)有良好的定位。2.彎曲模設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)題298(2)防止彎曲過(guò)程中的變形 1)設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)時(shí),應(yīng)使坯料的彎曲盡可能是純彎曲變形,且彎曲時(shí)坯料的流動(dòng)阻力要小,以免產(chǎn)生大的局部變薄。2)多角彎曲時(shí),應(yīng)力求不使多角彎曲同時(shí)進(jìn)行。3)模具彎曲到下止點(diǎn)時(shí),應(yīng)盡量設(shè)計(jì)成有校正彎曲的效果,以消除回彈。(3)彎曲凹模圓角半徑的設(shè)計(jì) 1)彎曲模各處凹模圓角半徑要

10、一致,否則在彎曲過(guò)程中坯料受力情況不299一致,使坯料產(chǎn)生滑動(dòng),從而影響彎曲件的尺寸和精度。2)彎曲凹模的圓角半徑要選得合適,不宜過(guò)大或過(guò)小。(4)彎曲過(guò)程中的安全性300設(shè)計(jì)拉深模時(shí),為了保證拉深件的尺寸精度和質(zhì)量,應(yīng)注意如下幾方面問(wèn)題。(1)拉深模結(jié)構(gòu)的選擇1) 設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)根據(jù)壓力機(jī)和拉深件形狀的不同來(lái)確定拉深模的結(jié)構(gòu)形式。2) 拉深對(duì)稱件的模架應(yīng)有定向裝置,3.拉深模設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)題301(2)壓料裝置的設(shè)計(jì)(3)選用合理的出件裝置(4)導(dǎo)向裝置的選擇(5)拉深工藝計(jì)算303 2)拉深模的凸模必須要有通氣孔以便于通氣,使拉伸件能從凸模上卸下。 3)凸模、凹模、壓料圈必須有足夠的硬度、耐磨

11、性及較小的表面粗糙度值。4)在設(shè)計(jì)落料拉深復(fù)合模時(shí),落料凹模的高度應(yīng)高出拉深凸模約為25mm,以保證先落料后拉深,同時(shí)使落料凹模的刃口能有足夠的刃磨余量,以提高模具壽命。 5)對(duì)于形狀復(fù)雜或需多次拉深的制件,一般很難確切計(jì)算出坯料的形狀和尺寸,往往要經(jīng)過(guò)試?yán)詈蟠_定出準(zhǔn)確尺寸,再設(shè)計(jì)和制造首次拉深坯(6)其他注意事項(xiàng)1)拉深模對(duì)壓力機(jī)的行程有較高的要求,壓力機(jī)行程必須大于2倍拉深件的高度,否則拉深件無(wú)法從模具中取出。304第二節(jié)塑料模設(shè)計(jì)的一般指導(dǎo)性原則一、塑料模設(shè)計(jì)程序 1.熟悉塑料件及其材料性能2.塑件工藝性分析3.了解生產(chǎn)條件和模具制造水平306 4.確定塑件成形工藝和設(shè)備(1)確定成形

12、方法(2)確定成形工藝條件(3)初步選擇成形設(shè)備 5.確定模具類型及結(jié)構(gòu) 6.模具結(jié)構(gòu)草圖的繪制 7.模具與成形設(shè)備關(guān)系的校核3091)成形零件及主要受力部件的強(qiáng)度與剛度校核。2)成形零件工作尺寸計(jì)算。3)脫模力與抽拔力計(jì)算。4)斜銷等側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的有關(guān)計(jì)算。5)冷卻面積和加熱功率計(jì)算。 8.模具零件的必要計(jì)算 310(2)俯視圖(3)側(cè)視圖和局部視圖(4)塑件圖(5)列出零件明細(xì)欄和標(biāo)題欄9.繪制模具裝配圖(1)主視圖311(6)繪制模具裝配圖時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題 1)裝配圖應(yīng)清楚表示各零件的裝配關(guān)系和結(jié)構(gòu)特征。 2)裝配圖應(yīng)標(biāo)注必要的尺寸,包括輪廓尺寸、配合尺寸、安裝尺寸、極限尺寸(如活動(dòng)

13、零件移動(dòng)的起止點(diǎn))和特征尺寸(如定位圈尺寸)。 3)裝配圖應(yīng)標(biāo)注技術(shù)要求。技術(shù)要求包括如下: a.對(duì)模具的裝配要求。如分型面的貼合間隙,模具上、下面的平行度要求。 b.對(duì)模具某些機(jī)構(gòu)的性能要求。如推出機(jī)構(gòu)、抽芯機(jī)構(gòu)的裝配要求。 c.模具的使用說(shuō)明。 d.防氧化處理、模具編號(hào)、刻字、油封及保管等要求。312 10.繪制模具零件圖 非標(biāo)準(zhǔn)的模具零件都應(yīng)繪出零件圖。模具零件圖的繪制除了應(yīng)符合機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)外,還應(yīng)注意:1)盡量采用11比例繪制,必要時(shí)可以放大或縮小。2)繪圖順序一般為先成型零件后結(jié)構(gòu)零件。3)圖形方位盡可能與其在總圖中一致。 4)零件的尺寸、公差、幾何公差、表面粗糙度值、材料、熱處理要

14、求及其他技術(shù)條件要合理、完整,并充分考慮加工工藝要求與實(shí)際可能性。5)擬定必要的技術(shù)要求及其他說(shuō)明。314(2)成形設(shè)備方面(3)模具結(jié)構(gòu)方面 1)分型面位置及其加工精度是否滿足需要,會(huì)不會(huì)發(fā)生溢料,開模后是否能保證塑件留在模具有推出裝置的一側(cè)。 2)型腔布置、澆注、排氣系統(tǒng)的位置大小是否恰當(dāng)。 3)推出脫模方式是否合理,推桿、推管的大小、數(shù)量和配置是否合適,推件板會(huì)不會(huì)被型芯卡住,會(huì)不會(huì)擦傷成形零件。 11.校對(duì)與審核(1)滿足塑件性能和質(zhì)量要求方面315 4)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)中的滑塊與推桿是否會(huì)發(fā)生干涉。5)模具結(jié)構(gòu)是否安全可靠。(4)模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)方面冷卻介質(zhì)流動(dòng)路線位置、大小、數(shù)量

15、是否合適,加熱器的功率、數(shù)量、安裝是否合適。(5)設(shè)計(jì)圖樣方面 1)視圖布置、投影是否正確,畫法是否符合機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)。 2)裝配圖上各零件位置是否恰當(dāng),裝配關(guān)系表示是否清楚,有無(wú)遺漏的零件。316 3)檢查尺寸與技術(shù)要求是否遺漏,標(biāo)注是否合理。 4)零件的加工工藝性和模具的裝配工藝性是否符合要求。316二、塑料模設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題1)塑料成形工藝特性與模具設(shè)計(jì)的關(guān)系。2)模具結(jié)構(gòu)的合理性、經(jīng)濟(jì)性、適用性。3)合理設(shè)計(jì)模具零部件。4)模具結(jié)構(gòu)應(yīng)便于操作與維修,且安全可靠。5)充分利用塑料成形的優(yōu)越性,塑件結(jié)構(gòu)形狀盡量都用模具成形,以減少后加工工序。318第三節(jié)壓鑄模設(shè)計(jì)的一般指導(dǎo)性原則一、壓鑄模

16、設(shè)計(jì)程序 1.分析壓鑄件和鑄件圖(1)鑄件材料(2)鑄件結(jié)構(gòu)要素(3)鑄件精度 2.確定鑄件壓鑄工藝條件,選定壓鑄設(shè)備3.了解模具制造生產(chǎn)能力 320 4.確定壓鑄模結(jié)構(gòu)方案(1)確定每模型腔數(shù)量(2)選擇通用模架(3)確定分型面、澆注系統(tǒng)和排溢系統(tǒng)(4)確定抽芯機(jī)構(gòu)(5)確定推出機(jī)構(gòu)3221) 型腔組成部分的鑲拼與固定方式。2) 模具主體套板的安排與模具的導(dǎo)向與定位零件的設(shè)置。3) 抽芯和推出機(jī)構(gòu),以及其他組成零件的相互裝配形式和連接方式,有先復(fù)位要求時(shí)先復(fù)位機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式。4) 加熱方式、冷卻水道的設(shè)置部位及流動(dòng)路線。(6)確定結(jié)構(gòu)主體和各零部件裝配連接方案323 進(jìn)行壓鑄模設(shè)計(jì)時(shí),對(duì)一些

17、設(shè)計(jì)的主要參數(shù)需進(jìn)行必要的分析計(jì)算,對(duì)構(gòu)件強(qiáng)度、剛度以及安裝尺寸要進(jìn)行校核計(jì)算。具體包括以下幾方面。(1)壓鑄機(jī)有關(guān)參數(shù)的確定(2)澆注系統(tǒng)和排氣、溢流系統(tǒng)的分析計(jì)算 5.模具設(shè)計(jì)中的分析計(jì)算(3)脫模阻力與脫模力的校核(4)有關(guān)受力零件強(qiáng)度計(jì)算(5)有關(guān)零件和機(jī)構(gòu)的尺寸計(jì)算(6)加熱和冷卻系統(tǒng)的計(jì)算325 6.繪制壓鑄模的裝配圖和零件圖(1)繪制裝配圖328(2)繪制零件圖除標(biāo)準(zhǔn)件以外的零件,都要繪制零件圖。繪制壓鑄模零件圖的要點(diǎn)如下。 1)零件圖各視圖的布局關(guān)系應(yīng)與裝配圖的相應(yīng)零件一致。 2)模具零件的結(jié)構(gòu)、形狀和尺寸要素,均需在圖樣上表達(dá)清楚,必要的剖面或視圖不可省略,特別是成形部位零件

18、的型面構(gòu)造及其要素(包括脫模斜度、分型面上型腔口部與活動(dòng)部位或與型面共同組成型腔的部位的過(guò)渡圓角等)一定要表達(dá)清楚。能明確看出型面的大、小端尺寸和其他加工技術(shù)要求。 3)繪制零件圖,在圖面詳細(xì)標(biāo)注尺寸及尺寸公差、形狀位置公差、表面粗糙度值等技術(shù)要求,以及零件材料和熱處理工藝要求等。329二、壓鑄模設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題 壓鑄模設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮如下的基本要求。 1)所成形的鑄件,應(yīng)符合壓鑄件圖上所規(guī)定的形狀尺寸及各項(xiàng)技術(shù)要求,特別是要設(shè)法保證高精度和高質(zhì)量部位達(dá)到要求。 2)模具應(yīng)適合壓鑄生產(chǎn)工藝的要求,并且技術(shù)經(jīng)濟(jì)性合理。 3)在保證鑄件質(zhì)量和安全生產(chǎn)的前提下,應(yīng)采用合理先進(jìn)和簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu),使動(dòng)作準(zhǔn)確可靠,構(gòu)件剛性良好,易損件拆換方便,并有利于延長(zhǎng)模具工作33