模具、工装夹具制造实用技术

Ⅰ.①模… Ⅱ.①凯…②刘… Ⅲ.①模具—制造②夹

具—制造 Ⅳ.①TG76②TG706

中国版本图书馆CIP数据核字（2O10）第178752号

机械工业出版社（北京市百万庄大街22号 邮政编码100037）

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2011年1月第1版第1次印刷

前言

13版前言

1冲压技术1

1-1概念确定1

1-2切割2

1-2-1剪切2

1-2-2剪切方法2

1-2-3剪切时切割位置4

1-2-4切割过程4

1-3切割模具5

1-3-1按加工方法划分5

1-3-2按加工过程划分5

1-3-2-1单序切割模具5

1-3-2-2多序模具7

1-3-3按设计结构划分10

1-3-3-1无导向冲裁模具(敞开式冲裁模具)10

1-3-3-2有导向冲裁模具10

1-3-4特殊冲裁模具12

1-3-4-1切边模具12

1-3-4-2切飞边模具14

1-3-4-3修整模具15

1-3-4-4精冲裁模具16

1-4冲裁模具零件18

1-4-1模座19

1-4-2凹模19

1-4-3条料导向件21

1-4-4导板22

1-4-5夹紧板22

1-4-6冲裁凸模23

1-4-7冲模限制块24

1-4-8凸模压板25

1-4-9压板25

1-4-10上模座25

1-4-11模柄25

1-4-12导柱框架26

1-4-13弹簧件28

1-4-14送料限位装置29

1-4-15工件与下脚料卸料32

模具、工装夹具制造实用技术目录1-5冲裁模具构件材料举例35

1-6冲裁模具对形状的影响37

1-6-1冲裁间隙37

1-6-2冲裁毛刺40

1-6-2-1毛刺类型与形成原因40

1-6-2-2毛刺部位40

1-6-3冲裁力41

1-6-3-1降低冲裁力42

1-6-3-2冲裁力与单位面积压力42

1-6-4模柄位置43

1-6-4-1用冲裁力计算位置43

1-6-4-2用凸模周边重心计算位置44

1-6-4-3利用线重心计算位置45

1-6-4-4用面重心计算位置46

1-6-5材料利用46

1-6-5-1下料时的材料利用47

1-6-5-2落料时的材料利用47

1-6-5-3换向冲裁52

1-6-5-4倾斜布置52

1-6-5-5最有利的工件尺寸53

1-7楔冲裁54

1-8翻边56

1-9冲裁模具安全防护57

1-10级进冲裁模具实例58

1-10-1课题提出58

1-10-2准备工作58

1-10-3模具结构59

1-11成形技术工艺规程60

1-11-1压力成形61

1-11-1-1模锻成形61

1-11-1-2冲压64

1-11-1-3挤穿67

1-11-2拉—压成形70

1-11-3拉力成形80

1-11-4弯曲成形80

1-11-4-1材料性质80

1-11-4-2弯曲模具82

1-11-4-3用自动打弯机弯曲85

1-11-5用有效介质的成形模具86

1-12复合模具87

1-12-1级进复合模具87

1-12-2级进复合模具结构88

1-12-3总体复合模具90

1-13用于冲压加工的压力机与辅助装置92

1-13-1压力机类型92

1-13-2压力机工作原理97

1-13-3压力机的选择100

1-13-4压力机附加装置102

1-13-5模具的安装与监控103

1-13-6压力机的防护装置104

1-13-7压力机与模具的维护保养105

2模具制造107

2-1加工方法107

2-2硬模铸造107

2-3压力铸造109

2-3-1热室法109

2-3-2冷室法110

2-3-3压铸机110

2-3-4压铸件外形111

2-3-4-1外形111

2-3-4-2缩量112

2-3-5压铸模具结构113

2-3-5-1分型面113

2-3-5-2浇道113

2-3-5-3切口114

2-3-5-4冒口114

2-3-5-5工件顶出装置114

2-3-6外来金属件注入115

2-3-7模具的冷却116

2-4模压与注压116

2-4-1模压117

2-4-2注压118

2-4-3模压与注压模具的加热119

2-5注射119

2-5-1注射过程120

2-5-2注射机124

2-5-2-1注射单元125

2-5-2-2调整参数125

2-5-2-3注射机喷嘴126

2-5-2-4合模单元127

2-5-3注射件形状128

2-5-3-1注射件尺寸公差128

2-5-3-2注射件形状准则（VDI 2006）128

2-5-3-3收缩129

2-5-4注射模具结构131

2-5-4-1注射模具分类131

2-5-4-2注口系统132

2-5-4-3模具类型136

2-5-4-4模具调温138

2-5-4-5脱模系统140

2-5-4-6型芯支承144

2-5-4-7模具排气144

2-5-5标准件热塑模具145

2-5-5-1模具结构标准件146

2-5-5-2脱模系统标准件150

2-5-5-3模具导轨与定心用标准件154

2-5-5-4注射系统标准件155

2-5-5-5顶出系统标准件160

2-5-5-6模具控温标准件162

2-5-6模具的特殊结构164

2-5-6-1由轻金属和塑料制成的模具嵌件与模具164

2-5-6-2模具表面处理165

2-5-7注射的特殊方法166

2-5-7-1埋件166

2-5-7-2多组分法167

2-5-7-3粉末压铸169

2-5-8样型加工170

2-5-8-1立体石版印制术（SL）171

2-5-8-2固体法172

2-5-8-3选择激光烧结（SLS）173

2-5-8-4层压塑料层加工（LLM）173

2-5-8-5熔层造型（FLM）173

2-5-8-63D打印174

2-5-8-7真空浇注法174

2-6挤压175

2-6-1实心棒模具176

2-6-2挤管模具177

2-6-3空心体的吹型178

2-6-3-1挤压吹塑成型178

2-6-3-2浸入吹塑成型178

2-6-3-3注吹成型179

2-6-3-4挤压吹塑成型吹塑模具结构179

2-6-4热压成型181

2-6-4-1深拉伸181

2-6-4-2拉型181

2-6-4-3模具结构182

2-7烧结材料成型183

2-7-1概论183

2-7-2模压模具结构与工作原理184

2-8模具的检验与试模185

2-8-1检验185

2-8-2试模185

2-9模具的维护与保养186

2-9-1维护186

2-9-2保养187

2-10注射模具范例188

2-10-1课题提出188

2-10-2预思考188

2-10-3模具结构189

3工装夹具制造190

3-1概论190

3-1-1概念确定190

3-1-2应用目的190

3-1-3工装夹具分类190

3-1-4工装夹具结构191

3-1-5工装夹具操作过程191

3-2工装夹具制造基础192

3-2-1定位192

3-2-2定位面选择192

3-2-3定位件192

3-2-4工件的放入与取出195

3-2-5工件的夹紧197

3-2-6夹紧力197

3-2-7夹紧件198

3-2-8辅助夹紧件202

3-2-9操作件205

3-2-10工装夹具锁紧装置206

3-2-11定位件207

3-2-12工装夹具体208

3-2-13工装夹具在机床上的固定209

3-3工装夹具类型212

3-3-1钻削工装夹具212

3-3-2铣削工装夹具220

3-3-3车削工装夹具223

3-3-4接合工装夹具228

3-4工件支座229

3-4-1流水作业线工件支座229

3-4-2加工中心用工件支座230

3-5组合工装夹具231

3-5-1组合夹具系统231

3-5-2部件232

3-5-3工装夹具组装进行方式232

3-5-4应用233

3-6铣削工装夹具应用举例234

3-6-1课题提出234

3-6-2预先考虑235

3-6-3工装夹具构造236

4测量仪表与量规237

4-1概论237

4-1-1定义237

4-1-2检验工具237

4-2计量用具238

4-2-1刻度线量规238

4-2-2块规238

4-3测量仪表239

4-3-1基本概念239

4-3-2测量方法240

4-3-3测量螺杆240

4-3-4百分表与精确读数指针240

4-4光学测量仪241

4-4-1测量显微镜242

4-4-2轮廓投影仪242

4-5光电测量仪243

4-6电测量仪器244

4-6-1概论244

4-6-2感应测头244

4-6-3感应测量芯棒245

4-6-4多位置测量仪245

4-7气动测量仪246

4-7-1测量方法246

4-7-2测量传感器246

4-7-3测量设备247

4-8角度检验248

4-8-1角度块规248

4-8-2正弦规248

4-9坐标测量仪249

4-9-1单坐标测量仪249

4-9-2三坐标测量仪250

4-10量规252

4-10-1概论252

4-10-2量规类型253

4-10-3检验工具的复验与调修259

4-10-4量规标记263

4-10-5测量面强化264

4-11模型数字化264

4-11-1数字化过程265

4-11-2接触数据整理265

4-12测试室265

4-12-1测试室条件266

4-12-2配置266

5模具制造加工方法267

5-1普通工艺方法267

5-1-1准备与划线267

5-1-2刨削268

5-1-3用常规铣床铣削269

5-1-4用CNC铣床铣削270

5-2靠模铣（仿形铣）273

5-3高速铣削274

5-4磨削277

5-4-1成形磨削277

5-4-2深磨278

5-4-3坐标磨278

5-5侵蚀279

5-5-1电火花侵蚀工艺279

5-5-2电火花下沉侵蚀281

5-5-2-1下沉侵蚀调整参数282

5-5-2-2电极285

5-5-2-3过滤与冲洗装置287

5-5-3电火花线切割288

5-5-3-1工作范围288

5-5-3-2过程偏移289

5-5-3-3线切割技术289

5-5-3-4编程291

6材料与热处理工艺293

6-1夹具与模具制造材料293

6-1-1钢的分类293

6-1-2结构钢294

6-1-2-1非合金结构钢294

6-1-2-2易切削钢294

6-1-2-3渗碳钢295

6-1-2-4调质钢295

6-1-2-5渗氮钢296

6-1-2-6特殊钢297

6-1-3工具钢297

6-1-3-1非合金工具钢297

6-1-3-2合金工具钢297

6-1-4烧结材料298

6-1-5镀膜材料299

6-1-6有色金属299

6-1-6-1铝合金299

6-1-6-2铜合金300

6-1-6-3锌合金300

6-1-6-4锡合金300

6-2热处理工艺简介300

6-2-1退火301

6-2-1-1消除应力退火301

6-2-1-2软化退火301

6-2-1-3正火302

6-2-1-4再结晶退火302

6-2-1-5退火缺陷302

6-2-2淬火303

6-2-2-1加热到淬火温度303

6-2-2-2在淬火温度上的保持304

6-2-2-3淬火304

6-2-2-4淬火深度305

6-2-3回火306

6-2-4淬火与回火的尺寸变化306

6-2-5时效308

6-3工具钢的热处理308

6-3-1非合金工具钢309

6-3-2冷加工工具钢309

6-3-3耐热工具钢309

6-4结构钢热处理310

6-4-1调质310

6-4-2渗碳311

6-4-3渗氮312

7实例集锦314

7-1级进模具(导板式)314

导板式级进模具分析315

7-2级进模具(导柱式)316

导柱式级进模具分析316

7-3注射模具318

注射模具分析320

7-4闸板式注射模具—CAD打印图321

闸板式注射模具分析321

7-5铣削工装夹具323

铣削工装夹具分析323

7-6钻孔工装夹具325

钻孔工装夹具分析327

7-7测量工装夹具328

测量工装夹具分析329

7-8组合工装夹具330

组合工装夹具分析3312100433B

本书文字简练，插图生动，条理清晰，重点突出，并通过习题进一步巩固重要的知识点。

本书适于模具制造行业从业人员阅读，也可作为机械相关专业的教材或参考书。

本书的读者对象主要是工具制造企业的技工和技师。书中有许多建议可以作为晋升检验工长和检验技师的培训教材。尤其是第2章和第5章会备受塑料工业和橡胶工业方面从业工艺人员关注。

在本书中，工具制造的基础理论和功能联系是通过700余幅插图予以说明的。通过书中的多色图形，特别是插图，将难以处理的功能关联直观易懂地表达出来。本书不仅特别重视工具制造和工装夹具制造在生产实践中的关联，而且还深入地描述如CNC机床和电火花加工技术的使用。

教学计划和培训安排应特别重视培训专业能力和行为能力。为了支持这一要求，在冲压技术、模具制造和工装夹具制造的每章结尾都编入了实例。以前学过的工具专业基础知识在本书中作为设计习题并在功能相互关系中使用。作者特别重视应用和针对性问题。因为实例中包含有工作计划、工艺、材料学和技术计算等内容，所以此书是一本特别适用的教科书。

特别感谢在书后提到的对作者提出过有价值的建议和提供了大量可供使用插图资料的公司和机构。

许多公司和机构对此书的完备和改进提出了鼓励和批评，作者和出版社对此表示衷心 感谢。

工装分为专用工装/通用工装/标准工装(类似于标准件)。

夹具：顾名思义，用以装夹工件(或引导刀具)的装置。

模具：用以限定生产对象的形状和尺寸的装置。

刀具：机械制造中使用的刀具基本上都用于切削金属材料，所以“刀具”一词一般就理解为金属切削刀具。

辅具：一般指用以连接刀具和机床的工具。

钳工工具：各种钳工作业所用的工具总称。

工位器具：用以在工作地或仓库中存放生产对象或工具的各种装置。

检具：生产中检验所用的器具。

治具：制造用器具，这个词对应fixture，有时与工装同义，有时也指夹具，一般台资/韩资/日资等电子企业多用该词。

夹具属于工装，工装包含夹具，属于从属关系。

夹具是加工时用来迅速紧固工件，使机床、刀具、工件保持正确相对位置的工艺装置。也就是说Workholding工装夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。

夹具又称卡具。从广义上说，在工艺过程中的任何工序，用来迅速、方便、安全地安装工件的装置，都可称为夹具。例如焊接夹具、检验夹具、装配夹具、机床夹具等。其中机床夹具最为常见，常简称为夹具。

在机床上加工工件时，为使工件的表面能达到图纸规定的尺寸、几何形状以及与其他表面的相互位置精度等技术要求，加工前必须将工件装好（定位）、夹牢（夹紧）。

应用机床夹具，有利于保证工件的加工精度、稳定产品质量；有利于提高劳动生产率和降低成本；有利于改善工人劳动条件，保证安全生产；有利于扩大机床工艺范围，实现“一机多用”。

夹具通常由定位元件（确定工件在夹具中的正确位置）、夹紧装置、对刀引导元件(确定刀具与工件的相对位置或导引刀具方向)、分度装置（使工件在一次安装中能完成数个工位的加工，有回转分度装置和直线移动分度装置两类）、连接元件以及夹具体（夹具底座）等组成。

夹具在电子厂商使用也是非常高的，在生产中为了提高生产效率和产品质量，在生产的中段和后段就常用工装夹具来进行功能测试或者辅助装配（能装配出固定的外形及高度等）。实际在电子生产制造厂中的用途是非常广，因为是非标定制的，所以只有想不到而没有做不到的。

绪论

0.1模具制造技术要求

0.2模具制造生产过程

0.3模具制造特点

0.4模具制造周期与成本控制

O.4.1模具制造周期控制

0.4.2模具生产成本控制

0.5模具现代生产的发展趋势

0.6本课程的特点与学习要求

第1章 模具加工工艺规程的制定

1.1概述

1.1.1生产过程

1.1.2工艺过程及其组成

1.1.3生产纲领和生产类型

1.1.4工艺规程

1.1.5模具制造工艺规程的制定

1.2零件的工艺分析

1.2.1零件结构的工艺分析

1.2.2零件的技术要求分析

1.3毛坯的选择

1.3.1毛坯种类的确定

1.3.2毛坯尺寸、形状的确定

1.4工艺路线的拟定

1.4.1表面加工方法的选择

1.4.2工艺阶段的划分

1.4.3工序的划分

1.4.4加工顺序的安排

1.5定位基准的选择

1.5.1基准及其分类

1.5.2工件定位基本原理

1.5.3定位基准的选择原则

1.5.4工件的装夹方法

1.6加工余量的确定

1.6.1加工余量的概念

1.6.2加工余量的影响因素

1.6.3确定加工余量的方法

1.7工序尺寸及其公差的确定

1.7.1工艺尺寸链及其组成

1.7.2工艺尺寸链的计算

1.7.3工艺尺寸链的应用

1.8机床与工艺装备的选择

1.9切削用量和时间定额的确定

1.10工艺文件

思考题与习题

第2章 模具零件的机械加工

2.1模架的加工

2.1.1冷冲模模架加工

2.1.2注射模架的加工

2.2模具工作零件的加工

2.2.1冲裁凸模的加工

2.2.2冲裁凹模型孔加工

2.2.3模具型腔(或型面)的加工

2.3型腔的抛光和表面硬化

2.3.1型腔的抛光和研磨

2.3.2型腔的表面硬化处理

2.4模具工作零件工艺路线分析

实例

思考题与习题

第3章 模具零件的特种加工

3.1电火花成形加工

3.1.1电火花成形加工的原理、机理和特点

3.1.2影响电火花成形加工工艺的主要因素

3.1.3电火花穿孔加工

3.1.4电火花型腔加工

3.1.5电极制造及工件、电极的装夹与校正

3.2数控电火花线切割加工

3.2.1数控电火花线切割加工原理、特点及应用

3.2.2影响数控线切割加工工艺指标的主要因素

3.2.3数控线切割加工工艺的制定

3.2.4工件的装夹和校正

3.2.5冷冲模的数控线切割加工工艺分析

3.2.6数控电火花线切割编程

3.3超声加工

3.3.1超声加工的原理和特点

3.3.2影响加工速度和质量的因素

思考题与习题

第4章 模具现代制造工艺

4.1模具数控加工概述

4.1.1数控加工及特点

4.1.2数控机床在模具加工中的应用

4.2模具数控车削加工工艺的制定

4.2.1零件工艺性分析

4.2.2工序和装夹方式的确定

4.2.3加工顺序的确定

4.2.4进给路线的确定

4.2.5夹具的选择

4.2.6刀具的选择

4.2.7切削用量的选择

4.2.8模具数控车削工艺制定实例

4.3模具数控铣削和加工中心加工工艺的制定

4.3.1零件的工艺性分析

4.3.2模具常用数控铣削和加工中心的加工方法

4.3.3装夹方案的确定

4.3.4进给路线的确定

4.3.5刀具的选择

4.3.6铣削用量的选择

4.3.7模具数控铣削工艺制定实例

4.4高速加工技术

4.4.1高速加工技术

4.4.2高速加工的关键技术

4.4.3高速加工技术在模具加工中的应用

4.5模具CAD/CAM技术

4.5.1CAD/CAM技术概述

4.5.2模具CAD/CAM系统的组成

4.5.3模具CAD/CAM的应用

4.5.4模具CAD/CAM技术的优越性

4.6快速原型技术

4.6.1快速原型技术原理

4.6.2快速原型技术的应用特点

4.6.3快速原型技术在模具制造中的应用

4.7逆向工程技术简介

4.7.1逆向工程概述

4.7.2逆向工程的应用

4.7.3模具逆向工程的工作过程

4.7.4逆向工程在模具制造中的应用

思考题与习题

第5章 模具装配工艺

5.1概述

5.1.1装配的组织形式

5.1.2装配尺寸链

5.2模具装配与装配方法

5.2.1模具装配及其技术要求

5.2.2模具装配方法

5.3冷冲模的装配

5.3.1冲裁间隙的调整

5.3.2模架的装配

5.3.3凸模和凹模的装配

5.3.4低熔点合金和粘接技术简介

5.3.5总装

5.3.6成形模的装配特点

5.4塑料模的装配

5.4.1型芯的装配

5.4.2型腔的装配

5.4.3抽芯机构的装配

5.4.4推出机构的装配

5.4.5塑料模总装

思考题与习题

第6章 模具制造工艺装备

6.1机床夹具概述

6.2工件在夹具中的定位分析

6.2.1限制工件自由度与加工技术要求的关系

6.2.2常用定位元件限制的自由度

6.3常见定位方式及定位元件

6.3.1工件以平面定位

6.3.2工件以圆柱孔定位

6.3.3工件以外圆柱面定位

6.4定位误差

6.4.1概述

6.4.2定位误差及计算

6.5工件的夹紧

6.5.1对夹紧装置的基本要求

6.5.2夹紧力方向和作用点的选择

6.5.3典型夹紧机构

6.6常用夹具

6.6.1夹具的分类

6.6.2各类夹具简介

思考题与习题

参考文献 2100433B