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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