模具设计复习资料完整版

1、第一篇冲模设计 1、模具的类型较多，按照成形件材料的不同可分为哪些类型。（P5） 模具按照成形件材料的不同可分为 冲压模具、塑料模具、锻造模具、压铸模 具、橡胶模具、粉末冶金模具、玻璃模具和陶瓷模具 2、解释：冲压加工，冲裁，拉深，材料的利用率 ，搭边 冲压加工：通过冲压机床经安装在其上的模具施加压力于板料或带料毛坯 上,使毛坯全体或局部发生塑性变形，从而获得所需的零件形状的一种压力加工 方法。 冲裁：一种在凸模和凹模刃口作用下，使板材分离的冲压工序，它是落料、 冲孔工序的总称。 拉深：拉深也称拉延，是利用模具使冲裁后得到的平面毛坯变成开口的空心 零件的冲压工艺方法。 材料的利用率：材料利用率

2、n是指在一段条料上能冲出的所有零件的总面 积与这段条料的面积之比。它表示冲压工件在坯料上排样的合理程度，也就是材 料利用的经济程度。耳=实用材料面积/消耗材料面积x 100%=nA/hB 100% A 冲裁件面积，n个步距内冲裁件的数目，B 条料宽度，h进距 搭边:排样时工件之间、以及工件与条料侧边之间留下的余料 3、分别说明单工序模、复合模和连续模的结构特点（P19） 按照模具的工位数和在冲床的一次行程（冲压一次）中完成的工序数，冲模 可分为以下三类： （1）单工序模（或简单模） 只有一个工位、只完成一道工序的冲模。按照所完成的冲压工序，单工序模 还可进一步分为冲裁模、弯曲模、拉深模、翻孔模

3、和整形模等。 （2）复合模 只有一个工位，且在该工位上完成两个或两个以上冲压工序的模具。按照组 合工序的不同，可进一步分为落料、冲孔复合模、落料拉深复合模等。 （3）连续模（或级进模） 具有两个或两个以上工位，条料以一定的步距由第一个工位逐步传送到最后 一个工位，并在每一个工位上逐步将条料成形为所需零件的冲模。一副连续模中 可包含冲裁、弯曲、拉深等冲压工序，以用于成形精密复杂的冲压件。 4、冲裁件质量包括哪些方面？冲裁件的断面分成哪四个特征区？影响冲裁 件断面质量的因素有哪些？ 冲裁件质量包括冲裁件的 断面状况、尺寸精度和形状误差。 冲裁件的断面可分为 圆角带、光亮带、断裂带和毛刺带四个特征区

4、域。 冲裁件断面质量的影响因素：材料性能、模具间隙、模具刃口状态、模具和 设备的导向精度。 5、在进行冲压工艺方案设计时，为什么要分析冲压件冲压工艺性？影响冲 压件冲压工艺性的因素有哪些？ （P16 P31） （1）冲压件的冲压工艺性是指其冲压加工的难易程度，它与上述的冲压工 序变形特点密切相关。良好的冲压工艺性应保证材料消耗少、工序数目少、模具 结构简单、寿命长、产品质量稳定而且操作简单。 冲压件的工艺性分析就是根据冲压件工艺性要求，确定冲压件是否适宜采用 冲压加工方法进行生产，或者在满足冲压件的使用性能情况下， 确定改变冲压件 的形状是否可能达到更好的冲压工艺性。 （2）影响冲压工艺性的因

5、素较多，如冲压件的形状特点、尺寸大小、精度 要求和材料性能等。 影响冲压工艺性的因素较多，主要有：冲压件形状和尺寸；冲压件精度； 尺寸标注；生产批量；其他因素，冲压件厚度，板料性能以及冲裁、弯曲 和拉伸等基本工序中常见的问题。 & 一副完整的冲模通常包括哪几大类零件？各起什么作用？（P22） （1）组成模具的零部件可分为 工艺构件和辅助构件两大类。 工艺构件包括那些直接接触板料，使其按要求成形的一组零件，如工作零件 （凸模、凹模）、定位零件、卸料及顶料装置等。 辅助构件则主要包括固定、安装、导向工艺构件的一类零部件等，如上下模 座、导柱导套、螺钉等 （2）各零件的作用： 工作零件：冲裁、弯曲、

6、拉深等各种工序中所用模具的凸模、凹模及凸凹 模等均为工作零件，是直接使板料产生变形的一类零件。 定位零件：定位零件的作用是使毛坯在模具上能够正确定位。 卸料及推进装置：在板料冲压过程中，板料或工件可能会卡在凸模或凹模 上，卸料及推进装置就是用于使板料或工件脱离凸模或凹模上， 以便模具能正常 工作。 压料装置：压料装置是用来在冲压成形过程中控制材料的流动，以获得良 好的工件质量。 弹性零件：弹簧和橡胶是模具中广泛应用的弹性零件， 主要用于卸料、顶 料、压边和局部成形之用。 导向及支撑固定零件：导向及支撑固定零件主要包括上下模座、导柱导套、 模柄、凸模固定板、凹模固定板等。上下模座的作用是将模具安

7、装在冲床上，同 时安装固定模具的其他零件，所以模座一般较厚。导柱导套是用来保证上、下模 的精确导向，使凸模与凹模能正确配合，保证合理的间隙。模柄的作用是将模具 的上模座固定在压力机的滑块上。 7、常见的毛坯排样方式有哪些？各有什么特点？（P34） 1）按照排样时工件之间，以及工件与条料侧边之间是否留有余料，排样可 分为有废料和少、无废料排样两大类。而按毛坯在条料上的布置形式，排样又可 分为直排、斜排、对排、多排和混合排等（直排、斜排、直对排、斜对排、组合 排、多行排、裁搭边、交叉排）。 2）对于有废料排样，由于工件周边都留有余料（废料），模具沿工件全部 外形进行总裁，因此能保证总裁件的质量，冲

8、模寿命长，但材料利用率低。 对于少废料和无废料排样，工件周边的某些部分没有余料，因此节省材料， 并有利于一次冲裁多个工件，提高生产率，但由于条料宽度的公差以及条料导向 与定位所产生的误差，使工件的质量和精度难以保证；而且，由于采用单边冲裁， 还会影响断面质量及模具寿命。 第二篇塑料注射模设计基础 1、塑料的收缩率与成形收缩率的区别是什么？热塑性塑料收缩率的主要影响因 素有哪些？ ( P110) 塑料制品从模具中取出发生尺寸收缩的特性称为塑料的收缩性。 塑料制品的收缩不仅与塑料本身的热胀冷缩性质有关，而且还与模具结构及 其成形工艺条件等因素有关，故将塑料制品的收缩统称为成形收缩 S 实=(a-b

9、) /b x 100% S 计=(c-b ) /b x 100% a成形温度时的制品尺寸，b常温是的制品尺寸，c常温时的型腔尺寸 2)收缩率影响因素： 在实际成型时不同品种的塑料，其收缩率不同，而且不同批次的同一品种塑 料或同一制品的不同部位的收缩率也经常不同。收缩率的变化受塑料品种、制品 特征、成形条件以及模具结构，特别是浇口尺寸和位置等诸多因素的影响。 影响塑件收缩的因素： (1) 塑料的品种；各种塑料都有其各自的收缩率范围，同一种塑料由于相 对分子质量、填料及其相对配比等不同，则其收缩率及各向异性也不同。 (2) 塑件的结构特性；塑料的形状、尺寸、壁厚、有无嵌件、嵌件数量及 布局等，对收

10、缩率值有很大影响，如塑件壁厚收缩率大，有嵌件则收缩率小。 (3) 模具结构；模具的分型面、加压方向、浇注系统形式、布局及尺寸等 对收缩率及方向性影响也很大，尤其是挤出和注射注射成型更为明显， (4) 成型工艺条件；挤出和注射成型一般收缩率较大，方向性也很明显。 塑料的装样形式、预热情况、成型温度、保压时间等对收缩率及方向性等都有较 大影响。 2、注射过程可分为几个阶段？各个阶段的作用是什么？ (P114) 注射过程：塑料在注射机料筒内经过加热、 塑化达到流动状态后，经模具的 浇注系统进入模具型腔，其过程可以分为 充模、压实、保压、倒流和冷却五个阶 段。 1、充模阶段的作用：充模是注射机的螺杆从

11、预塑后的位置向前运动开始的。 在液压缸的推力作用下，螺杆头部产生注射压力，迫使料筒计量室中已塑化好的 熔体流经注塑机喷嘴、模具主流道、分流道，最后从浇口处注人并充满模具型腔。 2、压实阶段的作用：在压实阶段约占制品重量15%的熔体被压入到型腔内。 此时熔体进入型腔的速度已经很慢。 3、保压阶段的作用：保压阶段熔体会继续流入型腔内，以弥补因冷却收缩 而产生的空隙，此时熔体流动速度更慢，螺杆只有微小的补缩位移。在保压阶段， 熔体随着模具的冷却，密度增大而逐渐成形。 4、倒流阶段的作用：保压结束后螺杆回程（预塑开始），此时喷嘴压力迅 速下降至零。若塑料熔体在此刻还具有一定的流动性， 在模内压力的作用

12、下，熔 体可能从型腔向浇注系统倒流，致使型腔压力从 PD降至PE）直至熔体在浇口处 凝固，使流动封断。 5、冷却定形阶段的作用：熔体逐渐冷却得到具有一定的刚性和强度的制品。 3、简述注射模各个主要组成部分及其作用。看图6-7 了解典型的单分型 面注射模的结构，说出主要构件名称。（P116） 1）注射模具由动模和定模两部分组成。在注射成形时动模与定模闭合，构 成浇注系统和型腔；开模时动模与定模分离，以便取出塑料制品。 2）根据模具中各个部件所起作用，一般可将注射模细分为以下几个基本组 成部分。 成形部件：成形部件由型芯和凹模组成，合模后，形成制品内表面形状的 型芯与形成制品外表面形状的凹模构成了

13、模具的型腔。 浇注系统：又称流道系统，通常由主流道、分流道、浇口和冷料穴组成， 其作用是将塑料熔体由注射机喷嘴引向型腔。 导向部件：其作用是为了确保动模与定模在合模时能准确对中和避免在 制品推出过程中推板发生歪斜现象。 推出机构：其作用是在开模过程中，将塑料制品及其流道内的凝料推出 或拉出。 调温系统：其作用是为了满足注射工艺对模具温度的要求，需要有调温系 统对模具的温度进行调节 排气槽：其作用是在成形过程中将型腔内的气体充分排除。 侧抽芯机构：有些带有侧凹或侧孔的塑料制品，在被推出以前必须先进行 侧向分型，抽出侧向型芯后方能顺利脱模，此时需要在模具中设置侧抽芯机构 标准模架：其作用是减少繁重

14、的模具设计与制造工作量。 典型的单分型面注射模的结构：（读图题） S 6-7 鶴申的型份期茴注St牠 右一劫博雉魁9-眦粗ici-拉料杆 ffifF 吃一师存 13 -AT；弭一凹覆汁一帶却木編疋 1定位圈2.主流道衬套3.定模座板4定模板5.动模板6动模垫板 7.模底座 8.推出固定板9推板10.拉料杆11.推杆12.导柱13.型芯 14.凹模15.冷却水通道 4、简述浇注系统的作用及说出注射模浇注系统的组成部分。（P121） 浇注系统的作用是使来自注射机喷嘴的塑料熔体平衡而顺利地冲模、压实和 保压。 普通流道浇注系统由主流道、分流道、浇口、冷料穴四部分组成 5、谈谈温度调节对制品质量的影响

15、（P167） 温度调节对制品质量的影响： 变形：模具温度稳定、冷却速度均衡可以减小制品的变形。 对于壁厚不一致 和形状复杂的制品，经常会出现因收缩不均匀而产生翘曲变形的情况。 因此必须 采用合适的冷却系统，使模具凹模与型芯的各个部位的温度基本上保持均匀， 以 便型腔里的塑料熔体能同时凝固。 精度：利用温度调节系统保持模具温度的恒定， 能减少制品成形收缩率的波 动，提高制品尺寸精度的稳定性。 力学性能：对于结晶形塑料，结晶度越高，制品的应力开裂倾向越大，故从 减小应力开裂的角度出发，降低模温是有利的。但对于聚碳酸酯一类高粘度无定 形塑料，其应力开裂倾向与制品中的内应力的大小有关，提高模温有助于减

16、小制 品中的内应力，也就减小了其应力开裂倾向。 表面质量：提高模具温度能改善制品的表面质量， 过低的模温会使制品轮廓 不清晰并产生明显的熔合纹，导致制品表面粗糙度提高。 以上几方面对模具温度的要求有互相矛盾的地方， 在选择模具温度时，应根 据使用情况着重满足制品的主要性能要求 &制品尺寸如图1所示。该制品成形所用塑料最大收缩率为 1%最小收缩 率为0.6 %，试确定模具型芯的直径和高度、 凹模内径和深度以及两小孔的中心 距。 （注：模具凹模按四级精度制造，其制造偏差Sz = 0.05mm凹模深度按 四级精度制造，其制造偏差S z =0.045mm；模具型芯按四级精度制造，其制造 偏差S z =

17、 0.05mm型芯高度按四级精度制造，其制造偏差S z = 0.035mm孔 间距的制造偏差取土 0.02mm）（P138） o 冷50 30 05 压铸模习题 1、什么压力铸造？（ P194） 压力铸造（简称压铸）是将液态和半固态金属，在高压和高速下填充压铸模 型腔，并且在高压下成形和结晶而获得铸件的一种特种铸造方法。 压力铸造所用 的设备是压铸机，成形所用的模具为压铸模具。 2、什么是分型面？分型面有哪些类型？谈谈压铸模分型面的选择原则（P207） 1）压铸模动模和定模的结合表面通常称为分型面。 2）分型面的分类： 根据分型面的数量一般分为单分型面和多分型面。根据铸件的结构和形状特 点不同

18、，分型面一般可分为：平直分型面、倾斜分型面、阶梯分型面、曲面分型 面等。 3）分型面的选择原则 分型面的选择对决定模具的结构和铸件的质量都有很大的影响。 同一个压铸 件，因为分型面位置选择得不同，就可以设计出不同结构的压铸模， 得到不同质 量的压铸件，只有结构比较简单的压铸模才能算得上经济合理。分型面不同则金 属液流动方向也不一样。 压铸模分型面选择原则与注塑模基本相同，一般应遵循以下原则： 开模后铸件应保证留在动模内，以便顶出，故铸件的包紧力较大的部分应 放在动模。 分型面应避免影响铸件的尺寸精度。铸件尺寸精度要求高的部位应设置在 同一半型内。另外，考虑到铸件的外观要求，表面不允许有铸造斜度

19、。 分型面应有利于浇注系统、溢流系统和排气系统的布置。 分型面有利于简化压铸模结构。 在实际工作中，要想全面满足上述原则是不可能的，顾此失彼是常见的现象， 此时，应在保证满足最重要的原则的前提下，尽量照顾到其他原则。 3、压铸模为什么要开设溢流槽？在什么部位开设溢流槽？ （P215） 因为溢流槽是最先流入型腔的金属流程的末端，是容纳冷污金属的地方，它 的设置于浇注系统密切相关。它与排气槽是压铸浇道设计的组成部分，主要用于 液态金属充型过程中气体的排出和容纳夹杂物和冷污金属， 是获得优质压铸件的 必要条件。 溢流槽应开设的部位： 溢流槽应开设在金属液最先冲击的部位和内浇口两侧。 溢流槽应开设在金属液进人型腔背面，两股金属液相汇合的部位。 溢流槽应开设在受金属液冲击的型芯背面，两股金属流相汇合的部位。 金属液最后充填的部位，如内浇口两侧。 设置溢流槽时要防止金属液倒流 4、压铸模为什么要开设排气槽？通常有哪几种排气方式？ （P216） 设置排气槽的目的是为了在金属液充填过程中， 将型腔中的气体尽可能多地 排出模具，以减少和防止压铸件中气孔缺陷的产生。 排气槽的作用：金属液充填型腔的过程中，使型腔、压室等空间原有的气体 和涂料受热而产生的气体排出型腔而不留在铸件内。 排气