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常州机电职业技术学院令狐文艳毕业设计（论文）作者：学号：系部：模具技术系专业：精密模具设计与制造题目：冷冲模（带凸缘拉伸件）指导者：评阅者：2015年 5月带凸缘拉深件模具设计摘要拉深是利用模具使平板毛坯变成为开口的空心零件的冲压方法，用拉深工艺可以制成筒形、阶梯形、锥形、抛物面形、盒形和其他不规则形状的薄壁零件，其中又以筒形件简单和多见，而有凸缘筒形件又分为宽凸缘和窄凸缘件。
只有加强拉深变形基础理论的研究，才能提供更加准确、实用、方便的计算方法，才能正确地确定拉深工艺参数和模具工作部分的几何形状与尺寸，解决拉深变形中出现的各种实际问题，从而，进一步提高制件质量。
在拉深工艺设计时，必须知道冲压件能否一次拉出，这就引出了拉深系数的概念。
拉伸系数决定于每次拉深时允许的极限变形程度。
在多次拉深中，对于宽凸缘拉深件，则应在第一次拉深时，就拉成；零件所要求的凸缘直径，而在以后各次拉深中，凸缘直径保持不变。
为了保证以后拉深时凸缘不变形，宽凸缘拉深件首次拉入凹模的材料应比零件最后拉深部分实际所需材料多3%~5%,这些多余材料在以后各次拉深中，逐渐将减少部分材料挤回到凸缘部分，使凸缘增厚，从而避免拉裂。
关键词：筒形，模具设计，拉深，冲压AbstractThe extension is a mould to make the plate blank into the stamping method for hollow parts of the opening, thin-walled parts with deep drawing process can be madeinto a cylinder shape, ladder shaped, cone, parabolic, box and other irregular shapes, and the case of cylindrical parts simple and rare, and flange cylindrical parts is divided into wide flange and narrow flange.Only by strengthening the basic theory research of deformation calculation method of drawing, can provide more accurate, practical and convenient, can correctly determine the geometry and size of drawing process parameters and working parts of die, to solve the actual problems, drawing deformation in order to further improve the quality of workpieces.In the process design of deep drawing, must know whether a stamping out, this leads to the concept of drawing coefficient. Limit drawing coefficient depends on each drawing the allowable deformation degree. Many in the drawing, for wide flange drawing parts,should be in the first drawing, pull into;the diameter of the flange parts required,and after each time depth, the diameter ofthe flange remain unchanged. In order to ensure the flange without deformation after drawing, wide flange drawing parts for thefirst time into the die material should be better than the last part of the actualparts drawing materials needed for multiple3%~5%, these extra materials after varioustimes of deep, gradually will reduce part material out back to the flange portion, the flange thickened, so as to avoid cracking.Keywords: cylinder, mold design, drawing, stamping目录摘要 (I)Abstract ........................................ I I 前言 . 0第1章加工零件的工艺分析 (2)1.1零件分析 (2)1.2冲压件的工艺分析 (2)1.3制定冲压工艺方案 (3)第2章模具总体设计 (5)2.1模具类型的选择 (5)2.2操作方式 (5)2.3卸料、出件方式 (5)2.3.1卸料方式 (5)2.3.2出件方式 (5)第3章模具设计计算 (6)3.1工艺参数的确定及计算 (6)3.2确定拉伸次数 (6)3.3排样及材料的利用率 (7)3.3.1排样方法 (7)3.3.2材料的利用率 (8)第4章冲压模具设计 (8)4.1确定冲压类型及结构形式 (8)4.2计算工序压力、选择压力机 (8)4.2.1落料力 (8)4.2.2卸料力 (8)4.2.3拉伸力 (9)4.2.4压边力 (9)4.3. 计算模具压力中心 (9)4.4. 计算模具零件主要工作部分刃口尺寸 (10)第5章模具零件的选用 (11)5.1模架的选择 (11)5.2冲压设备的选用 (12)第6章模具制造技术要求 (12)6.1表面粗糙度及标准 (12)6.2配合要求 (13)第7章编写技术条件 (14)第8章设计并绘制模具总装图及选取标准件 (16)毕业设计小结 (17)结论 (18)参考文献 (20)前言冲压模具在实际工业生产中应用广泛。
塑胶射出成型技术讲义(A) 目录一、塑膠成型的種類→15分二、塑膠射出成型的基本→30分三、成型品設計的基本→30分四、塑膠射出成型經常遭遇的問題→20分五、塑膠射出成型理想化的有關事項→20分六、造成問題的有關原因→25分七、成型事故與對策→25分一、塑膠成型的種類大多數的成型都是將塑膠加熱熔融后，在模具中或經由模具以壓、抽、擠、滾、吹或吸而使之成為我們所要的行狀l成型的種類l射出成型Injection Moldingl擠壓成型Extrusionl吹塑成型Blow Moldingl真空成型Vacuum Formingl壓縮成型Compression Moldingl發泡成型Expanded Formingl滾塑成型Rotation Moldingl鑄塑成型Casting Moldingl層積成型Lamination二、塑膠射出成型的基本(一)塑膠的優點─輕而堅韌，便宜，成型加工容易l使用塑膠的目的1.為了降低材料費用成本2.減輕重量3.避免生銹或腐蝕4.為了實現理想形狀5.實現理想造型和外觀6.隔熱性好7.電絕緣性好l使用塑膠材料時應注意點1.精密度稍差2.耐熱性不佳3.可燃性4.強度不夠5.耐溶劑性，耐油性低6.會劣化7.不具電磁波屏蔽性(二)塑膠射出成型的優點─大量制造精密產品l射出成型的原理l射出成型是塑膠成型的代表方法l射出成型的生產力高l射出成型品的精度高(三)射出成型機的原理(四)射出成型用模具的基本l堅固的模具是成型的基本l產品的生產計劃和設計應預先l充分檢討l模具的基本構造(三種)l模具的重點在于防止變形和通氣(五)射出成型品設計原則l目的─便宜，快而大量生產1.加脫模斜度2.成品厚度應均勻3.形狀易簡單4.不要有銳角角隅5.注重實績l射出成型用材料1.加熱則軟化的塑膠2.熱可塑性塑膠3.結晶性與非結晶性材料4.成型的收縮率5.流動性的目標三、成型品設計的基本(一)成型品設計的基本要件l掌握必要特性1.首先盡量詳列使用條件2.根據使用條件列舉必要特性表，依據重要性，當完成設計構想時，再據該表評價，以利設計進行。
注塑模具设计之浇口与流道设计
1.浇口设计：
浇口是塑料进入模具腔体的通道，直接影响产品的质量和外观。
浇口设计应遵循以下原则：
1.1浇口的位置应尽量选择在产品的无重要表面或结构上，以减少产品上的痕迹和缺陷。
1.2浇口的形状应尽量简单，以便于注塑成型时的塑料流动，避免气泡和短流等缺陷。
1.3浇口的大小应根据产品的要求确定，过大会导致浇注时间过长，过小会导致注塑过程压力过高。
1.4浇口与产品的交界处应尽量平滑，以减少痕迹和切除时的损耗。
1.5浇口的数量应尽量减少，多个浇口可能导致注塑不平衡，造成产品尺寸不一致。
2.流道设计：
流道是浇口与模具腔体之间的连接通道，它将塑料从浇口引导到模具腔体中。
流道设计应遵循以下原则：
2.1流道的形状应尽量简单，避免过多的转弯或急角，以减少流动阻力和塑料流动不均匀导致的缺陷。
2.2流道的长度应尽量短，以减少注塑周期和塑料的凝结时间。
2.3流道的截面积应逐渐减小，以确保塑料在流道中均匀流动，避免气泡的产生。
2.4流道与模具腔体的接头处应尽量平滑，避免塑料流动时的冲击和挤压，以减少产品上的痕迹和缺陷。
总结起来，注塑模具设计中的浇口与流道设计需要考虑产品的要求、材料的特性和注塑工艺的要求等多个因素，以使得产品的质量达到最佳状态。
在实际设计中，需要结合实际情况进行调整和优化，不断改进和提高设计水平。
如何设计注塑模具的浇口？浇口的设计和塑件的尺寸、形状模具结构，注射工艺条件及塑件性能等因素有关。
但就基本作用来说，浇口截面要小，长度要短，因为只有这样才能满足增大流料速度，快速冷却封闭，便于塑件分离以及浇口残痕最小等要求。
1. 浇口位置需要满足的5个要求1）外观要求(浇口痕迹,熔接线)2）产品功能要求3）模具加工要求4）产品的翘曲变形5）浇口容不容易去除6）成型工艺易掌控2. 对生产和功能的影响1）流长决定射出压力，锁模力，以及产品填不填的满流长缩短可降低射出压力及锁模力。
2）浇口位置会影响保压压力，保压压力大小，保压压力是否平衡，将浇口远离产品受力位置（如轴承处）以避免残留应力，浇口位置必须考虑排气，以避免积风发生，不要将浇口放在产品较弱处或嵌入处，以避免偏位。
3. 选择浇口位置的技巧（1）浇口浇口是一条横切面面积细小的短槽,用以连接流道与模穴。
横切面面积所以要小,目的是要获得以下效果:1）模穴注不久,浇口即冷结2）除水口简易3）除水口完毕,仅留下少许痕迹4）使多个模穴的填料较易控制5）减少填料过多现象（2）浇口位置以及尺寸1）将浇口放置于产品最厚处，从最厚处进浇可提供较佳的充填及保压效果。
如果保压不足，较薄的区域会比较厚的区域更快凝固，避免将浇口放在厚度突然变化处，以避免迟滞现象或是短射的发生。
2）可能的话，从产品中央进浇，将浇口放置于产品中央可提供等长的流长，流长的大小会影响所需的射出压力，中央进浇使得各个方向的保压压力均匀，可避免不均匀的体积收缩。
3）当塑料流入流道时,塑料接近模面最先降热(冷却)及凝固。
塑料再向前流动时只是在此凝固的塑料层流过。
又由于塑料是低传热物质，固态的塑料形成绝绿层及保持层的仍可流动。
所以,在理想的情况下,浇口应设置在横流道层位置,使得最佳的塑料流动效应。
此情况最常见于圆形及六角形的横流道.然而梯形的横流道无法达致此效果,因浇口不能设置于流道的中间位置。
决定浇口位置时,应紧守下列原则：1）注入模穴各部份的胶料应尽量平均；2）注入工模的胶料,在注料过程的各阶段,都应保持统一而稳定的流动前线；3）应考虑可能出现焊痕,气泡,凹穴,虚位,射胶不足及喷胶等情况；4）应尽量使除水口操作容易进行,最好是自动操作；5）浇口的位置应与各方面配合。
模具浇口的设计浇口是指连接分流道和型腔的进料通道，它是浇注系统中截面尺寸最小且长度最短的部分。
浇口的尺寸过小会使压力损失过大，冷却加快，补缩困难；浇口的尺寸过大，浇口周围会产生过剩的残余应力，导致产品变形或者破裂，且浇口的去除困难等问题。
设计浇口时应注意以下几点：(1)浇口的平衡,塑料流动平衡；在多腔注射模中，在尚未将所有型腔全部填满时，为了克服塑料的流动阻力，仍需保持推动塑料前进的压力。
但这时的压力不需要很高。
因为填充结束时,塑料压力就会急剧上升。
另一方面，已停止供给塑料的浇口开始固化，最先填充结束的型腔在尚未达到规定的塑料压力时已固化。
使得产品不能获得良好的物理性能和较精确的尺寸。
为了防止这种现象,就必须进行浇口的平衡。
(2)避免产品变形，产品的变形有脱模变形，收缩不均匀等产生内应力所引起的变形等多种原因。
根据塑料种类的不同，塑料流动方向的收缩率与垂直于流动方向的收缩率会有不同差异。
(3)应减少或避免产生熔接痕，提高熔接痕的强度，尤其在对产品外观要求较高、不允许有熔接痕时，应在设计初期通过模流分析来解决这一问题。
(4)当产品对外观质量有要求时，不影响产品外观，且方便切除浇口废料。
浇口的形状、尺寸和进料位置对产品的质量影响很大。
浇口的设计与塑料的品种、塑料形状产品壁厚、模具结构以及注射成型工艺参数等有关。
一般要求浇口截面小、长度短。
实际使用时，在T0试模之后，按产品的成型情况酌情修正。
浇口种类多样，应根据塑料的成型特性、产品形状、尺寸要求、生产批量等多方面因素来综合考虑，选择合理的浇口形状。
在实际生产中常用的浇口种类有以下几种：(1)点浇口。
点浇口又称为针浇口，它是一种尺寸小的浇口。
它的优点是浇口小，塑料通过点浇口时流速增加，提高了充模速度，从而可以获得外表清晰、有光泽的产品。
点浇口冷凝快，可以缩短成型周期，可自动拉断浇口，残留痕迹小，减少了后续工艺，提高了生产效率。
但是塑料流入时，充模阻力大，对黏度较高的塑料是不利的，会产生充模不满等缺陷。
注塑模具的流道与浇口设计
塑料熔体从注射成型机的喷嘴经主流道、流道、浇口进人模腔。
模腔的人口被称为浇口。
为了防止喷嘴末端的固化冷料进人模腔，在流道的末端应该设计冷料井。
01流道
流道是从主流道到浇口间的重要通道，是注塑机喷嘴射出的熔融塑料的流动通道。
流道应被设计成低阻力和防止冷却。
通常，流道被设计成梯形或圆形。
常见流道的形状
对于多腔模具，为了得到好的尺寸精度，流道的设计十分重要，下图典型的多腔模具的流道设计。
多腔模具流道
02浇口
浇口系统设计，如位置、数目、几何形状和尺寸对生产效率和尺寸精度是十分重要的，浇口的作用总结如下：
1.控制流入模腔的塑料熔体的体积和方向
2.固化前，在模腔内封闭熔料并阻止熔体回流到流道
3.由于黏性耗散引起的热而生成
4.易于切下流道，简化制品的后处理
分类：
非限制性浇口称为直浇口，如下图所示，这种浇口形式的模具设计简单，操作容易，成型容易并减小收缩。
但这种浇口成型周期变长，并易出现如裂纹、翘曲和残余应力等成型缺陷。
直浇口。
技术专栏: 塑胶射出成型模具的浇口设计
令狐文艳
文：徐昌煜 (现任模仁科技董事长兼震雄集团顾问) 浇口(Gate)在射出成型模具的浇注系统(FeedSystem)中是连接流道(Runner)和型腔(Cavity)的熔胶通道。
浇口设计和塑件品质有着密不可分的关系。
1. 浇口的位置和数目1.1. 浇口位
置与喷流(Jetting)的关系浇口若能布置成冲击型浇口 --也就是使得进浇后的塑胶熔体立刻冲击到一阻挡物(如型腔壁、芯
型销等)，让塑流稳定下来，就可以减少喷流的机率。
1.2. 浇口的位置和数目与熔接线(Weld Line)的关系熔接线是两股熔
胶的波前(Melt Front)相遇后所形成的线条。
就塑件的外观或是强度而言，熔接线都是负面的。
每增加一个浇口，至少要增加一条熔接线，同时还要增加一个浇口痕(Gate Mark)、较多
的积风 (AirTrap)以及流道的体积。
所以在型腔能够如期充填的前提下，浇口的数目是愈少愈好。
爲了减少浇口的数目，每一浇口应在塑流力所能及的流动比之内(Flow Lengthto Thickness Ratio)，找出可以涵盖最大塑件面积的进浇位置。
更改浇口位置以后，能够将熔接线自敏感处移除爲上策。
如果熔接线无法移除，那么增加波前的熔胶温度(Melt Temperature)；或是减少两相遇波前的熔胶温度差(Melt TemperatureDifference)；或是增加两波前相遇后的熔胶压力(Melt Pressure)；或是增加熔胶波前相遇时的遇合角(MeetingAngle)，都可以改善熔接线的品质。
1.3. 浇口的位
置和数目与积风(AirTrap)的关系积风是型腔内的空气和熔胶
释出的气体被熔胶包围后的缺陷。
积风的存在，重则导致短
射(Short Shot)或焦痕(BurnMark)，轻亦影响外观和强度。
每增加一个浇口，就会增加积风发生的机率。
当塑件厚薄差异
大时，如果浇口位置设置不当，就会因爲跑道现象(RaceTrack Effect)而导致积风。
1.4. 浇口位置与迟滞效应(HesitationEffect)的关系迟滞效应是熔胶流到厚薄交接处的时候，由于薄处的流阻较大，而在该处阻滞不前的效应。
这种效应重则産生短射，轻亦形成迟滞痕(亦即高残余应力带)。
浇口应置于距离可能发生迟滞效应的最远处，以消除或减轻迟滞。
1.5. 浇口位置与缩痕(Sink Mark)和缩孔(Void)的关系浇口应置于厚壁处以确保补缩的塑流(CompensationFlow)能够维
持得最久，厚壁处才不会因爲较大的收缩，而使得缩痕和缩孔更容易发生。
1.6. 浇口位置与溢料(Flash)的关系型腔布置和浇口开设部位应立求对称，防止模具承受偏载而産生溢料现象。
如(图一)所示，b)的布置较之a)爲合理。
1.7. 浇口位置与流动平衡(FlowBalance)的关系就单型腔模具而言，熔胶波前于同一时间抵达型腔各末端，就叫做流动平衡。
流动平衡的设计使得熔胶的压力、温度以及体积收缩率的分布比较均匀，塑件的品质较好。
所以浇口位置的选择以是否达成流动平衡爲准。
流动平衡与否，可以模拟充模的CAE进行确认。
对浇口数目相同但是浇口位置不同的设计而言，能以最小的射压(Injection Pressure)和锁模力(Clamp Force)充模的设计是流动最平衡的设计。
就多型腔模具(Multi-cavityMould)而言，熔胶波前于同一时间抵达各型腔末端，就叫做流动平衡。
在非平衡布置的多型腔模具中，注道到各型腔的流道长度不同，或者各型腔的形状和尺寸不尽相同。
这时可以调整浇口上游的支流道的剖面尺寸(如直径或厚度等)，以达到流动平衡的目的。
一般调整浇口剖面尺寸的作法并不可取，一来此非长久之计(浇口小，容易耗蚀，流动平衡不能持
久) ，二来若是浇口厚度也在调整之列，就会失去浇口作爲划一封凝时间(Freeze Time或SealTime)的功能。
当支流道比较细长(一般在200mm以上)，可采用以下公式来平衡塑流：
1.8. 浇口位置与塑件平面度的关系浇口的布置若能形成单一方向流(Uni-directional Flow) -也就是塑胶熔体进入型腔后，其波前能以一平直的形式推进，那麽塑胶在流动方向和垂直流动方向的收缩就不会相互牵制，可以産生平面度高的塑件。
浇口的布置若能使得塑胶熔体先流经型腔的平直部分，后流到型腔的弯曲部分，就可以减少残余应力对塑件中心面的不对称度，发生翘曲的可能性可以减少。
1.9. 浇口位置与型芯偏移的关系正确的浇口位置使得进浇后的塑胶熔体对型芯施加相互抵消的压力，免得型芯因单边受力太大而偏移，以致成型的塑件在压力大的一侧较厚，而在压力小的一侧较薄，这也会造成脱模困难以及塑件损坏。
2. 浇口的型式和尺寸2.1. 边缘浇口(Edge Gate)又称爲侧浇口(Side Gate)，剖面有矩形，也有圆形，一般开设在分模面上，从型腔外侧面进料。
矩形边缘浇口(Rectangular EdgeGate)是最常见的浇口，常用于两板式多型腔模具，形状简单，加工方便，去除浇口容易，浇口痕迹小但是容易形成熔接线和积风。
如(图二)所示。
主要的尺寸有三：
考虑单面(凸模或凹模型腔面)即可。
2.2. 扇形浇口(Fan Gate)通过以上公式中算出的边缘浇口的宽度若大于浇口上游的支流道直径或宽度，就可采用扇形浇口。
如(图三)所示，浇口开设在分模面上，从型腔外侧面进料，浇口沿进料方向逐渐加宽，厚度则逐渐减薄。
从此浇口进入型腔的塑胶熔体波前较爲平直，可减少翘曲变形，用来成型宽度较大的板状塑件颇爲适宜。
主要的尺寸有三：
2.3. 薄片式浇口(Film Gate)又称爲平缝式浇口，常用来成型平直的大面积薄壁塑件。
如(图四)所示，浇口的分配流道与型腔侧边平行，其长度通常大于塑件宽度。
从此浇口进入型腔的塑胶熔体波前可保持单一方向流，可避免翘曲变形，常用来成型平直的
大面积薄壁塑件。
2.4. 重叠式浇口(Overlap Gate)又称爲搭接浇口，如(图五)所示。
可布置爲冲击型浇口，有效的防喷流，但是浇口处易産生缩痕，浇口切除较爲困难，浇口痕迹明显。
主要的尺寸有三：
2.5. 凸耳式浇口(Tab Gate)如(图六)所示，在型腔侧面开设耳槽，熔胶通过浇口冲击在耳槽侧面上，经调整方向和速度后再进入型腔，如此应力得以释放，可以避免喷流。
但是这种浇口切除较爲困难，浇口痕迹较大。
主要的尺寸有六：
2.6. 针点浇口(Pin Point Gate或Pin Gate)针点浇口位置限制小，浇口痕迹小，开模时浇口可自动拉断，有利于自动化操作，如(图七)所示。
就薄壁塑件而言，浇口附近剪切速率(ShearRate)过高，残余应力高，容易开裂，可局部增加浇口处塑件壁厚，如上图所示，以圆弧R形成酒窝(Dimple)状过
渡，以行改善。
主要的尺寸有二：
2.7. 潜伏式浇口(Submarine Gate或Subsurface Gate)又称爲隧道式浇口(Tunnel Gate)，如(图八)所示，流道开设在分模面上，浇口潜入分型面下，熔胶斜向进入型腔。
塑件和流道分别设置推出机构，开模时浇口自动被切断，流道凝料自动脱落。
塑胶过轫(如PA)或过脆(如PS)并不适用，前者不易切断，后者易于断裂，容易堵塞浇口。
主要的尺寸有：
2.8. 盘形浇口(Diaphragm Gate)盘形浇口用于内孔较大的圆筒形塑件，或具有较大长方形内孔的塑件，浇口在整个内孔周边上。
如图九(a)和(b)所示，塑胶熔体从内孔周边以大致同步的方式注入型腔，型芯受力匀称，熔接线可以避免，排气顺畅，但是会在塑件内缘留下明显的浇口痕迹。
盘形浇口的主要的尺寸有二：
2.9. 圆环形浇口(Ring Gate)圆环形浇口设置在与圆筒形型腔的外侧，即在型腔周围设置浇口，适用于薄壁长管型塑件，如(图十)所示，塑胶熔体环绕型芯以大致同步的方式注入型腔，型芯受力匀称，熔接线可以避免，排气顺畅，但是会在塑件周
令狐文艳
令狐文艳
边留下明显的浇口痕迹。
圆环形浇口的主要的尺寸有二：
2.10. 直浇口(Direct Gate)又称爲注道型浇口(Sprue
Gate)，如(图十一)所示，塑胶熔体直接注入型腔，压力损失小，保压补缩强，构造简单，制造方便，但是冷却时间长，去除浇口困难，浇口痕迹明显，浇口附近容易産生缩痕和缩孔以及残余应力较高。
主要的尺寸有三：
--- 全文完 ---。
