模具設(shè)計與制造

前言

《模具設(shè)計與制造》（第2版）是按原機(jī)械電子工業(yè)部的工科電子類專業(yè)教材1991－1995年編寫出版規(guī)劃，由電子機(jī)械教材編審委員會無線電專用機(jī)械設(shè)備編審小組征稿并推薦出版的，從出版至今已十多年，期間多次印刷，被全國幾十所高等院校作為工科電子類各專業(yè)的專業(yè)課教材。十多年來，一方面隨著我國工業(yè)的迅猛發(fā)展，對模具的要求越來越迫切，精度要求越來越高，結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜，對模具人才的要求也越來越高。另一方面，我國模具工業(yè)作為一個獨(dú)立的、新型的工業(yè)，也正處于飛速發(fā)展階段，涌現(xiàn)出許多模具設(shè)計與制造的新方法、新技術(shù)。這些都促使模具設(shè)計與制造課程和所使用的教材必須作相應(yīng)的調(diào)整。本書是面向21世紀(jì)高等學(xué)校工科電子類規(guī)劃教材之一，由東南大學(xué)和南京航空航天大學(xué)聯(lián)合編寫。在此次修編時，除保留原教材特色之外，根據(jù)現(xiàn)代模具生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)方式對模具人才的要求，結(jié)合編者多年的教學(xué)經(jīng)驗和科研實(shí)踐，在原教材基礎(chǔ)上，刪除了一些過時的內(nèi)容，充實(shí)了有關(guān)現(xiàn)代模具設(shè)計與制造先進(jìn)技術(shù)的內(nèi)容。在編寫過程中，力求體現(xiàn)“基、準(zhǔn)、實(shí)、新”的編寫思想：“基”是要講清模具設(shè)計與制造的基本原理和基本方法；“準(zhǔn)”是所介紹的概念、設(shè)計數(shù)據(jù)等都力求準(zhǔn)確；“實(shí)”是要實(shí)用，強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)際應(yīng)用緊密結(jié)合；“新”是要能反映現(xiàn)代模具技術(shù)的內(nèi)容和特點(diǎn)。

內(nèi)容概要

　　《模具設(shè)計與制造（第2版）》共分三篇：第一篇為沖壓模具設(shè)計篇，包括沖壓模具設(shè)計基礎(chǔ)、沖裁工藝及沖裁模設(shè)計、彎曲工藝及彎曲模設(shè)計、拉深工藝及拉深模設(shè)計、其它沖壓成形工藝及模具設(shè)計、沖壓工藝規(guī)程的編制；第二篇為塑料模具設(shè)計篇，包括塑料模具設(shè)計基礎(chǔ)、熱塑性塑料注射成型工藝及模具設(shè)計、熱固性塑料成型工藝及模具設(shè)計、其它塑料成型工藝及模具設(shè)計簡介；第三篇為模具制造篇，主要介紹了模具特種加工及模具裝配調(diào)試的有關(guān)知識，包括模具的電火花加工和線切割加工、模具的高速切削加工、模具主要零件的加工工藝過程、模具的裝配與調(diào)試，還簡要介紹了模具CAD/CAM，概略介紹了模具的制造工藝過程、模具現(xiàn)代化生產(chǎn)方式與合理化生產(chǎn)?！　　赌＞咴O(shè)計與制造（第2版）》可滿足高等院校工科電子類各專業(yè)相關(guān)課程的教學(xué)需要，也可作為高等院校機(jī)械類各專業(yè)“模具設(shè)計與制造”課程教學(xué)用書，還可作為高職高專院校模具設(shè)計與制造專業(yè)的教材，亦可供從事模具設(shè)計、制造和使用的工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

概論 1 1 模具及其功能與作用 1 2 模具分類及用途 2 3 模具標(biāo)準(zhǔn)化及標(biāo)準(zhǔn)件 5 4 模具制造與生產(chǎn)現(xiàn)代化 7 第一篇 沖壓模具設(shè)計 第1章 沖壓模具設(shè)計基礎(chǔ) 9 1.1 沖壓加工特點(diǎn)及基本工序 9 1.1.1 沖壓加工的特點(diǎn) 9 1.1.2 沖壓加工基本工序 9 1.2 板料塑性變形及其基本規(guī)律 12 1.2.1 應(yīng)力-應(yīng)變曲線 13 1.2.2 塑性變形體積不變定律 13 1.2.3 塑性變形最小阻力定律 14 1.2.4 應(yīng)力狀態(tài)對金屬塑性的影響 14 1.2.5 屈服條件 14 1.3 沖壓所用材料 14 1.3.1 對沖壓所用材料的要求 14 1.3.2 材料的種類和規(guī)格 15 1.4 沖壓常用設(shè)備 15 1.4.1 偏心沖床 16 1.4.2 曲軸沖床 17 1.4.3 曲柄壓力機(jī)的主要技術(shù)參數(shù) 18 1.4.4 曲柄壓力機(jī)的選用原則 19 復(fù)習(xí)思考題 19 第2章 沖裁工藝及沖裁模設(shè)計 20 2.1 沖裁變形機(jī)理 20 2.1.1 沖裁變形過程 20 2.1.2 沖裁件的斷面特征 21 2.2 沖裁間隙 22 2.2.1 間隙對沖裁件質(zhì)量的影響 22 2.2.2 間隙對沖裁力的影響 22 2.2.3 間隙對模具壽命的影響 23 2.2.4 間隙值的確定 23 2.3 凹、凸模刃口尺寸的計算 26 2.3.1 尺寸計算原則 26 2.3.2 尺寸計算方法 27 2.4 沖裁力 30 2.4.1 沖裁力的計算 30 2.4.2 卸料力、推件力和頂件力的計算 31 2.4.3 降低沖裁力的方法 32 2.5 排樣與搭邊 32 2.5.1 排樣 32 2.5.2 搭邊 34 2.5.3 條料寬度的確定 35 2.6 沖裁件的工藝性 35 2.6.1 沖裁件的精度等級 35 2.6.2 沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性 35 2.7 整修和精密沖裁 36 2.7.1 整修 36 2.7.2 精密沖裁 37 2.8 沖裁?；绢愋图暗湫徒Y(jié)構(gòu) 40 2.8.1 沖裁模的分類 40 2.8.2 典型沖裁模結(jié)構(gòu) 41 2.9 沖模的部件及零件 46 2.9.1 工作零件 47 2.9.2 定位零件 51 2.9.3 卸料裝置與出件裝置 54 2.9.4 模架 57 2.9.5 聯(lián)接與固定零件 58 2.10 沖裁模設(shè)計要點(diǎn) 59 2.10.1 模具總體結(jié)構(gòu)型式的確定 59 2.10.2 沖模的壓力中心 60 2.10.3 模具閉合高度 62 復(fù)習(xí)思考題 63 第3章 彎曲工藝及彎曲模設(shè)計 64 3.1 彎曲基本原理 64 3.1.1 板料的彎曲過程 64 3.1.2 彎曲變形特點(diǎn) 64 3.1.3 變形區(qū)的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài) 65 3.2 最小彎曲半徑 66 3.2.1 影響最小彎曲半徑的因素 66 3.2.2 最小彎曲半徑值 67 3.3 彎曲件的回彈 67 3.3.1 影響回彈的因素 68 3.3.2 回彈值的確定 69 3.3.3 減小回彈的措施 69 3.4 彎曲件展開長度的確定 71 3.5 彎曲力的計算 72 3.5.1 自由彎曲力 72 3.5.2 校正彎曲力 72 3.5.3 頂件力或壓料力 73 3.5.4 彎曲時壓力機(jī)壓力的確定 73 3.6 彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性 73 3.7 彎曲模工作部分設(shè)計 75 3.7.1 凸、凹模的圓角半徑及凹模的深度 75 3.7.2 凸、凹模間隙 76 3.7.3 凸、凹模工作部分的尺寸與公差 77 3.8 彎曲模典型結(jié)構(gòu) 78 3.8.1 V形件彎曲模 78 3.8.2 U形件彎曲模 79 3.8.3 帽罩形件彎曲模 80 3.8.4 Z形件彎曲模 81 3.8.5 沖孔、落料和彎曲的二工位級進(jìn)模 81 復(fù)習(xí)思考題 82 第4章 拉深工藝及拉深模設(shè)計 83 4.1 拉深的基本原理 83 4.1.1 首次拉深變形 83 4.1.2 拉深過程中的應(yīng)力與應(yīng)變 84 4.1.3 [WB]拉深時的起皺、厚度變化及硬化 85 4.1.4 以后各次拉深 86 4.1.5 拉深件的工藝性 87 4.2 圓筒形零件拉深的工藝計算 88 4.2.1 毛料尺寸的計算 88 4.2.2 拉深系數(shù)和拉深次數(shù) 89 4.3 拉深模工作部分設(shè)計 93 4.3.1 凹模和凸模的圓角半徑 93 4.3.2 凸、凹模結(jié)構(gòu) 95 4.3.3 拉深模的間隙 96 4.3.4 凹模和凸模的尺寸及其公差 97 4.4 拉深件的起皺及其防止措施 98 4.4.1 壓邊裝置的形式 98 4.4.2 壓邊力和拉深力 99 4.5 拉深模典型結(jié)構(gòu) 100 4.5.1 首次拉深模 100 4.5.2 以后各次拉深模 102 4.5.3 落料-拉深模 102 4.6 帶凸緣圓筒形件的拉深 103 4.6.1 小凸緣件的拉深 103 4.6.2 寬凸緣件的拉深 103 4.7 盒形件的拉深 107 4.7.1 盒形件拉深的變形特點(diǎn) 107 4.7.2 毛料尺寸的確定 107 4.7.3 盒形件初次拉深的極限變形程度 109 4.7.4 盒形件的多次拉深 109 4.7.5 凸、凹模尺寸設(shè)計 110 4.8 其它拉深方法 111 4.8.1 軟模成形 111 4.8.2 差溫拉深 114 4.8.3 施加徑向壓力的拉深 114 4.8.4 爆炸成形 115 4.8.5 水電成形 116 4.8.6 電磁成形 116 4.8.7 帶料連續(xù)拉深 117 4.8.8 變薄拉深 118 復(fù)習(xí)思考題 121 第5章 其它沖壓工藝及模具設(shè)計 123 5.1 縮口與脹形 123 5.1.1 縮口 123 5.1.2 脹形 125 5.2 翻邊與局部成形 127 5.2.1 翻邊 127 5.2.2 局部成形 131 5.3 校平與整形 132 5.4 旋壓與強(qiáng)力旋壓 134 5.4.1 旋壓 134 5.4.2 強(qiáng)力旋壓 135 5.5 冷擠壓 136 5.5.1 冷擠壓類型 136 5.5.2 冷擠壓的優(yōu)越性 137 5.5.3 冷擠壓的變形程度 138 5.5.4 冷擠壓的主要技術(shù)問題 139 5.5.5 溫?zé)釘D壓 139 5.6 硬質(zhì)合金沖模 142 5.7 多工位級進(jìn)模 144 5.7.1 概述 144 5.7.2 多工位級進(jìn)模的設(shè)計要點(diǎn) 144 5.7.3 多工位級進(jìn)模設(shè)計實(shí)例 146 5.8 特種沖壓模具的特點(diǎn)與使用范圍 153 復(fù)習(xí)思考題 157 第6章 沖壓工藝規(guī)程的編制 158 6.1 編制沖壓工藝規(guī)程的內(nèi)容和步驟 158 6.1.1 分析零件圖 158 6.1.2 擬訂沖壓件的總體工藝過程 159 6.1.3 確定毛料形狀、尺寸和下料方式 159 6.1.4 擬訂沖壓工藝方案 159 6.1.5 確定模具類型與結(jié)構(gòu)型式 160 6.1.6 選擇沖壓設(shè)備 160 6.2 制訂沖壓工藝方案實(shí)例 161 6.2.1 工藝分析 161 6.2.2 工藝計算 161 6.2.3 工藝方案 162 復(fù)習(xí)思考題 164 第二篇 塑料模具設(shè)計 第7章 塑料模具設(shè)計基礎(chǔ) 165 7.1 塑料概述 165 7.1.1 塑料的組成和特性 165 7.1.2 塑料的分類與應(yīng)用 169 7.2 塑料成型的工藝性能 169 7.2.1 聚合物的熱力學(xué)性能與加工工藝 169 7.2.2 塑料成型工藝性 171 7.3 塑件設(shè)計 175 7.3.1 塑件的選材 175 7.3.2 塑件結(jié)構(gòu)設(shè)計 176 7.3.3 螺紋與齒輪的設(shè)計 182 7.3.4 金屬嵌件、飾紋、文字、符號及標(biāo)記的設(shè)計 185 7.3.5 塑件的尺寸精度和表面粗糙度 186 7.4 塑料成型方法及塑料模的種類 189 復(fù)習(xí)思考題 190 第8章 熱塑性塑料注射成型工藝及模具設(shè)計 191 8.1 注射成型原理及工藝 191 8.1.1 注射成型原理及分類 191 8.1.2 注射機(jī) 192 8.1.3 熱塑性塑料注射成型工藝 193 8.2 注射模分類及典型結(jié)構(gòu) 196 8.2.1 注射模的結(jié)構(gòu)組成 196 8.2.2 注射模的分類 197 8.3 注射機(jī)基本參數(shù)與注射模的關(guān)系 200 8.3.1 最大注射量 200 8.3.2 鎖模力 201 8.3.3 注射壓力 202 8.3.4 注射速率 202 8.3.5 模具在注射機(jī)上的安裝尺寸 202 8.3.6 開模行程和頂出機(jī)構(gòu) 202 8.4 塑件在模具中的位置 205 8.4.1 分型面設(shè)計 205 8.4.2 型腔布置 207 8.5 成型零部件設(shè)計 209 8.5.1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 209 8.5.2 成型零件工作尺寸的計算 213 8.5.3 型腔壁厚的計算 218 8.6 澆注系統(tǒng)設(shè)計 222 8.6.1 概述 222 8.6.2 普通澆注系統(tǒng)設(shè)計 223 8.6.3 排溢系統(tǒng)設(shè)計 234 8.6.4 無流道凝料澆注系統(tǒng)的設(shè)計 237 8.7 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計 241 8.7.1 脫模機(jī)構(gòu)的分類和設(shè)計原則 241 8.7.2 脫模力計算 241 8.7.3 簡單脫模機(jī)構(gòu) 242 8.7.4 二次脫模機(jī)構(gòu) 247 8.7.5 帶螺紋塑件脫模機(jī)構(gòu) 249 8.7.6 點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)凝料的自動脫落機(jī)構(gòu) 250 8.8 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計 252 8.8.1 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用 252 8.8.2 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計 252 8.9 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計 253 8.9.1 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的分類 253 8.9.2 機(jī)動側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計 255 8.10 模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計 265 8.10.1 概述 265 8.10.2 冷卻裝置的設(shè)計要點(diǎn) 266 8.10.3 冷卻裝置的典型結(jié)構(gòu) 266 8.10.4 冷卻計算 268 8.10.5 塑料模具的加熱 271 8.11 注射模的標(biāo)準(zhǔn)化 274 8.12 注射模設(shè)計程序 276 復(fù)習(xí)思考題 277 第9章 熱固性塑料成型工藝及模具設(shè)計 278 9.1 壓塑模設(shè)計 278 9.1.1 壓塑成型原理及工藝 278 9.1.2 壓塑模的結(jié)構(gòu)與壓塑模分類 283 9.1.3 壓塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 290 9.2 壓鑄模與集成電路塑封模設(shè)計 296 9.2.1 壓鑄成型原理及工藝 296 9.2.2 壓鑄模設(shè)計 298 9.2.3 集成電路塑料封裝模設(shè)計 303 9.3 熱固性塑料注射模設(shè)計 309 9.3.1 概述 309 9.3.2 熱固性塑料注射模簡介 311 復(fù)習(xí)思考題 312 第10章 其它塑料成型工藝及模具設(shè)計簡介 315 10.1 擠出成型工藝及模具設(shè)計 315 10.1.1 擠出成型原理及工藝 315 10.1.2 擠出成型模具設(shè)計 318 10.2 中空吹塑成型工藝及模具設(shè)計 331 10.2.1 中空吹塑成型原理及工藝 331 10.2.2 中空吹塑成型模具設(shè)計要點(diǎn) 334 10.3 熱成型工藝及模具設(shè)計 336 10.3.1 熱成型原理及工藝 336 10.3.2 熱成型模具設(shè)計要點(diǎn) 338 復(fù)習(xí)思考題 340 第三篇 模具制造 第11章 概述 341 11.1 模具加工方法類型 341 11.2 模具制造技術(shù)要求 341 11.2.1 模具的精度、質(zhì)量與性能 342 11.2.2 模具制造周期和成本控制 344 11.3 模具的制造工藝過程 344 11.3.1 模具的生產(chǎn)過程 344 11.3.2 模具制造工藝過程 346 11.4 模具現(xiàn)代化生產(chǎn)方式與合理化生產(chǎn) 346 11.4.1 模具現(xiàn)代化生產(chǎn)方式 346 11.4.2 模具合理化生產(chǎn) 346 復(fù)習(xí)思考題 347 第12章 模具的電火花加工和線切割加工 348 12.1 電火花加工 348 12.1.1 電火花加工原理、特點(diǎn)及應(yīng)用 348 12.1.2 電火花加工機(jī)床 349 12.1.3 電火花加工的工藝因素 350 12.1.4 電火花加工工藝 350 12.1.5 電極 353 12.2 電火花線切割加工 357 12.2.1 電火花線切割加工的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用 357 12.2.2 電火花線切割機(jī)床 358 12.2.3 電火花線切割加工工藝規(guī)律 359 12.2.4 數(shù)控電火花線切割編程 360 12.2.5 慢走絲線切割在模具制造中的應(yīng)用 364 復(fù)習(xí)思考題 365 第13章 模具的高速切削加工 366 13.1 高速切削加工的特點(diǎn) 366 13.2 高速加工機(jī)床 367 13.2.1 高速加工中心 367 13.2.2 其它高速加工機(jī)床 368 13.3 高速切削加工技術(shù)在模具制造中的應(yīng)用 369 13.3.1 高速切削加工模具的特點(diǎn) 369 13.3.2 高速切削加工模具實(shí)例 370 復(fù)習(xí)思考題 372 第14章 模具主要零件的加工工藝過程 373 14.1 沖裁模凸模、凹模的加工 373 14.1.1 凹模的制造工藝過程 373 14.1.2 凸模的加工工藝過程 374 14.2 模架的加工 375 14.2.1 模座的加工 375 14.2.2 導(dǎo)柱、導(dǎo)套的加工 375 14.3 注射模成形零件的加工 376 復(fù)習(xí)思考題 377 第15章 模具的裝配與調(diào)試 378 15.1 冷沖模的裝配與調(diào)試 378 15.1.1 冷沖模裝配的主要技術(shù)要求 378 15.1.2 冷沖模裝配順序 378 15.1.3 沖模試沖的缺陷和調(diào)整 381 15.2 塑料模的裝配與調(diào)試 382 15.2.1 裝配基準(zhǔn)的確定 382 15.2.2 塑料模的裝配順序 383 15.2.3 主要零件的組裝工藝 383 15.2.4 模具總裝中的配修 385 15.2.5 試模與調(diào)整 385 復(fù)習(xí)思考題 387 第16章 模具CAD/CAM簡介 388 16.1 概述 388 16.2 模具CAD/CAM實(shí)施條件 389 16.3 實(shí)施模具CAD/CAM后的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益 390 16.4 開發(fā)沖壓模具CAD/CAM系統(tǒng)的基本步驟 391 復(fù)習(xí)思考題 392 附錄 393 附錄1 冷沖模零件常用材料及熱處理 393 附錄2 塑料模零件常用材料及熱處理 394 附錄3 部分主要專業(yè)術(shù)語漢英詞匯 395 主要參考文獻(xiàn) 404

章節(jié)摘錄

插圖：由于模具標(biāo)準(zhǔn)件需求量大，故實(shí)現(xiàn)模具零、部件的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)?；I(yè)化生產(chǎn)，可大量節(jié)約原材料，大幅度提高原材料的利用率，使原材料利用率達(dá)到85％－95％。（3）它是采用現(xiàn)代化生產(chǎn)技術(shù)的基礎(chǔ)。實(shí)行模具CAD／CAM，可實(shí)現(xiàn)無圖生產(chǎn)、計算機(jī)管理和控制，是進(jìn)行模具優(yōu)化設(shè)計和制造的技術(shù)基礎(chǔ)。（4）可有效地降低模具生產(chǎn)成本，簡化生產(chǎn)管理和減少企業(yè)庫存，是提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)效益的有力措施和保證。2.模具標(biāo)準(zhǔn)化工作制度及標(biāo)準(zhǔn)制（修）訂的依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)是一種社會規(guī)范。因此，模具技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是模具企業(yè)都須遵守的行業(yè)或?qū)I(yè)規(guī)范，也是社會規(guī)范的一種。模具技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)有關(guān)法令規(guī)定，具有法令性，企業(yè)和行業(yè)都應(yīng)當(dāng)執(zhí)行。但模具技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)多為推薦性標(biāo)準(zhǔn)，為非強(qiáng)制執(zhí)行的行業(yè)規(guī)范，即企業(yè)可參照執(zhí)行，參照執(zhí)行的方法為以國家發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)來制訂企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，而企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量指標(biāo)須高于或等于國標(biāo)，其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)須比國標(biāo)規(guī)定的結(jié)構(gòu)優(yōu)越、先進(jìn)，以體現(xiàn)企業(yè)的創(chuàng)造性。模具技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)既規(guī)定有技術(shù)規(guī)范內(nèi)容，又含有人在生產(chǎn)過程中的行為規(guī)范。這是保證產(chǎn)品質(zhì)量和數(shù)量的關(guān)鍵內(nèi)容。模具技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)具有強(qiáng)烈的商業(yè)性質(zhì)，即具有在同行業(yè)中優(yōu)勝劣汰的商業(yè)競爭性質(zhì).為此，國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)必須具有科學(xué)性、先進(jìn)性和實(shí)踐性。即其參數(shù)、指標(biāo)、結(jié)構(gòu)必須科學(xué)、合理、準(zhǔn)確，同時，對生產(chǎn)實(shí)踐和市場需求應(yīng)是完全相適應(yīng)的。（1）模具技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制（修）訂的依據(jù)。①執(zhí)行國家基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)及與模具相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。包括制圖標(biāo)準(zhǔn)，形狀與位置公差及配合標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)尺寸，材料標(biāo)準(zhǔn)，制件（沖件、塑件等）產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)等。

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