（中职）模具工程技术基础第四章教学课件

1、YCF正版可修改PPT（中职）模具工程技术基础第四章教学课件第四章 模具设计的一般指导性原则第一节冲压模设计的一般指导性原则第二节塑料模设计的一般指导性原则第三节压铸模设计的一般指导性原则第一节冲压模设计的一般指导性原则一、冲压模的设计程序1.对冲压制件的分析(1)冲压制件生产的经济性分析 根据冲压制件的生产批量和质量要求，确定是否采用冲压加工和用何种冲压工艺加工，分析用何种加工方法最经济;根据冲压制件的结构形状和尺寸，初步决定采用何种排样方式，尽可能采用少无废料排样;在满足冲压制件使用性能和冲压工艺性能要求的前提下，应尽量采用经济廉价的材料。(2)冲压制件的工艺分析 根据冲压制件的生产批量对

2、设备的要求，选择合适的冲压设备;根据冲压制件的图样，分析制件的形状特点、尺寸大小、公差等级、表面质量、装配关系等要求;下一页 返回第一节冲压模设计的一般指导性原则从模具设计的角度分析制件的结构是否合理，在不影响制件使用要求的前提下，尽可能使制件的结构形状和加工工艺过程简单化;根据图样上标明的冲压制件所用材料，分析其是否满足冲压成形性能要求，并选定材料的型号、规格，确定坯料形式，如条料、板料、卷料或边角余料;根据冲压制件的形状、尺寸、质量要求以及生产批量，初步确定模具的类型及结构形式。了解现有的模具制造技术及装备情况，以及模具标准零部件的生产供应状况，为模具结构设计以及模具成本核算提供依据。2.

3、确定冲压工艺方案上一页 下一页 返回第一节冲压模设计的一般指导性原则(1)分析制件的冲压工艺性 在确定工艺方案之前，应根据产品图样，对冲压件的形状特点、尺寸大小、技术要求、所用材料等是否符合冲压工艺进行分析，必要时可对产品设计提出合理的修改意见。(2)分析比较和确定工艺方案 根据制件的结构形状，按工序的变形性质和应用范围确定工序的性质。简单制件可以根据其结构形状直观地看出所需的工序性质，复杂制件是不可直观看出工序性质的，需经过必要的分析计算后才能确定。(3)确定冲模类型及结构形式 根据工艺方案及生产批量、生产条件、制件的形状特点等确定模具的类型及结构形式。(4)选择冲压设备 根据制件的工艺性质

4、和采用的方案，选择冲压设备的类型，并按照冲压加工所需的总冲压力和零件尺寸，选定冲压设备的吨位。上一页 下一页 返回第一节冲压模设计的一般指导性原则3.确定模具结构形式(1)模具结构类型的确定 根据已定的冲压工艺方案，确定模具结构类型是采用单工序冲模、复合模还是级进模。(2)工作零件结构形式的确定 根据制件的结构形状和尺寸，确定凸模、凹模及凸凹模的结构形式是采用整体式还是组合式，以及采用何种固定方式，是否采用标准件。(3)定位方式及定位零件的确定 根据坯料形式和模具结构类型确定定位方式，如条料定位时采用导料板、导料销、挡料销、导正销和侧刃的何种组合方式，工序件是采用定位板还是定位销定位。工序件定

5、位要尽量做到基准重合或基准统一。定位零件应尽量采用标准件。上一页 下一页 返回第一节冲压模设计的一般指导性原则(4)卸料与推件装置的确定 根据制件质量要求和料厚确定采用弹性卸料与推件装置还是刚性卸料与推件装置。(5)导向装置的确定 确定是否采用导向装置及何种导向装置。一般精度要求不高、批量不大的制件，其冲压模具可不采用导向装置，否则要采用导向装置。(6)模架的确定 根据模具类型与制件大小确定模架的种类。一般单工序小制件冲模采用后侧式模架，复合模与级进模多采用中间式或对角式模架，大型制件冲模可采用四角式模架。4.进行必要的工艺计算，绘制模具结构草图确定坯料形状及展开尺寸，进行合理排样并绘制排样图

6、，计算条料宽度，确定下料方式并计算材料利用率;上一页 下一页 返回第一节冲压模设计的一般指导性原则计算冲压力并计算冲模的压力中心;根据冲压工序性质和冲压力，初步选定冲压设备的型号、规格;确定凸、凹模间隙，计算凸、凹模工作部分的尺寸及公差;计算并确定模具主要零件(凸模、凹模、凸凹模、固定板、却料板等)的外形尺寸以及弹性元件的自由高度;确定拉深模压边方式、拉深次数，进行各中间工序尺寸的分配及计算;根据已确定的模具结构形式及计算的有关尺寸，选用标准模具零件和标准模架，参考有关模具图册，绘出模具结构草图。上一页 下一页 返回第一节冲压模设计的一般指导性原则5.冲压设备的校核根据绘制的模具结构草图，校核

7、冲压设备的有关参数是否符合如下条件:模具的闭合高度应在压力机最大闭合高度与最小闭合高度之间;压力机的滑块行程必须满足制件的成形要求。如拉深时为了便于放料和取件，压力机行程应大于拉深高度的2倍;压力机公称压力必须大于冲压力;为了便于安装模具，压力机的工作台面尺寸应大于模具下模座尺寸，台面上的孔应能保证制件或废料漏却。上一页 下一页 返回第一节冲压模设计的一般指导性原则二、冲压模设计时应注意的问题1.冲裁模设计应注意的问题(1)冲裁制件工艺性与经济性的关系制件的工艺性与经济性的关系主要应考虑:制件材料成本占制件成本的比例很大，应充分考虑材料的经济性;坯料形式方面，根据制件形状、尺寸、生产批量及模具

8、结构等因素。坯料形式有条料和卷料，确定板料规格和裁板方式时应尽量使材料利用率高;排样方式主要有无废料排样、少废料排样和有废料排样三种。(2)冲裁件尺寸精度和表面质量 冲裁件的精度主要决定于模具的制造精度和装配精度，冲裁件的表面质量与材料性能、厚度、冲裁间隙、刃口锐钝以及冲模结构等有关。上一页 下一页 返回第一节冲压模设计的一般指导性原则(3)制件的出件方式制件的出件有下出件与上出件两种方式。下出件一般在凹模孔内落下，制件不平整。上出件则由于顶件装置作用，出件后比较平整。所以在模具设计时，应根据制件的质量要求充分考虑出件方式。(4)冲压设备选择设计冲裁模时对于冲压设备的选择应注意:冲裁模的总体结

9、构尺寸必须与选用的冲压设备相适应;冲裁过程各种力之总和最好在压力机额定冲压力的20%-80%以内;选择的冲压设备应操作方便、安全可靠;选择的冲压设备压力中心应与模具设计压力中心原则上保持一致。上一页 下一页 返回第一节冲压模设计的一般指导性原则(5)模具结构选择根据制件形状、尺寸、生产批量和精度要求选择合适的模具结构形式。若生产批量较大、精度要求不高的制件，可采用级进模结构;若生产批量不大、精度要求较高的制件，可采用复合模结构。(6)导向装置设计模具时，要合理地选择导向装置，尤其是冲薄板的小间隙冲裁模和生产批量很大的冲裁模，必须选用精度较高的导向装置。(7)坯料的定位在设计选用定位零件时，注意

10、保证定位精确、有效可靠，并便于操作。上一页 下一页 返回第一节冲压模设计的一般指导性原则2.弯曲模设计应注意的问题弯曲模的设计是在确定弯曲工序的基础上进行的。为了保证弯曲件的尺寸精度及表面质量，设计时必须注意如下几个问题:防止在压弯过程中坯料滑动或偏移;防止弯曲过程中的变形;弯曲凹模圆角半径的设计;弯曲过程中的安全性坯料的放入与压弯后制件的取出应迅速方便，并考虑模具结构的安全性问题。3.拉深模设计应注意的问题设计拉深模时，为了保证制件的尺寸精度和质量，应注意如下几方面问题:上一页 下一页 返回第一节冲压模设计的一般指导性原则拉深模结构的选择;压料装置的设计设计拉深模时，要合理地选择压料装置;选

11、用合理的出件装置应根据拉深件的表面质量及尺寸精度不同而采用不同的出件装置。如当制件要求底部较平时，不能采用下漏的刚性推件装置，而必须采用弹性顶件装置;导向装置的选择，设计拉深模时，通常情况下可不必采用导向装置，只需在安装时将上、下模对准，调整好上、下模的间隙即可;拉深工艺计算，拉深模设计时，要对拉深工艺进行准确计算，尤其是多次拉深才能成形的模具，其拉深次数、各次拉深的尺寸应满足拉深变形工艺要求，否则模具设计得再好，也难以拉深成形。上一页 返回第二节塑料模设计的一般指导性原则一、塑料模设计程序1.熟悉塑料制件及其材料性能2.制件工艺性分析3.了解生产条件和模具制造水平4.确定制件成型工艺和设备

12、(1)确定成型方法根七 (2)确定成型工艺条件 (3)初步选择成型设备5.确定模具类型及结构先根据制件的成型工艺方案确定模具类型，即注射模、压缩模、压注模、吹塑模、热流道模等，然后确定模具结构方案。下一页 返回第二节塑料模设计的一般指导性原则6.模具结构草图的绘制7.模具与成型设备关系的校核8.模具零件的必要计算成型零件工作尺寸计算;成型零件及主要受力部件的强度与刚度校核;冷却面积和加热功率计算;脱模力与抽拔力计算;料销等侧向分型与抽芯机构的有关计算。9.校对与审核(1)成型设备方面 注射量、注射压力、锁模力够不够;注射机喷嘴与浇口套能否正确接触;模具的安装、制件的抽芯和脱模有无问题。上一页

13、下一页 返回第二节塑料模设计的一般指导性原则(2)模具结构方面 分型面位置及其加工精度是否满足需要，会不会发生溢料，开模后是否能保证制件留在模具有推出装置的一侧;型腔布置、浇注、排气系统的位置大小是否恰当;推出脱模方式是否合理，推杆、推管的大小、数量和配置是否合适，推件板会不会被型芯卡住，会不会擦伤成型零件;侧向分型与抽芯机构中的滑块与推杆是否会发生干涉;模具结构是否安全可靠。(3)模具温度调节系统方面 冷却介质流动路线位置、大小、数量是否合适，加热器的功率、数量、安装是否合适。(4)满足制件性能和质量要求方面 塑料熔体的流动、缩孔、熔接痕、裂口、脱模斜度等是否影响塑料制件的使用性能、尺寸精度

14、、表面质量等方面的要求。上一页 下一页 返回第二节塑料模设计的一般指导性原则二、塑料模设计时应注意的问题模具结构的合理性、经济性、适用性，参照资料上的典型模具结构或自行设计的模具结构都必须根据产量和实际生产条件，认真分析，吸收精华部分，做到结构合理、经济适用，对目前生产中广泛使用的先进而又成熟的模具结构和设计计算方法，也应积极引用;合理设计模具零部件，模具的零部件，尤其是成型零件，对塑料制件的质量及成型工艺的顺利进行影响很大，设计时必须注意结构形状合理、尺寸正确、制造工艺性好、材料及热处理要求合适，视图表达、尺寸标准、形状位置误差及表面粗糙度等要符合国家标准;上一页 下一页 返回第二节塑料模设

15、计的一般指导性原则塑料成型工艺特性与模具设计的关系，模具设计时要充分考虑塑料的流动性、收缩性、结晶性、吸湿性等，这是塑料模设计的重要基础;充分利用塑料模塑成型的优越性，制件结构形状尽量都用模具成型，以减少后加工工序;模具结构应便于操作与维修，且安全可靠。上一页 返回第三节压铸模设计的一般指导性原则一、压铸模设计程序1.分析压铸件和铸件图铸件材料分析铸件材料及其成形性能，分析材料的流动性、线收缩、热裂倾向性以及热熔性等，以便于模具的设计。铸件结构要素分析铸件的结构工艺性，铸件壁厚和肋的位置与尺寸、孔与槽的位置与尺寸，转接部位过渡圆角的大小、铸件上的凸纹、螺纹、以及嵌件的数量、位置和尺寸等是否符合

16、压铸工艺性要求。压铸件的尺寸精度、形状与位置精度是否符合压铸工艺性要求。2.铸件压铸工艺条件，选定压铸设备根据铸件材料，选择合适的压铸成形工艺条件，并进行精确计算与分析后选定符合要求的压铸机规格型号。下一页 返回第三节压铸模设计的一般指导性原则3.模具制造生产能力在设计压铸模之前，应先了解模具制造生产能力。因为加工设备的数量、类型、精度、加工范围，工具、工艺装备、测量手段及标准件供应状况等对模具设计都具有重大的影响。4.压铸模结构方案(1)确定每模型腔数量 每模型腔数量根据铸件的生产批量、轮廓尺寸、形状及投影面积、压铸机的压室容量、浇注系统设置、模具结构的复杂程度以及经济成本等方面综合考虑后确

17、定。(2)选择通用模架 根据铸件的结构要素及轮廓尺寸，以及压铸机的安装尺寸和方式，经适当计算后选定通用模架。上一页 下一页 返回第三节压铸模设计的一般指导性原则 (3)确定分型面、浇注系统和排溢系统 分型面的选择与浇注系统形式密切相关，而排气、溢流系统又与浇注系统密切相关。因此，对每一特定压铸件，在设计模具时应将这三方面进行综合考虑。在对铸件结构要素的分析和金属液在型腔中可能出现的流动形态分析的基础上，确定一种既有利于填充和排溢，又使分型面的设置较为方便的方案。(4)确定抽芯和推出机构 针对铸件需要抽芯部位的具体情况确定采用斜销抽芯机构或斜滑块抽芯机构。根据铸件的结构特点，选用合适的推出机构。

18、若推出零件是较细的推杆，因使用时容易损坏，所以设计推出机构时应考虑便于更换推出零件。上一页 下一页 返回第三节压铸模设计的一般指导性原则(5)确定结构主体和各零部件装配连接方案通过前面几个步骤，模具已形成基本结构形式，这里需进一步确定的内容，型腔组成部分的镶拼与固定方式、模具主体套板的安排与模具的导向与定位零件的设置、抽芯和推出机构、加热方式、冷却水道的设置部位及流动路线。5.模具设计中的分析计算进行压铸模设计时，对一些设计的主要参数需进行必要的分析计算，对构件强度、刚度以及安装尺寸要进行校核计算。具体包括以下几方面:(1)脱模阻力与脱模力的校核 主要包括铸件对抽芯部位包紧力的计算与抽芯力的校核、铸件对动模型芯的包紧力的计算和推件力的校核、推杆截面积与强度的校核等。上一页 下一页 返回第三节压铸模设计的一般指导性原则(2)压铸机有关参数的确定 主要包括锁模力的校核、每模型腔数的校核、压室容量的校核、模具外形尺寸与压铸机的最大和最小合模距离的校核。(3)浇注系统和排气、溢流系统的分析计算 主