模具设计基础(复习总结)

模具设计根底1、常用的冲压工序：落料冲孔弯曲拉深2、塑性：指固体材料在外力作用下发生永久变形而不破坏其完整性的力量3、冲压性能好的含义:1、成形极限高——可成型的限度大2、成形质量好——制品缺陷少，制件性能好3、便于冲压加工——工序简，本钱低，效率高4、冲压对板料的要求主要有两方面：1、冲压件的功能要求2、冲压工艺要求1、符合要求的力学性能〔如，强度、刚度等〕2、物理化学性能〔如，抗腐蚀、导电等〕3、良好的冲压工艺性能；其次，也提出了：对材料厚度公差的要求；对外表质量的要求。5、常用冲压材料黑色金属材料一般碳素钢：Q192、Q235优质碳素构造钢:08、10、20低合金构造钢：16Mn、Q295不锈钢钢板：1Cr18Ni9Ti、1Cr13电工硅钢板：DT1、DT2有色金属材料铜及铜合金，黄铜T1,H62铝及铝合金,1060,3A21非金属材料：塑料、橡胶、胶木6、冲压工艺的工序和分类由于冲压加工的零件外形、尺寸、精度要求、批量大小、原材料性能等地不同，当前在生产中所承受的冲压工艺方法也是多种多样的。概括起来可以分为两大类：分别工序(shearing) 成形工序(forming)7、一般落料精度最好低于IT10级，冲孔精度最好低于IT9级〔经济精度〕8、冲裁件质量：指断面状况、尺寸精度和外形误差。9、冲裁件断面特征〔冲孔落料：1、圆角〔塌角〕带：冲孔工序中，圆角位于孔断面的小端；落料工序中，圆角位于工件断面的大端2、光亮带：冲孔工序中，光亮带位于孔断面的小端；落料工序中，光亮带位于零件断面的大端3、断裂带：冲孔工序中，断裂带位于孔断面的大端；落料工序中，断裂带位于零件断面的小端4毛刺区10、断面质量影响因素：材料性能模具间隙〔合理，过大，过小〕模具刃口锐利程度〔钝模口易产生毛刺〕模具和设备的导向精度11〔三种〕有废料排样少废料排样无废料排样12、废料：指冲裁中除零件以外的其它板料，包括工艺废料和构造废料13、排样设计：选择适当的排样方法和确定搭边值的大小1、搭边〔两类：冲裁件与冲裁件之间冲裁件与条料侧边之间留下的工艺余料1、刃口尺寸的计算〔计算题：计算依据：１.落料模以凹模为准，间隙取在凸模上，即冲裁间隙通过减小凸模刃口尺寸来取得。冲孔模以凸模为准，间隙取在凹模上，冲裁间隙通过增大凹模刃口尺寸来取得。２.依据冲模在使用过程中的磨损规律，尺寸分为三类：磨损厚增大、磨损后减小和磨损后不变。三类磨损状况分别计算。3.模具磨损预留量与工件制造精度有关〔查表〕16、凸、凹模刃口尺寸设计步骤：尺寸分类及标准化，得到各基准尺寸和相应公差范围；选用冲裁〔设计〕间隙Zmin、Zmax；(P32)确定模具精度等级，依据根本尺寸，得到制造公差，验算制造公差；(P36)确定磨损系数，计算基准凹、凸模尺寸；(P35)依据相应公式，确定另一相配刃口尺寸。其中凹凸模分开加工需校核初始间隙，而协作加工则无需校核初始间隙。校核初始间隙：为了保证可能的初始间隙不超过Zmax，即选取必需满足以下条件：〔满足间隙公差条件〕≤ Z Z≤T A max min17、冲裁力的计算：18、降低冲裁力的方法L着手，常用以下方法：1．阶梯凸模冲裁在多凸模的冲模中，将凸模设计成不同长度，使工作端面呈阶梯式布置，这样，各凸模冲裁力的最大峰值不同时消灭，从而到达降低冲裁力的目的。在几个凸模直径相差较大，象，应当承受阶梯布置，马上小凸模做短一些。凸模间的高度差H与板料厚度tt＜3mmH＝t；t＞3mmH＝0.5t阶梯凸模冲裁力，一般只按产生最大冲裁力的那一个阶梯进展计算。布置各层凸模时，应保证位置对称，使合力位于模具中心，以免工作时模具偏斜。但阶梯凸模的修模比较困难，不便于修模，只是在小批量下使用斜刃冲裁原理：用平刃口模具冲裁时，沿刃口整个周边同时冲切材料，故冲裁力较大。假设将凸模〔或凹模因而能显著降低冲裁力。分类：斜刃冲裁时，会使板料产生弯曲。故斜刃配置的原则：必需保证工件平坦，只允许废料发生弯曲变形。落料时凸模应为平刃，将凹模作成斜刃；冲孔时则凹模应为平刃，于大型冲件或厚板的冲裁。最终应当指出，承受斜刃冲裁或阶梯凸模冲裁时，虽然减低了冲裁力，但凸模进入凹模较深，冲裁行程增加，因此这些模具省力而不省功。3．加热冲裁〔红冲〕当板料加热后，其抗剪强度显著降低，可以降低冲裁力。一般把板料加热到肯定温度〔避开板料脆性温度〕使抗剪力量降低，降低冲裁力但加热冲裁易破坏工件外表质量，同时会产生热变形，精度低，因此应用比较少，一般只适用于厚板或外表质量及精度要求不高的零件。对于大型和外形简单的零件，还可以承受分部冲裁来降低冲裁力，精度低。19、单工序模冲裁模：在压力机一次行程内只完成一个冲压工序的冲裁模。主要零部件：2〔正装式、反装式〕构造图倒装复合模〔落料凹模在上模〕正装复合模〔落料凹模在下模〕21、凹模固定方法4种：台阶式固定法铆接式固定法固定法22、冲裁模凹模刃口形式〔4钟〕及相应优缺点：刃口形式：直筒式锥形凸台式〔相应优缺点见书P49-50〕23、周密冲裁的工艺方法：

螺钉及销钉固定法浇注粘接整修光滑冲裁往复冲裁24、简易冲模：一般的，具有构造简洁、本钱低、制备周期短的特点。特别适用于产品试制和多品种、小批量生产。简易冲模分类〔形式：聚氨酯橡胶模铋－锡低熔点合金模具锌基合金模具通用冲模与组合冲模钢带冲模25、弯曲的三种形式：折弯、滚弯、拉弯分类：自由弯曲校正弯曲26、应变中性层：据中性层的定义，弯曲件的坯料长度应等于中性层的开放长度。〔作用：计算坯料长度的依据〕27、影响回弹的主要因素：材料的力学性能相对弯曲半径r/t弯曲工件的外形模具间隙弯曲方式28、减小回弹量的措施：补偿法校正法塑料模具：1、塑料的物理化学性能特点〔7个优点1个缺点〕1、加工性能好2、制件质量轻3、比强度高4、绝缘性能好5、光学性能好6、化学稳定性好7、耐磨、减摩性好8、刚性低，耐热性差2、塑料的三态：玻璃态高弹态黏流态五性：塑料具有可挤压性、可延性、可纺性、可模塑性、可机加等特性3、常见的通用塑料工程塑料〔每类把握四种中文及英文缩写〕通用塑料包括：聚乙烯〔PE、聚丙烯PP、聚氯乙烯PV、聚苯乙烯PS料〔PF〕和氨基塑料〔如聚氨酯PU〕工程塑料主要有：聚酰胺P、聚甲醛PO、聚碳酸脂PC、丙烯腈—丁二烯－苯乙烯共聚物AB、聚四氟乙烯PTF苯醚〔PPO〕4、塑料成型方法〔五种〕依据不同状态的加工性能，塑料可进展熔融纺线、注射、薄膜吹塑、挤出、压延、中空吹塑成型真空压力成型薄膜和纤维热拉伸薄膜和纤维冷拉伸等注射成型〔又称作注射模塑或注塑〕挤出成型〔又称作挤出或挤出模塑〕压缩成型〔又称作压制成型、压缩模塑、模压成型〕吹塑成型压注成型〔热固性塑料成型方式〕等另外，还有固相成型、压延、发泡、滚塑等成型方式。其中，注射成型应用最多。5、塑料成型工艺特性主要包括收缩性、流淌性、热敏性及水敏性、吸湿性6、塑件材料需满足的要求：1、力学性能2、物理性能3、化学性能4、尺寸、精度5、成型工艺性7、〔塑件构造工艺性〕1、脱模斜度 6、侧孔及侧凹2、塑件壁厚 7、圆角3、加强筋 8、螺纹、齿轮4、支撑面 9、嵌件5、孔的设计 10、装饰与符号8、脱模斜度〔拔模斜度或出模斜度〔塑件设计中脱模斜度及相关问题〕、外外表均应有脱模斜度；尺寸公差要求的前提下，脱模斜度尽可能取大值。热固性塑料的脱模斜度小于热塑性塑料取斜度方法：外形以大端为准：内腔以小端为准。厚壁制品斜度应较大，简单及不规章外形制品的斜度应大些;高度较大的斜度取小值，深孔斜度取小值；有时为了使塑件留在模具的一侧，可调整斜度值9、塑料按使用量前三位：聚乙烯〔PE〕聚氯乙烯〔PVC〕聚苯乙烯〔PS〕三大透亮塑料：聚碳酸酯〔PC〕聚苯乙烯〔PS〕有机玻璃〔PMMA〕三大自润滑塑料：聚甲醛〔POM〕尼龙 聚四氟乙烯〔PTFE〕1、聚甲醛POPOM性能优良，价格廉价，属自润滑材料。机械性能在工程塑料中最接近金属，尺寸稳定性好，耐水、油、耐化学试剂，具有优良的耐磨性能，是较抱负的代替铜、锡等有色金属的工程塑料11、脱模斜度壁厚支承加强筋侧向构造〔侧孔及侧凹〕嵌件与螺纹12、塑料成型过程的物理化学变化主要变化有结晶、取向与降解〔概念类型参数影响〕结晶——熔体按结晶性分为结晶性聚合物和非结晶性聚合物低温时其分子构造能得到稳定规整的排列通常，分子构造简洁，对称性高的聚合物具有结晶性，如PE、PTFE分子构造虽然较简单，但分子间作用力大的聚合物可以结晶，如PA、POM分子链有很大侧基的聚合物很难结晶，如PS、PMMA结晶指热塑性塑料的结晶；聚合物的结晶不同于无机物，具有晶体的不完整性、结晶不完全性特点。争论结晶现象的目的：考虑结晶对成型的影响，掌握塑件质量结晶对成型过程和塑件质量的影响(1)结晶性塑料到达成型温度比非结晶型塑料需要更多的热量；冷凝时需要较长的冷凝时间(2)成型收缩率大，易发生缩孔、气孔Qn=0.5%~3.0%由于分子的空间作用和收缩的方向性，易变形翘曲缓冷可以提高结晶度,结晶对塑件力学性能的影响结晶程度用结晶度来衡量；结晶度——聚合物中结晶区域所占的比例。结晶的速度用半结晶周期t0.5或结晶常数来衡量；结晶度提高使制件——的软化点和热变形温度、塑件脆性增加；翘曲增大、透亮性降低影响聚合物结晶的因素形核条件 加热条件影响均匀形核和异质形核冷却速度 本钱缘由，一般很少承受缓冷切应力〔注射压力〕压力增大，结晶度提高分子构造 简洁的线性构造简洁结晶冷却速度随冷却速度增加，聚合物结晶温度降低、密度也降低。压力 压力降低时，聚合物结晶密度减小取向——聚合物的大分子及其链段或结晶聚合物的微晶粒子在应力的作用下形成某〔或某些〕方向的有序排列叫取向。熔体中的高分子链的取向方向通常与流线保持全都熔体中的固体填充剂在注射过程中也会取向，其分布与流线的方向总是保持全都取向对聚合物性能的影响——学性能显著下降；如流淌方向上的拉伸强度和冲击韧度分别是垂直方向的1～2.91～10倍。取向分单轴取向和多轴取向，后者有可能削减宏观的各向异性；影响取向的因素——通过对取向的调整，可以调整塑件的力学性能，取向的影响因素有：温度 温度高，解取向作用强注射压力和保压力 压力大，取向更严峻浇口冻结时间 冻结晚，增加取向模具温度 温度高，减小取向充模速度 剪切速度快，增加取向；同时，冷却充分，减小取向3降解——降解包括热降解、光降解、氧化降解、水降解和其它成分引起的降解；成型过程中主要是热降解作用。分子键破坏，分子链断裂，分子数量增多，相对分子质量下降等一系列变化。降解会引起塑料强度、弹性下降、使用寿命减短；会引起成型性能变化，导致成型缺陷。成型过程中要避开降解，可以实行如下措施：123确定合理工艺温度、冷却时间，削减热降解。4参加稳定剂。多为热稳定剂，比方，参加稀土稳定剂，可提高PVC成型过程稳定性，减小热降解〔塑料模构造及组成〕1234侧向分型5678模架〔支承零部件〕、注射模的根本组成依据注射模上