沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)2013年

本書是根據(jù)模具行業(yè)發(fā)展對(duì)人才的能力要求，以及材料成形與控制工程、模具設(shè)計(jì)與制造等專業(yè)的特點(diǎn)和要求，基于系統(tǒng)性和通俗性的思想編寫而成的。

本書以培養(yǎng)學(xué)生從事模具設(shè)計(jì)與制造的工作能力為核心，將基本知識(shí)的掌握和綜合設(shè)計(jì)技能的提高作為目標(biāo)，將沖壓的理論、設(shè)備、工藝、模具、材料等內(nèi)容有機(jī)地融合，實(shí)現(xiàn)重組和優(yōu)化，突出專業(yè)知識(shí)的連貫性、實(shí)用性、綜合性和先進(jìn)性。

全書共10章，系統(tǒng)介紹了沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí)，并適度地介紹了部分沖壓新成果、新工藝。全書內(nèi)容包括沖壓加工設(shè)備、沖壓成形理論基礎(chǔ)、沖裁工藝、沖裁模具的設(shè)計(jì)、彎曲工藝、彎曲模具的設(shè)計(jì)、拉深工藝、拉深模具的設(shè)計(jì)、其他成形工藝、沖壓模具設(shè)計(jì)內(nèi)容及步驟等。主要章節(jié)配有大量例題和習(xí)題，并在第10章配有3個(gè)緊扣生產(chǎn)實(shí)際的沖壓模具綜合設(shè)計(jì)實(shí)例。為便于讀者學(xué)習(xí)和掌握專業(yè)英語(yǔ)詞匯，本書同時(shí)配有英文目錄，并將專業(yè)術(shù)語(yǔ)以中英文對(duì)照形式附于書后以供參考。

本書可作為高等學(xué)校機(jī)械類、材料工程類專業(yè)的本科教材，亦可作為從事模具設(shè)計(jì)及制造的工程技術(shù)人員的參考書。

第1章 概述 1

1.1　沖壓及沖模概念 1

1.2　沖壓工藝的類型 2

1.3　沖壓模具的類型 5

1.4　沖壓加工設(shè)備 6

1.4.1　曲軸壓力機(jī) 6

1.4.2　摩擦壓力機(jī) 14

1.4.3　高速壓力機(jī) 14

1.4.4　液壓機(jī) 15

1.5　沖壓加工的特點(diǎn) 16

1.6　沖壓加工的重要地位 17

習(xí)題 19

第2章 沖壓成形理論基礎(chǔ) 20

2.1　基本概念 20

2.2　塑性力學(xué)基礎(chǔ) 21

2.2.1　點(diǎn)的應(yīng)力與應(yīng)變狀態(tài) 22

2.2.2　金屬的塑性條件 26

2.2.3　塑性變形時(shí)應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系 27

2.3　塑性變形的基本規(guī)律 28

2.3.1　加工硬化規(guī)律 28

2.3.2　卸載回彈和反載軟化現(xiàn)象 31

2.3.3　最小阻力定律 32

2.4　沖壓成形性能及沖壓材料 33

2.4.1　沖壓成形性能的概念 33

2.4.2　板料機(jī)械性能與沖壓成形性能的關(guān)系 34

2.4.3　沖壓材料 36

習(xí)題 40

第3章 沖裁工藝 41

3.1 沖裁變形分析 41

3.1.1　沖裁變形過程 41

3.1.2　沖裁力-行程曲線 43

3.1.3　沖裁過程受力分析 43

3.1.4　沖裁斷面的特征 44

3.2 沖裁件質(zhì)量的分析 45

3.2.1　沖裁件斷面質(zhì)量 45

3.2.2　沖裁件尺寸精度 46

3.2.3　沖裁件的形狀誤差 48

3.2.4　沖裁件的毛刺 49

3.3 沖裁間隙 49

3.3.1　間隙對(duì)沖裁件質(zhì)量的影響 50

3.3.2 間隙對(duì)沖裁力的影響 51

3.3.3 間隙對(duì)模具壽命的影響 52

3.3.4 合理間隙的確定 53

3.3.5 沖裁間隙的取向 56

3.4 沖裁各工藝力的計(jì)算 56

3.4.1 沖裁力的計(jì)算 56

3.4.2 卸料力、推件力及頂件力的計(jì)算 58

3.4.3 壓力機(jī)噸位的確定 59

3.4.4 降低沖裁力的措施 60

3.4.5 壓力中心的確定 63

3.5　沖裁模刃口尺寸的計(jì)算 66

3.5.1　刃口尺寸的計(jì)算原則 67

3.5.2 凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算方法 67

3.5.3　模具分別加工法及配作加工法對(duì)比 74

3.6 沖裁件的排樣設(shè)計(jì) 75

3.6.1　排樣的意義 75

3.6.2 材料的經(jīng)濟(jì)利用 76

3.6.3 排樣方式 77

3.6.4　沖裁搭邊 80

3.6.5 條料寬度和導(dǎo)料板間距離 82

3.6.6 排樣圖 84

習(xí)題 85

第4章 沖裁模具的設(shè)計(jì) 87

4.1　沖裁模的分類及組成 87

4.1.1 沖裁模的分類 87

4.1.2 沖裁模的組成 87

4.2　沖裁模的典型結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) 89

4.2.1 單工序模 89

4.2.2 復(fù)合模 97

4.2.3　連續(xù)模 100

4.2.4　三種模具的比較 104

4.3　沖裁模零部件的設(shè)計(jì) 104

4.3.1 工作零件 104

4.3.2 定位零件 118

4.3.3 卸料裝置與推(頂)件裝置 128

4.3.4　導(dǎo)向零件 133

4.3.5　固定零件 136

4.3.6　模具材料 140

4.4　沖裁模設(shè)計(jì)舉例 142

習(xí)題 145

第5章 彎曲工藝 147

5.1　彎曲變形過程 147

5.1.1 彎曲基本概念 147

5.1.2 彎曲變形過程分析 149

5.1.3 彎曲變形特點(diǎn) 150

5.1.4 彎曲變形的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài) 151

5.2　最小彎曲半徑 153

5.2.1 彎曲變形程度 153

5.2.2 最小彎曲半徑的計(jì)算及其確定方法 153

5.2.3 影響最小彎曲半徑的因素 156

5.2.4 當(dāng)r工件rmin時(shí)的解決方法 157

5.3　彎曲件毛坯尺寸的計(jì)算 157

5.3.1 應(yīng)變中性層的位置 157

5.3.2 彎曲件展開長(zhǎng)度的計(jì)算 158

5.4　彎曲力的計(jì)算與實(shí)例 160

5.4.1 彎曲力變化曲線 160

5.4.2 彎曲力的計(jì)算 161

5.4.3　彎曲力計(jì)算實(shí)例 162

5.5　彎曲時(shí)的回彈 163

5.5.1 回彈概念 163

5.5.2 回彈量的確定 164

5.5.3 影響回彈量的因素 167

5.5.4 減小回彈量的措施 168

習(xí)題 170

第6章 彎曲模具的設(shè)計(jì) 172

6.1 彎曲模具的典型結(jié)構(gòu) 172

6.1.1 V形件彎曲模 172

6.1.2 U形件彎曲模 175

6.1.3 Z形件彎曲模 177

6.1.4 L形件彎曲模 178

6.1.5 形件彎曲模 180

6.1.6 圓形件彎曲模 183

6.1.7 鉸鏈件彎曲模 188

6.1.8 其他彎曲模 189

6.1.9 通用彎曲模 192

6.2 彎曲模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 193

6.2.1　結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題 193

6.2.2 彎曲模工作部分尺寸的設(shè)計(jì) 193

6.2.3　斜楔滑塊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 195

6.3 彎曲模具設(shè)計(jì)實(shí)例 197

習(xí)題 200

第7章 拉深工藝 201

7.1 拉深變形過程的分析 203

7.1.1 拉深變形過程 203

7.1.2 拉深時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài) 205

7.2　拉深件的質(zhì)量分析 208

7.2.1 起皺 208

7.2.2 破裂 212

7.3 拉深系數(shù)與拉深次數(shù) 215

7.3.1 拉深系數(shù) 215

7.3.2 極限拉深系數(shù) 216

7.3.3 拉深系數(shù)的確定 216

7.3.4 拉深次數(shù)的確定 218

7.4　旋轉(zhuǎn)體拉深件尺寸的確定 219

7.4.1 拉深件板坯尺寸的計(jì)算 219

7.4.2 拉深件工序尺寸的計(jì)算 221

7.4.3 無凸緣圓筒形件尺寸計(jì)算舉例 222

7.5 壓邊力和拉深力的確定 224

7.5.1 壓邊力的計(jì)算 224

7.5.2 拉深力與拉深功的計(jì)算 226

7.5.3 壓力機(jī)的選取 227

7.6 其他形狀零件的拉深 228

7.6.1 帶凸緣圓筒形件的拉深 228

7.6.2 盒形件的拉深 231

7.6.3 階梯形件的拉深 235

7.6.4 錐形件的拉深 237

7.6.5 球面零件的拉深 239

7.6.6 拋物面零件的拉深 240

7.7 變薄拉深 242

7.7.1 變薄拉深的特點(diǎn) 242

7.7.2 變薄系數(shù) 243

7.7.3 坯料尺寸的計(jì)算 243

習(xí)題 244

第8章 拉深模具的設(shè)計(jì) 247

8.1 拉深模的典型結(jié)構(gòu) 247

8.1.1 首次拉深模 247

8.1.2 再次拉深模 252

8.1.3 落料拉深復(fù)合模 257

8.1.4 大型件拉深模 263

8.1.5 其他拉深模 265

8.2 拉深模工作零件的設(shè)計(jì) 272

8.2.1 凸、凹模的結(jié)構(gòu) 272

8.2.2 凸、凹模間隙 275

8.2.3 凸、凹模圓角半徑 276

8.2.4 模具工作部分的尺寸與公差 277

8.3 拉深模設(shè)計(jì)實(shí)例 278

習(xí)題 282

第9章 其他成形工藝 283

9.1　脹形 283

9.1.1　平板毛坯的起伏成形 284

9.1.2　空心板料毛坯的脹形 287

9.1.3　脹形模具結(jié)構(gòu) 290

9.2　翻邊 292

9.2.1　圓孔翻邊 293

9.2.2　外緣翻邊 301

9.2.3　變薄翻邊 303

9.3　縮口 304

9.3.1　縮口工藝特點(diǎn) 304

9.3.2　縮口工藝計(jì)算 306

9.4　校形 309

9.4.1　校平 309

9.4.2　整形 311

9.5　旋壓 313

9.5.1　普通旋壓 314

9.5.2　強(qiáng)力旋壓 316

習(xí)題 318

第10章 沖壓模具設(shè)計(jì)內(nèi)容及步驟 321

10.1 原始資料的收集和分析 321

10.2　沖壓件加工工藝性的分析 321

10.2.1　沖壓件的形狀和尺寸 322

10.2.2　沖壓件的尺寸精度 327

10.2.3　沖壓件的尺寸標(biāo)注 328

10.3　沖壓工藝方案的確定 330

10.3.1　工序性質(zhì)的確定 330

10.3.2　工序數(shù)目的確定 333

10.3.3　工序順序及工序組合 334

10.4 模具類型及結(jié)構(gòu)形式的確定 334

10.5 必要沖壓工藝的計(jì)算 336

10.6 模具總裝配圖及零件圖的繪制 337

10.6.1 模具總裝配圖的繪制 337

10.6.2　模具零件圖的繪制 340

10.7 沖壓設(shè)備的選擇 340

10.8　沖壓工藝文件和設(shè)計(jì)說明書的編寫 341

10.9 沖壓模具設(shè)計(jì)實(shí)例 342

10.9.1　沖裁模綜合設(shè)計(jì) 342

10.9.2　彎曲模綜合設(shè)計(jì) 354

10.9.3　拉深模綜合設(shè)計(jì) 359

習(xí)題 368

附錄A 英文目錄 369

附錄B 中英文專業(yè)術(shù)語(yǔ)(Terminology of　Stamping Dies) 375

參考文獻(xiàn) 384

模具工業(yè)是重要的基礎(chǔ)工業(yè)，已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，也是一個(gè)國(guó)家的工業(yè)產(chǎn)品保持國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的重要保證之一。模具是工業(yè)生產(chǎn)中極其重要的特殊基礎(chǔ)工藝裝備，在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、國(guó)防現(xiàn)代化和高端技術(shù)服務(wù)中起到十分重要的支撐作用。沖壓技術(shù)具有生產(chǎn)效率高、材料利用率高、產(chǎn)品一致性好、易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化與自動(dòng)化等獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電子、汽車、航空、航天、通信、儀表、家電、醫(yī)療、生物、能源等制造領(lǐng)域。在我國(guó)模具總產(chǎn)值中，沖壓模占百分之40以上，處于主導(dǎo)地位。近年來，汽車、家用電器、IT產(chǎn)品發(fā)展迅猛，更新?lián)Q代頻繁，大大促進(jìn)了沖壓技術(shù)和模具工業(yè)的發(fā)展。隨著我國(guó)作為世界工廠地位的確立，產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度加快，模具產(chǎn)業(yè)有望迎來高速增長(zhǎng)時(shí)期。據(jù)了解，我國(guó)模具設(shè)計(jì)制造專業(yè)人員短缺100多萬，特別是既有扎實(shí)的理論，又有相當(dāng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員。鑒于此，模具設(shè)計(jì)與制造方面人才的培養(yǎng)成為中國(guó)高等教育的緊迫任務(wù)之一。

沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)同其他設(shè)計(jì)、制造相比有其顯著的特殊性，如它的綜合性及實(shí)踐性很強(qiáng)，涉及工藝、結(jié)構(gòu)、設(shè)備、材料等諸多方面。要掌握和應(yīng)用沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)知識(shí)，不僅需要有一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)初學(xué)者來說更重要的是要有一本通俗易懂、得心應(yīng)手的教材。本書的編者來自兩所不同的高校，在總結(jié)部分院校材料成形與控制工程專業(yè)、模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)教學(xué)改革成果的基礎(chǔ)上，根據(jù)多年來的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)合作編寫了這本書。

本書的主要特點(diǎn)是：

(1) 內(nèi)容豐富、系統(tǒng)，涉及沖壓技術(shù)的理論、設(shè)備、工藝、模具、裝配等諸多方面內(nèi)容。

(2) 精簡(jiǎn)了部分深?yuàn)W、冗長(zhǎng)的理論知識(shí)介紹，盡量避免純理論、公式、規(guī)律等內(nèi)容的簡(jiǎn)單堆砌，不僅注重知識(shí)的實(shí)用性，而且注重學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率的提高。

(3) 用簡(jiǎn)潔的文字對(duì)各知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行深入淺出的分析、介紹，并配以豐富的、直觀的圖表、照片和三維模型來表示各種成形理論、工作原理、模具結(jié)構(gòu)等內(nèi)容。盡量做到壓縮文字而不壓縮內(nèi)容，使整本書的內(nèi)容通俗易懂，方便講授和學(xué)習(xí)。

(4) 引入和更新了部分沖壓新成果、新技術(shù)，以突出本書的先進(jìn)性。如書中介紹和引用了新的國(guó)家沖壓標(biāo)準(zhǔn)。

(5) 配備有大量的例題和實(shí)例，以突出本書的應(yīng)用性和實(shí)用性。通過案例引導(dǎo)讀者盡快掌握重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容。主要章節(jié)配有大量思考題、計(jì)算題和設(shè)計(jì)題，使讀者盡快掌握沖壓工藝計(jì)算和模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本知識(shí)，在第10章配有3個(gè)生產(chǎn)一線的綜合設(shè)計(jì)實(shí)例，介紹沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)的內(nèi)容及步驟，以提升讀者綜合運(yùn)用專業(yè)知識(shí)進(jìn)行模具設(shè)計(jì)的能力。

(6) 為便于讀者學(xué)習(xí)和掌握專業(yè)英語(yǔ)詞匯，本書附有英文目錄，并將沖壓詞匯分類以中英文對(duì)照形式附于書后。

(7) 美化版面，便于閱讀和學(xué)習(xí)。如配有大量二維圖、三維圖、渲染圖來表示模具結(jié)構(gòu)及工作原理；對(duì)模具結(jié)構(gòu)圖中的零件直接標(biāo)注零件名稱；以“擴(kuò)展知識(shí)”方式增加相關(guān)知識(shí)點(diǎn)；各層次標(biāo)題和內(nèi)容、專業(yè)名稱等以項(xiàng)目符號(hào)、醒目字型和字號(hào)等來表示。

本書對(duì)沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)的基本問題作了系統(tǒng)論述。全書共十章，介紹了沖壓成形原理與成形極限、沖裁工藝與模具設(shè)計(jì)、彎曲工藝與模具設(shè)計(jì)、拉深工藝與模具設(shè)計(jì)、脹形工藝與模具設(shè)計(jì)、其他成形工藝與模具設(shè)計(jì)、沖壓工藝過程設(shè)計(jì)、沖模結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)、特種沖壓模具設(shè)計(jì)、沖模CAD/CAM及實(shí)驗(yàn)部分。每章后還附有習(xí)題。 本書是高等學(xué)校模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)和塑性成形工藝及設(shè)備專業(yè)本科、?？平滩?，也可供從事沖壓工作的科技人員參考。

《高職高專模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)規(guī)劃教材·冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》取材廣泛，內(nèi)容豐富。 全書共11章，主要內(nèi)容包括冷沖壓加工概述與沖壓設(shè)備、冷沖壓變形基礎(chǔ)知識(shí)、沖裁工藝與沖裁模設(shè)計(jì)、彎曲工藝與彎曲模設(shè)計(jì)、拉深工藝與拉深模設(shè)計(jì)、其他沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì)、冷擠壓工藝與冷擠壓模設(shè)計(jì)、多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)、沖壓模具材料與壽命、沖模的安裝使用及沖壓生產(chǎn)自動(dòng)化、冷沖壓工藝設(shè)計(jì)及冷沖壓模具設(shè)計(jì)實(shí)例等。

本書詳細(xì)講解了中、小型零件的冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)。內(nèi)容包括概述、沖裁、彎曲、拉深、成形、覆蓋件、冷擠壓等工藝及模具設(shè)計(jì)。本書從內(nèi)容上兼顧理論基礎(chǔ)和設(shè)計(jì)實(shí)踐兩個(gè)方面，以冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)程序?yàn)橹骶€進(jìn)行編寫。本書由設(shè)計(jì)程序引出基礎(chǔ)理論，通過貫穿始終的案例講解基礎(chǔ)理論的實(shí)際應(yīng)用，并附以豐富的圖表說明。本書理論夠用，案例講解詳盡，實(shí)用性強(qiáng)，便于教學(xué)和自學(xué)。