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教師張歡教研組

編寫日期—審批日期

第2章模具的成形設(shè)備及工藝基

教學(xué)內(nèi)容總課時2

礎(chǔ)

＞理解多種常用的模具成形設(shè)備的特點

目

＞掌握多種成形設(shè)備的加工特點以及分類和構(gòu)成

的

＞理解多種經(jīng)典成形設(shè)備的工作原理和選用原則

要

＞掌握多種經(jīng)典模具的計算措施以及其成形過程

求

＞掌握多種經(jīng)典的成形工藝

重

＞多種成形設(shè)備的加工特點以及分類和構(gòu)成

＞多種經(jīng)典模具的計算措施以及其成形過程

點

難

多種經(jīng)典模具的計算措施以及其成形過程

點

章節(jié)內(nèi)容課時分派

第一節(jié)沖壓成形設(shè)備及工藝

第二節(jié)塑料成型設(shè)備及工藝

第三節(jié)模鍛成形設(shè)備及工藝2

第四節(jié)壓鑄成形設(shè)備及工藝

第五節(jié)粉末冶金成形設(shè)備及工藝簡介

第六節(jié)

第七節(jié)

第八節(jié)

課時授課計劃

講課日期

班別

題目第2章模具的成形設(shè)備及工藝基礎(chǔ)

目

＞理解多種常用的模具成形設(shè)備的特點

要＞掌握多種成形設(shè)備的加工特點以及分類和構(gòu)成

＞理解多種經(jīng)典成形設(shè)備H勺工作原理和選用原則

求

＞掌握多種經(jīng)典模具的計算措施以及其成形過程

＞掌握多種經(jīng)典的成形工藝

重

點＞多種成形設(shè)備的加工特點以及分類和構(gòu)成

＞多種經(jīng)典模具的計算措施以及其成形過程

難

多種經(jīng)典模具的計算措施以及其成形過程

點

教具書本教學(xué)方法講授

第2章模具的成形設(shè)備及工藝基礎(chǔ)

第一節(jié)沖壓成形設(shè)備及工藝

報第二節(jié)塑料成型設(shè)備及工藝

第三節(jié)模鍛成形設(shè)備及工藝

第四節(jié)壓鑄成形設(shè)備及工藝

第五節(jié)粉末冶金成形設(shè)備及工藝簡介

R

設(shè)

計

伴隨科學(xué)技術(shù)的不停進步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，許多新技術(shù)、新工藝、新設(shè)

備、新材料不停涌現(xiàn)，因而增進了沖壓技術(shù)的不停革新和發(fā)展。其發(fā)展趨勢如

下。

(1)新理論和新工藝。

(2)新材料。

(3)自動化。

(4)原則化及專業(yè)化。

二、沖壓設(shè)備的分類、構(gòu)成及經(jīng)典設(shè)備工作原理

沖壓是運用壓力機和沖模對材料施加壓力，使其分離或產(chǎn)生塑性變形，以獲得

一定形狀和尺寸的制品的一種少無切削加工工藝。一般該加工措施在常溫下進

行，重要用于金屬板料成形加工，故又稱冷沖壓或板料成形。沖壓成形在較大

批量生產(chǎn)條件下，雖然設(shè)備和模具資金投入大，生產(chǎn)規(guī)定高，但與其他加工措

施(如鑄造、鑄造、焊接、機械切削加工等)相比較，具有諸多長處。

1.沖壓設(shè)備的分類

沖壓成型設(shè)備的類型諸多，以適應(yīng)不一樣的沖壓工藝規(guī)定，在我國鍛壓機械口勺8

大類中，它就占了二分之一以上。沖壓設(shè)備日勺分類如下。

(1)按驅(qū)動滑塊H勺動力種類可分為：機械H勺、液壓的、氣動的。

(2)按滑塊的數(shù)量可分為：單動的、雙動的、三動的。

(3)按滑塊驅(qū)動機構(gòu)可分為：曲柄式、肘桿式、摩擦式。

(4)按連桿數(shù)目可分為：單連桿、雙連桿、四連桿。

(5)按機身構(gòu)造可分為：開式［圖2-3(a)］、閉式［圖2-3(b)］；單

拉、雙拉；可傾、不可傾。

(6)開式壓力機又可分為單柱［圖2-3(c)］和雙柱壓力機［圖2-3

(a)］o

(7)開式壓力機按照工作臺構(gòu)造可分為：傾斜式、固定式和升降臺式［圖2-3

(d)］o

2.沖壓設(shè)備的代號

我國鍛壓機械的分類和代號，見表2-1。

表2-1鍛壓機械分類代號

序號類別名稱漢語簡稱及拼音拼音代號

1機械壓力機機JiJ

2液壓機液yeY

3自動鍛壓機自ziZ

4錘錘chuiC

5鍛機鍛duanD

6剪切機切qieQ

7彎曲校正機彎wanW

8其他他taT

按照鍛壓機械型號編制措施(JB/GQ2023-84)的規(guī)定，曲柄壓力機的型號

用漢語拼音字母、英文字母和數(shù)字表達。型號表達措施闡明如下。

第一種字母為類代號，用漢語拼音字母表達，

第二個字母代表同一型號產(chǎn)品的變型次序號。

第三、第四個數(shù)字分別為組、型代號。前面一種數(shù)字代表“組”，后一種

數(shù)字代表“型”。

最終一種字母代表產(chǎn)品的重大改善次序號，凡型號已確定的鍛壓機械，若

構(gòu)造和性能上與原產(chǎn)品有明顯不一樣，則稱為改善，用字母A.B.C等表達。

有些鍛壓設(shè)備緊接組、型代號背面尚有一種字母，代表設(shè)備的通用特性,

例如J21G—20中日勺“G”代表“高速”；J92K—250中的J“K”代表“數(shù)控”.

例如：型號為JB23—63A鍛壓機械的代號闡明。

J一類代號，機械壓力機；

B一同一型號產(chǎn)品的變型次序號，第二種變型；

2一組代號；

3一型代號；

63一主參數(shù)，公稱壓力為630kN；

A一產(chǎn)品重大改善次序號，第一次改善號。

3.經(jīng)典沖壓設(shè)備的構(gòu)成及工作原理簡介

實際生產(chǎn)中，應(yīng)用最廣泛的是曲柄壓力機、雙動拉深壓力機、螺旋壓力機和液

壓機等。

（1）曲柄壓力機的構(gòu)成。曲柄壓力機一般由工作機構(gòu)、傳動系統(tǒng)、操縱系統(tǒng)、

能源系統(tǒng)和支承部件構(gòu)成，此外尚有多種輔助系統(tǒng)和附屬裝置，如潤滑系統(tǒng)、

頂件裝置、保護裝置、滑塊平衡裝置、安全裝置等。

圖2-4壓力機運動原理圖

1—電動機2—小帶輪3一大帶輪4一中間傳動軸5—小齒輪6一大齒輪

7—離合器8—機身9一曲軸10—制動器11一連桿12—滑塊13一上模

14一下模15一墊板16一工作臺

（2）曲柄壓力機的工作原理。盡管曲柄壓力機類型眾多，但其工作原理和基本

構(gòu)成是相似的。開式雙柱可傾式壓力機的運動原理，如圖2-4所示。電動機1

的能量和運動通過帶傳動傳遞給中間傳動軸4,再由齒輪5和齒輪6傳動給曲

軸9,經(jīng)連桿11帶動滑塊12作上下直線移動。因此，曲軸的旋轉(zhuǎn)運動通過連

桿變?yōu)榛瑝K的往復(fù)直線運動。

（3）曲柄壓力機的重要技術(shù)參數(shù)。曲柄壓力機的技術(shù)參數(shù)反應(yīng)了壓力機的性能

指標。

①標稱壓力凡及標稱壓力行程

5go

②滑塊行程。如圖2-5所示的S,它是指滑塊從上止點到下止點所通過的距

離，等于曲柄偏心量的2倍。

③滑塊行程次數(shù)。它是指滑塊每分鐘往復(fù)運動口勺次數(shù)。

④最大裝模高度H1及裝模高度調(diào)整量HE裝模高度是指滑塊在下止點時，

滑塊下表面的工作臺墊板到上表面的距離。

/縮小

\A

圖2-5壓力機基本參數(shù)

⑤工作臺板及滑塊底面尺寸。它是指壓力機工作空間日勺平面尺寸。

⑥工作臺孔尺寸。工作臺孔尺寸L1XB1（左右X前后）、D1（直徑），如圖

2-5所示，為向下出料或安裝頂出裝置的空間。

⑦立柱間距A和喉深C。立柱間距是指雙柱式壓力機立柱內(nèi)側(cè)面之間H勺距離。

⑧模柄孔尺寸。模柄孔尺寸dXl是“直徑X孔深”，沖模模柄尺寸應(yīng)和模柄

孔尺寸相適應(yīng)。

4.其他類型的沖壓設(shè)備

（1）雙動拉深壓力機。雙動拉深壓力機是具有雙滑塊的壓力機。圖2-6所示為

上傳動式雙動拉深壓力機構(gòu)造簡圖，它有一種外滑塊和一種內(nèi)滑塊。外滑塊用

來落料或壓緊坯料的邊緣，防止起皺，內(nèi)滑塊用于拉深成形；外滑塊在機身導(dǎo)

軌上作下止點有“停止”的上下往復(fù)運動，內(nèi)滑塊在外滑塊的內(nèi)導(dǎo)軌中作上下

往復(fù)運動。

（2）螺旋壓力機。螺旋壓力機的工作機構(gòu)是螺旋副滑塊機構(gòu)。螺桿的上端連接

飛輪，當傳動機構(gòu)驅(qū)使飛輪和螺桿旋轉(zhuǎn)時，螺桿便相對固定在機身橫梁中的螺

母做上、下直線運動，連接于螺桿下端的滑塊即沿機身導(dǎo)軌作上、下直線移動,

如圖2-7所示。

（3）精沖壓力機，精密沖裁（簡稱精沖）是一種先進的沖裁工藝，采用這

種工藝可以直接獲得剪切面粗糙度Ra為3.2-0.8m和尺寸公差到達IT8

級的零件，大大提高了生產(chǎn)效率。

精沖是依托V型齒圈壓板2、反壓頂桿4和沖裁凸模1、凹模5便板料3處

在三向壓應(yīng)力狀態(tài)下進行的，如圖2-8所示。

（4）高速壓力機。高速壓力機是應(yīng)大批量的沖壓生產(chǎn)需要而發(fā)展起來的。高速

壓力機必須配置多種自動送料裝置才能到達高速的目的。高速壓力機及其輔助

裝置，如圖2-10所示。一般在衡量高速時，應(yīng)當結(jié)合壓力機的標稱壓力和行程

長度加以綜合考慮。

（5）雙動拉深液壓機，雙動拉深液壓機重要用于拉深件的成形，廣泛用于汽車

配件、電動機、電器行業(yè)的罩形件尤其是深罩形件的成形，同步也可以用于其

他的板料成形工藝，還可用于粉末冶金等需要多動力的壓制成形。

三、沖壓工藝

1.沖裁工藝

沖裁是運用模具使板料產(chǎn)生互相分離的沖壓工序。沖裁工序的種類諸多，

常用日勺有剪裁、沖孔、落料、切邊、切口等。但一般來說，沖裁重要是指沖孔

和落料。從工序件上沖出所需形狀的孔（沖去部分為廢料）叫沖孔，從板料上

沿封閉輪廓沖出所需形狀的沖件或工序件叫落料。

（1）沖裁變形特點分析。沖裁工作不意圖，如圖2-11所不，凸模1與凹模3

對板料2進行沖裁，凸模在壓力機滑塊的作用下下行，對支承在凹模上的板料

2進行沖裁，使板料發(fā)生變形分離得到工件4。由于使用的壓力機運行速度很

快，因此沖裁過程瞬時便可完畢。

圖2-11沖裁變形過程示意圖

1—凸模2—板料3—凹模4—工件

從力學(xué)變形E句角度看，沖裁過程經(jīng)歷了彈性變形階段、塑性變形階段和斷裂分

離階段。

<a)彈性變形階段(b)塑性變形階段<c)斷裂分高階段<d)斷裂分離階段

(2)沖裁件的排樣與搭邊。

①排樣。工件在條料上口勺布置措施叫做沖裁件的排樣。

排樣時應(yīng)考慮下面兩個問題。

i材料運用率。力爭在相似的材料面積上得到最多的工件，以提高材料運用率,

材料運用率用下式計算：

於三xlOO%(2-1)

A

式中：K—材料運用率；

n一條料上日勺工件數(shù)量；

a一單個工件的面積(mm2)；

A—條料面積(口m2)o

ii生產(chǎn)批量。排樣必須考慮生產(chǎn)批量的大小，生產(chǎn)量大時可采用多排式混

合排樣法，即一次可沖幾種工件。這種措施模具構(gòu)造復(fù)雜、成本高，當生產(chǎn)量

太小時，就不經(jīng)濟了。常用排樣方式見表2-3。

②搭邊。排樣時工件之間及工件與條料之間留下的余料稱為搭邊。搭邊的

作用是賠償送料的誤差，保證沖出合格的工件；搭邊還可以使條料保持一定時

剛度，便于送進。

搭邊值要合理確定。搭邊值過大，材料運用率低；搭邊值過小，條料易被

拉斷，使工件產(chǎn)生毛刺，有時還會拉入凸模和凹模的間隙中，損壞刃口。

表2-4列出了沖裁時常用的最小搭邊值。

(3)沖裁件的工藝

①沖裁件的形狀。沖裁件的形狀應(yīng)簡樸、對稱，便于沖裁排樣。沖裁件的內(nèi)外

轉(zhuǎn)角處圓角R>0.25t(t為材料厚度)，圓角R過小或清角、尖角都不利于模

具的制造與使用。沖裁件上過長的懸臂和凹槽都會減弱凸模強度及剛度，一般

槽寬和槽深數(shù)值B不應(yīng)不小于表2-5中所列的數(shù)值，懸臂長度1W5B。

②沖裁件的尺寸。沖裁件孔與孔之間和孔與邊緣之間的距離、凸模在自由狀態(tài)

下沖的最小孔徑都不能過小，否則就會減弱模具強度，會使模具構(gòu)造復(fù)雜化。

凸模在自由狀態(tài)下沖孔的最小孔徑見表2-6；孔距、孔邊距可參照圖2-13；復(fù)

合沖裁時凸凹模的最小壁厚可查表2-7o

③沖裁件的精度和表面粗糙度。一般沖裁能得到?jīng)_裁件的尺寸精度都在

IT12-IT10如下，表面粗糙度值Ra不小于12.5mo工件邊緣的毛刺高度

在正常狀況下不不小于0.15mm。沖孔件可比落料件尺寸精度高一級。對于精

度規(guī)定高的沖裁件，可通過整修或精密沖裁措施獲得。

(4)沖裁間隙。沖裁間隙是指沖裁模具凸模與凹模之間工作部分的尺寸之差。

確定合理間隙值措施如下。

①第一種是理論措施，模具制造中的偏差及使用中的磨損，生產(chǎn)中一般選擇一

種合適的范圍作為合理間隙，如圖2T4所示。這個范圍的最小值稱為最小合理

間隙值，最大值稱為最大合理間隙值。設(shè)計與制造新模具時采用最小合理間隙

值。

確定合理間隙值的理論措施時根據(jù)是保證凸、凹模刃口處產(chǎn)生的裂紋相重疊。

由圖2T5所示中可以得到合理間隙值日勺計算公式如下：

式中：C一單面間隙值；，

i——板料厚度；”

//0——凸模壓入深度；“

B——破裂時的傾角。，

上式表明，間隙值。與板料厚度及材料性質(zhì)有關(guān)。

②第二種是經(jīng)驗措施，經(jīng)驗措施也是根據(jù)材料的性質(zhì)與厚度，來確定最小合理

間隙值。提議按下列數(shù)據(jù)確定雙面間隙值。

軟材料：/<1mmC=(6%-8%)/

t=1-3nunC=(10%?15%)，

t=3?5nunC=(15%?20%"

硬材料：/<1nunC=(8%?10%)Z

t=1?3nunC=(ll%-17%)/

t=3?5nunC=(17%?25%)Z

間隙值也可查表確定。試驗研究成果與實踐經(jīng)驗表明，對于尺寸精度和斷面垂

直度規(guī)定高日勺零件，應(yīng)選用較小日勺間隙值。

(5)凸、凹模刃口尺寸的計算。

①尺寸計算原則。在設(shè)計和制造模具時，需遵照下述原則。

設(shè)計落料模時，以凹模為準，間隙取在凸模上；設(shè)計沖孔模時，以凸模為

準，間隙取在凹模上。

‘設(shè)言落料模病，凹模公稱尺寸應(yīng)取零件尺寸公差范圍內(nèi)的較小尺寸；設(shè)計

沖孔模時，凸模公稱尺寸應(yīng)取零件孔的尺寸范圍內(nèi)的較大尺寸。

凸、凹模刃口部分尺寸日勺制造公差要按零件的尺寸規(guī)定決定，一般模具的

制造精度比沖裁件的精度高2?3級。若零件未注公差，對于非圓形件，沖模按

IT9精度制造；對于圓形件，一般按IT6?IT7級精度制造。

②刃口尺寸計算措施，凸模與凹模分開加工設(shè)計計算中要分別標注凸、凹模刃

口尺寸與制造公差。模具的制造公差應(yīng)當滿足下列條件：

4+心(z曲

4=-2小)

心=O&Z*-Z1nlJ

式中：P、d分別為凸模和凹模的制造公差(mm)o

下面對沖孔和落料兩種狀況進行討論。

沖孔。設(shè)零件孔的尺寸為d+,其凸、凹模工作部分尺寸的計算公式如下：

式中：dp——凸模尺寸(mm)；〃

X——考慮磨損的系數(shù)，按零件公差等級選取。

各部分的公差帶見圖2-16(a)o

落料模。設(shè)零件尺寸為D落料模的容許偏差位置如圖2-16(b)所示,

其凸、凹模工作部分尺寸的計算公式如下：

Dd=(D-xA/^

式中：0d——凹模尺寸(mm)；

Dp----凸模尺寸(nun)o

凸、凹模配合加工加工措施是以凸?；虬寄榛鶞剩渥靼寄；蛲鼓?。只

在基準件上標注尺寸和制造公差，另一件僅標注公稱尺寸并注明配作時應(yīng)留有

的間隙值。因此基準件的刃口部分尺寸需要按不一樣的措施計算。如圖2-17

(a)所示的落料件，應(yīng)以凹模為基準件，凹模尺寸按磨損狀況可分為3類。

第一類是凹模磨損后尺寸增大（圖2T7中A類）；

第二類是凹模磨損后尺寸變?。▓D2T7中B類）；

第三類是凹模磨損后尺寸不變（圖2T7中C類）。

對于圖2-17（b）所示的沖孔件的凸模尺寸也可按磨損狀況提成A.B.C3類。

因此不管是落料件還是沖孔件，根據(jù)不一樣的磨損類型，其基準件的刃口部分

尺寸均可按如下公式計算：

A類^=（4^-Wo

B類BJ=（Bmax+xA^

C類弓=（。3+0.5/）±5

式中：4、與、q——基準件尺寸；

月max，3max，Gnax一—相應(yīng)的零件極限尺寸（nun）；

J---零件公差（mm）；

B---基準件制造公差（mm）,當標注形式為±5時，8=—

8

（6）沖裁力的計算及減少沖裁力的措施"

①沖裁力的計算。計算沖裁力的目的是為合理選用壓機，設(shè)計模具以及校核模

具強度。平刃口模具沖裁時，其沖裁力可按下式計算：

P=kFT=kLtr

式中：p——沖裁力（N）；

F—沖切斷面積（mm?）；

L---沖裁周邊長度（nun）；

r——材料抗剪強度（MPa）；

k---系數(shù)，一般取k=1.3。

②減少沖裁力的措施，第一種是加熱沖裁，只合用于厚板或零件表面質(zhì)量及公

差等級規(guī)定不高的零件。第二種是階梯凸模沖裁，在多凸模沖模中，將凸模做

成不一樣的高度，呈階梯形布置，使各凸模沖裁力的最大值不一樣步出現(xiàn)，以

減少總歐J沖裁力。

③影響卸料力、推件力和頂件力的原因，重要有材料力學(xué)性能、板料厚度、零

件形狀、尺寸、模具間隙、搭邊大小及潤滑條件等。生產(chǎn)中，一般采用下列經(jīng)

驗公式計算：

P1=K\P

尸2=K2P

P3=K3P

式中：Pi，尸2,尸3——分別表示推件力、頂件力、卸料力；

P——沖裁力(N)；

K，&,扁——推件力系數(shù)、頂件力系數(shù)和卸料力系數(shù)，

可按表2-8確定。

④沖裁工藝力的計算，沖裁工藝力包括沖裁力、推件力、頂件力和卸料力，因

此，在選擇壓力機噸位時，應(yīng)根據(jù)模具構(gòu)造進行沖裁工藝力的計算。

采用彈性卸料及上出料方式，總沖裁力為：

尸口=尸+尸2+尸3

采用剛性卸料及下出料方式，總沖裁力為：

尸0=尸+尸1

采用彈性卸料及下出料方式，總沖裁力為：

尸口=尸+尸1+尸3

(7)沖模的壓力中心與模具閉合高度。

①沖模壓力中心的計算與確定。沖壓力合力的作用點稱為模具的壓力中心。一

般運用求平行力系合力作用點的措施一解析法或圖解法，以確定模具的壓力中

心。

②沖模封閉高度確實定。沖?？傮w構(gòu)造尺寸必須與所用設(shè)備相適應(yīng)，沖模的封

閉高度系指模具在最低工作位置時，上、下模板外平面間的距離。模具的封閉

高度H應(yīng)當介于壓力機的最大封閉高度Hmax(mm)及最小封閉高度Hmin(mm)之間

(圖2-19),一般取：

"max—5(mm)'"'Hmin+10(mm)

2.彎曲工藝

彎曲是使材料產(chǎn)生塑性變形、形成有一定角度形狀零件的沖壓工序。用彎曲措

施加工日勺零件種類諸多，如自行車車把、汽車的I縱梁、橋、電器零件日勺支架、

門窗較鏈、配電箱外殼等。彎曲H勺措施也諸多，可以在壓力機上運用模具彎曲，

也可在專用彎曲機上進行折彎、滾彎或拉彎等，如圖2-20所示。多種彎曲措施

盡管所用設(shè)備與工具不一樣，但其變形過程及特點卻存在著某些共同日勺規(guī)律。

圖2-20彎曲加工措施

(1)彎曲工藝。

①彎曲過程。彎曲V形件的變形過程，如圖2-21所示。

i彎曲變形只發(fā)生在彎曲件的圓角附近，直線部分不產(chǎn)生塑性變形。

ii在彎曲區(qū)域內(nèi)，纖維變形沿厚度方向是不一樣的，即彎曲后，內(nèi)側(cè)日勺纖

維受壓縮而縮短，外側(cè)的纖維受拉伸而伸長，在內(nèi)、外側(cè)之間存在著纖維既不

伸長也不縮短的中間層。

iii從彎曲件變形區(qū)域日勺橫截面來看，窄板(板寬B與料厚t,B<2t)

斷面略呈扇形，寬板橫截面仍為矩形，如圖2-22所示。

③彎曲件質(zhì)量分析。

i彎裂與最小彎曲半徑rmin。彎曲時板料外側(cè)切向受到拉伸，當外側(cè)切向

伸長變形超過材料的塑性極限時"在板料H勺外側(cè)將產(chǎn)生裂紋，此現(xiàn)象稱為彎

裂。

ii回彈?；貜検侵笍澢鷷r彎曲件在模具中所形成的彎曲角與彎曲半徑在出模后

會因彈性恢復(fù)而變化的現(xiàn)象。回彈也稱彈復(fù)或回跳，是彎曲過程中常見而又難

控制的現(xiàn)象。

如圖2-23所示，彎曲回彈的大小用半徑回彈值和角度回彈值表達：

=r-rp

△夕=(p~件

式中：A八\(p——彎曲半徑和彎曲角的回彈值；

八(p—彎曲件半徑和彎曲角；

1、纖——凸模的半徑和角度。

iii偏移。彎曲制件在彎曲過程中沿制件日勺長度方向產(chǎn)生移動時，出現(xiàn)使制件兩

直邊的高度不符合圖樣規(guī)定日勺現(xiàn)象，稱之為偏移，如圖2-24所示。

圖2-24彎曲件的偏移

(2)彎曲件工藝性。

①彎曲件日勺圓角半徑不適宜不不小于最小彎曲半徑，也不適宜過大。由于過大

時，受到回彈的影響，彎曲角度與圓角半徑日勺精度都不易保證。

②彎曲件的直邊高度h應(yīng)不小于兩倍料厚。彎曲時，當彎曲件H勺直邊高度h過

小時，彎曲時彎矩小，則不易成形。

③對階梯形坯料進行局部彎曲時，在彎曲根部輕易扯破。這時，應(yīng)減小不彎曲

部分的長度B,使其退出彎曲線之外，如圖2-25(a)所示。假如制件的長度不

能減小，則應(yīng)在彎曲部分與不彎曲部分之間加工出槽，如圖2-25(b)所示。

④彎曲有孔H勺坯料時，假如孔位于彎曲區(qū)附近，則彎曲時孔會產(chǎn)生變形。應(yīng)使

孔邊到彎曲區(qū)歐I距離不小于(1?2)t,如圖2-25(c)所示，或彎曲前在彎曲

區(qū)內(nèi)加工一工藝孔，如圖2T5(d)所示，或先彎曲后沖孔。

⑤彎曲件的形狀對稱，因此彎曲半徑應(yīng)左右一致，以保證彎曲時板料的平衡,

防止產(chǎn)生滑動，如圖2-25(e)所示。

(3)彎曲件的工藝計算。

①彎曲力。各階段彎曲力與彎曲行程的關(guān)系如圖2-26所示。

自由彎曲力口勺大小與板料尺寸(b、t)有關(guān)、板料機械性能及模具構(gòu)造參數(shù)等

原因有關(guān)。最大自由彎曲力P自為：

ckbt2

式中：r——彎曲半徑(mm)；

t---板料厚度(nun)；

k——安全系數(shù)，對于U形件，〃取0.91；

對于V形件，4取0.78。

校正彎曲力為了提高彎曲件日勺精度，減少回彈，在彎曲終了時需對彎曲件進行

校正。校正彎曲力可按下式近似計算：

PLAN)

2

式中：F—彎曲件校正部分面積(nnn)；

q——單位校正力，其值可查表確定。

在選擇沖壓設(shè)備時，除考慮彎曲模尺寸、模具閉合高度、模具構(gòu)造和動作

配合以外，還應(yīng)考慮彎曲力大小。

②彎曲件毛坯尺寸的計算。

L總—

第一類是有圓角半徑的彎曲。

彎曲件日勺展開長度等于各直邊部分和各彎曲部分中性層長度之和，即：

L總、—

式中：上總——彎曲件展開長度(nun)；

人——直邊部分的長度(min)；

鼻曲——彎曲部分長度(nun)o

各彎曲部分長度按下式計算:

?

------?0.17即

180

式中：a——彎曲中心角(°)；

p——應(yīng)變中性層曲率半徑，p=『+Kl。

第二類是無圓角半徑或的彎曲。

一般根據(jù)變形前后體積不變條件確定此類彎曲件的I毛坯長度，但要考慮到

彎曲處材料變薄的狀況，一般按卜式計算彎曲部分的長度。

(4)彎曲模工作部分尺寸計算。

①凸、凹模圓角半徑。如圖2-27所示，凸模圓角半徑rp應(yīng)等于彎曲件內(nèi)側(cè)的

圓角半徑r,但不能不不小于所規(guī)定的材料容許最小彎曲半徑rmin。假如

r<rmin,應(yīng)取rp2rmin。在后來的校正工序中，取rp=r。

(a)V形"曲(b)短臂U形彎曲<c)長臂U形彎曲

圖2-27彎曲模工作部分形狀與彎曲件尺寸標注

凹模圓角半徑一般可按下列數(shù)據(jù)選用：

當/W2mm時，q=(3?6)/；

當z=2?4mm時,用=(2?3)1；

當/>4nun時，小=2/o

②凸、凹模間隙。對于v形件，模具間隙可通過調(diào)整壓力機閉合高度得到，因

而在設(shè)計和制造模具時無需考慮。對于u形件，凸、凹模間隙按下式確定：

C-Enin

式中：C一凸、凹模間隙；

k一系數(shù)。對于鋼板,C=1.057.15：對于有色金屬C1.0?

1.1。

③凸、凹模寬度尺寸設(shè)計。第一種是尺寸標注在外形時，應(yīng)以凹模為基準，如

圖2-28所示。凹模寬度尺寸按下式確定：

bd=(b-0.75/)+由

式中：bd—凹模寬度(mm)；

d一模具制造偏差(mm),按IT6級選用;

4一零件的I公差(mm)。

第二種是尺寸標注在內(nèi)形時，應(yīng)以凸模為基準。凸模寬度尺寸按下式確定：

%=3+0.25也

式中：bp一凸模寬度尺寸(mm)；

p一模具制造偏差(min),按IT6?IT8級選用。

對應(yīng)的模具寬度尺寸需以配制，并保證單邊間隙C。

此外，彎曲模的模具長度和凹模深度等工作部分尺寸，應(yīng)根據(jù)彎曲件邊長

和壓機參數(shù)合理選用。

3.拉深工藝

拉深是把一定形狀的平板坯料或空心件通過拉深模制成多種開口空心件的沖壓

工序。用拉深的措施可以制成筒形、階梯形、盒形、球形、錐形及其他復(fù)雜形

□狀的薄u壁零件，v如圖2-2wg所示。

圖2-29常見拉深件圖

(1)拉深工藝。

①拉深過程。將平板坯料拉深成空心筒形件的過程，如圖2-30所示。拉深模

的工作部分沒有鋒利的刃口，而是具有一定的圓角，其單邊間隙稍不小于坯料

厚度，當凸模向下運動時，即將圓形的坯料經(jīng)凹模的孔口壓下，而形成空心的

筒形件。

②拉深變形的特點。

i變形程度大，并旦不均勻，因此冷作硬化嚴重，硬度、屈服強度提高，塑

性下降，內(nèi)應(yīng)力增大。

ii輕易起皺。所謂起皺，是指拉深件的凸緣部分(無凸緣的制件在簡體口

部)由于切向壓應(yīng)力過大，材料失去穩(wěn)定而在邊緣產(chǎn)生皺折，如圖2-31所示。

iii拉深件各處厚度不均。拉深件各處變形不一致，各處厚度也不一致，如

圖2-32所示。從圖中可看出，拉深件日勺側(cè)壁其厚度變化是不一樣樣H勺，上半段

變厚，下半段變薄，在凸模圓角部分變薄最嚴重，很輕易拉裂而導(dǎo)致廢品，故

稱該處為“危險斷面”。

（2）拉深件的工藝性。拉深過程中，材料要發(fā)生塑性流動，故對拉深件應(yīng)有下

列工藝規(guī)定。

①拉深件日勺形狀應(yīng)盡量簡樸、對稱，盡量一次拉深成形，否則應(yīng)多次拉深并限

制每道次拉深程度在許用范圍內(nèi)。

②凸緣和底部圓角半經(jīng)不能太小，使拉深件變形輕易。

③凸緣的大小要合適，凸緣過大時凸緣處不易產(chǎn)生變形；凸緣過小，壓邊圈不

易產(chǎn)生，拉深時易起皺。

④拉深件日勺壁厚是由邊緣向底部逐漸減薄，因此對拉深件的尺寸標注應(yīng)只標注

外形尺寸（或內(nèi)形尺寸）和坯料口勺厚度。

⑤拉深件的直徑公差等級一般為IT12-IT15級，高度尺寸為IT13-IT16級

（公差可按對稱公差標注）。當拉深件的尺寸公差等級規(guī)定高或圓角半徑規(guī)定

小時，可在拉深后來增長整形工序。

（3）圓筒形件拉深工藝計算。

①拉深件毛坯尺寸的計算。對于旋轉(zhuǎn)體零件，采用圓形板料，如圖2-33所

示。其直徑按面積相等的原則計算（不考慮板料的厚度變化）。圖2-34中所示

的不用壓邊圈拉深模具構(gòu)造中板料直徑可按下式計算：

2

D=yl（d-2r）+27ir（6f-2r）+8r+4t/（/z]-r）（mm）

②拉深系數(shù)和拉深次數(shù)確實定。拉深的次數(shù)與拉深系數(shù)有關(guān)。

圓筒形件的拉深系數(shù)為：

d

m二一

D

圓筒形件第n次拉深系數(shù)為：

dn

mn=丁

d〃.\

式中：dn-1,dn—分別為第（n-1）次和第n次拉深后的圓筒直徑（mm）0

圓筒形件需要的拉深系數(shù)則可一次拉深成形。

③拉深力和拉深功計算。常用下列公式計算拉深力：

Pl=nd\lobAl

式中：Pl—第一次拉深時時拉深力（N）；

A1一修正系數(shù)。

Pn二TidntdoKZ

式中：Pn-第二次及后來各次拉深時日勺拉深力（N）；

A2—修正系數(shù)。

當拉深行程大時，有也許使電機因超載損壞，因此，還應(yīng)對電機功率進行驗

算。

第一次拉深的拉深功:

A=4，禽（N?m）

-1000

后來各次拉深的拉深功:

A=-P〃/（N.m）

1000

式中：1.n一系數(shù)；

hl.hn——拉深高度（mm）。

拉深所需電機功率為:

心"____

N=(kW)

60x75x7^7/2xl.36x10

4.擠壓工藝

擠壓是運用壓力機和模具對金屬壞料施加強大的壓力，把金屬材料從凹模

孔或凸模和凹模的健隙中強行擠出，得到所需工件H勺一種沖壓工藝。根據(jù)加工

的材料溫度可將擠壓分為熱擠壓加工、冷擠壓加工和溫熱擠壓加工。熱擠壓重

要加工大型鋼質(zhì)零件，溫熱擠壓和冷擠壓重要加工中小型金屬零件。近年來溫

熱擠壓和冷擠壓應(yīng)

用較多。根據(jù)金屬材料流動方向和凸模的運動方向，擠壓也可分為正擠壓、反

擠壓、復(fù)合擠壓和徑向擠壓?，F(xiàn)簡介冷擠壓工藝，表2-9列舉出它們口勺加工示

音和特點等。

1）冷擠壓特點。擠壓加工時材料在3個方向都受到較大壓應(yīng)力，因此擠壓加工

具有如下明顯的特點：材料的變形程度較大，可加工出形狀較復(fù)雜的零件，并

可以節(jié)省原材料；擠壓的工件材料纖維組織呈

流線型且組織致密，這使零件的強度、硬度和剛性均有一定的I提高；加工口勺零

件有良好的表面質(zhì)量，表面粗糙度值Ra為0.16?1.25m,尺寸精度為

IT10-IT7；擠壓需要較大H勺擠壓力，對擠壓模的強度、剛度和硬度規(guī)定較高,

尤其進行冷擠壓時模具的開裂和磨損將成為冷擠壓工藝中的重要問題。此外，

對冷擠壓的坯料一般都需要通過軟化處理和表面潤滑處理，有些擠壓后日勺工件

還需消除內(nèi)應(yīng)力后才能使用。

（2）冷擠壓件的變形程度。冷擠壓件的變形程度用斷面變化率A表達：

=xioo%

4

式中：A0一擠壓變形前毛坯日勺橫斷面積；

用一擠壓變形后坯料日勺橫斷面積。

斷面變化率A越大，表達變形程度越大，同步模具承受日勺單位擠壓力也

越大。當模具承受H勺單位擠壓力超過了模具材料所能承受的單位擠壓力時，模

具就也許會破裂。因此，防止模具受到過大的單位擠壓力就是要控制一次擠壓

時日勺變形程度不能過大。一次容許擠壓日勺變形程度稱為許用變形程度。

（3）冷擠壓件的工藝性。根據(jù)冷擠壓工藝的特點，冷擠壓件形狀應(yīng)對稱，斷面

最佳是圓形和矩形。擠壓材料應(yīng)具有良好的塑性、較低的屈服極限且冷作硬化

敏感性小。目前常用的擠壓材料有：有色金屬、低碳鋼、低合金鋼、不銹鋼

等。

5.其他成形工藝

除了沖裁、彎曲、拉深和擠壓等基本沖壓措施外，沖壓尚有翻孔、翻邊、脹

形、縮口、整形和校平等成形工藝.它們是將通過沖裁、彎曲、拉深和擠壓加

工后的半成品或通過其他加工后的壞料再進行沖壓。從變形特點來看，它們的

共同點均屬局部變形。不一樣點是：脹形和翻圓孔屬伸長類變形，常因變形區(qū)

拉應(yīng)力過大而出

現(xiàn)拉裂破壞；縮口和外緣翻凸邊屬壓縮類變形，常因變形區(qū)壓應(yīng)力過大而產(chǎn)生

失穩(wěn)起皺；對于校平和整形，由于變形量不大，一般不會產(chǎn)生拉裂或起皺，重

要處理的問題是回彈。因此，在制定工藝和設(shè)計模具時，一定要根據(jù)不一樣日勺

成形特點確定合理的工藝參數(shù)。

（1）翻孔和翻邊。翻孔是在預(yù)先制好孔的工序件上沿孔邊緣翻起豎立直邊的成

形措施；翻邊是在坯料的外邊緣沿一定曲線翻起豎立直邊的成形措施。運用翻

孔和翻邊可以加工多種具有良好剛度的立體零件，如自行車中接頭、汽車門外

板等，還能在沖壓件上加工出與其他零件裝配的部位，如鐘釘孔、螺紋底孔和

軸承座等。

（2）脹形。沖壓生產(chǎn)中，一般將平板坯料的局部凸起變形和空心件或管狀件沿

徑向向外擴張的成形工序統(tǒng)稱為脹形，常見的脹形有起伏成形（如壓制加強

筋、凸包、凹坑、花紋圖案及標識等）和管脹形（如壺嘴、皮帶輪、波紋管、

多種接頭等），如圖2-36所示，幾種脹形件實例。

（3）縮口?？s口是將圓筒形拉深件或圓管的口部直徑縮小的一種變形工藝，圓

管通過縮口后，外部直徑減小，管壁厚度增長，軸向尺寸增大。零件縮口前后

狀況，如圖2-37所示。在縮口中變形區(qū)材料重要受到切向的壓縮變形，易在變

形區(qū)口部失穩(wěn)起皺和在筒壁受壓力失穩(wěn)變形。

（4）整形與校平，整形一般安排在拉深、彎曲或其他成形工序之后，用整

形的適施可以提高拉深件或彎曲件的尺寸和形狀精度，減小圓角半徑，如圖2-

38所示。

校平是提高沖裁后_L件平面度的一種，序，如圖2-39所示。通過校平與整形模

使零件產(chǎn)生局部日勺塑性變形，從而得到合格H勺零件。

第二節(jié)塑料成型設(shè)備及工藝

1.塑料的構(gòu)成

塑料是由多組分構(gòu)成的，其重要成分是樹脂，此外，根據(jù)不一樣日勺樹脂或者制

品H勺不一樣規(guī)定，加入不一樣的添加劑，從而獲得不一樣性能的塑料配件。

樹脂。合成樹脂是塑料的重要成分，它在塑料中起粘結(jié)作用，也叫粘料。

（2）填料。填料在塑料中重要起增強作用，有時還可以使塑料具有樹脂所沒有

的性能。

（3）增塑劑。增塑劑是為改善塑料的性能、提高柔軟性而加入塑料中向一種低

揮發(fā)性物質(zhì)”

（4）穩(wěn)定劑。穩(wěn)定劑能阻緩材料變質(zhì)。常用口勺穩(wěn)定劑有二鹽基性亞磷酸鉛、三

鹽基性硫酸鉛、硬脂酸鋼等。

（5）著色劑。著色劑是為了使塑料附上色彩，起著美觀和裝飾的作用。

（6）潤滑劑。潤滑劑的作用是為了減少塑料內(nèi)部分子之間的互相摩擦或者減少

和防止對模具的磨損。常用的潤滑劑有醇類、脂類、石蠟、硬脂酸以及金屬皂

類。潤滑劑分為兩類：內(nèi)潤滑劑和外澗滑劑。

2.塑料的分類

塑料H勺種類諸多，按其受熱后所體現(xiàn)的性能不一樣，可分為熱固性塑料和熱塑

性塑料兩大類。

（1）熱固性塑料。是指在初受熱時變軟，可以塑制成一定形狀，但加熱到一定

期間后或加入固化劑后就硬化定型、再加熱則不熔融也不溶解、形成體型（網(wǎng)

狀）構(gòu)造物質(zhì)的塑料。例如，酚醛塑料、環(huán)氧塑料、氨基塑料等。

（2）熱塑性塑料。是指在特定溫度范圍內(nèi)能反復(fù)加熱和冷卻硬化的塑料。此類

樹脂在成形過程中只發(fā)生物理變化而沒有化學(xué)變化，因此，受熱后可多次成型，

其廢料可回收和重新運用。常用的熱塑性塑料有聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙

烯、ABS、有機玻璃、尼龍等。

一、常用塑料模具成型設(shè)備

對塑料進行模塑成型所用日勺設(shè)備稱塑料模塑成型設(shè)備。按成型工藝措施不一樣，

可分為塑料注射機、液壓機、擠出機、吹塑機等。本書重要簡介塑料注射機

（又稱注塑機）。

1.注塑機的分類

注塑機類型的劃分有不一樣日勺措施，采用以構(gòu)造H勺特性來區(qū)別，分為柱塞

式（如圖2-40所示）和螺桿式（如圖2-41所示）兩類。最大注射量在60g

以上的注塑機多數(shù)為移動螺桿式。

2.注塑機的型號和重要技術(shù)參數(shù)

（1）注射機規(guī)格型號，目前重要有注射量、合模力、注射量與合模力同步表達

3種。我國容許采用注射量、注射量與合模力兩種同步表達措施。

①注射量表達法。例如XS-ZY-500注射機，各符號的意義如下：

xs一類別代號（XS為塑料成型機）；

Z一組別代號（Z為注射）；

Y一預(yù)塑方式（y為螺桿預(yù)塑）；

500—主參數(shù)（注射容量為500cm3）。

②合模力與注射量表達法。例如SZ-63/50注射機，各符號的意義如下：

S一類別代號（S為塑料機械類）；

Z一組別代號（Z為注射）；

63/50主參數(shù)（注射容量為63cm3,合模力為5010kN）。

（2）注塑機的重要技術(shù)參數(shù)。

①公稱注射量。公稱注射量是指在對空注射的條件下，注射螺桿或柱塞作一次

最大注射行程時，注射裝置所能到達的最大注射量。

注射量有兩種表達法，一種是以加工聚苯乙烯塑料為原則，用注射出熔料日勺重

量（單位為g）表達；另一種是用注射出熔料的容積（單位為cm3）表達。我國

注塑機規(guī)格系列原則采用前一種表達法。

②注射壓力。為了克服熔料經(jīng)噴嘴、澆注系統(tǒng)流道和型腔時所碰到的一系列流

動阻力，螺桿或柱塞在注射時，必須對熔料施加足夠的壓力，此壓力稱為注射

壓力。

③注射速率、注射時間與注射速度。注射時，為了使熔料及時地充斥模腔，除

了必須有足夠的注射壓力外，還必須使熔料有一定的流動速度。描述這一參數(shù)

的量稱為注射速率，也可用注射時間或注射速度表達。

④塑化能力。塑化能力是指單位時間內(nèi)塑化妝置所能塑化的物料量。

⑤鎖模力（又稱合模力）。指注塑機的合模裝置對模具所能施加的最大夾緊

力。

⑥合模裝置的基本尺寸。合模裝置的基本尺寸包括模板尺寸、拉桿間距、模板

間最大距、移動模板日勺行程、模具最大和最小厚度等。這些參數(shù)制約了注塑機

所用模具的尺寸范圍和動作范圍。

3.注塑機的構(gòu)成

注塑機重要由注射系統(tǒng)、鎖模系統(tǒng)、模具3部分構(gòu)成。

（1）注射系統(tǒng)。注射系統(tǒng)是注射機的重要部分，其作用是使塑料均勻地塑化并

到達流動狀態(tài)，在很高的壓力和較快的速度下，通過螺桿或柱塞的推擠注射入

模。注射系統(tǒng)包括：加料裝置、料筒、螺桿及噴嘴等部件。

噴嘴。噴嘴是連接料筒和模具的橋梁。其重要作用是注射時引導(dǎo)塑料從料筒進

入模具，并具有一定射程。因此，噴嘴的內(nèi)徑一般都是自進口逐漸向出口收斂，

以便與模具緊密接觸，如圖2-42所示。

圖2-42噴嘴

（2）鎖模系統(tǒng)。最常見的鎖模機構(gòu)是具有曲臂的機械與液壓力相結(jié)合的裝置,

如圖2-43所示，它具有簡樸而可靠的特點，故應(yīng)用較廣泛。

（3）模具。運用自身特定形狀，使塑料成型為具有一定形狀和尺寸的制品的工

具稱為模具。模具的作用在于：在塑料的成型加工過程中賦予塑料以形狀，予

以強度和性能，完畢成型設(shè)備所不能完畢的工件，使它成為有用的型材。

二、塑料成型工藝

1.塑料的工藝性能

塑料的工藝性能體現(xiàn)了塑料的成型特性，包括流動性、收縮性、結(jié)晶性、吸水

性、固化速度、比容和壓縮比、揮發(fā)物含量等。這里重要簡介塑料的流動性、

收縮性、固化速度和揮發(fā)物含量。

（1）流動性。塑料在一定的溫度與壓力下充斥模具型腔口勺能力稱為流動性。

（2）收縮性。塑料自模具中取出冷卻到室溫后發(fā)生尺寸收縮的特性稱為收縮

性，其大小用收縮率來表達。

（3）固化速度。固化速度是指從熔融狀態(tài)的塑料變?yōu)楣虘B(tài)制件時的速度。

（4）揮發(fā)物含量。塑料中H勺揮發(fā)物包括水、氯、氨、空氣、甲醛等低分子物

質(zhì)。

2.塑件的成型過程

（1）注射模塑成型過程。注射模塑成型過程包括加熱預(yù)塑、合模、注射、保

壓、冷卻定形、開模、推出制件等重要工序。現(xiàn)以螺桿式注射機的注射模塑為

例予以論述，如圖2-44所示。

（2）壓縮模塑件成型過程。壓塑模塑件成型過程包括加料、閉模、固化、脫模

等重要工序。

（3）壓注模塑成型過程。壓注模塑成型過程與壓縮模塑成型過程基本相似。如

圖2-46所示。

3.塑件工藝性

塑件常用注射、壓縮、壓注等措施成型，其構(gòu)造和技術(shù)規(guī)定都應(yīng)滿足成型工藝

性n勺規(guī)定。

(1)形狀。塑件的形狀應(yīng)盡量簡樸，構(gòu)造上應(yīng)盡量防止與起模方向垂直的側(cè)壁

凹槽或側(cè)孔，以簡化模具構(gòu)造。

(2)壁厚。塑件的壁厚應(yīng)大小合適并且均勻。

壁厚不合理構(gòu)造，如圖2-47(a)所示，合理構(gòu)造，如圖2-47(b)所示。

(a)不合理結(jié)構(gòu)<b)合理結(jié)構(gòu)

圖2-47壁厚的均勻性

(3)圓角。塑件構(gòu)造上無特殊規(guī)定期，轉(zhuǎn)角應(yīng)盡量以半徑為0.5~1mm的圓

角過渡，以防止出現(xiàn)清角(但在模具分型面處、型芯與型腔結(jié)合處或塑件使用

性能上規(guī)定清角過渡時除外)。

(4)加強肋。加強肋能在不增長塑件壁厚的條件下提高塑件時剛度和強度，沿

著料流方向的加強肋還能減小熔料的充模阻

力。設(shè)置加強肋時，應(yīng)盡量減少或防止塑料的I局部集中，否則輕易產(chǎn)生縮孔或

氣泡。形式較差，如圖2-48(a)所示；形式很好，如圖2-48(b)所示。

(a)形式較差(b)形式較好

圖2-48加強肋的形式

(5)孔。塑件上多種形狀的孔應(yīng)盡量開設(shè)在不減弱塑件機械強度的部位，其形

狀也應(yīng)力爭不使模具制造工藝復(fù)雜化?？着c孔之間、孔與邊緣之間應(yīng)有足夠的

壁厚。小直徑孔的深度不適宜過深，一般為孔徑的3?5倍。

(6)起模斜度。為了便于起模，防止擦傷和拉毛，塑件上平行于起模方向的表

面一般都應(yīng)具有合理的起模斜度，如圖2-49所示。

(7)嵌件。塑件中鑲嵌的金屬或其他材料制作的零件稱為嵌件，如圖2-50所

示。嵌件除應(yīng)保證能與塑件可靠連接外，還應(yīng)便于嵌件在模具內(nèi)固定，并能防

止漏料或產(chǎn)生飛邊。嵌件周圍的塑料層應(yīng)有足夠的厚度，以防止因嵌件和塑料

的收縮不一樣而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力使塑件開裂。

(8)花紋、標識和文字。塑件上的花紋、標識、文字應(yīng)保證易于成型和起模，

并且便于模具制造。

（9）螺紋。塑件上外螺紋的直徑不適宜不不小于4mm,內(nèi)螺紋的直徑不適宜

不不小于2mm,螺紋精度不高于IT8o

（10）尺寸精度。塑料收縮率的波動，成型工藝條件的變化，模具成型零件的

制造精度、裝配精度及磨損等都會影響塑件的精度。塑件的精度一般低于金屬

件切削加工的精度。塑件精度劃分為1?8級，其中1級最高，8級最低。1?2

級為精密技術(shù)級，只有在特殊條件下采用；7?8級的精度太低，一般也不用；

常用的是3?6級。

三、成型零件的工作尺寸計算

成型零件工作尺寸是指成型零件上直接用來成型塑件部位的尺寸。它重要有型

腔和型芯的徑向尺寸（包括矩形和異形的長度和寬度尺寸）、型腔的深度和型

芯的高度尺寸、型腔（型芯）與型腔（型芯）的位置尺寸等。在模具設(shè)計中，

應(yīng)根據(jù)塑件口勺尺寸、精度來確定模具成型零件的工作尺寸及精度。

1.影響塑件尺寸精度的原因

（1）成型收縮率。塑料成型后收縮率與塑件的原材料、塑件的構(gòu)造、模具的構(gòu)

造，以及成型的工藝條件等原因有關(guān)，塑件尺寸的變化值為：

3s=（Snax—'min）As

式中：S—塑料收縮波動而引起日勺塑件尺寸誤差（mm）；

￡S一塑件尺寸（mm）；

Siax一塑件的最大收縮率（%）；

Siin一塑件的最小收縮率（%）。

（2）模具成型零件的制造誤差。模具成型零件的制造精度是影響塑件尺寸精度

的重要原因之一。模具成型零件的制造誤差越小，塑件的尺寸精度越高，不過

模具零件加工困難，制導(dǎo)致本和加工周期也會加大加長。

（3）模具成型零件的磨損。模具在使用過程中，由于塑料熔體流動的沖刷、脫

模時與塑料的摩擦、成型過程中也許產(chǎn)生的腐蝕性氣體的銹蝕，由于上述原因,

成型零件最大的磨損量應(yīng)取塑件公差的1/6o而大型塑件，模具的成型零件最

大磨損量應(yīng)取塑件公差的1/6如下。

（4）模具安裝配合的誤差。模具成型零件由于配合間隙的變化，會引起塑件的

尺寸變化，模具的配合間隙誤差應(yīng)不影響模具成型零件的尺寸精度和位置精

度。

2.成型零件工作尺寸的計算

工作尺寸計算包括型腔和型芯的徑向尺寸、型腔深度及型芯高度尺寸、

中心距尺寸日勺計算，計算公式，如表2T0所示。

3.螺紋型芯及型環(huán)尺寸計算

螺紋型芯是用來成型塑件上日勺內(nèi)螺紋（螺孔）的。螺紋型環(huán)則是用來成型

塑件上的外螺紋（螺桿）的。因此它們也屬于成型零件。此外它們還可用來固

定金屬螺紋嵌件。

（1）螺紋型芯、型環(huán)的形式及固定。無論螺紋型芯還是型環(huán)，在模具上均

有模內(nèi)自動卸除和模外手動卸除兩種類型。

螺紋型芯的安裝形式，如圖2-51所示，圖2-52為螺紋型環(huán)的固定形式。

（2）螺紋型芯和型環(huán)的尺寸計算。當塑件外螺紋與塑件內(nèi)螺紋配合時，制造螺

紋型芯和型環(huán)時可不考慮塑件螺距的收縮率；當塑件螺紋與金屬螺紋的配合長

度不超過表2-11所列范圍時，則制造螺紋型芯和型環(huán)也可不考慮塑件螺距收縮

率；當塑件螺紋與金屬螺紋的配合長超過7?8牙時，則制造螺紋型芯和型環(huán)時

應(yīng)當考慮塑件的收縮率。螺紋型芯和型環(huán)徑向尺寸及螺距尺寸計算公式，如表

2-12所示。

4.模具型腔側(cè)壁和底板厚度計算

塑料模在注射成型過程中，由于注射成型壓力很高，型腔內(nèi)部承受熔融塑料的

巨大壓力，這就規(guī)定型腔要有一定的強度和剛度，假如模具型腔日勺強度和剛度

局限性，則會導(dǎo)致模具H勺變形和斷裂。型腔側(cè)里所受H勺壓力應(yīng)以型腔內(nèi)所受最

大壓力為準。對于大型模具口勺型腔，由于型腔尺寸較大，常常由于剛度局

限性而彎曲變形，應(yīng)按剛度計算；對于小型模具的型腔，型腔常在彎曲變形之

前，其內(nèi)應(yīng)力已超過許用應(yīng)力，應(yīng)按強度計算。

型腔的形狀和構(gòu)造有多種不一樣的形式，本書只簡介整體式圓形型腔厚度的計

算措施，整體式圓形型腔如圖2-53所示。

（1）整體式圓形型腔側(cè)壁厚度計算。

①剛度計算。

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