模具概论 第2版 苏伟 姜庆华 第4章

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1、第4章模具的基本概念冲裁模具设计4.1注射模具设计4.2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

2、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。表4-1金属材料冲裁间隙分类按金属材料的种类、供应状态、抗剪强度，列出金属材料冲裁间隙值，见表4-2。表4-2金属材料冲裁间隙值单位：mm确定合理间隙值方法如下。⑴第一种是理论方法。模具制造中的偏差及使用中的磨损，生产中通常选择一个适当的范围作为合理间隙，如图4-1所示。这个范围的最小值称为最小合理间隙值，最大值称为

3、最大合理间隙值。设计与制造新模具时采用最小合理间隙值。图4-1凸、凹模的磨损形式图4-2合理间隙值的确定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：⑵第二种是经验方法。经验方法也是根据材料的性质与厚度，来确定最小合理间隙值。建议按下列数据确定双面间隙值。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

4、应取零件孔的尺寸范围内的较大尺寸。4.1.2凸、凹模刃口尺寸的计算。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：式中：p、d分别为凸模和凹模的制造公

5、差（mm）。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：各部分的公差带见图4-3（a）。图4-3冲裁模的尺寸公差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。图4-4冲裁件

6、尺寸分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1．凹模孔口的形式及主要参数凹模孔口的形式，见表4-6。凹模孔口的主要参数，见表4-7。表4-6凹模孔口的形式2．整体式凹模外形尺寸的确定凹模安装在下模座上，由于下模座孔口较大，使凹模工作时承受弯曲力矩，若凹模高度H及壁厚C不足时

7、，会使凹模产生较大变形，甚至破坏。但由于凹模受力复杂，很难按理论方法精确计算，对于非标准尺寸的凹模一般不作强度核算，可用下述公式确定其尺寸：H=KBC=(1.5～2)H式中：H——凹模高度，mm；B——凹模孔的最大宽度，mm，但B不小于15mm；C——凹模壁厚，mm，指刃口至凹模外形边缘的距离；K——系数，系数K值见表4-8。在上述经验公式中，B为凹模孔最大尺寸。当B＞100～200mm，材料厚度t≤1mm时，H及C应取小值，但H值不应小于10mm，凹模壁厚度C（即凹模孔边距）不应小于18mm。当B＜50mm，材料厚度t≥3mm时，H及C则应取大值。凹模

8、孔边距C及凹模孔间距的数值，也可从表4-9中查到。注：1．C的偏差按凹模刃口形状