模具设计与制造（第2版）

概论 1
1 模具及其功能与作用 1
2 模具分类及用途 2
3 模具标准化及标准件 5
4 模具制造与生产现代化 7
第一篇 冲压模具设计
第1章 冲压模具设计基础 9
1.1 冲压加工特点及基本工序 9
1.1.1 冲压加工的特点 9
1.1.2 冲压加工基本工序 9
1.2 板料塑性变形及其基本规律 12
1.2.1 应力-应变曲线 13
1.2.2 塑性变形体积不变定律 13
1.2.3 塑性变形最小阻力定律 14
1.2.4 应力状态对金属塑性的影响 14
1.2.5 屈服条件 14
1.3 冲压所用材料 14
1.3.1 对冲压所用材料的要求 14
1.3.2 材料的种类和规格 15
1.4 冲压常用设备 15
1.4.1 偏心冲床 16
1.4.2 曲轴冲床 17
1.4.3 曲柄压力机的主要技术参数 18
1.4.4 曲柄压力机的选用原则 19
复习思考题 19
第2章 冲裁工艺及冲裁模设计 20
2.1 冲裁变形机理 20
2.1.1 冲裁变形过程 20
2.1.2 冲裁件的断面特征 21
2.2 冲裁间隙 22
2.2.1 间隙对冲裁件质量的影响 22
2.2.2 间隙对冲裁力的影响 22
2.2.3 间隙对模具寿命的影响 23
2.2.4 间隙值的确定 23
2.3 凹、凸模刃口尺寸的计算 26
2.3.1 尺寸计算原则 26
2.3.2 尺寸计算方法 27
2.4 冲裁力 30
2.4.1 冲裁力的计算 30
2.4.2 卸料力、推件力和顶件力的计算 31
2.4.3 降低冲裁力的方法 32
2.5 排样与搭边 32
2.5.1 排样 32
2.5.2 搭边 34
2.5.3 条料宽度的确定 35
2.6 冲裁件的工艺性 35
2.6.1 冲裁件的精度等级 35
2.6.2 冲裁件的结构工艺性 35
2.7 整修和精密冲裁 36
2.7.1 整修 36
2.7.2 精密冲裁 37
2.8 冲裁模基本类型及典型结构 40
2.8.1 冲裁模的分类 40
2.8.2 典型冲裁模结构 41
2.9 冲模的部件及零件 46
2.9.1 工作零件 47
2.9.2 定位零件 51
2.9.3 卸料装置与出件装置 54
2.9.4 模架 57
2.9.5 联接与固定零件 58
2.10 冲裁模设计要点 59
2.10.1 模具总体结构型式的确定 59
2.10.2 冲模的压力中心 60
2.10.3 模具闭合高度 62
复习思考题 63
第3章 弯曲工艺及弯曲模设计 64
3.1 弯曲基本原理 64
3.1.1 板料的弯曲过程 64
3.1.2 弯曲变形特点 64
3.1.3 变形区的应力应变状态 65
3.2 最小弯曲半径 66
3.2.1 影响最小弯曲半径的因素 66
3.2.2 最小弯曲半径值 67
3.3 弯曲件的回弹 67
3.3.1 影响回弹的因素 68
3.3.2 回弹值的确定 69
3.3.3 减小回弹的措施 69
3.4 弯曲件展开长度的确定 71
3.5 弯曲力的计算 72
3.5.1 自由弯曲力 72
3.5.2 校正弯曲力 72
3.5.3 顶件力或压料力 73
3.5.4 弯曲时压力机压力的确定 73
3.6 弯曲件的结构工艺性 73
3.7 弯曲模工作部分设计 75
3.7.1 凸、凹模的圆角半径及凹模的深度 75
3.7.2 凸、凹模间隙 76
3.7.3 凸、凹模工作部分的尺寸与公差 77
3.8 弯曲模典型结构 78
3.8.1 V形件弯曲模 78
3.8.2 U形件弯曲模 79
3.8.3 帽罩形件弯曲模 80
3.8.4 Z形件弯曲模 81
3.8.5 冲孔、落料和弯曲的二工位级进模 81
复习思考题 82
第4章 拉深工艺及拉深模设计 83
4.1 拉深的基本原理 83
4.1.1 首次拉深变形 83
4.1.2 拉深过程中的应力与应变 84
4.1.3 [WB]拉深时的起皱、厚度变化及硬化 85
4.1.4 以后各次拉深 86
4.1.5 拉深件的工艺性 87
4.2 圆筒形零件拉深的工艺计算 88
4.2.1 毛料尺寸的计算 88
4.2.2 拉深系数和拉深次数 89
4.3 拉深模工作部分设计 93
4.3.1 凹模和凸模的圆角半径 93
4.3.2 凸、凹模结构 95
4.3.3 拉深模的间隙 96
4.3.4 凹模和凸模的尺寸及其公差 97
4.4 拉深件的起皱及其防止措施 98
4.4.1 压边装置的形式 98
4.4.2 压边力和拉深力 99
4.5 拉深模典型结构 100
4.5.1 首次拉深模 100
4.5.2 以后各次拉深模 102
4.5.3 落料-拉深模 102
4.6 带凸缘圆筒形件的拉深 103
4.6.1 小凸缘件的拉深 103
4.6.2 宽凸缘件的拉深 103
4.7 盒形件的拉深 107
4.7.1 盒形件拉深的变形特点 107
4.7.2 毛料尺寸的确定 107
4.7.3 盒形件初次拉深的极限变形程度 109
4.7.4 盒形件的多次拉深 109
4.7.5 凸、凹模尺寸设计 110
4.8 其它拉深方法 111
4.8.1 软模成形 111
4.8.2 差温拉深 114
4.8.3 施加径向压力的拉深 114
4.8.4 爆炸成形 115
4.8.5 水电成形 116
4.8.6 电磁成形 116
4.8.7 带料连续拉深 117
4.8.8 变薄拉深 118
复习思考题 121
第5章 其它冲压工艺及模具设计 123
5.1 缩口与胀形 123
5.1.1 缩口 123
5.1.2 胀形 125
5.2 翻边与局部成形 127
5.2.1 翻边 127
5.2.2 局部成形 131
5.3 校平与整形 132
5.4 旋压与强力旋压 134
5.4.1 旋压 134
5.4.2 强力旋压 135
5.5 冷挤压 136
5.5.1 冷挤压类型 136
5.5.2 冷挤压的优越性 137
5.5.3 冷挤压的变形程度 138
5.5.4 冷挤压的主要技术问题 139
5.5.5 温热挤压 139
5.6 硬质合金冲模 142
5.7 多工位级进模 144
5.7.1 概述 144
5.7.2 多工位级进模的设计要点 144
5.7.3 多工位级进模设计实例 146
5.8 特种冲压模具的特点与使用范围 153
复习思考题 157
第6章 冲压工艺规程的编制 158
6.1 编制冲压工艺规程的内容和步骤 158
6.1.1 分析零件图 158
6.1.2 拟订冲压件的总体工艺过程 159
6.1.3 确定毛料形状、尺寸和下料方式 159
6.1.4 拟订冲压工艺方案 159
6.1.5 确定模具类型与结构型式 160
6.1.6 选择冲压设备 160
6.2 制订冲压工艺方案实例 161
6.2.1 工艺分析 161
6.2.2 工艺计算 161
6.2.3 工艺方案 162
复习思考题 164
第二篇 塑料模具设计
第7章 塑料模具设计基础 165
7.1 塑料概述 165
7.1.1 塑料的组成和特性 165
7.1.2 塑料的分类与应用 169
7.2 塑料成型的工艺性能 169
7.2.1 聚合物的热力学性能与加工工艺 169
7.2.2 塑料成型工艺性 171
7.3 塑件设计 175
7.3.1 塑件的选材 175
7.3.2 塑件结构设计 176
7.3.3 螺纹与齿轮的设计 182
7.3.4 金属嵌件、饰纹、文字、符号及标记的设计 185
7.3.5 塑件的尺寸精度和表面粗糙度 186
7.4 塑料成型方法及塑料模的种类 189
复习思考题 190
第8章 热塑性塑料注射成型工艺及模具设计 191
8.1 注射成型原理及工艺 191
8.1.1 注射成型原理及分类 191
8.1.2 注射机 192
8.1.3 热塑性塑料注射成型工艺 193
8.2 注射模分类及典型结构 196
8.2.1 注射模的结构组成 196
8.2.2 注射模的分类 197
8.3 注射机基本参数与注射模的关系 200
8.3.1 最大注射量 200
8.3.2 锁模力 201
8.3.3 注射压力 202
8.3.4 注射速率 202
8.3.5 模具在注射机上的安装尺寸 202
8.3.6 开模行程和顶出机构 202
8.4 塑件在模具中的位置 205
8.4.1 分型面设计 205
8.4.2 型腔布置 207
8.5 成型零部件设计 209
8.5.1 成型零件的结构设计 209
8.5.2 成型零件工作尺寸的计算 213
8.5.3 型腔壁厚的计算 218
8.6 浇注系统设计 222
8.6.1 概述 222
8.6.2 普通浇注系统设计 223
8.6.3 排溢系统设计 234
8.6.4 无流道凝料浇注系统的设计 237
8.7 脱模机构设计 241
8.7.1 脱模机构的分类和设计原则 241
8.7.2 脱模力计算 241
8.7.3 简单脱模机构 242
8.7.4 二次脱模机构 247
8.7.5 带螺纹塑件脱模机构 249
8.7.6 点浇口浇注系统凝料的自动脱落机构 250
8.8 合模导向机构设计 252
8.8.1 合模导向机构的作用 252
8.8.2 导向机构的设计 252
8.9 侧向分型与抽芯机构设计 253
8.9.1 侧向分型与抽芯机构的分类 253
8.9.2 机动侧向分型与抽芯机构的设计 255
8.10 模具温度调节系统设计 265
8.10.1 概述 265
8.10.2 冷却装置的设计要点 266
8.10.3 冷却装置的典型结构 266
8.10.4 冷却计算 268
8.10.5 塑料模具的加热 271
8.11 注射模的标准化 274
8.12 注射模设计程序 276
复习思考题 277
第9章 热固性塑料成型工艺及模具设计 278
9.1 压塑模设计 278
9.1.1 压塑成型原理及工艺 278
9.1.2 压塑模的结构与压塑模分类 283
9.1.3 压塑模的结构设计 290
9.2 压铸模与集成电路塑封模设计 296
9.2.1 压铸成型原理及工艺 296
9.2.2 压铸模设计 298
9.2.3 集成电路塑料封装模设计 303
9.3 热固性塑料注射模设计 309
9.3.1 概述 309
9.3.2 热固性塑料注射模简介 311
复习思考题 312
第10章 其它塑料成型工艺及模具设计简介 315
10.1 挤出成型工艺及模具设计 315
10.1.1 挤出成型原理及工艺 315
10.1.2 挤出成型模具设计 318
10.2 中空吹塑成型工艺及模具设计 331
10.2.1 中空吹塑成型原理及工艺 331
10.2.2 中空吹塑成型模具设计要点 334
10.3 热成型工艺及模具设计 336
10.3.1 热成型原理及工艺 336
10.3.2 热成型模具设计要点 338
复习思考题 340
第三篇 模具制造
第11章 概述 341
11.1 模具加工方法类型 341
11.2 模具制造技术要求 341
11.2.1 模具的精度、质量与性能 342
11.2.2 模具制造周期和成本控制 344
11.3 模具的制造工艺过程 344
11.3.1 模具的生产过程 344
11.3.2 模具制造工艺过程 346
11.4 模具现代化生产方式与合理化生产 346
11.4.1 模具现代化生产方式 346
11.4.2 模具合理化生产 346
复习思考题 347
第12章 模具的电火花加工和线切割加工 348
12.1 电火花加工 348
12.1.1 电火花加工原理、特点及应用 348
12.1.2 电火花加工机床 349
12.1.3 电火花加工的工艺因素 350
12.1.4 电火花加工工艺 350
12.1.5 电极 353
12.2 电火花线切割加工 357
12.2.1 电火花线切割加工的原理、特点及应用 357
12.2.2 电火花线切割机床 358
12.2.3 电火花线切割加工工艺规律 359
12.2.4 数控电火花线切割编程 360
12.2.5 慢走丝线切割在模具制造中的应用 364
复习思考题 365
第13章 模具的高速切削加工 366
13.1 高速切削加工的特点 366
13.2 高速加工机床 367
13.2.1 高速加工中心 367
13.2.2 其它高速加工机床 368
13.3 高速切削加工技术在模具制造中的应用 369
13.3.1 高速切削加工模具的特点 369
13.3.2 高速切削加工模具实例 370
复习思考题 372
第14章 模具主要零件的加工工艺过程 373
14.1 冲裁模凸模、凹模的加工 373
14.1.1 凹模的制造工艺过程 373
14.1.2 凸模的加工工艺过程 374
14.2 模架的加工 375
14.2.1 模座的加工 375
14.2.2 导柱、导套的加工 375
14.3 注射模成形零件的加工 376
复习思考题 377
第15章 模具的装配与调试 378
15.1 冷冲模的装配与调试 378
15.1.1 冷冲模装配的主要技术要求 378
15.1.2 冷冲模装配顺序 378
15.1.3 冲模试冲的缺陷和调整 381
15.2 塑料模的装配与调试 382
15.2.1 装配基准的确定 382
15.2.2 塑料模的装配顺序 383
15.2.3 主要零件的组装工艺 383
15.2.4 模具总装中的配修 385
15.2.5 试模与调整 385
复习思考题 387
第16章 模具CAD/CAM简介 388
16.1 概述 388
16.2 模具CAD/CAM实施条件 389
16.3 实施模具CAD/CAM后的技术经济效益 390
16.4 开发冲压模具CAD/CAM系统的基本步骤 391
复习思考题 392
附录 393
附录1 冷冲模零件常用材料及热处理 393
附录2 塑料模零件常用材料及热处理 394
附录3 部分主要专业术语汉英词汇 395
主要参考文献 404