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第一章 模具基础知识与常用计算1

第一节 模具的常用计算1

一、各种单位和换算表1

1.长度单位换算1

2.面积单位换算2

3.体积和容积单位换算3

4.质量单位换算3

5.压力单位换算4

6.力单位换算6

7.力矩和转矩单位换算6

8.密度单位换算7

二、常用材料计算资料7

1.常用金属材料密度7

2.常用材料的弹性模量、切变模量及泊松比9

3.常用材料的摩擦因数10

4.滑动摩擦因数与压力变化的关系12

三、模具橡胶的选用13

1.冲压模卸料、压边用橡胶的选用13

2.聚氨酯橡胶14

四、模具弹簧的选用15

1.圆柱形螺旋压缩弹簧16

2.碟形弹簧18

五、公差与配合的选用18

1.优先选用和常用的公差带18

2.几何公差20

3.冷冲模常用的极限与配合22

第二节 模具专业基础知识概述22

一模具定义及作用22

二、模具的类型及成型特点23

1.模具的类型23

2.模具的成型特点23

三、模具的技术指标要求29

四、模具的制造过程30

1.模具制造程序及设备30

2.模具的装配与调试31

五、模具设计绘图31

1.模具总装配图的绘制要求31

2.模具零件图的绘制要求36

3.模具图常用的习惯画法37

第二章 模具材料及其热处理39

第一节 模具材料39

一、常用模具材料39

1.冷作模具材料及其热处理39

2.热作模具材料及其热处理49

3.塑料模具材料及其选用55

二、模具的失效形式及影响因素63

1.模具的失效形式63

2.模具失效影响因素63

三、模具材料的选用原则63

1冷作模具材料的选用64

2.热作模具材料的选用64

3.塑料模具材料的选用64

第二节 模具钢的热处理67

一、模具钢的常规热处理67

1.模具钢在加热和冷却时的组织转变67

2.模具钢的退火和正火73

3.模具钢的淬火和回火75

二、模具钢的化学热处理79

1.模具钢的渗碳79

2.模具钢的渗氮81

3.模具钢的碳氮共渗82

4.模具钢的氮碳共渗82

三、模具钢的其他表面强化技术83

1.表面强化技术的分类83

2.热喷涂技术83

3.涂镀技术83

4.气相沉积技术84

5.高能束强化技术84

第三章 冲压成型工艺及设备85

第一节 冲裁及冲裁模设计85

一、冲裁件的工艺性85

1.冲裁件结构工艺性85

2.冲裁件的精度和毛刺87

二、冲裁件的工艺计算89

1.间隙89

2.冲裁力102

三、冲裁模设计107

1.冲裁件排样设计107

2.冲裁模的基本类型109

3.冲裁模的典型结构111

第二节 弯曲件及弯曲模设计124

一、弯曲件的工艺性124

1.弯曲件的结构工艺性和精度124

2.弯曲件展开长度的确定128

二、弯曲件的工艺计算132

1.展开长度132

2.弯曲力145

3.弯曲模工作部分参数149

三、弯曲模设计154

1.铰链卷圆模154

2.圆管和夹箍件弯模154

第三节 拉深及拉深模设计161

一、拉深件的工艺性161

1.拉深件和成型件的结构工艺性161

2.拉深件和成型件的精度162

3.拉深件和成型件的尺寸标注162

二、拉深件的工艺计算163

1.压料力163

2.拉深力167

3.拉深模工作部分参数169

三、拉深模设计178

1.首次拉深模178

2.以后各次拉深模179

3.落料拉深复合模182

第四节 压力加工设备183

一、冲压设备的类型、工作原理及特点183

二、锻压机械型号编制方法184

三、冲压设备的主要技术参数190

1.压力机类型的选用190

2.压力机吨位的选择190

3.压力机刚性对模具的影响202

4.压力机的闭合高度和工作台面尺寸202

四、技术安全措施203

1.冲压技术安全对模具结构设计的要求203

2.手工具205

五、压力机上模具的装模与卸模206

第四章 塑料成型工艺及设备209

第一节 塑料与塑料成型工艺209

一、塑料与塑料制品209

1.塑料的特性与分类209

2.常用塑料的特点、用途与成型性能211

3.塑料制品设计216

二、塑料成型工艺224

1.塑料注射成型工艺过程224

2.塑料注射成型制品的质量分析232

第二节 塑料成型模具设计238

一、塑料成型模具分类与结构238

1.热塑性塑料成型模具239

2.热固性塑料成型模具249

二、分型面及成型零部件的结构252

1.分型面的确定252

2.成型零部件结构设计253

三、浇注系统264

1.浇注系统的组成264

2.浇注系统的设计264

四、顶出机构273

1.顶出机构的组成与分类273

2.顶出机构的设计274

五、侧向分型与抽芯机构278

1.侧向分型抽芯机构278

2.斜导柱抽芯机构279

3.斜滑块抽芯机构285

六、温度调节系统288

1.模具温度及其调节方法288

2.模具冷却系统的设计288

七、注射模具与注射机的关系校核291

1.浇口套的尺寸292

2.定位圈的尺寸293

3.模具厚度与注射机的关系293

4.模板规格与拉杆间距的关系294

5.模具的固定方式294

6.模具与开模行程的关系295

7.顶出装置与推出机构的关系296

第三节 塑料成型设备297

一、塑料注射成型机297

1.注射机的分类和特点297

2.注射机的结构组成及成型原理300

二、塑料挤出成型设备301

1.挤出成型设备的组成301

2.挤出成型工艺简介303

第五章 模具机械加工工艺及设备305

第一节 机械加工工艺规程305

一、机械加工工艺规程的制订原则和步骤305

1.基本概念305

2.机械加工工艺规程的制订309

二、工艺路线的确定及工艺装备的选择312

1.工艺路线的确定312

2.切削用量与工艺装备的选择315

三、国外模具制造技术的发展水平319

第二节 模架的加工320

一、模架基本知识321

1.模架的组成及作用321

2.模架的技术要求及装配321

二、模具零件外圆柱面的加工324

1.车削加工324

2磨削加工327

三、模具零件平面的加工328

1.铣削加工329

2.刨削加工331

3磨削加工332

四、模具零件孔与孔系的加工333

1.一般孔的加工333

2.深孔加工335

3.精密孔加工335

4.孔系加工336

五、导柱和导套的加工336

1.导柱和导套的技术要求336

2.导柱和导套的加工工艺路线338

3.导柱和导套的加工注意事项338

六、上模座和下模座的加工347

1.上模座和下模座的技术要求347

2.上模座和下模座的加工工艺过程350

七、模架零件的加工355

1.浇口套的加工355

2.侧型芯滑块的加工356

第三节 冲裁模的凸、凹模加工359

一、凸、凹模的技术要求与材料选择361

1.凸、凹模的结构特点和技术要求361

2.凸、凹模材料的选择362

二、凸、凹模的加工方法362

1.凸模的加工362

2.凹模的加工367

第四节 塑料模具型腔的加工369

一、采用通用机床加工370

1.车削加工370

2.铣削加工371

二、采用仿形铣床加工377

1.仿形铣床的加工原理及主要加工对象377

2.仿形进给方式377

3.铣刀的选用原则378

4.靠模销的设计原则378

三、采用数控铣床加工379

四、采用连续轨迹坐标磨床加工380

五、采用电加工380

六、采用型腔加工新工艺380

1.型腔的冷挤压成型380

2.型腔的热挤压成型382

3.型腔的超塑成型383

4.精密铸造法384

5.塑料模具型腔的光整加工384

第五节 模具零件的加工设备385

一、光学曲线磨床385

1.成型磨削的特点385

2.成型磨削方法385

3.成型磨削工艺尺寸的换算391

4.成型磨削加工实例392

二、坐标镗床392

1.坐标镗床的分类及结构392

2.坐标镗床的附件392

3.坐标镗床镗削的加工工艺394

三、坐标磨床395

1.坐标磨床的结构395

2.坐标磨床的磨削内容395

3.坐标尺寸换算397

四、加工中心机床397

第六节 模具零件的数控加工工艺399

一、数控加工工艺分析与工艺设计399

1.数控加工工艺分析399

2.数控加工工艺设计400

二、数控程序的指令代码405

1.准备功能G代码405

2.辅助功能M代码409

第六章 模具特种加工及设备412

第一节 模具的电火花成型加工412

一、电火花成型加工的原理与特点412

1.电火花成型加工的原理412

2.电火花成型加工的特点及适用范围413

3.电火花成型加工的必要条件414

二、电火花成型机床414

1.电火花成型机床的结构415

2.电火花成型机床的分类416

3.电火花成型加工用脉冲电源417

4.电火花工作液417

三、电火花成型加工工艺419

1.电极的准备419

2.工件的准备429

3.工艺指标的确定432

第二节 模具电火花线切割加工436

一、电火花线切割加工的原理与特点436

1.电火花线切割加工的原理436

2.电火花线切割加工的特点437

3.电火花线切割加工的应用范围439

4.电火花线切割加工对加工工艺的影响439

二、电火花线切割机床的分类及其结构特点440

1.电火花线切割机床的分类440

2.电火花线切割机床的结构特点441

3.数控电火花线切割机床的型号及参数442

三、数控电火花线切割加工工艺444

1.电极丝的选择444

2.表面质量445

3.电极丝偏移量的产生446

4.凸模和凹模电极丝偏移量的计算448

四、电火花线切割加工的流程和工艺步骤448

1.电火花线切割加工的流程448

2.电火花线切割加工的工艺步骤448

五、加工编程462

1.G代码462

2.M代码464

3.T代码464

4.H代码465

六、加工注意事项465

1.加工中及加工完成后的注意事项465

2.断丝的处理466

第三节 模具的超声加工469

一、超声加工的原理与特点469

1.超声加工的原理469

2.超声加工的特点470

二、超声加工设备470

1.超声发生器471

2.超声振动系统471

3.机床本体473

4.磨料工作液循环系统473

三、超声加工工艺473

1.加工速度474

2.加工精度475

3.表面质量475

四、超声加工的应用475

第四节 模具化学及电化学加工476

一、模具的化学加工476

1.化学刻蚀加工477

2.光化学腐蚀加工478

3.化学镀加工482

二、模具的电化学加工483

1.电化学加工的原理、特点和分类483

2.电解加工484

3.电铸加工490

4.刷镀加工493

第五节 模具电解磨削加工495

一、电解磨削的原理和特点495

1.电解磨削的原理495

2.电解磨削的特点496

二、影响电解磨削加工的因素496

1.影响生产率的因素496

2.影响加工精度的因素497

3.影响表面粗糙度的因素498

三、电解磨削设备499

四、电解磨削的应用500

第六节 模具光整加工500

一、电解抛光500

1.电解抛光的原理和特点500

2.影响电解抛光质量的因素501

3.电解抛光的应用503

二、化学抛光503

1.化学抛光的原理和特点503

2.化学抛光的工艺条件及应用504

第七节 模具激光加工505

一、激光加工的原理和特点505

1.激光加工的原理505

2.激光加工的特点505

二、激光加工设备506

三、激光加工的应用507

1.激光打孔507

2.激光切割508

3.激光打标记509

4.激光表面处理510

5.激光焊接510

第七章 模具先进制造技术512

第一节 快速成型技术512

一、模具快速成型技术的应用及原理512

1.快速成型技术的应用512

2.国内快速成型技术发展概况513

3.快速成型技术的原理514

二、熔融挤出成型515

1.熔融挤出成型（FDM）概述515

2.熔融挤出成型的特点516

3.熔融挤出成型设备517

三、立体光刻518

四、选择性激光烧结518

五、三维印刷519

六、典型快速成型工艺性能比较520

七、快速成型技术应用实例521

1.零件工艺性分析522

2.参数设计过程522

3.制品快速成型过程529

第二节 模流分析CAE技术530

一、CAE技术在塑料注射成型领域中的应用530

1.中面流技术531

2.双面流技术531

3.实体流技术532

二、模流分析相关软件533

1.HsCAE简介533

2.Moldex3D简介533

三、Moldex3 D软件应用于薄壁注射件的模流分析535

第八章 模具的装配、安装与调试548

第一节 模具的装配要求与检验标准548

一、模具的装配技术要求548

1.冲模总的装配要求548

2.型腔模总的装配要求549

二、冲模的装配工艺552

1.冲模的装配顺序552

2.凸模、凹模间隙的控制552

三、型腔模的装配工艺557

1.型腔模的装配内容557

2.型腔模装配工艺过程与方法557

3.塑料注射模装配的工艺过程559

第二节 模具的试模与调整566

一、冲模的试模与调整566

1.冲模试冲与调整的目的567

2.冷冲模调试的技术要求567

3.冲模的调试569

二、塑料注射模的试模与调整574

1.模具与注射机的连接574

2.塑料注射模的试模577

第九章 模具的维护、检测与管理581

第一节 模具的维修581

一、冷冲模修理基本知识581

1.冲模修理的准备581

2.冲模的损坏形式及修理方法582

3.冲模修理工艺内容588

4.弯曲模修理工艺内容597

5.拉深模修理工艺内容600

二、塑料模修理基本知识601

1.热作模具失效的主要形式601

2.塑料模的损坏原因及修理方法602

3.塑料模修理工艺内容602

第二节 模具技术鉴定方法与精度检测612

一、模具技术状态的鉴定方法612

二、模具成型零件的检测方法613

三、标准模架及其精度检测613

1.冲模标准模架及其精度检测613

2.塑料模标准模架及其精度检测617

第三节 模具的维护与管理623

一、冲模的维护与保养623

1.冲模的维护623

2.冲模的保养623

二、塑料模的维护与保养623

1.塑料模的日常维护623

2.模具分型面的保护625

3.意外事故的预防626

4.塑料模具的保管626

附录627

附录A钢铁材料的力学性能627

附录B非铁金属的力学性能630

附录C非金属材料的极限抗剪强度634

参考文献635