模具設計與製造

本書以衝壓模具和塑料模具設計與製造為主要內容，以突出工藝分析、典型模具結構設計、典型模具零件製造、典型模具裝配與調試為重點，系統講述有關模具設計和製造方面的知識。本書所舉的模具實例結構系統新穎，所講述的技術內容全面，書中配有豐富的數據和圖表，實用性強，能開拓思路，概念清晰易懂，便於自學。

李小海的《模具設計與製造》內容全面，通俗易懂，在模具裝配和調試章節中，提供了衝壓模具典型零件及模具結構的三維立體圖形，直觀形象。同時，本書最後以附錄的形式，摘錄了部分相關的設計資料和必要的技術數據。

本書以衝壓模具和塑料模具設計與製造為主要內容，共分10章，可按56學時計劃授課，包括衝壓模具中的沖裁模、彎曲模、拉深模和局部成形模具設計、塑料成型基礎知識、注射成型模具設計、其他塑料成型模具設計、典型模具零件製造工藝和模具裝配與調試。

第1章 緒 論 1

1.1 模具及模具製造技術概念 1

1.2 模具在工業生產中的作用 2

1.3 模具的種類 2

1.4 模具材料的選擇 3

1.5 工業生產對模具的基本要求 5

1.6 模具設計與製造的發展趨勢 6

第2章 沖裁及沖裁模設計 9

2.1 沖裁變形過程分析及其斷面特徵 9

2.1.1 沖裁變形過程分析 9

2.1.2 沖裁斷面特徵 10

2.2 沖裁件的工藝性 10

2.2.1 對結構的基本要求 11

2.2.2 沖裁件的尺寸精度和粗糙度 12

2.3 沖裁間隙 12

2.3.1 沖裁間隙的概念 12

2.3.2 間隙對沖裁的影響 12

2.3.3 間隙值確定 13

2.4 沖裁模刃口尺寸計算 14

2.4.1 凸、凹模尺寸計算原則 14

2.4.2 凸、凹模分開加工時尺寸與公差的計算 15

2.4.3 凸、凹模配合加工時尺寸與公差的計算 16

2.4.4 配合加工計算實例 17

2.5 沖裁力和壓力中心的確定 18

2.5.1 沖裁力F 18

2.5.2 減小沖裁力的方法 18

2.5.3 卸料力、推件力及頂件力計算 19

2.5.4 壓力機噸位選擇 20

2.5.5 模具壓力中心的確定 20

2.6 排樣 21

2.6.1 排樣方法 21

2.6.2 材料的利用率 22

2.6.3 搭邊和條料、帶料寬度的確定 23

2.7 沖裁模主要零部件設計 25

2.7.1 凹模設計 25

2.7.2 凸模設計 29

2.7.3 模架與導向零件 33

2.7.4 固定板與墊板 36

2.7.5 條料導向裝置 37

2.7.6 定位零件 37

2.7.7 卸料與頂件（推件）裝置 40

2.7.8 模具的閉合高度 42

2.7.9 常用壓力機簡介 44

2.7.10 衝壓設備選擇 45

2.8 沖裁模的典型結構 45

2.8.1 沖裁模分類 45

2.8.2 沖裁模的組成零件 46

2.8.3 沖裁模典型結構分析 46

思考題 52

第3章 彎曲及彎曲模設計 53

3.1 基本概念 53

3.1.1 典型的彎曲件 53

3.1.2 彎曲變形過程 53

3.1.3 彎曲的應力與應變 54

3.2 彎曲件的回彈 57

3.2.1 彎曲件回彈現象 57

3.2.2 影響回彈的因素 58

3.2.3 回彈量的計算 59

3.2.4 減小回彈的措施 62

3.2.5 彎曲件的工藝性 64

3.3 彎曲件毛坯尺寸計算 66

3.3.1 有圓角半徑彎曲件展開長度計算（r>0.5t） 67

3.3.2 無圓角半徑或圓角半徑很小的彎曲件展開長度計算（r<0.5t） 67

3.3.3 鉸鏈彎曲件展開長度計算 68

3.3.4 棒料彎曲件展開長度計算 69

3.4 彎曲模典型結構 69

3.4.1 V形件彎曲模 69

3.4.2 U形件彎曲模 70

3.4.3 形件彎曲模 71

3.4.4 圓形件彎曲模 71

3.4.5 Z形件彎曲模 72

3.4.6 有斜楔裝置的彎曲模 72

3.5 彎曲模設計的幾個問題 73

3.5.1 彎曲模工作部分尺寸計算 73

3.5.2 模具設計中的定位問題 76

3.6 彎曲力的計算 77

3.6.1 自由彎曲階段彎曲力 78

3.6.2 校正彎曲的彎曲力 79

3.6.3 頂件力和壓料力 80

3.6.4 壓力機噸位的確定 80

思考題 80

第4章 拉深及拉深模設計 81

4.1 拉深的基本原理 81

4.1.1 拉深的工藝特點 81

4.1.2 圓筒件拉深的應力應變狀態 82

4.2 拉深件的工藝性 83

4.2.1 拉深件的形狀要求 83

4.2.2 拉深件的尺寸要求 84

4.2.3 拉深件的尺寸標註 85

4.2.4 拉深件的尺寸精度要求 85

4.2.5 拉深件的材料 86

4.2.6 拉深工藝的輔助工序 86

4.3 圓筒形件的工藝計算 87

4.3.1 切邊余量的確定 87

4.3.2 毛坯尺寸的計算 87

4.3.3 拉深係數和拉深次數的計算 90

4.3.4 壓邊力、拉深力和拉深功的計算 98

4.4 其他形狀零件拉深 101

4.4.1 階梯圓筒形件的拉深 101

4.4.2 球形、拋物線形及錐形件的拉深 102

4.4.3 矩形件的拉深 104

4.5 拉深模主要工作零件設計 108

4.5.1 拉深凸模和凹模的結構 108

4.5.2 拉深凸模與凹模的圓角半徑 110

4.5.3 拉深模間隙 112

4.5.4 拉深凸、凹模工作部分尺寸及公差 112

4.5.5 拉深凸模的出氣孔尺寸 113

4.5.6 拉深模的壓邊圈 114

4.6 拉深模結構示例 116

4.6.1 首次拉深模 116

4.6.2 以後各次拉深模 118

4.6.3 反拉深模 118

4.6.4 拉深複合模 119

思考題 119

第5章 局部成形工藝及模具設計 120

5.1 脹形 120

5.1.1 起伏成形 120

5.1.2 凸肚 122

5.2 縮口 123

5.2.1 縮口變形程度的計算 124

5.2.2 縮口后材料厚度的變化及縮口的毛坯計算 124

5.3 翻邊 125

5.3.1 圓孔翻邊 125

5.3.2 外緣翻邊 127

5.3.3 毛坯形狀的修正 128

5.3.4 翻邊模 129

5.4 整形與校平 130

5.4.1 校平 130

5.4.2 整形 131

5.5 旋壓 131

5.5.1 普通旋壓 132

5.5.2 強力旋壓（旋薄） 133

思考題 135

第6章 塑料成型基礎知識 136

6.1 塑料及塑料工業的發展 136

6.2 塑料模具及其發展 137

6.3 塑料的組成 137

6.4 塑料成型過程中的物理和化學行為 139

6.4.1 塑料的熱力學性能 139

6.4.2 高聚物的取向與影響因素 140

6.4.3 高聚物的降解與交聯 141

6.5 塑料的成型工藝性能 142

6.5.1 熱塑性塑料的成型工藝性能 142

6.5.2 熱固性塑料的成型工藝性能 145

6.6 塑料成型工藝 146

6.6.1 注射成型 146

6.6.2 壓縮成型 153

6.6.3 壓注（傳遞）成型 154

6.6.4 擠出成型 154

6.7 塑料的分類 155

6.8 常用塑料 155

6.8.1 熱塑性塑料 155

6.8.2 熱固性塑料 159

6.9 塑料製件設計 160

6.9.1 塑件的結構設計 160

6.9.2 塑件的尺寸精度和表面質量 165

思考題 166

第7章 注射成型模具設計 168

7.1 注射模的分類及典型結構 168

7.1.1 注射模的結構組成 168

7.1.2 注射模的分類及典型結構 169

7.1.3 型腔總體布局 172

7.1.4 模具分型面的選擇 173

7.2 注射模與注射機的關係 175

7.2.1 注射機的基本技術參數 175

7.2.2 注射機基本參數的校核 177

7.3 澆注系統設計 180

7.3.1 澆注系統的組成及設計原則 180

7.3.2 主流道設計 181

7.3.3 分流道設計 183

7.3.4 澆口設計 184

7.3.5 冷料穴 186

7.3.6 排氣槽 187

7.3.7 熱流道注射模簡介 187

7.4 成型零件設計 188

7.5 模具的標準化 193

7.6 導向機構設計 194

7.6.1 導柱與導套 194

7.6.2 導向機構的設計原則 196

7.7 推出機構設計 196

7.7.1 推出機構及其組成 196

7.7.2 推出機構的設計原則 197

7.7.3 簡單推出機構 197

7.7.4 帶螺紋塑件推出機構設計 200

7.7.5 推出機構的複位 202

7.8 側向分型與抽芯機構 203

7.8.1 斜導柱側向分型與抽芯機構 204

7.8.2 其他形式的側向分型與抽芯機構 208

7.9 注射模溫度調節系統設計 209

7.9.1 加熱裝置設計 209

7.9.2 冷卻裝置設計 210

7.10 注射模設計程序及實例 211

7.10.1 注射模設計程序 211

7.10.2 注射模設計實例 212

思考題 218

第8章 其他塑料成型模具設計 219

8.1 熱固性塑料成型模具設計 219

8.1.1 壓縮模的組成 219

8.1.2 壓縮模的分類 220

8.1.3 壓縮模的設計 221

8.1.4 壓注模的設計 224

8.2 擠出模設計 225

8.2.1 擠出模概述 225

8.2.2 管材擠出模設計 227

8.3 中空吹塑模設計 230

思考題 232

第9章 典型模具零件的製造工藝 233

9.1 模架的製造工藝 233

9.1.1 冷沖模模架 233

9.1.2 注射模模架 238

9.2 凸模類零件的製造工藝 242

9.2.1 加工特點 242

9.2.2 圓形凸模的加工工藝 242

9.2.3 非圓形凸模的加工工藝 243

9.3 凹模型孔的製造工藝 248

9.3.1 加工特點 248

9.3.2 圓形型孔凹模的加工 248

9.3.3 非圓形型孔凹模的加工 251

9.4 型腔的製造工藝 260

9.4.1 迴轉曲面型腔的車削 261

9.4.2 非迴轉曲面型腔的銑削 263

9.4.3 電加工 268

思考題 271

第10章 模具裝配與調試 272

10.1 概述 272

10.1.1 裝配精度 272

10.1.2 裝配方法 273

10.1.3 裝配工藝過程 274

10.2 模具的裝配 275

10.2.1 沖裁模裝配的主要技術要求 275

10.2.2 凸、凹模間隙的控制方法 275

10.2.3 模具零件的固定方法 277

10.3 衝壓模具的調試 279

10.4 衝壓模具的裝配實例 279

10.4.1 無導向單工序模裝配 279

10.4.2 筒形拉深模裝配 281

附錄A 常用熱塑性塑料注射成型的工藝參數 285

附錄B 斜導柱傾角、脫模力與最大彎曲力的關係 286

附錄C 斜導柱傾角、高度Hw、最大彎曲力和斜導柱直徑的關係 287

附錄D 塑件尺寸公差 289

附錄E 常用塑料模塑件尺寸公差等級的選用 291

附錄F 塑料件表面粗糙度標準（GB/T 14234—1993） 292

參考文獻 293