《模具概论》(第2版)第4章.ppt

第4章 模具的基本概念 学习目标 1．了解冲裁间隙的分类及选用依据 2．了解刃口尺寸的计算原则和计算方法 3．掌握凹模设计过程 4．掌握凸模设计过程 5．掌握冲模设计要点 6．掌握注射模具的设计步骤 7．理解型腔数确定与分型面选择 8．掌握成形零部件设计 9．理解浇注系统设计 10．理解注射机构设计 11．了解塑料模具排气系统设计和模具温度调节系统设计 4.1 冲裁模具设计 4.1.1 冲裁间隙 冲裁间隙是指冲裁模具凸模与凹模之间工作部分的尺寸之差。冲裁间隙是冲压工艺和模具设计中的重要参数，它直接影响冲裁件的质量、模具寿命和力能的消耗。应根据实际情况和需要合理地选用。冲裁间隙分双面间隙和单面间隙，未注单面的即为双面间隙。 1．冲裁间隙分类 根据冲裁件尺寸精度、剪切面质量、模具寿命和力能消耗等主要因素，将金属材料冲裁间隙可分成3种类型，即Ⅰ类（小间隙）、Ⅱ类（中间隙）、Ⅲ类（大间隙），见表4-1。 确定合理间隙值的理论方法的依据是保证凸、凹模刃口处产生的裂纹相重合。由图4-2所示中可以得到合理间隙值的计算公式如下： ⒈刃口尺寸的计算原则。 在设计和制造模具时，需遵循下述原则。 ⑴设计落料模时，以凹模为准，间隙取在凸模上；设计冲孔模时，以凸模为准，间隙取在凹模上。 ⑵设计落料模时，凹模公称尺寸应取零件尺寸公差范围内的较小尺寸；设计冲孔模时，凸模公称尺寸应取零件孔的尺寸范围内的较大尺寸。 ⑶ 冲裁模在使用中，磨损间隙值将不断增大，因此，设计时无论是落料模还是冲孔模，新模具都必须选取最小合理间隙Zmin，使模具具有较长的寿命。 ⑷凸、凹模刃口部分尺寸的制造公差要按零件的尺寸要求决定，一般模具的制造精度比冲裁件的精度高2～3级。若零件未注公差，对于非圆形件，冲模按IT9精度制造；对于圆形件，一般按IT6～IT7级精度制造。 ⒉刃口尺寸计算方法。 ⑴凸模与凹模分开加工设计计算中要分别标注凸、凹模刃口尺寸与制造公差。模具的制造公差应当满足下列条件： 下面对和落料两种情况进行讨论。 ①冲孔。设零件孔的尺寸为d+?，其凸、凹模工作部分尺寸的计算公式如下： ②落料模。设零件尺寸为D??Δ，落料模的允许偏差位置如图4-3（b）所示，其凸、凹模工作部分尺寸的计算公式如下： 凸、凹模配合加工加工方法是以凸模或凹模为基准，配作凹模或凸模。只在基准件上标注尺寸和制造公差，另一件仅标注公称尺寸并注明配作时应留有的间隙值。所以基准件的刃口部分尺寸需要按不同的方法计算。如图4-4（a）所示的落料件，应以凹模为基准件，凹模尺寸按磨损情况可分为3类。 第一类是凹模磨损后尺寸增大（图4-4中A类）； 第二类是凹模磨损后尺寸变小（图4-4中B类）； 第三类是凹模磨损后尺寸不变（图4-4中C类）。 对于图4-4（b）所示的冲孔件的凸模尺寸也可按磨损情况分成A、B、C?3类。因此不管是落料件还是冲孔件，根据不同的磨损类型，其基准件的刃口部分尺寸均可按以下公式计算： 4.1.3 凹模设计 4.1.4 凸模设计 2. 成型零部件工作尺寸计算 成型零件工作尺寸是指成型零件上直接用来成型塑件部位的尺寸。它主要有型腔和型芯的径向尺寸（包括矩形和异形的长度和宽度尺寸）、型腔的深度和型芯的高度尺寸、型腔（型芯）与型腔（型芯）的位置尺寸等。在模具设计中，应根据塑件的尺寸、精度来确定模具成型零件的工作尺寸及精度。 （1）影响塑件尺寸精度的因素 ①成型收缩率。塑料成型后收缩率与塑件的原材料、塑件的结构、模具的结构，以及成型的工艺条件等因素有关，塑件尺寸的变化值为： 式中：?S—塑料收缩波动而引起的塑件尺寸误差（mm）； LS—塑件尺寸（mm）； Smax—塑件的最大收缩率（%）； Smin—塑件的最小收缩率（%）。 ②模具成型零件的制造误差。模具成型零件的制造精度是影响塑件尺寸精度的重要因素之一。模具成型零件的制造误差越小，塑件的尺寸精度越高，但是模具零件加工困难，制造成本和加工周期也会加大加长。 ③模具成型零件的磨损。模具在使用过程中，由于塑料熔体流动的冲刷、脱模时 与塑料的摩擦、成型过程中可能产生的腐蚀性气体的锈蚀，由于上述原因，成型零件最大的磨损量应取塑件公差的1/6。而大型塑件，模具的成型零件最大