【正文】 系。隨著工業(yè)現(xiàn)代化及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，模具的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，適應(yīng)性也越來(lái)越強(qiáng)?，F(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品的零件，廣泛采用注塑成型、冷沖壓、成型鍛造、壓鑄成型等成型加工工藝來(lái)生產(chǎn)，而作為與沖壓、鑄造、鍛造等金屬成型機(jī)械及塑料、橡膠等非金屬成 型機(jī)械相配套的成型工具的各類模具，在其中起著非常重要的作用。第一章 綜述概述隨著科技的發(fā)展腳步越來(lái)越快時(shí)，模具的時(shí)代也隨之降臨。模具工業(yè)有 “不衰亡工業(yè) ”之稱。采用模具進(jìn)行加工，可實(shí)現(xiàn)無(wú)切屑加工，不僅可大大提高材料的利用率，而且能節(jié)約資源，也有 利于提高產(chǎn)品的精度及批量化生成的能力。特別在機(jī)械、汽車、電子、通信、家電 等行業(yè)，模具已成為一種重要的基礎(chǔ)工藝裝備，其質(zhì)量、精度及壽命對(duì)其發(fā)展產(chǎn)生了很大的影響。世界模具市場(chǎng)總體上供不應(yīng)求，市場(chǎng)需求量維持在 600 億至 650 億美元，同時(shí)，我國(guó)的模具產(chǎn)業(yè)也迎來(lái)了新一輪的發(fā)展機(jī)遇。國(guó)內(nèi)有多家世界聞名的機(jī)床制造業(yè)廠家，加工模具的高速加工中心、電加工機(jī)床、龍門銑床、精密磨床、數(shù)控系統(tǒng)等全都具備世界級(jí)名牌。1μm ，處于世界領(lǐng)先地位。發(fā)達(dá)的汽車工業(yè)促進(jìn)了模具的發(fā)展?；蛟S是專業(yè)化的緣故，豐田僅自行制造車身內(nèi)外覆蓋件模具，其余 40% 由日本著名的荻原、宮津、富士等模具公司提供。 8 0 年代以來(lái)，中國(guó)模具工業(yè)發(fā)展十分迅速。這些年來(lái)，中國(guó)模具工業(yè)一直 以 15% 左右的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展。1999 年中國(guó)模具工業(yè)總產(chǎn)值已達(dá) 245 億元人民幣。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占 50% ，塑料模具約占 33% ，壓鑄模具約占 6% ，其它各類模具約占 11% 。除了國(guó)有專業(yè)模具廠外，其他所有制形式的模具廠家，包括集體企業(yè)、合資企業(yè)、獨(dú)資企業(yè)和私營(yíng)企業(yè)，都得到了快速發(fā)展，集體和私營(yíng)的 模具企業(yè)在廣東和浙江等省發(fā)展得最為迅速。在廣東，一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，為了提高其產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，紛紛加入了對(duì)模具制造的投入，例如科龍、美的、康佳和威 力等集團(tuán)都建立了自己的模具制造中心。例如，江蘇無(wú)錫的微研有限公司為一日本獨(dú)資 企業(yè)，員工有 200 余人，擁有精密數(shù)控模具加工設(shè)備 60 余臺(tái)， 1998 年其模具產(chǎn)值超過(guò) 2 億元。目前，國(guó)內(nèi)已能生產(chǎn)精度達(dá) 2 微米的精密多工位級(jí)進(jìn)模，工位數(shù)最多已達(dá) 160 個(gè)，壽命 1 ～ 2 億次。在精密塑料模具方面，國(guó)內(nèi)已 能生產(chǎn)照相機(jī)塑料模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具等。在汽 車模具方面，現(xiàn)已能制造新轎車的部分覆蓋件模具。 第二章墊片沖裁模設(shè)計(jì)制件圖零件名稱：墊片生產(chǎn)批量：大批量制件精度：IT14級(jí)材料：Q235料厚：3mm零件圖：沖裁件的工藝性分析 墊片是典型的鈑金件，制件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有良好的沖壓工藝，用模具沖壓經(jīng)濟(jì)。 缺點(diǎn)：多了一道工序，沖孔時(shí)落料件不好定位，最終制件精度較差。 優(yōu)點(diǎn)：工序少，操作方便，制件精度高； 缺點(diǎn)：模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。 優(yōu)點(diǎn)：減少自動(dòng)化操作，制件精度高；缺點(diǎn)：模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。沖裁件的排樣 B =（D+2a)? 0 （） = (40+2) 0= 0 式中 D—條料寬度方向沖件的最大尺寸；a—側(cè)搭邊值，mm,()；△—條料寬度的單向（負(fù)向）偏差，mm,（）?？紤]到制件的質(zhì)量和沖模壽命，本設(shè)計(jì)選用有廢料排樣法。 η =nABh100% () =1100% =%材料利用率滿足要求，排樣合理。沖裁力、卸料力及推件力的計(jì)算計(jì)算沖裁力的目的是為了合理地選擇壓力機(jī)和設(shè)計(jì)模具，壓力機(jī)的噸位必須大于所計(jì)算的沖裁力，以適應(yīng)沖裁的要求。為了使沖裁過(guò)程連續(xù)，操作方便，就需把套在凸模上的材料卸下，把卡在凸?？椎臎_件或廢料退出。采用了彈性卸料裝置和下出料方式的總沖壓力為： Fε=F+FX+FT （） =(++)103 =103NP≥(~)Fε （） =103+103N壓力機(jī)的選擇 正確選擇壓力機(jī)，關(guān)系到設(shè)備的安全使用，沖壓工藝的順利實(shí)施及沖壓件的質(zhì)量，生產(chǎn)效力和模具壽命等一系列問(wèn)題。對(duì)于小而長(zhǎng)的沖頭，壁厚較薄的凹模等還需要進(jìn)行強(qiáng)度校核。模具的閉合高度、輪廓大小、壓力中心應(yīng)與選用設(shè)備相適應(yīng)。凸凹模配合加工，對(duì)于沖制形狀復(fù)雜或薄板制件的模具，其凸凹模往往采用配合加工法，此方法是先加工好凸模（凹模）作為基準(zhǔn)，然后根據(jù)此基準(zhǔn)件的實(shí)際尺寸，配做凹模(凸模)，使他們保持一定間隙，其公差不受凸、凹模間隙大小的限制，制造容易，并容易保證凸凹模的間隙。如下圖：導(dǎo)向零件有許多，如導(dǎo)板導(dǎo)向，則在模具上安裝不便，而且阻擋操作者的視線，所以不采用；若采用滾株式導(dǎo)柱導(dǎo)套進(jìn)行導(dǎo)向，則雖然導(dǎo)向精度高壽命長(zhǎng)，但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，所以不采用，針對(duì)這次加工的產(chǎn)品精度要求不高采用滑動(dòng)式導(dǎo)柱導(dǎo)套進(jìn)行導(dǎo)向即可。設(shè)計(jì)參數(shù)如下： 導(dǎo)柱： d=40mm L=249導(dǎo)套: D=56mm L=87卸料與出件裝置 卸料與出件裝置的作用是當(dāng)沖模完成一次沖壓之后，把沖件或廢料從模具工作零件上卸下來(lái)，以便沖壓工作能繼續(xù)進(jìn)行。卸料裝置有剛性和彈性兩種形式。當(dāng)料板僅起卸料作用時(shí)，凸模與卸料板的間隙取決于卸料板的厚度。當(dāng)固定卸料板兼起導(dǎo)板作用時(shí)，一般按H7/h6制造，但還應(yīng)保證導(dǎo)板與凸模之間的間隙要小于凸、凹模之間的間隙，以確保凹模的正確導(dǎo)向和配合。其結(jié)構(gòu)如下圖所示：彈性卸料板具有卸料和壓料雙重作用，多用于沖制薄料，使工件的平面度提高。卸料板與凸模的雙邊間隙根據(jù)沖件的料厚確定，~(料厚時(shí)取大值，料薄時(shí)取小值)。如下圖所示：橡皮墊（1）為保證橡皮不因過(guò)早失去彈性而被損壞，其允許最大壓縮量應(yīng)不超過(guò)其自由高度的45%，一般?。篽總=（~)h自由 。（2）橡皮所產(chǎn)生的壓力 F=AP （）式中 F—壓力，N； A—橡皮橫截面積，mm2； P—與橡皮壓縮量有關(guān)的單位壓力，MPa。根據(jù)模架導(dǎo)向用的導(dǎo)柱和導(dǎo)套間的配合性質(zhì)，模架可分為滾動(dòng)導(dǎo)向模架和滑動(dòng)導(dǎo)向模架兩大類。選擇模架結(jié)構(gòu)要根據(jù)工件的受力變形特點(diǎn)、坯件定位和出件方式、材料送進(jìn)方向、導(dǎo)柱的受力狀態(tài)，以及操作是否方便等方面進(jìn)行綜合考慮。若采用對(duì)角導(dǎo)柱模架，則受力平衡，滑動(dòng)平穩(wěn)，可縱向或橫向送料。本設(shè)計(jì)采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。因此，上、下模座的強(qiáng)度和剛度是主要考慮的問(wèn)題。在不能使用標(biāo)準(zhǔn)的情況下，設(shè)計(jì)沖模模座時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。對(duì)于圓形模座，其直徑應(yīng)比凹模板直徑大30~70mm。~，根據(jù)受力情況，上模厚度可比下模厚度小5~10mm。② 所設(shè)計(jì)的模座必須與所選的壓力機(jī)工作臺(tái)和滑塊的有關(guān)尺寸相適應(yīng)，并進(jìn)行必要的校核，如下模座尺寸應(yīng)比壓力機(jī)工作臺(tái)孔或墊板孔尺寸每邊大40~50mm等。模座上、下面的平行度，以及導(dǎo)柱導(dǎo)套孔與模座上、下面的垂直度等要求應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)中《沖模模架零件技術(shù)條件》的有關(guān)規(guī)定。根據(jù)配合性質(zhì)模座可分為滑動(dòng)導(dǎo)向模座和滾動(dòng)導(dǎo)向模座兩大類。壓力機(jī)的閉合高度，是指滑塊在下死點(diǎn)時(shí)，工作臺(tái)（不含墊板高）至滑塊下平面間的距離。 模柄的作用是把上模固定在壓力機(jī)的滑塊上，同時(shí)使模具中心通過(guò)滑塊的壓力中心。 選擇模柄時(shí)，應(yīng)先根據(jù)模具大小、上模結(jié)構(gòu)、模架類型及精度等確定模柄的結(jié)構(gòu)類型，再根據(jù)壓力機(jī)滑塊上模柄孔的尺寸確定模柄的尺寸規(guī)格，一般來(lái)說(shuō)，模柄直徑應(yīng)與模柄孔直徑相等，模柄長(zhǎng)度應(yīng)比模柄孔深度小5~10mm。凸模固定板位矩形或圓形板件，外形尺寸通常與凹模一致，厚度可取凹模厚度的60%~80%。本設(shè)計(jì)中用到了凸模固定板和凸凹模固定板，如下圖所示：凸模固定板凸凹模固定板 墊板要淬硬磨平，其作用是承受并擴(kuò)散凸?；虬寄鬟f的壓力，以防止模座被擠壓損傷。如下圖所示：上模墊板沖模中用到的緊固件主要是螺釘和銷釘，其中螺釘起聯(lián)結(jié)固定作用，銷釘起定位作用。沖模中廣泛使用的螺釘是內(nèi)六角螺釘，緊固牢靠，螺釘頭不外露，且模具外形美觀。模具設(shè)計(jì)時(shí)，螺釘和銷釘?shù)倪x用應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：① 同一組合中，螺釘?shù)臄?shù)量一般不少于3個(gè)（對(duì)中小型沖模，被聯(lián)結(jié)件為圓形時(shí)用3~6個(gè)，為矩形時(shí)用4~8個(gè)），并盡量沿被聯(lián)結(jié)件的外緣均勻分布。② 銷釘?shù)墓Q直徑可按與螺釘大徑相同或小一個(gè)規(guī)格來(lái)選取。③ 螺釘之間、螺釘與銷釘之間的距離，螺釘、銷釘距凹模刃口及外緣的距離，均不應(yīng)過(guò)小，以防降低模具強(qiáng)度。銷釘與銷孔之間采用H7/m6或H7/n6配合。按聚合時(shí)大壓力不同科分為高壓、中壓和低壓三種。高壓聚乙烯分子帶有許多支鏈，因而相對(duì)分子質(zhì)量較小，結(jié)晶度和密度較低（故稱低密度聚乙烯），且具有較好的柔軟性、耐沖擊性及透明性。聚乙烯無(wú)毒、無(wú)味、呈乳白色。聚乙烯絕緣性能優(yōu)異，常溫下聚乙烯不溶于任何一種已知的溶劑，并耐稀硫酸、稀硝酸和任何濃度的其他酸以及各種濃度的堿、鹽溶液。其透水性能較差，而透氧氣和二氧化碳以及許多有機(jī)物質(zhì)蒸汽的性能好。一般高壓聚乙烯的使用溫度約在800C左右，低壓聚乙烯為1000C左右。聚乙烯成型時(shí)，在流動(dòng)方向與垂直方向上的收縮差異較大，注射方向的收縮率大于垂直方向的收縮率，易產(chǎn)生變形，并使塑料件澆口周圍部位的脆性增加；聚乙烯收縮率的絕對(duì)值較大，成型收縮率也較大，易產(chǎn)生縮孔；冷卻速度慢，必須充分冷卻，且冷卻速度要均勻；質(zhì)軟易脫模，塑件有淺的側(cè)凹時(shí)可強(qiáng)行脫模。不需后處理。 該塑件是一個(gè)香皂盒蓋，俯視圖為一個(gè)矩形，總長(zhǎng)115mm，寬70mm，其高為34mm，頂部是弧形的，且中間下凹3mm。該塑件所有尺寸的精度為IT4級(jí)，對(duì)塑件的尺寸精度要求不高，對(duì)應(yīng)的模具相關(guān)零件的尺寸加工可以保證。模具成型設(shè)計(jì)根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)形式，確定模具為雙分型面結(jié)構(gòu)。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時(shí)應(yīng)綜合分析比較，從幾種方案中優(yōu)選出較為合理的方案。根據(jù)這個(gè)原則，分型面應(yīng)首選在塑料制品最大的輪廓線上，最好在一個(gè)平面上，而且此平面與開(kāi)模方向垂直。 b)使型腔深度最淺 模具型腔深度的大小對(duì)模具結(jié)構(gòu)與制造有如下三方面的影響：1)目前模具型腔的加工多采用電火花成型加工，型腔越深加工時(shí)間越長(zhǎng)，影響模具生產(chǎn)周期，同時(shí)增加生產(chǎn)成本。型腔越深，動(dòng)、定模越厚。 3)型腔深度越深，在相同起模斜度時(shí)，同一尺寸上下兩端實(shí)際尺寸差值越大。因此在選擇分型面時(shí)應(yīng)盡可能使型腔深度最淺。即使這些毛邊脫模后立即割除，但仍會(huì)在塑件上留下痕跡，影響塑件外觀，故分型面應(yīng)避免設(shè)在塑件光滑表面上，不使塑件割除毛邊后，在塑件光滑表面留下痕跡。因此，分型面應(yīng)是平面且與脫模方向垂直，從而使加工精度得到保證。g)使側(cè)向抽芯盡量短 抽芯越短，斜抽移動(dòng)的距離越短，一方面能減少動(dòng)、定模的厚度，減少塑件尺寸誤差；另一方面有利于脫模，保證塑件制品精度 。因此，選擇分型面時(shí)應(yīng)有利于排氣。當(dāng)選定一個(gè)分