畢業(yè)設計（論文）- 電腦頂板模具設計（全套圖紙）

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1、濟源職業(yè)技術學院濟源職業(yè)技術學院 畢畢 業(yè)業(yè) 設設 計計 全套全套 CAD 圖紙，聯系圖紙，聯系 153893706 題目 電腦頂板模具設計 系別 機電系 專業(yè) 模具設計與制造 班級 模具 0401 姓名 學號 指導教師 日期 目目 錄錄 前言 1 1 確定工件的工序方案 3 2 彎曲件的展開尺寸 4 3 落料模的設計 5 3.1 頂板件的工藝性 5 3.2 頂板間隙 5 3.3 凸凹模工作部分尺寸制造公差的確定 5 3.4 頂板力、卸料力和推件力的計算 7 3.5 排樣、搭邊與料寬 8 3.6 凸、凹模的設計 8 3.7 定位零件的設計與選用 9 3.8 模架的尺寸和結構形式 10 3.9

2、卸料零件 10 3.10 壓力機的選擇 10 3.11 導向零件 11 3.12 落料模的說明 11 4、頂板工藝計算及設計12 4.1 排樣圖設計15 4.2 裁板設計15 4.3 卸料力計算17 4.4 頂板力計算17 4.5 總壓力計算17 4.6 模具壓力中心計算18 4.7 彈性橡膠板計算18 4.8 凸、凹模刃口尺寸計算20 5 模具類型及結構的確定20 6 模具材料的選用21 7 主要零部件的設計22 7.1 凹模設計22 7.2 凸模設計23 7.3 卸料板的設計24 7.4 導尺的設計24 7.5 始用擋料裝置27 7.6 凸模固定板的設計28 7.7 模架的確定30 8 主

3、要零部件的制造31 8.1 凹模32 8.2 凸模32 結論33 致謝34 參考文獻35 前言前言 頂板模是頂板加工工藝的裝備之一，被廣泛地運用在汽車、飛機、電機、 儀表以及在國防工業(yè)中。頂板工藝具有生產效率高、生產成本低、材料利用率 高、能成形復雜零件，適合大批量生產的優(yōu)點，在某些領域已取代機械加工， 并正逐步擴大其工藝范圍。因此，頂板技術對發(fā)展生產、增強效率、更新產品 等方面具有重要的作用。但同時，頂板技術的推廣受到投入成本低，模具成本 高，不適應中小生產規(guī)模的特點。但是總的說來，隨著我國經濟實力的進一步 加強，模具行業(yè)，包括冷壓模一定會得到更普及地應用。 隨著頂板工藝的廣泛應用于國民經濟

4、中，再加上隨著數控技術和機械 CAD/CAM 的發(fā)展，頂板模的發(fā)展和迅速。它以生產率高、成本相對低廉被廣 泛應用。外國的頂板模發(fā)展水平相當高，無論是設計還是制造，都達到較高的 水平。以精確的定位，合理的工藝，連續(xù)加工精度很高的薄臂零件。而國內模 具行業(yè)的起步較晚，基本上以單模為主，因此，加工精度夠高。 頂板模的設計包括頂板模設計、彎曲模設計、拉伸、脹形等模具的設計。 頂板模的設計也用到材料學、機械設計、工程材料、特種加工等方面的知識。 因此它是一門綜合性很強的學科。 經過了三個多月的學習，設計，繪圖，我學會了頂板的機理，頂板的基本 理論；理解了頂板力，卸料力等工藝參數的確定；熟悉了頂板模的結構

5、，內部 的結構零件及其設計的控制點；同時對于彎曲模、沖孔模、拉深模、落料模的 結構能夠熟悉了解。 電機碳刷架的加工包括了沖孔、落料、和彎曲的加工。通過對沖孔模、落 料模、彎曲模的學習，分析和比較了各加工工藝方案，完成了模具總體的結構 分析，進行毛坯尺寸、排樣、工序尺寸、頂板壓力、壓力中心、模具工作部分 尺寸等工藝計算。繪制了裝配草圖并進行零部件初步選用設計,然后確定外形尺 寸,選擇頂板設備,繪制總的裝配圖和非標準的零件圖。 落料和沖孔都屬于頂板模。頂板模是從條料、帶料或半成品上使材料煙規(guī) 定的輪廓產生分離的模具，隨著科學技術的發(fā)展，頂板技術也向高速化、自動 化、精密化的方向發(fā)展。頂板模一般分為

6、簡單模、級進模、和復合模。簡單模 在國內應用比較廣泛，它是在壓力機的頂板行程中完成一次頂板工藝。簡單模 也分為無導向簡單模、導板式簡單模，和導柱式簡單模；級進模是在單工序沖 ?；A上發(fā)展的一種多工序、高效率沖模。在壓力機一次沖程中，級進模在其 有規(guī)律排列的幾個工位上分別完成一部分頂板工藝，在最后工位沖出完整的工 件。由于級進模是連續(xù)頂板，因此生產效率高，適用于大規(guī)模生產，但是因為 其結構復雜，定位要求比較嚴格，因此說制造成本高。復合模是指在壓力機的 一次頂板行程中，經一次送料定位，在模具的同一部位可以同時完成幾道頂板 工序的模具稱為復合模。復合模同連續(xù)模一樣，也是在簡單模的基礎上發(fā)展的 一種較

7、先進的模具。與連續(xù)模相比，頂板模頂板件的位置精度高，對條料的定 位精度要求低，復合模的輪廓尺寸較小。復合模雖然生產效率高，頂板件精度 高，但模具結構復雜，制造精度要求高，適用于生產批量大，精度要求高，內 外形尺寸差較大的頂板件。 電機的炭刷架的材料是冷軋鋼板，適用于冷頂板加工。如何去安排合理的 加工工藝，確保生產的效率最高，同時也能滿足零件的加工要求。這是整個設 計的重點。在該零件的加工中，包括了沖孔，落料，以及彎曲等冷沖加工。沖 孔屬于頂板加工的一種。頂板模的結構比較簡單，頂板過程分為彈性變形階段， 塑性變形階段，斷裂分離階段。其斷層直接關系到頂板加工質量的好壞，一般 的，斷面分為四個特征區(qū)

8、，即圓角帶，光亮帶，斷裂帶，和毛刺。我們必須有 合理的頂板模的間隔來保證良好的特征帶的分布。頂板模有刃口尺寸、頂板力 等工藝參數的確定。在設計電機炭刷架的沖孔和落料加工時，須首先確定其力 學性能，然后設計主要零件，完成結構草圖，最后完成裝配圖。 彎曲是將金屬材料完成一定的角度、曲率和形狀的頂板工藝方法。通常彎 曲加工的材料有板料、棒料、管材和型材。彎曲有回彈的現象，因此回彈會降 低彎曲件的精度，是在彎曲加工中不易解決的問題，因此在設計的時候必須考 慮這個問題，例如可以考慮通過利用回彈規(guī)律補償回彈，改變彎曲變形區(qū)應力 狀態(tài)校正回彈等。在了解了彎曲加工的特點及工藝參數后，安排了炭刷架的合 理的工序

9、，熟悉各種模具結構。進而完成零件設計和結構設計，繪制零件工作 圖。 在頂板模的設計過程中，還必須考慮到模具的成本，因此在進行選材，結構設 計時，必須盡量不去設計形狀復雜的結構，同時采用鑲嵌式代替整體式的結構。 針對模具的定位要求高的特點，在零件的設計中必須要有比較高的加工精度要 求?？偟囊痪湓?，必須在有高的模具壽命和滿足加工精度要求的基礎上，盡量 降低模具材料的成本，簡化模具的結構，這樣才能有利于這個行業(yè)在我國的發(fā) 1 1 確定件的工序方案確定件的工序方案 根據工件的形狀根據工件的形狀.材料材料.厚度及實際加工的需要厚度及實際加工的需要,生產工件的工生產工件的工 序過程如下序過程如下: 1.

10、從板料上沖出落料件(該落料件即為彎曲體的展開圖的外輪廓形體。根據 彎曲體的展開尺寸,設計出沖模,將所需工件沖下。所沖工件如圖所示： 2第一次沖孔，沖五個間距要求不太高的圓孔。 （這五個圓孔如上圖所示的 五處分布） 。 3第二次沖孔，沖方孔。 4第一次彎曲，選彎曲復雜部分，即如上圖所示的 a. b 部分。 5第二次彎曲，彎曲兩邊，即 U 形彎曲。彎折線如上圖中虛線所示。 6第三次彎曲，彎曲中間，彎折線如上圖紅線所示。 . 第三次沖孔，此乃最后一道工序，因為此兩孔間距要求較高，如果放在其 它工序中沖，則可能影響定位要求，故最后工序沖此兩孔比較合適。 2 2 彎曲件的展開尺寸彎曲件的展開尺寸 2.1

11、2.1 長度方向上的計算：長度方向上的計算： 表- r/t0.25000.5 K0.350.37 根據 r/t=0.25 查表得此中性層系數 k=0.31。 9 L圓弧=2360 =t =90（0.5+0.312） =727(mm) L直線=10+94.5+342 =1 (mm) 長度方向上展開總長度為： 4L 圓弧+L 直線=4627+102=109(mm) 2.22.2 寬度方向上的計算：寬度方向上的計算： 根據 r/t=0.5 查表得中性層系數 k=0.37 9 L圓弧= r+）/180 =90 1+0.372） =2.7318(mm) L直線=110=21(mm) L1= L直線+ L

12、圓弧=21+2.731823.73(mm) 另一邊: L 直線=11+31=42(mm) L2=L直線+L圓42+2.7318=44.73(mm) 3 3 落料模的設計落料模的設計 3.13.1 頂板件的工藝性頂板件的工藝性 3.1.13.1.1 頂板體的精度應該在經濟范圍內進行選擇,在本頂板中,屬于一般性常見 的普通頂板,因此精度應選擇在 IT12IT14 極（） 。 9 41 3.1.23.1.2 毛刺毛刺 毛刺的高度與頂板方式，材料，厚度有關，正常頂板中的毛刺高度為: a 試模時 0.05mm b 生產時0.15mm 3.23.2 頂板間隙頂板間隙 確定頂板間隙的原則是：落料時，因制件尺

13、寸隨凹模尺寸而定，故間隙應 在減小凸模尺寸上取得；沖孔時，因孔的尺寸隨凸模尺寸而定，故間隙應在增 大凹模尺寸的方向上取得。 根據經驗公式確定合理頂板間隙： c=mt 9 頂板間隙系數 m=20% c=mt =22 =0. (mm) 3.33.3 凸凹模工作尺寸制造公差的確定凸凹模工作尺寸制造公差的確定 3.3.13.3.1 凸凹模尺寸計算應遵循如下原則：凸凹模尺寸計算應遵循如下原則： 落料時，先確定凹模刃口尺寸，其大小應取接近或等于制件的最小極限尺寸,以 保證凹模在磨損到一定的尺寸范圍內也能沖出合格制件。凸模刃口的基本尺寸 應比凹模刃口基本尺寸小一個最小合理間隙。 3.3.23.3.2 凸凹模

14、的工作尺寸的計算凸凹模的工作尺寸的計算: : 彎曲體的展開圖的形狀比較復雜,材料厚度不太厚,因此,凸凹模的工作尺寸 應配合加工法進行計算。 頂板凸凹模間隙如下: Zmax=0.36mm Zmin=0.246mm 未注公差的按 IT14 級計算 當尺寸為 2373mm 時,公差為 0.52mm, x=0.5; 當尺寸為 12mm 時,公差為 03mm, x=0.5; 當尺寸為 443mm 時,公差為 0.62mm, x=0.5; 當尺寸為 9.5mm 和 9.73mm 時,公差為 0.36mm, x=0.5; 當尺寸為 13.76mm 時,公差為 0.43mm, x=0.5; 當尺寸為 R5 時

15、,公差為 0.3mm, x=0.75; 當尺寸為 109mm 時,公差為 08mm, x=0.5; 當尺寸為 12mm 時,公差為 0.43m, x=0.5; 其余 x=0.75 用配合加工法時,應當以凹模為基準,凹模尺寸的計算公式如下表: 尺寸分類凹模魔損后 尺寸變化 制件尺寸凸模尺寸凹模尺寸 增 大 D 0 D凹=(D) 凹 0 減 小 d 0 D凹=(d+) 0 凹 落 料 不 變 L/2 按凹模尺寸 配合加工保 證雙面間隙 L凹=L/2 注:取 凹=/4 參照上表,本設計落料凹模的計算結果如下表: 凹模磨損 后尺寸變化 制件按入體原 則變化后尺寸 計算 公式 計 算 凹模尺寸 12 0

16、 043 . 0 D凹=(12.50.43) 4/43 . 0 0 =11.79 11 . 0 0 11.79 11 . 0 0 23.73 0 52 . 0 D凹=（23.73-0.50.52） 4/52 . 0 0 =23.47 13 . 0 0 23.47 13 . 0 0 44.73 0 62 . 0 D凹=（44.73-0.50.62） 4/62 . 0 0 =44.42 155 . 0 0 44.42 155 . 0 0 4 0 3 . 0 D凹=（750.3） 4/3 . 0 0 =3.78 08 . 0 0 3.78 08 . 0 0 28.3 0 2 . 0 D凹=（28.3

17、-0.20.75） 4/2 . 0 0 =28.2 05 . 0 0 28.2 05 . 0 0 5.5 0 3 . 0 D凹=（.5-0.750.3） 4/3 . 0 0 =5.28 08 . 0 0 5.28 08 . 0 0 52.5 0 2 . 0 D凹=（52.5-10.2） 4/2 . 0 0 =5.3 05 . 0 0 52.3 05 . 0 0 9.5 0 36 . 0 D凹=（9.5-0.750.36） 4/36 . 0 0 =9.23 09 . 0 0 9.23 09 . 0 0 增 大 5 0 3 . 0 D凹= (D-X) D凹=（550.3） 4/3 . 0 0 =4

18、.78 08 . 0 0 4.78 08 . 0 0 13.5450.215L凹=13.5450.43/8 =13.50.05 13.50.05 不 變 180.15 L凹=L 凹/2L凹=180.3/8=180.0375180.0375 落料凸模的基本尺寸與凹模相同,但不必標注公差。 注明:以 0.2460.36mm 間隙配制。 3.43.4 頂板力、卸料力和推件力的計算頂板力、卸料力和推件力的計算: : 3.4.13.4.1 頂板力的計算頂板力的計算 Lt 1 =260360（）,取 =300。 9 19 L 為工件的周長 L=304.92(mm)。 頂板力 F沖=1.3Lt =1.330

19、0304.924 =237837.6(N) 3.4.23.4.2 卸料力的計算卸料力的計算: : 表 雙面間隙 卸 推 （）t . . （）t . . （）t. . F卸=K卸F沖 9 查表 K卸=0.02 9 F卸=K卸F沖 =0.02237837.6 =4756.75(N) 3.4.33.4.3 推件力的計算推件力的計算: : 推沖 9 查表 取 K推=0.03 9 F推=K推F沖 =0.03 (N) 3.53.5 排樣、搭邊與料寬排樣、搭邊與料寬 3.5.13.5.1 排樣排樣 排樣就是在板料、條料或帶料上的布置方法,稱作排樣。排樣是否合理,影 響到材料的利用率、沖模結構、頂板件的質量和

20、生產率。 根據所沖的落料件的形狀采用搭邊排樣中的斜對排,一模沖兩件。其排樣圖 如裝配圖中的排樣所示,工件的最長邊與橫向的方向的角度為 10.25。 3.5.23.5.2 搭邊搭邊 搭邊是指排樣時制件與制件之間、制件與毛刺坯側邊之間多余的料。其作用 是補償定位誤差,使條料在送進時有一定的剛度,以保證送料的順利進行,從而提 高制件的質量。 根據材料的厚度 t=2 由9查得工件與工件之間的搭邊值 a=2mm,工件與料 邊的搭邊值為 a=2.2mm。 3.5.33.5.3 條料寬度的確定：條料寬度的確定： B=109COS10.25+244.73sin10.25+22.2 =130(mm) 由于兩邊是

21、采用側刃控制送料步距，所以適當放寬，條料的寬度采用 132.2mm 3.63.6 凸、凹模的設計凸、凹模的設計 3.6.13.6.1 凸模的設計凸模的設計 a.固定部分： 由于所沖工件形狀較復雜，并且要求具有防轉要求，所以固定部分根據要 求，設計成如圖所示的形式，這樣，不僅解決了防轉問題，而且還節(jié)約了材料。 b.臺階部分 起防止凸模被拉下的作用，即承受卸料力的作用，其尺寸在此固定部分長 23mm 左右。 c.工作部分 工作部分的尺寸前面已標注。由于其形狀復雜，加工時采用仿形刨。 d.凸模長度的計算 L=h1+h2+h3+h 其中：L 為凸模長度 h1為凸模固定板厚度，取 25mm; h2為卸料

22、板厚度，取 15mm; h3為導料板厚度，取 5mm; h 為附加長度，一般取 1020mm,這里取 12mm 凸?？傞L L=h1+h2+h3+h =25+15+5+12 =57(mm) 3.6.23.6.2 凹模的設計凹模的設計 根據工件的形狀、大小以及一模沖兩件的特點來選擇凹模的形狀，由于中 小型凹模常采用整體式凹模，只有大型凹模通常選用鑲拼式，本落料模系中小 型，所以選取整體式凹模。 a.凹模的刃口形式 采用下圖所示的凹模刃口形式 這種刃口的凹模，刃口無斜度，有一定的高度，刃磨后，刃口尺由于刃口后 端擴大，因此凹模工作部分強度差些。它滿足使制件順頂板方向推下的要求， 因此能夠選用此刃口形

23、式的凹模。 b.外形尺寸 其洞口到邊緣壁厚為 c=40mm 左右。 其外形尺寸為（長寬厚）為 LBH=25020032 3.6.33.6.3 凸凹模的固定方法凸凹模的固定方法 a.凸模的固定 這里選用機械固定法中的臺肩固定方法。 b.凹模的固定 采用螺釘將凹模直接固定在下模座上。 3.73.7 定位零件的設計與選用定位零件的設計與選用 3.7.13.7.1導料板的選用導料板的選用 選用分離式的導料板，其外形尺寸縱向長度由凹模長度決定，B=200mm,選 用橫向長度 A=60mm,其高度選取 5mm,如下圖所示： 3.7.23.7.2側刃的選擇側刃的選擇 步距 A=（2+12+2+23.73）/

24、COS10.25=40（mm） 由于側刃的斷面長度應等于送料步距 S側刃長=40mm 3.83.8 模架的尺寸和結構形式模架的尺寸和結構形式 3.8.13.8.1 模架的結構形式模架的結構形式 因為模架是模具的主體結構，它是連接頂板模工作零件的部件，所以選用 模架相當重要。根據落料模的要求，所作用的頂板力較大，故選用導柱在兩側 的中間導柱模座結構。此結構比較平穩(wěn)。 3.8.23.8.2 模架的尺寸模架的尺寸 根據凹模的外形尺寸 LB=0200 由10第九章有關表格得各零件的尺 寸。 3.93.9 卸料零件卸料零件 3.9.13.9.1 卸料板的選擇卸料板的選擇 為了在頂板開始時先起壓料的作用，

25、頂板結束時又起卸料的作用，所以選 擇彈壓卸料裝置，同時為了頂板開始前就將料壓緊，彈壓卸料板位于兩側的導 料板的上部分應加工成臺階的形式。 （依據9的三章第七、八節(jié)） 3.9.23.9.2 卸料螺釘卸料螺釘 卸料螺釘選用 M8 3.9.33.9.3 彈壓裝置的選用彈壓裝置的選用 選用橡皮。頂板模中選用橡皮一般為聚氨脂橡膠（PUR） 。橡膠允許承受的 載荷較彈簧大，且安裝方便，所以在頂板模中應用很廣。 3.103.10 壓力機的選擇壓力機的選擇 3.10.13.10.1 壓力機的公稱壓力壓力機的公稱壓力 沖模為 5.68（KN） 根據 P 的大小，選用公稱壓力為 630KN 的壓力機。 3.10.

26、23.10.2 壓力機的各參數選擇如下壓力機的各參數選擇如下 發(fā)生公稱壓力時滑塊離下死點距離為 SP=8mm,滑塊行程（） 9 37 a. 固定行程 S=120mm b. 調節(jié)行程 Smax=120mm Smin=12mm 最大閉合高度 H=360mm 閉合高度調節(jié)量 H=90mm 工作臺尺寸 左右 L=710mm 前后 B=480mm 立柱間距 A=340mm 3.113.11 導向零件導向零件 由模具架中的上下模座上的導柱孔知，兩側的導柱為形狀相同而尺寸不同、 分別為 32、35mm。選用不同的尺寸，目的是為了防止安裝時裝反，不至于 損壞模具，起到安全保護模具的作用。 3.123.12 落

27、料模的說明落料模的說明 本落料模具是一套用側刃定距的導柱導向的落料模。側刃斷面的長度等于送 料步距。在壓力機的每次行程中，側刃在條料的邊緣沖下一塊長度等于送料步 距的料邊。用側刃定距，其應用不受頂板結構限制，并且操作方便安全，送料 速度高，便于實現自動化。適用于大批量生產。 凹模直接固定在模架上，凹模內所積壓的料最多為兩件。所落料和側刃頂板 的廢料煙凸凹模和下模座的出料口落下。 工作原理： 第一步落下一個料；第二步落下兩個料，以后每步是落兩個料。 3.13.1 初選設備初選設備 3.1.1 計算塑件體積和重量 由 ProE 軟件分析所得塑件的體積 V=2.783 ，PP 的密度為=0.9g/3

28、 ，所以計算得出塑件質量為 2.5g。 3.1.2 注射機型號的初選 1)注射量的計算 通過計算分析,塑件質量 m1=2.5g,塑件體積 V=2.783 從上述分析中確定為一模兩腔,所以注射量為: m=1.6nm1=1.622.5=8g 2)塑件和流道凝料在分型面上的投影面積及所需鎖模力的計算。 設計模具前流道凝料(包括澆口)在分型面上的投影面積還未知，模具設計 前根據多型腔模的統(tǒng)計分析，A1是每個塑件在分型面上的投影面積 A 的 0.2 0.5 倍，因此可用 0.35nA1來進行估算，所以 A=nA1+A2=nA1+0.35nA1=1.35nA1 =1.3521000=27002 式中 A1

29、1000mm2 鎖模力： Fm=AP型=270030=90 KN 式中型腔壓力 P型取 30MPa 3.1.3 根據容量初選注射機 通過查閱塑料成型工藝與模具設計表（4-1）及模具設計與制造簡明 手冊P276 表（2-33）選用 XS-ZY-250 注射機。 3.1.4 所選注射機主要參數如下 螺桿（柱塞）直徑 50 mm 注射容量 250 mm 注射壓力 130 MPa 鎖模力 180 KN 最大注射面積 500 c 模具最大最小厚度 350mm、250mm 噴嘴球半徑 18mm 噴嘴孔直徑 4mm 定位孔直徑 125+0.06mm 動定模固定板尺寸 598520 mmmm 3.1.5 校核

30、注射機的有關參數 由注射機料筒塑化速率校核模具的型腔數 n n(kM-m2)/m1 =(0.8250-0.5)/2.5 =80 2 型腔數校核合格 式中 k注射機最大注射量的利用系數，一般取 0.8； Mn注射機允許的最大注射量（250 3 ）; m2澆注系統(tǒng)的質量或體積（g 或 cm3）0.5g m1一個制品的質量（g 或 cm3）2.5g （2）注射量校核 nm1+m280m 2*2.5+0.5250 注射量足夠 m注射機允許最大注射量，其它同上 （3）鎖模力校核 F機p模A分=64500=32 KN 而 F=900 KN，鎖模力校核合格。 式中 F機注射機的公稱鎖模力。 P模型腔內溶體的

31、壓力，選 64MPa A分型腔及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和 m2; 其他安裝尺寸的校核等模架選定后方可校核。 3.23.2 設計澆注系統(tǒng)設計澆注系統(tǒng) 3.2.1 設計主流道襯套 根據所選的注射機主要參數及模具結構特點，選擇主流道襯套和定位圈設 計成整體式與塑機定位孔配合。查閱模具設計與制造簡明手冊P374 表（2- 101） ，選用 I 型澆口套見示意圖（3-1）澆口套具體尺寸、表面精度及形為精度 要求見非標零件圖。澆口套基本尺寸及形狀，如下圖（3-1）所示。 圖（圖（3-13-1） 3.2.2 設計計算分流道尺寸 分流道截面形狀及尺寸應根據塑料制件結構、大小和壁厚，所用塑料的工 藝性能

32、、成型工藝條件及分流道長度等因素來確定。塑件采用梯形截面流道， 按下面公式確定其截面尺寸： B=0.2654m4L=0.26545490=3.7mm H=2/3B=2/33.7=2.467mm 式中 B-梯形的大底邊寬度（mm）; m-塑件的質量（g） ； L-分流道的長度（mm） 查模具設計與制造簡明手冊P299 表 2-40 尺寸如下圖（3-2）所示： 圖（圖（3-23-2） 3.2.3 設計計算澆口尺寸 考慮到這副模具為中小型塑料模具，根據模具結構特點為一模兩腔，澆口 設計為點澆口，一般開設在分型面上，垂直于分型面，這類澆口一般采用兩次 分型，一般根據塑件的形狀特征適當地選擇進料位置。澆

33、口具體位置及分布情 況見裝配圖（PWQ-00） ，澆口形狀及尺寸查閱塑料成型工藝與模具設計P121 表（5-4）如下圖（3-3）所示。 圖（圖（3-33-3） 3.2.4 計算流動比，對所設計澆注系統(tǒng)進行流動比校核 = n i ti Li 1 式中 流動距離比； Li模具中各段料流通道以及各段模腔的長度； Ti模具中各段料流通道以及各段模腔的截面厚度。 圖（圖（3-43-4） 根據塑料成型工藝與模具設計P112 式（5-3） ，及上圖（3-4）計算出流動 比為 =L1/T1+L2/T2+L3/T3=64.4/8.5+62/6+54.2/6.2=27 查閱塑料成型工藝與模具設計表（5-1）得 P

34、P 流動比為 240-280， 所以 27260 滿足。 3.33.3 設計推出機構設計推出機構 3.3.1 頂桿頂出機構 3.3.2 確定頂桿位置、形狀、尺寸及數量 由于模具采用一個側抽芯機構，利用一個滑塊分型，從模具整體結構可以 看出，頂桿頂出機構作用于塑件，為了有足夠的頂出力，并使頂出塑件時候受 力均勻，保證制品不變形，所以根據塑件形狀及模具特點，頂出位置應在塑件 內平面上，對稱分布在塑件上端面一個用于按的地方，數量為 5 根，采用 4 根 直徑為 3.2 的頂桿和 1 根長 21.4 寬 4 的頂塊，頂桿和頂塊具體位置及布置看裝 配圖（PWQ-00） 3.3.3 頂桿安裝、固定及配合

35、頂桿通過頭部階梯固定在推桿固定板與擋板之間，頂桿與動模板，鑲件之 間的配合為 H7/e8。 3.3.4 頂出機構復位方式的確定 模具在合模時候，利用復位桿復位。詳細見裝配圖（PWQ-00） 。 3.43.4 動、定模導向機構設計動、定模導向機構設計 為保證塑料注射模具的動模與定模的正確定位和導向，所以選用普通的導 柱、導套導向機構。導柱與導套相配合，導柱固定端與模板之間一般采用 H7/h6 的過盈配合，導柱的導向部分通常采用 H7/k6 的過渡配合。導套固定孔 直徑與導柱固定孔直徑相同，可以同時加工獲得，確保了同軸度。 查閱參考文獻模具設計與制造簡明手冊P377 表 2-105，采用標準導柱

36、GB/T699-1999，導套采用 GB/T4169.3-1984，具體尺寸看下圖（3-5）： 圖（圖（3-53-5） 3.53.5 設計側向抽芯機構設計側向抽芯機構 3.5.1 設計滑塊及導滑槽結果尺寸 1、該塑件為霧化器壓蓋，外側單側有深度一般的側凹，所以要設定一個側 抽芯滑塊，開模后，借助斜導柱的作用，滑塊向下滑，在借助導柱定位的作用， 使整個側抽芯順利完成，在是用擋塊擋住滑塊，不讓滑塊脫出模具，保證了模 具的安全。 3.5.2 設計定位機構結構尺寸 為防止滑塊頂出時候，滑出導滑槽，斜滑塊應設置定位裝置，因此可以在模套 上設置擋塊，擋塊用螺紋方式固定在模板上，具體形狀尺寸參考非標零件圖與

37、 裝配圖。 3.5.3 設計斜導柱工作長度 為了保證順利完成側抽芯動作，利用斜導柱來簡化分型動作，斜導柱具體 長度、形狀見下圖（3-6）： 圖（圖（3-63-6） L斜導柱的工作長度； s抽芯距；s 取 34 斜導柱的傾斜角； 取 22 H與抽芯距 s 對應的開模距。H 取 82mm L=s/sin =34/sin22 =91mm 3.5.4 計算抽拔力 根據塑料成型工藝與模具設計P189 式（5-59）得抽芯力 Fc=chp（ucos-sin） 式中 Fc抽芯力（N） ； c側型芯成型部分的截面平均周長（m） ； h側型芯成型部分的高度（m） ； p塑件對側型芯的收縮應力（包緊力） ，其值與

38、塑件的幾何形狀及塑料品 種、成型工藝有關，一般情況下模內冷卻的塑件，p=(0.81.2) 107 Pa 取 p=1103 pa; u側型芯的脫模斜度或傾斜角（） 。 C=D=3.14 25=78.5mm Fc=78.5281103(14cos22-sin22)=27.8KN 3.5.5 側滑塊及導滑槽設計 此零件外面形狀就上端有點問題，看起來有點復雜，側向抽芯結構也有點 復雜，所以側型芯與滑塊分開來做，把側型芯插進滑塊里，用圓柱銷固定，過 渡配合，具體側滑塊及側型芯結構及尺寸見非標零件圖與裝配圖。 3.5.6 設計滑塊定位機構 滑塊定位裝置：滑塊定位裝置是靠安裝在模板上的擋塊定位的，由于此模

39、具為側面抽芯，所以選用彈簧頂銷式定位裝置較好，而且避免了模具外形尺寸 過大。 4.04.0 成型零件設計成型零件設計 4.1 計算成型零件工作尺寸 零件材料為PP ，根據塑料成型工藝與模具設計P67 表（3-9）及設計任務書要 求，該零件外露表面精度采用（SJ1372-78）6 級精度，重要尺寸精度采用（SJ1372-78）5 級精度。查閱塑料成型工藝與模具設計附錄 B 地PP收縮率為 1.0%2.5%。所以平 均收縮率 S=1.75%。型腔各段尺寸由計算機用 PRO 在制造模具型腔得到所有型芯和型腔的 尺寸。鑲件與型芯的具體尺寸見非標零件圖（PWQ-00-11） 、 （PWQ-00-12）

40、、 （PWQ-00-13） 4.2 型腔側壁和底板厚度計算 模具的大小主要取決與塑件制品的大小和結構，對于模具而言，在保證足夠強度的前提 下，結構越緊湊就越好。 根據產品的外形尺寸，以及產品本身結構（側向分型滑塊等結構） ，可以確定鑲件的外 形尺寸，確定好鑲件的大小后，可大致確定模架的大小了。初選模架為，如下圖（4-1） 所示，詳細的見裝配圖（PWQ-00） 。 圖（圖（4-14-1） 模架重要尺寸： 定模座板 =40mm 固定板 =20mm 脫澆板 =25mm 定模板 =65mm 動模板 =31.5mm 支承板 =50mm 頂桿固定板=20mm 擋板 =25mm 、 5 5 溫度調節(jié)系統(tǒng)設計

41、溫度調節(jié)系統(tǒng)設計 因為這個零件模具型腔為 2 塊鑲件型芯與一個側型芯組成，所以最理想的冷卻系統(tǒng)應 開在脫澆板、定模板、鑲件和支承板、下鑲件型芯上開四個循環(huán)水道，而側型芯的尺寸相 對較小，又要側向分型，所以不方便開設冷卻水道。 冷卻水道的直徑大小參考模具設計與制造簡明手冊P402（冷卻系統(tǒng)水孔開設原則） 得： d=812mm，根據板厚以及考慮到塑件鑲件的大小、強度，最終確定上鑲件處冷卻水孔取 8，而由于下鑲件有頂桿以及一些空，為了保證鑲件的強度，冷卻水孔不按標準制作，取 6。 冷卻水孔中心線與型腔壁的距離為水孔直徑的 12 倍，上鑲件取 L=10mm，下鑲件取 L=8。 冷卻水孔中心距為水孔直徑

42、的 35 倍，根據模具結構選擇上鑲件水孔中心距 a=34mm，下鑲件水孔距 a=48mm。 具體冷卻水道的布置及正確的位置、尺寸及數量見模具裝配圖（PWQ-00）和非標零件圖 （PWQ-00-05） 、 （PWQ-00-19） （PWQ-00-09） （PWQ-00-21） 。 6 6 支承零件設計支承零件設計 模具各支承零件如：定模座板、動模座板、墊塊等，都可通過查閱模具設計與制造 簡明手冊P359 表 2-87 獲得。 大致歸納為下表: 名稱數量標準尺寸或厚度（mm）長度 BL（mmmm） 定模座板1PWQ-00-02H=40 355315 固定板1PWQ-00-03H=20 315315

43、 定模板1PWQ-00-18H=65 315315 脫澆板1PWQ-00-04H=25 315315 動模板1PWQ-00-05H=31.5 315315 支承板1PWQ-00-06H=50 315315 頂桿固定板1PWQ-00-07H=20 200315 擋板1PWQ-00-08H=25 200315 動模座板1PWQ-00-09H=31.5 355315 墊塊2GB/T4196.6-1984H=56 31580 澆口套螺釘4GB/T70.1-2000 M618 擋板螺釘4GB/T70.1-2000 M1025 動模螺釘4GB/T70.1-2000 M16160 定模螺釘4GB/T70.1

44、-2000 M835 具體尺寸規(guī)格參照非標零件圖和裝配圖。 7 7 注塑機校核注塑機校核 7.1.1 注射容量校核 G 機G品+G澆 式中 G 機注射機額定注射量（克） ，查塑料模具設計與制造劉漢云編著 P169 表 4-3，得 G 機=250g； G 品塑料制品重量（克） ； G 澆澆注系統(tǒng)重量（克） 。 塑料制品的重量和澆注系統(tǒng)的重量計算 G 品（澆）=V x r 式中 V制品或澆注系統(tǒng)體積（cm） ； r塑料的比重，查塑料模具設計與制造表 1-5。得 r=0.9g/ mm3 G 品（澆）=2.78 x0.9=2.5 G 機G品+G澆 所以注射容量滿足要求。 7.1.2 鎖模力校核及注射壓

45、力校核 鎖模力校核： （0.759）P 機P 成=qF 成 式中 P 機注射機的額定鎖模力（牛） ，見表（4-3） ；取 180N P 成制品成型力（牛） ； q塑料進入型腔的單位平均壓力，一般?。?0004000）x104 N/m2 F 制品在分型面上（包括澆注系統(tǒng)）的投影面積（m2 ） 。 P 成=（20004000）x104 x4.34=86N 所以（0.759）P 機P 成，鎖模力符合要求 7.1.3 成型面積的校核計算 F 機F 成=P 機/20004000 x104 式中 F 機注射機額定最大成型面積，查表 4-3 得 500cm2 F 成模具成型面積 由上式可以計算出：F 成=1

46、80/20004000 x104=4.5 m2 F 機F 成所以成型面積足夠。 7.1.4 注射壓力的校核計算 （0.750.9）T 機T 成 式中 T 機注射機額定最大注射壓力，查表 4-3，得 T 機=1300 x105 Pa; T 成模具成型時需要的注射壓力，查表 1-29，得 T 成=6.9 x1079.8 x107 Pa 所以（0.750.9）T 機T 成，注射壓力符合要求。 7.1.5 模高的校核計算 模具厚度 H 必須滿足 HminHHmax Hmin=200mm，Hmax=350mm，查塑料成型工藝與模具設計P100 表 4- 1。H=340mm 所以 200340350 符合

47、要求。 7.1.6 模具最大尺寸校核 因為 L0 x B0=598 x 520 （mm x mm）查塑料成型工藝與模具設計 P100 表 4-1。 實際 L x B=355 x315 （mm x mm） LL0，BB0，所以滿足要求。 7.1.7 開模行程校核 因為模具是兩次分型，所以選用 sH1+H2+a+510mm=167，而 Smax=170， 所以開模行程符合要求。 四、頂板工藝計算及設計四、頂板工藝計算及設計 （一）排樣圖設計 設計多工位級進模，首先要設計條料 排樣圖。手柄的形狀具有一頭大一頭小的 特點，單向排列時材料利用率低。按圖 2 所示的排樣方法，可顯著提高材料利用率。 但由于

48、凸模和凹模都要制成兩套，從而增 加模具成本，所以設計成隔位頂板，條料 完成頂板以后，將條料水平方向旋轉 180， 再沖第二遍，在第一次頂板的間隔中頂板 圖2 出第二部分工件。 （二）裁板設計 搭邊值的確定：搭邊是指頂板件是制件之間，制件與條（板）斜邊緣之間的余料。搭 邊的作用是：補償定位誤差，保證沖出合格的制件，保持條料具有一定的剛性，便于送料； 保護模具，以免模具過早地磨損而報廢。 搭邊值的大小取決于制件的形狀、材質、料厚及板料的下料方法，搭邊值大小影響材 料的利用率，經查表得出搭邊值為 1.4 和 2.2mm，但考慮到此模具要雙向頂板，如果搭邊 值太小，很可能導致條料彎曲變形，所以取 2.

49、5 和 3.5mm 為宜，根據排樣圖，L 取 127mm。送料間隙 C =1.01.5mm,這里取 1mm。 a=2.5mm b=3.5mm c=1mm L=127mm 條料寬度：B=（L+2b+c） =（127mm+23.5mm+1）=135mm 板料規(guī)格：1500mm1000mm1.2mm 剪切條料尺寸：135mm1000mm 條料數 n1=1500/135=11 條 每條個數 n2=1000/26.5=37 個 每板個數 n3=1137=407 個 沖片面積：S=3.1482/2+3.1462/2+1695+895=2782.4mm2 條料利用率：1=372782.4/135100010

50、0%=76% 板料利用率：2=372782.4/1000100%=75% 此工件的尺寸在級進模中是較大的，只有 2 個工位，又是小批量生產，因此采用擋料 銷定位。送料時廢料孔與擋料銷作為粗定距，在大凸模上安裝兩個導正銷，利用條料上 5mm 和 8mm 孔作導正銷孔進行導正，以此作為條料送進的精確定距。因為這是一副級 進模，所以操作時完成第一步頂板后，把條料抬起向前移動，用落料孔套在擋料銷上，并 向前推緊。頂板時凸模上的導正銷再作精度定距。擋料銷位置的設定比理想的幾何時位置 向前偏移 0.2mm，頂板過程中精度定位元件完成以后，當用導正銷作精確定位時，由導正 銷上圓錐形斜面再將條料向后拉回約 0

51、.2mm，而完成精確定距，用這種方法定距精度可達 到 0.02mm。 （三）卸料力計算 查表得 K卸=0.05 F卸=K卸F0=0.05117834.2=5892N （四）頂板力的計算 頂板力用公式 F0=lt 計算，查表得取材料抗剪強度 =320MPa，板料厚 t=1.2mm，L 值為 2 個孔的總周長與工件外輪廓線周長之和，即 L=306.86mm。 則頂板力為：F0=lt=306.86mm1.2mm320MPa=117834.2N=118KN。 （五）總壓力計算（五）總壓力計算 F總=F+F卸=117834+5892=123736N=124KN 確定壓力機的規(guī)格時應遵循如下原則： （1）

52、壓力機的標稱壓力必須大于頂板工序所需壓力，當頂板行程較長時，還應注意在 全部工作行程上，壓力機許可壓力曲線應高于頂板變形力曲線。 （2）機床滑塊行程應滿足制件在高度上能獲得所需尺寸，并在頂板工序完成后能順利 地從模具取出來。 （3）壓力機的行程次數應符合生產率和材料變形速度的要求。 （4）壓力機的閉合高度、工作臺面尺寸、滑塊尺寸、模柄孔尺 寸等都能滿足模具的正確安裝要求。 根據計算結果以及上述原則，查表得 J23-16 可傾式壓力機最大封閉高度 220、封閉高 度調節(jié)量 60、模柄孔尺寸直徑 40 深度 60 工作臺尺寸 450300，符合使用要求。 （六）模具壓力中心計算（六）模具壓力中心計

53、算 頂板模壓力中心就是頂板合力作用點，頂板時模具的壓力中心一定要與沖床滑塊中 心重合，避免產生偏彎矩。 減少模具導向機構的不均勻磨損；保證頂板工作間隙的穩(wěn)定性，防止刃口局部迅速 變鈍，提高頂板件的質量和模具的作用壽命，合理布置凹模型孔的位置，因此設計模具時， 要使模具的壓力中心通過模柄的軸線，從而保證模具壓力中心和沖床滑塊中心重合。 計算壓力中心時，應首先畫出凹模型口圖，如圖3 所示，在圖中將 X、Oy 坐標建 立在圖示的對稱中心線上，在圖中將頂板線按幾何圖形分成 L1L6共 6 組線段，每組線段 都要計算出線段總長度力的作用點到力軸的距離及到 y 軸的距離，L1是半圓弧其力在 X 方 向的作

54、用點可以有關手冊中查出，位于距圓心 2R/ 處，L4也是半圓弧，計算方法同上： L2、L3是直線，力的作用 點位于直線中間，L6是 8mm 的圓，力的作用點 位于 8mm 的中心，根據 公式計算： 計算壓力中心數據表計算壓力中心數據表 (mm) 將表中的數據代入 下式計算， Xc=L1X1+L2X2+ L6X6/ L1+ L2+L6=19.45mm yc= L1y1+L2y2+L6y6/ L1+ L2+L6=6.60mm 壓力中心是圖3 所 注的 C 點。 頂板間隙所選工件材料為低碳鋼，取型截面，查表得出 Z/2t=9%其中 Z 為間隙值， t 為板料厚度，則單面間隙為： Z/2=0.09t=

55、0.091.2mm=0.108mm。 （七）彈性橡膠板計算 編號頂板線長度 L力中心到 y 軸距離 x力中心到 x 軸距離 y L125.12-52.5926.5 L295.34038.5 L395.34014.5 L450.2457.85626.5 L515.7-47.5-26.5 L625.1247.5-26.5 圖3 本模具中橡膠板的工件行程由以下幾個部分組成：凸模修磨量 5mm，凸模凹進卸料 板 1mm，工作厚度 1.2mm，凸模頂板后進入凹模 2mm，以上四項長度之和就是橡膠板的 工作行程 S2作：即 S2作=（5+1+1.2+2）mm=9.2mm 取壓縮量為自由高度的 0.25，則

56、橡膠板的自由高度為： H自由=S工作/0.25=9.2mm/0.25=36.8mm 預壓縮量取 15%，查表得 P=0.5MPa，此時橡膠板應具有足夠的即料力，其卸料力的 大小根據公式 F=AP（N） ，計算橡膠板所需的面積，則： A=F/P=5891.7N/0.5=11783mm2=117.83cm2 結合模具實際結構，將橡膠板分成四塊安裝，橡膠板高度 H自由與直徑 D 之此需要滿 足下式： 0.5H自由/D1.5 （八）凸凹模刃口尺寸計算（八）凸凹模刃口尺寸計算 根據頂板特點，落下來的料和沖出的孔都是帶有錐度的，過落料件的大端尺寸等于 凹模尺寸，沖孔件的小端尺寸等于凸模尺寸。在測量與使用中

57、，落料件是以大端尺寸為基 準， ，即頂板件的尺寸是以測量光亮帶尺寸為基準的，頂板時凸、凹模將與頂板件或廢料發(fā) 生摩擦，凸模愈磨愈小，凹模愈磨愈大，從而導致凸、凹模間隙愈用愈大。 1 1、凸凹模間隙、凸凹模間隙 已知工件材料為 Q235，材料厚度 t=1.2mm, 查表得 Zmax=0.16 mm， Zmin=0.13mm 2、沖孔 沖孔時，沖孔件尺寸決定于凸模尺寸，以凸模為基準，間隙取在凹模上，頂板間隙 通過增大凹模刃口尺寸來取得。為增加模具使用奏，應加上一個備磨量 X按自由公差 IT14 級，查出 5mm 孔=0.3mm，8mm 孔=0.36mm，16mm 孔=0.43mm，32mm 孔 =

58、0.62mm，磨損系數查表取 X=0.5，凸凹模制造公差 d=0.6（Zmax-Zmin） =0.60.03=0.018mm，P=0.4（Zmax-Zmin）=0.40.03=0.012mm 5mm 孔 d凸=(dmin+ X) - p =(5+0.50.3) - p =5.15+0.012 mm d凹=(d凸+Zmin) +d =(5.15+0.13) +d=5.28-0.018 mm 8mm 孔 d凸=(8+0.50.36) 0.018 =8.18-0.018 mm d凹=(8.18+0.13) +0.012=8.31+0.012 mm 3、落料 落料時，落料件尺寸取決于凹模尺寸，以凹模為

59、基準，間隙取在凸模上，頂板間隙 通過減小凸模刃口尺寸來獲得，所以應減去一個備磨量 X 16mm 孔 D凹=(D- X)+ d=(16-0.50.43)+ d=15.785+0.012 mm D凸=(D凹-Zmax)- p=(15.785-0.13) - p =15.655-0.018 mm 32mm 孔 D凹=(32-0.50.62)+ d=31.69+0.012 mm D凸=(31.69-0.13) d=31.56-0.018 mm 五、模具類型及結構的確定五、模具類型及結構的確定 模具總體結構如圖 4 所示：由于凸、凹模間隙比較大，所以模具采用滑動中間導柱模 架。模具上模部分主要由上模板、

60、墊板、凸模固定板、凸模及卸料板等組成。卸料方式采 用彈性卸料以橡膠為彈性元件。上模部分共有 3 個凸模，下模部分由下模座、凹模板、導 料板和擋料裝置等組成。沖孔廢料的成品件均由漏料孔漏出。 六、模具材料的選用六、模具材料的選用 模具材料是模具的制造基礎，合理選擇模具材料，正確實施模具熱處理工藝是保證模 具壽命，提高模具質量和使用效能的關鍵。頂板模是在常溫下對材料進行壓力加工或其他 加工所使用的模具。在使用中受到壓縮、拉深、彎曲、沖擊、摩擦等機械力的作用。正常 失效形式是磨損，脆斷、彎曲、啃傷等，因此要求頂板模具在相應的熱處理后，具有較高 的變形抗力、斷裂抗力、耐磨損、抗疲勞等能力，以保證模具的精度和壽命。 1、選擇材料的一般原則 （1）要有足夠的使用性能 （2）良好的工藝性能。 （3）合理的經濟性能。 2、選擇模具材料應考慮的因素 （1）模具的工作條件：如模具的受力狀態(tài)，工作溫