模具设计与制造

模具设计与制造，适合当做入门知识进行了解

模具设计与制造

• 绪论
  • 模具总体分类
    • 1）金属板材成形模具
      • 冲模
    • 2）金属体积成形模具
      • 锻模、挤压模、压铸模
    • 3）非金属材料制品用成型模具
      • 塑料注射模、压缩模、玻璃、陶瓷制品用成型模具
  • 模具特点
    • 1.模具的适应性强
    • 2.制件的互换性好
    • 3.生产效率高、低耗
    • 4.社会效益高
• 第1章
  • 冲压
    • 定义
      • 用压力机和模具对金属板材加工，使其分离或产生塑性变形，以达到所需要的形状和尺寸
    • 冲压加工
      • 特点
        • 优点
          • 1.低耗、高效、低成本
          • 2.精度高、质量稳定、高一致性
          • 3.可加工薄壁、复杂零件
          • 4.高材料利用率、便于组织生产
          • 5.易机械化和自动化
        • 缺点
          • 周期长
          • 费用高
      • 分类
        • 分离工序
          • 冲压成形时，将冲压件或毛料沿一定轮廓相互分离
            • 主要有冲裁和剪裁等
        • 成形工序
          • 冲压成形时，变形材料内部应力超过屈服极限σs， 但未达到强度极限σb，使材料产生塑性变形，从而成形零件。
            • 主要有弯曲、拉深、翻边等
  • 应力应变曲线（理解）
    • c点
      • 开始塑性变形（屈服），应力等于初始屈服极限
    • cde段
      • 屈服平台，应变增大，应力上升
    • d点（卸载）
      • 应力dd'返回，应变d'g（弹性变形）到Od'（塑性变形)
    • de段
      • 屈服应力由于变形的增大而提高，也即材料在硬化
  • 塑性规律
    • 塑性体积不变定律
      • 金属材料在塑性变形时体积不变
        • ε1 +ε2 + ε3 = 0
          • 应变之和为0
          • 三向和平面状态
    • 塑性变形最小阻力定律
      • 在冲压加工中，板料在变形过程中总是沿着阻力最小的方向发展
  • 应力状态对金属塑性的影响
    • 在主应力状态中
      • 压应力个数愈多，数值愈大
        • 塑性愈高
      • 拉应力个数愈多，数值愈大
        • 塑性愈低
  • 冲压材料的要求
    • a．对冲压成形性能的要求
      • 应具有良好的塑性
    • b．对材料厚度公差的要求
      • 应符合国家标准
    • c．对表面质量的要求
      • 应具有光洁平整且无缺陷损伤的表面状态
  • 板料的分类
    • 黑色金属板料
    • 有色金属板料
    • 非金属材料
  • 曲柄压力机
    • 基本原理
      • 曲柄滑块机构由偏心齿轮5、连杆6和滑块7组成。 其职能是将偏心齿轮的旋转运动转变成滑块的往复 直线运动，将偏心齿轮的扭矩转变成滑块的压力。
    • 主要技术参数
      • （1）公称压力
      • （2）滑块行程
      • （3）闭合高度
      • （4）滑块行程次数
    • 选用原则
      • 1.压力机的公称压力不小于冲压工序所需的压力
      • 2.压力机滑块行程应满足工作在高度上能获得所需的尺寸
      • 3.压力机的闭合高度、工作台尺寸和滑块尺寸等应满足模具的正确安装要求
      • 4.压力机的滑块行程次数应符合生产力和材料变形速度的要求
• 第2章
  • 冲裁
    • 落料
      • 制取一定外形的冲落部分
        • 冲下部分为零件或毛料
    • 冲孔
      • 为了制取内孔
        • 冲下部分为废料
  • 冲裁间隙
    • 模具凸凹模刃口缝隙间的距离
  • 冲裁力
    • 剪切力的最大值
  • 搭边
    • 定义
      • 排样时冲裁件（工件）之间 以及冲裁件与条料侧边之间留下的余料
    • 作用
      • 1.补偿定位误差，确保冲出合格零件
      • 2.增加条料刚度，方便条料送进，提高劳动生产率
  • 整修
    • 利用整修模沿着冲裁件外缘或内孔刮削去一层薄薄的切屑， 以除去普通冲裁时在断面上留下的塌角、毛刺和剪裂带等， 从而提高了冲裁件的加工精度，降低了表面粗糙度
  • 排样
    • 定义
      • 冲裁件在条料、带料或板料上的布置方法
    • 方法
      • 1.有废料排样
      • 2.少废料排样
      • 3.无废料排样
    • 特点
      • 提高材料利用率
      • 降低成本
      • 保证模具寿命
      • 保证冲件质量
  • 冲裁模
    • 类型
      • 简单模
        • 在冲压的一次行程过程中，只能完成一个冲压工序的模具
        • 模具简单,造价低
      • 级进模
        • （连续冲模）在冲压的一次行程过程中， 在不同的工位上同时完成两道或两道以上冲压工序的模具
        • 生产率高，要求定位精度高
      • 复合膜
        • 在冲压的一次行程过程中， 在同一工位上同时完成两道或两道以上冲压工序的模具
        • 精度高，模具复杂
    • 模架
      • 模柄及上、下模板中间联以导向装置的总称
    • 模具闭合高度
      • 压力机滑块在下死点（最低工作位置时）， 模具上模板上平面至下模板下平面之间的距离
    • 冲模压力中心
      • 定义
        • 冲裁力合力的作用点
      • 与冲模设计关系
        • 为了确保压力机和冲压模具正常工作， 应使冲模的压力中心通过模柄轴线 并与压力机滑块的中心相重合
        • 否则
          • 冲模和压力机滑块产生偏心载荷
          • 滑块和导轨间产生过大的磨损
          • 模具导向零件加速磨损
          • 降低模具和压力机的使用寿命
  • 降低冲裁力方法
    • 1.材料加热红冲
    • 2.阶梯形凸模
    • 3.用斜刃冲模冲裁
  • 刃口尺寸计算
• 第7章
  • 塑料的流动性
    • 塑料熔体在一定温度与压力下填充型腔的能力
  • 塑料制品的尺寸精度
    • 成型后塑料制品的尺寸与图 纸尺寸的符合程度
    • 影响因素
      • a.模具制造的精度，约为1/3
        • 对小尺寸最大
      • b.成型时工艺条件的变化，约为1/3
      • c.模具磨损及收缩率的波动，约为1/3
        • 对大尺寸最大
  • 金属嵌件
    • 定义
      • 塑件中的金属零件
    • 作用
      • 1.提高塑件的力学强度和使用寿命
      • 2.构成导电、导磁通路
      • 3.满足其他特殊技术要求
• 第8章
  • 注塑机基本参数与注射模的关系
    • 注射压力
      • 柱塞或螺杆顶部对塑料熔体所施加的压力
    • 锁模力
      • 在成型时锁紧模具的最大力
    • 注射速率
      • 每秒钟通过喷嘴的塑料容量
  • 分型面
    • 定义
      • 模具上用以取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面
    • 选择原则
      • 1.不应影响制品尺寸的精度和外观
      • 2.尽量简单；避免采用复杂形状，使模具制造容易
      • 3.不妨碍制品脱模和抽芯
      • 4.有利于浇注系统的合理设置
      • 5.尽可能与料流的末端重合，有利于排气
  • 注射成型模具设计的步骤
    • （1）全面了解用户要求
    • （2）收集资料，了解概况
    • （3）初步设计（方案、草图、模型）
    • （4）图纸设计
  • 浇注系统的作用
    • 将熔体平稳地引入型腔，使之充满型腔内各个角落， 在熔体填充和凝固过程中，能充分地将压力传递到型腔的各个部位， 获得组织致密、外形清晰、尺寸稳定的塑件
  • 适用于无流道浇注系统的塑料
    • 性能
      • （1）成型温度范围宽、粘度变化小
      • （2）对压力敏感
      • （3）导热性能好
      • （4）比热小
      • （5）热变形温度高
  • 无流道浇注系统
    • 通过对模具采用绝热或加热的方法， 使流道内的塑料始终保持熔融状态的浇注系统
  • 脱模机构
    • 顶出机构
      • 注射机成型后的制品必须以模具中取出， 而完成取出制品的机构称为顶出机构
    • 二次脱模机构
      • 在一次脱模动作以后，增加一次脱模动作的机构
    • 抽芯机构
      • 能将侧型芯或侧型腔抽出和复位的机构
  • 衡量塑料制品充分固化的标准
    • （1）制品最大壁厚的温度已冷却到该塑料的热变形温度以下
    • （2）制品截面内的平均温度已达到所规定的出模温度
    • （3）对于结晶型塑料，最大壁厚的中心层温度达到固溶点，或者结晶度达到某一百分比
  • 双脱模机构的设置
    • 设计时，由于脱模机构一般设在动模上，因此要求把塑料留在动模上， 这样可以借助开模动力来实现脱模顶出，从而完成制品脱模，但是，有时塑件结构比较复杂，能否使其留在动模上把握不大，这就要求在定模一侧也设置顶出机构，通过两边脱模机构的先后动作，强制制品先从定模内脱出，使其留于动模上，再从动模脱下，使其塑件无论留在哪一边都能顺利脱模
  • 模温调节机构的设置
    • 对于要求模温较低的塑料，由于模具不断地注入熔融塑料加热，模温升高。 单靠模具自然散热不能保持较低的温度，因此必须加冷却机构。
    • 对于要求模温较高的塑料，成型出的制品容易产生内应力和表面瑕疵， 故宜采用较高的模温。由于模具与注射×模板紧密接触，自然散失热量大， 因此必须设置加热装置
• 提示
  • 红色字体为重点章节
  • 综合了课件和课本内容
  • 此思维导图为辜洲海原创，仿冒必究