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1、6.2 常用模具的特点及设计要求,一、锻模特点及设计要求,1锻模的特点,1）锻模,在锻造生产中，将金 属毛坯加热到一定温度后，放在模膛内，利用锻锤压 力使其发生塑性变形，充 满模膛后形成所需要的制 品零件，这种专用工具称 为锻模。,2）分类,A 按工艺用途分类,B 按模膛数量分类,C 按有无飞边分类,模锻用锻模（用于锻成锻件。）,单膛锻模：即只有一个模膛的 锻模。,开式锻模（设有飞边槽）,切边、冲孔锻模（用于切除锻 件和飞边或把孔冲穿。）,多膛锻模：即在锻模中有两个 及以上的模膛。,闭式锻模（不设飞边槽）,3）特点,锻模的结构比较简单，只有上模及下模两个工作部件构成。,A 开式锻模的特点,B
2、闭式锻模特点,没有飞边。,产生横向飞边(金属损耗大,多数有切边工序)；,容易充满模膛,内部质量好；,对下料、加热、制坯和操作定位要求低；,模具加工与制造简单。,开式模锻可锻造各式各样的锻件,是最广泛采用的一种锻 模结构。,金属处于三向压力状态，塑性好。,对下料要求很严，给工艺带来困难。,主要应用于轴对称或回转体零件的锻造。,2锻模的设计要求,1)制定锻造方案(依据生产批量,所用设备),A 原则,2)设计锻件图（参见锻造工艺一章）,小批量生产：自由锻制坯,胎模锻成形。,中批量生产：预锻模制坯,单膛模模锻成形。,大批量生产：采用多模膛模锻，或多台设备联合模锻。,锻件在分模面上投影面积(mm2)；,
3、3)确定锻件的基本数据,4)确定模锻设备吨位,锻件的周边长度(mm)；,锻件的体积(cm3)；,锻件的质量(kg)。,锻锤吨位一般由下式确定：,=(3.56.3)K*A(kg),A锻件的总变形面积(cm2),K钢种系数,碳素结构钢取0.91,合金结构钢 为(1.11.25)。其中A为锻件、冲孔连皮、飞边的投影面 积之和。,式中：,模膛尺寸要比冷锻件大出金属冷却的收缩值。,5)设计终锻模膛,钳口作用是用来放置夹持坯件的夹钳、卸模，还用以浇注铅液（或金属盐）来检验模膛尺寸及形状，使其作为浇口之用。,根据锻件图考虑增加冷缩值。,钳口是指终锻模膛前的空腔部位。,绘制热锻件图,选择钳口,画出飞边槽,飞边
4、槽的形式可根据锻件形状 不同进行选择。其结构分为桥部和 仓部两部分。桥部作用：阻流（利于充型），利于飞边切除。仓部作用：容纳多余金属。,6）设计预锻模膛,预锻模膛可不设计飞边槽（锤锻模），斜度与终锻模膛相 同，一般取 左右。模膛内圆 角应比终锻模膛大，以利充满 模膛。钳口与终锻模膛钳口相同。,7）绘制锻件的计算毛坯截面线图及直径图,设计中毛坯计算:先画出毛坯体积分配图,然后按图进行计算。,8)制坯模膛设计,9)设计切断模膛,依据毛坯图的形状选用合理的制图方案。,当一料锻造多件时，每锻造一件时需要 用切锻模膛进行切断。,10)锻模结构总体设计,模膛布置,确定模块尺寸,画出模块及锻模总体结构图，标
5、出技术要求。,终锻与预锻模膛的中心尽可能靠进键槽中心线；在保证 模膛壁间有足够的强度下，两个模膛中心要尽量靠近锻模中 心，且须在燕尾的宽度内。,根据模膛尺寸及模膛之间的壁厚和承击面积等要求，查 阅模块标准规格。,二、压力铸造模具（简称为压铸模）特点及设计要求,1压铸模特点,定模部分 固定在压铸机和定模安装 板上的那一半模具。,2）结构组成,压力铸造成形工艺中，用以成形铸件所使用的金属模具。,1）压铸模,动模部分 随压铸机动模安装板开合 移动的那一半模具。,导向部分,抽芯机构,开模或卸料零件,紧固零件,3）特点,合金压铸模结构一般较复杂，制造加工较困难，成本高。故适于零件批量较大的生产与加工。,
6、2压铸模的设计要求,压铸模生产的压铸件应满足产品图样所规定的尺寸精度及各 项技术要求。,所设计的压铸模结构应简单、合理，各部分动作要准确可靠，刚性良好。,模具各零件应易于机械加工及热处理。,模具选材与设计要求按压铸模技术条件 GB8844-88要求。各零件要选用国家标准的标准件，以缩短设计和制造周期。,选定压铸机规格：依据零件形状、大小、压射比压、锁模力 等因素选定。,初步确定模具结构：根据压铸机型号及规格，确定模具结构，选择分型面，确定型腔 数目；选择内浇口进口位置，浇注系 统总体布置方案，抽芯数量及抽芯机构方案，推件位置及推 出机构，嵌件装夹和固定方式等。,7)模具的总体设计,型腔布置及浇
7、注系统还须考虑：,溢流槽和排气槽。,成形零件的镶块的镶拼结构及固定方法。,布置冷却和加热管道的位置和尺寸。,计算模具的总厚度,核对所选用的压铸最大和最小开模距离是 否和适。,按所选用的模具外形轮廓尺寸,核对压铸机拉杆间距。,按选用的定模与动模座板尺寸,核对压铸机安装槽或孔的位置。,三、塑料模特点及设计要求,在塑料成形工艺中，成形塑件用的模具。,热固性塑料模：热固性塑料成形用的模具。,B 按成形工艺分,借助加压加热,使直接放入型腔内的塑料熔融并固化 成形所用模具(即用于模压成形工艺的模具)。,由注射机的螺杆或活塞,使料筒内塑化熔融的塑料,经 喷嘴,浇注系统注入型腔,固化成形所用的模具(即用于注射
8、 成形工艺的模具)。,1塑料模特点,1）塑料模,2）分类,A 按成形材料分,热塑性塑料模：热塑性塑料成形用的模具。,压缩模,注射模,3）塑料模具基本结构及特点,A 压缩模,这类模具本身不带有加热设备,而靠压机的加热设备使模具加热,致使塑料粉熔融。模具结构简单、制造容易，但模具易磨损，劳动强度大，重量不宜超过20kg。主要适于加工压制中小型塑件，以及形状复杂、嵌件较多、加料困难及带有螺纹等塑件。,将成形中的辅助作业如开、合模、卸件、装料等移到压机 工作台面外进行的压缩模。,a)移动式压缩模,b)固定式压缩模,固定在压机工作台面上，全部成形作业均在机床上进行的 压缩模。,模具结构 本模具主要由以下
9、几部分组成：,模具特点：,成形零件；,导向零件；,开模与卸料零件；,结构零件；,紧固零件；,加热系统。,生产效率高；,操作简单,劳动强度小；,模具结构较复杂、成本较高，放嵌件较难；,适于压制批量较大，形状复杂，外形体积较大的制品零件。,压缩模主要用于热固性塑料制品的成形。,B 注射模,注射模根据安装在使用注射机的形式可分为:,立式注射模,卧式注射模,角式注射模,其中立式、卧式注射模在成形时进料方向与开模方向一致，而角式注射模在成形时进料方向与开模的方向锤直。,立式、卧式注射模具典型结构,a)注射模基本结构,模具由以下几大部分组成：,定模部分,动模部分,卸、推料部分,导向部分,冷却与加热机构,侧
10、向抽芯机构,角式注射模具结构,角式注射模的结构与卧式、立式注射模结构基本相同，只是浇口套的进料口与开模方向垂直。模具由以下几大部 分组成：,b)注射模特点,便于实现自动化，生产率较 高，适于大批量生产。,操作方便，不需等级高的工 人操作。,模具较通用、简单、制品成 本低。,制品质量高、形状较复杂。,嵌件安装不方便。注射模主要用于热塑性塑料制品的成形。,定模部分,动模部分,推料部分,导向部分,2.塑料模设计要求,1)压缩模的设计要点,按塑件的生产批量,确定压塑模的类型。,根据塑件大小、形状、嵌件多少及精度要求,确定采用压缩 模或是传递模。,选定分型面 表面粗糙度要求较高的型面不能作为分型面。,设
11、计凸、凹模 依据塑件的收缩率大小及收缩的方向性,进行必要的尺 寸计算,确定公差要求。,确定模套尺寸,确定导向形式及上下模定位方式和结构形式,设计卸模和卸料装置。应注意受力均衡。,计算压模所需的电功率大小,设计电热元件。,计算压力大小,选择压力机吨位。,2）注射模的设计要点,分析产品图,掌握塑件的用途,使用及外观要求,精度及所允许的 浇口及飞边位置,了解塑料品种及成形工艺性,进行必要的模具 尺寸计算。,选择注射机规格及型号。,确定一模型腔数目及布置方案。,确定模具结构方案。,核定注射工艺参数。,根据批量、注射机规格、塑件形状、大小等因素确定。,模具结构应容易制造,便于操作,确保塑件质量。,根据塑
12、件大小及一模出件数,核定注射机容量；计算型腔压 力,核定锁模力；选定与注射机工作台面相适应的标准模架规 格,核定模架能否容纳所定的一模多腔塑件数。考虑模架安装及 固定方法。,选择推件结构,核对注射机的开模距能否取出塑件。,设计模具在注射机的定位方法,包括定位直径、喷嘴孔直径 及喷嘴定位直径。,确定动模与静模的分型面,确保塑件留在动模一侧。,确定流道与浇口位置。,设计冷却水道、导向孔、复位杆孔、推杆孔及固定螺钉和 销孔位置。,四、冷冲模的特点及设计要求,1冷冲模的特点,A 按工艺性质分类，冷冲模可分为,B 按工序组合方式分类，冷冲模分为,单工序冲模,连续模（或级进模）,复合模,冲裁模,弯曲模,拉
13、深模,成形模,冷挤压模等,2）分类,用于在室温下成形金属或非金属板料制品的模具。,1）冷冲模,3）冷冲模的结构组成及特点,A 冷冲模的结构组成 冷冲模主要由以下几部 分组成：,此外，一付完整的模具还包括紧固零件（螺钉销钉等）、缓冲件（弹簧、橡皮）等。,工作零件,定位零件,卸料装置零件,导向零件,固定支承零件,B 常用冷冲模的特点,a)冲裁模的特点,b)弯曲模的特点,用来将平板坯料弯折成一定角度和形状的冲模 称为弯曲模。,弯曲模的上、下模与坯料接触的部位转角处是圆角，光滑过渡。,弯曲模的弯曲角度比冲件小些；,弯曲模应在试模、修模合格后再进行热处理。,用来将金属或非金属板材相互分离的冲模称为冲裁模
14、。,凸模和凹模的刃口锋利,凸模和凹模有一定的间隙,c)拉深模的特点,用来将板料施加一定的压力，使其产生塑性变形，压制成各种形状的开口空心零件的冲模称为拉深模。,拉深模的凸、凹模与坯料接触的部位转角处是圆角，光滑过渡；,凸、凹模的间隙应不小于板料的厚度（变薄拉深除 外）。,d)单工序冲模的特点,单工序冲模是在压力机的每一行程内只完成一道基本 工序的冲模。,结构较简单、制造容易、成本低、维修方便，故障较少；,生产率较低。,适用于小批量生产。,e)复合冲模的特点,复合冲模是指在压力机一次行程中,板料在同一工位 上,同时完成多道基本工序的 冲模。,具有一个既为落料凸模又为拉深(或冲孔)凹模的凸凹模。,
15、生产率高；冲件精度高,并且对条料的精度要求不是太高,。,模具结构较复杂,制造、维修较困难。,适用于大批量生产。,f)连续模的特点,连续模又称级进模,它是在压机一次行程中,完成两个或两个以上的冲压工序的冲模。,生产率高,操作方便,安全；,便于实现生产自动化。,尺寸精度较复合模差。,模具结构复杂,制造加工 困难,模具成本较高。,适宜于大批量生产。,2.冷冲模的设计要求,冲压件材料的经济性（供料形式、排 样方式，纤维方向，送料方式等因素）,冲裁件尺寸精度和表面质量 冲裁件尺寸精度和表面质量决 定于模具的制造精度和装配精度。,合理选用压力机 总冲压力不超过压机额定能力 的70 80%。操作要方便,安全
16、可靠；压机中心与模具设计的压力中心原 则上保持一致。,模具结构选择 考虑冲件形状、大小、批量和 精度要求等因素。,凸、凹模结构设计（凸、凹模结构 形状、材料选用和热处理等）,1）冲裁模的设计要求,冲压件的出模形式,废料的排出方式,定位机构要合理,合理的选择导向装置。,上顶件（由顶件器顶出），特点是冲件平整。,下出件（从凹模孔落下），特点是冲件不平整。,定位精确，有效可靠，便于操作。,2）弯曲模设计要点,弯曲模凹模圆角半径,设弹压装置，使坯料弯曲前有一部分处于弹性压紧状态，再弯曲；尽量采用内孔定位装置。,凹模圆角半径各方向要一致。否则弯曲时坯料易滑动,影响 精度和尺寸。弯曲圆角半径适中，不易过大
17、或过小。,预防弯曲过程中的坯料偏移,多角弯曲时，力求使多角弯曲不在同时进行；应尽量设 计成模具弯曲到下止点时有校正弯曲的效果；模具结构设计时 要考虑消除回弹现象；模具应具有一定的刚性。,预防弯曲过程中的变形,弯曲模的定位装置,取件方便，安全可靠。,设计定位装置要考虑使制件在弯曲过程中尽可能地将坯料 压住，以防窜动。,3）拉深模设计要点,对制件进行展开尺寸计算，初步确定坯料的形状和尺寸以及条 料宽度。,根据拉深件的拉深深度和形状，进行必要的工艺计算，并确定 出拉深次数。,拉深模结构的选择（各次拉深 模结构）,压边装置的选择,选用合理的顶件装置,根据压力机和零件形状来 确定拉深模结构形式。,在整个
18、拉深过程中,压边力应保持不变或变化较小。,根据拉深件的表面质量及尺寸精度要求选择不同的 顶件装置。,一般的拉深模可不设导向装置（上下模对准。调整好间隙 大小即可)。精度要求高的拉深模或大型覆盖件拉深模，一般应 选用导柱、导套导向装置。,导向装置的选择,对设备要求,大中型拉深模的凸模,必须要有通气孔(便于通气良好,能卸下制品)。,凸、凹模,压边圈必须有高硬度、高耐磨性及更细的表面粗糙度。,设计落料拉深复合模时,落料凹模的高度应比拉深凸模 高25mm,以利冲裁与拉深工序分别进行。,(11)形状复杂或需多次拉深的制件,其展开形状及尺寸难以计算准 确,一般先设计制造拉深模,待拉深后确定出准确尺寸之后，再设 计和制造拉深首次坯件的落料模。,压机行程必须大于2倍拉深件的高度,“常用模具的特点及设计要求”部分结束！请转入：“模具制造方法”,
