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21 世纪全国应用型本科大机械系列实用规划教材* y) ^8 r s3 D8 q4 h' g# ~/ y* t
冲压工艺与模具设计
9 r$ t/ X/ e6 k; }1 [主 编 牟 林 胡建华1 ]' C' G, A" e: P+ u
副主编 袁国定 王丽娟
9 e# h) w! V& v+ m* L- U* m n参 编 杜继涛 王长春 孟正华9 o( \1 j" K% f( d) E8 q; Q' i: K
刘胜国 赵 辉- t6 b( B" L6 Z' H( ~9 N
主 审 王华昌
5 _! ~0 Y: w% `. }! \- X' q, j% R目 录
8 M6 c; {/ K# L$ R+ w4 C& \+ {9 E第1 章 概述........................................................1" n) N; y8 T6 K4 L
1.1 冷冲压加工概述.....................................1 g2 u0 G, _' Z( M6 a3 I4 p% ?1 T
1.1.1 冷冲压加工工序的分类..............13 k! n: X0 S5 H( O
1.1.2 冷冲压加工的工艺特点..............3" J8 L% c: ]" I5 G) k
1.2 冲压加工设备.........................................6# V/ z& E! c9 {! N% X( B* N
1.2.1 曲柄压力机的组成及应用..........6
. K1 d, g8 ?6 r0 S3 F9 q1.2.2 曲柄压力机的主要技术参数......97 @3 y& s. s. X" G* j# T
1.2.3 其他常用压力机简介................11+ @' T1 W6 O# t: ~. p1 F, Q
习题................................................................17! V$ a0 c6 v% A/ o
第2 章 冲压成形的特点与基本规律.......192 |. _1 h) S' m3 q6 Z* w
2.1 冲压成形的特点...................................19
/ y. b% J' P; Y9 k2.2 冲压成形中毛坯的分析.......................20- M. }% Y% T9 z! _( i1 h* v
2.3 冲压变形的分类...................................21
- ?) U2 R1 _) d8 ]; R2.3.1 两向拉应力................................22
9 }! k/ p( z7 }. E, W5 D. g8 M2.3.2 两向压应力................................23) \: G/ z( p( z# P( h9 }
2.3.3 两向异号应力............................24
3 X) ]. A9 B$ R2.4 冲压变形趋向性及其控制...................26: z; y2 o* y1 z0 V
2.4.1 冲压变形趋向性........................26. b$ f" ^7 A+ E0 U
2.4.2 变形趋向性的控制....................28/ ]) G' ]' h. k2 g' o
2.5 冲压变形中的应力...............................29
7 o" U* g6 }2 i8 ^" t! f& O2.5.1 加载应力....................................29
, L5 s) Q3 [: m, N. N% [- W2.5.2 诱发应力....................................30* e! Q7 G0 y8 }( [) s3 r% ^: [$ x
2.5.3 残余应力....................................31& M. C2 T) d B& v& N& S
2.6 冲压成形中的破坏...............................31
, i2 Z, ^# X. I- ^' ]2.6.1 变形区破坏................................31
5 W, G$ a- T2 T0 N2.6.2 传力区破坏................................32
* s6 R% M5 s9 T! {5 @- |* x5 C! H2.6.3 局部破坏....................................327 C8 B0 G+ {2 K$ ?% ^, f# ~& r
2.6.4 残余应力破坏............................32
, {/ J2 [, t3 u8 D2.7 冲压成形中的起皱...............................33. B3 A! O, z9 d4 g/ H" H
2.7.1 压应力下起皱............................33/ u9 Y# \; ?) z, ~% N
2.7.2 不均匀拉力下起皱....................34
3 j6 ~9 m6 ^% J5 ^ s* S W2.7.3 剪力下起皱................................34. M: L h" ^1 \
习题................................................................352 L4 Y, W" V9 `0 p
第3 章 冲裁工艺设计...................................36
6 }) v7 p: M+ o/ u! F/ D7 @0 k" u3.1 冲裁工艺设计基础...............................37
, x+ n: r, E' x5 t% _5 c. d3.1.1 冲裁变形原理...........................37
+ v4 j# s- c6 k0 [6 i: G8 I3.1.2 冲裁间隙...................................38; `( y t5 Q7 R* a' [# m
3.1.3 冲裁件的质量分析...................43
- ]) ^& N: T6 w7 z8 P v3.2 冲裁工艺设计.......................................44
" C# x1 p9 P# r3 h- ?8 f& z3.2.1 冲裁工艺分析...........................44
) R0 [4 O. N6 ]- w3.2.2 冲裁制件排样...........................47
" D8 x( B1 {& A1 a0 {" |- Q3.2.3 冲裁力计算...............................49
) v B- `7 F9 @+ I F5 o! Q3 Y6 o3.2.4 模具压力中心的确定...............51& y ?) S: n/ a. v3 Q
3.2.5 冲裁模刃口尺寸计算...............533 q8 F; k, V0 x3 I c7 D
3.3 冲裁模具设计和设备选择...................578 `. K# y- |; B y3 q
3.3.1 冲裁模的分类...........................57" ?) h) Q0 m9 H
3.3.2 凸模、凹模的结构设计...........58
/ j1 N- G+ @1 v5 W3.3.3 定位零件...................................64- n, M5 O1 ]0 p- g. _
3.3.4 导向零件...................................69
+ ]: V* n% S& d- i3.3.5 卸料与推(顶)件装置.................714 p5 s, @) T+ ?' @ X
3.3.6 连接与固定零件.......................75
) M3 u/ Y( L. a3.3.7 模具零件材料和制件材料及5 Y6 ^/ M8 `# f6 i* x, C
性能...........................................79
/ n/ U' V2 E. l7 O9 l3.3.8 冲裁设备选择...........................81* \1 {& f) n! x& T9 O( `7 x: U
习题................................................................ 83
) f: i' p0 [2 I) C7 N第4 章 冲裁模具设计...................................854 x' K* t' m7 Q' ~4 D
4.1 普通冲裁模设计应用...........................85
- _. ?8 H+ z5 I+ c* u, u' N4.1.1 无导向开式简单冲裁模...........864 ~6 |' }# u- `" Q; s6 A3 w; |
4.1.2 导板导向式落料冲裁模...........87 U; ?- F9 s% ~0 ~7 l
4.1.3 导柱导套式落料冲裁模及
+ H- C! Z; m: V6 S7 L1 K) @设计实例...................................87) S8 K3 z0 W- r3 G% V$ x- Y
4.1.4 连续模.......................................93
: I: ?/ L" W6 ^" b) ^4.1.5 正装式复合模...........................94
7 M+ R0 _0 _. E) I! j# v( Z4.1.6 倒装式复合模...........................95
6 D+ M: x1 e5 O4.2 特殊冲裁模设计应用...........................961 |" c9 |) j7 v }( a
4.2.1 拼块式冲裁模...........................96
0 R2 s, N+ { w; C% v' X5 F4.2.2 厚料冲孔模................................99
; h/ k5 q9 x- G: M. V7 Z4.2.3 小孔冲裁模................................99
# h' R+ D4 v, N. x" n6 l& _$ @' h2 C: m4.2.4 悬臂式冲孔模..........................101
( h( }3 z. A' ~# B4.2.5 两同心件落料模......................101
" w6 Z/ |' \; r/ g. [4.2.6 硬质合金冲裁模......................102- ~8 T& k i8 v7 i4 }
4.2.7 棒料切断模..............................105
* ]" v4 D& J9 `' a4.2.8 非金属冲裁模..........................1069 } Z& ^! S$ F& `
4.2.9 精密冲裁模..............................107
, O/ D( _$ p& K# l6 p- P习题..............................................................111, t4 ~1 G/ J+ V# @ v4 L
第5章 弯曲工艺设计.................................1135 D- C+ @7 f+ F1 @
5.1 弯曲工艺设计基础.............................113- Y3 C8 w: |7 _9 s" H+ p
5.1.1 弯曲变形分析..........................114+ B7 |* l; U9 R" ?( R. B5 _. ]
5.1.2 弯曲质量分析..........................116( k* E3 z/ A+ W2 Y' ]
5.2 弯曲工艺计算.....................................125
$ y# {8 n" K9 c/ s+ m; x5.2.1 弯曲件展开长度的确定..........125! p4 d: C+ k! Z4 I" p+ M1 T
5.2.2 弯曲力计算..............................127$ \9 a" b+ e2 A
5.2.3 弯曲模工作部分尺寸计算......129
) s0 H7 |# j# V# @, C5.2.4 弯曲件的工序安排实例..........132
7 \1 }- ^( [4 e1 @( u' c习题..............................................................1336 x, C8 l1 U* I
第6 章 弯曲模具设计.................................134
9 U6 s4 m Q' a6 ^6.1 简单弯曲模.........................................1343 A: Z+ k- ^( [; j! }/ F5 x" V
6.1.1 V 形件弯曲模..........................134
8 Y# Q$ C W# S0 J4 I6.1.2 U 形件弯曲模..........................137
0 K) U6 n V9 B6.1.3 通用弯曲模..............................138
! @6 r6 Y% T/ Y, `, I6.2 复杂弯曲模.........................................139
% u$ V0 Z" h- q8 N6.2.1 C形弯曲模..............................139
- T. f7 A; ^% L& v2 ~6.2.2 O 形件滑板式一次弯曲模......1407 L, g7 I0 Q' n; ~. J0 G* ?7 x
6.2.3 O 形件自动卸料弯曲模..........142
" x5 e9 X5 d( d, P2 ]6.3 U 形弯曲件冲压实例..........................143
# A, e8 a2 ?* R& `" ?习题..............................................................146
$ L9 t/ B) S% |7 X第7 章 拉伸工艺设计.................................147
. l" @3 @4 M. C3 m# A: J7.1 拉伸变形过程的分析.........................1476 y1 M# T$ _& G0 a% ?9 W2 y
7.1.1 拉伸的变形过程......................148
1 x" u* B% w" g# r7.1.2 拉伸过程中板料的应力
5 R3 B9 ~) s1 } k3 p应变状态..................................149
+ O( L& n: ~* g4 {) Q2 \7.2 拉伸件的质量分析.............................151% g% j: [/ l( L* K
7.2.1 起皱..........................................152/ ]# T W! Q, ~' q. y+ V# E. t
7.2.2 拉裂..........................................153, W" |. s: _. D( \
7.3 回转体拉伸件毛坯尺寸的确定.........156' Z/ _3 d1 O: ]# Y& E* i) |
7.3.1 计算方法.................................156
* w4 k! \; J6 |9 M7.3.2 简单回转体拉伸件的板料( ^8 M, j+ @, h$ Z# v- N2 f
尺寸计算.................................157
' f. M9 W1 e) q* X3 q6 w7.3.3 复杂形状回转体拉伸件) x( i& H5 _, \ E b w
毛坯直径的计算.....................159; S3 }1 T% X+ N: n8 {8 t
7.4 圆筒形件的拉伸.................................160
. O9 ^1 B, u$ k3 F8 N, u, J% B) i7.4.1 拉伸系数.................................160- m' E3 e9 D( ?( K0 v5 T4 ?0 ~
7.4.2 拉伸次数的确定.....................1645 t- f/ [6 ?1 U7 f
7.4.3 拉伸件工序尺寸的计算.........165
% W* Q& |" b- H# d0 z: G/ s, P- C: T7.5 带凸缘圆筒形件的拉伸.....................169/ D* K/ R2 I) W$ k% N
7.5.1 窄凸缘圆筒形件的拉伸.........1692 z4 F0 N- g. H; _$ n- H0 O
7.5.2 宽凸缘圆筒形件的拉伸.........169
0 D2 J; H; w8 l6 d: J% X+ w& j7.6 特殊形状的制件拉伸.........................1773 C9 w; F& D, U6 _
7.6.1 阶梯形件的拉伸.....................177
: R! H2 _) K j7.6.2 球形制件的拉伸.....................179& t" k" {$ i: d; g
7.6.3 锥形件的拉伸.........................180
- J1 w. G' _ ^( {$ c7.7 变薄拉伸.............................................1827 Q& }5 s, B0 o, ~' d
7.7.1 变薄拉伸的特点.....................182! W" v# o. u4 ~- E. N2 y- v( U
7.7.2 变薄系数.................................183
. P C8 {2 U9 ^# p" H5 A7.7.3 变薄拉伸工序计算.................184
$ Y% L! Z s; I7.8 压边力和拉伸力的确定.....................187
" n+ I2 n1 ?, k9 C- X7.8.1 压边装置与压边力的确定.....187
! d& _7 _0 z/ c7 b( X7.8.2 拉伸力的确定.........................190
/ A1 ~/ P3 B- _+ K7.8.3 压力机的选取.........................191
+ E# Y/ O9 T- C8 q" a" k7.9 凸、凹模工作部分的设计.................192- S* x0 o+ I3 F6 B( p( M0 M2 A
7.9.1 凸、凹模工作部分的结构, i3 X; d; d. t/ p
形式.........................................192
& ~& R8 h. j, ~& Y7.9.2 凸、凹模间隙.........................195
6 ]( i" o, p; V$ `4 ~* Z* l7.9.3 凸、凹模工作部分的尺寸与' z# h5 N+ }- H% U
公差.........................................196
8 W( W( g" l6 E& L* U5 y8 K7.9.4 凸、凹模圆角半径.................1981 {8 z2 n+ E3 _5 X6 P# p
习题.............................................................. 199
' n4 k2 e/ T# k9 a5 ~& r: u第8 章 拉伸模具设计.................................202
. K: r/ x; J1 {8 r8.1 单动压力机首次拉伸模.....................202
" J0 \4 i7 U" Y, G8.1.1 无压边圈的拉伸模.................202
6 Y f; E) ~9 v* L7 e8.1.2 带压边圈的拉伸模.................2033 W' S& o1 z) h* e
8.2 单动压力机后次拉伸模.....................206
8 ^3 y- Y9 ?& j2 K" j8.3 单动压力机落料拉伸模.....................209
v0 y/ A7 x' m4 x4.2.2 厚料冲孔模................................99, ]! C! w' @2 ?) P2 c2 P5 Z
4.2.3 小孔冲裁模................................99
6 |5 l& a+ K: n. W3 e# Z, I: a4.2.4 悬臂式冲孔模..........................101' F$ e3 l) M. Q* D, l
4.2.5 两同心件落料模......................1014 S7 i7 J4 b+ [# \+ o3 J4 Z9 s
4.2.6 硬质合金冲裁模......................102& A. P* {- `: _- c+ ?9 U o) Z
4.2.7 棒料切断模..............................105& _& i' Q! h& e) Z2 b0 ?
4.2.8 非金属冲裁模..........................106% U8 U& X( O/ ?# x5 n
4.2.9 精密冲裁模..............................107# B& b: P1 [" H8 Q3 u
习题..............................................................111( F: {$ x% x ^ D" ^& w J, w$ Y, O
第5章 弯曲工艺设计.................................113$ T" y/ d& ^: b; m# |" T* Q; |
5.1 弯曲工艺设计基础.............................113
7 }2 q1 |! U: q( J2 d5.1.1 弯曲变形分析..........................114 V* {) D4 s. b1 `- a8 q) d
5.1.2 弯曲质量分析..........................1166 U3 g8 R, m* N# \
5.2 弯曲工艺计算.....................................125
4 \6 C' S* o3 y3 f9 ^, P5.2.1 弯曲件展开长度的确定..........125% Y* h. Q B& E7 G; D' d, w
5.2.2 弯曲力计算..............................127
0 J" e, W- H* ^& I" p: B1 r5.2.3 弯曲模工作部分尺寸计算......129: e ?& w; C. U+ e( f5 q/ k6 C
5.2.4 弯曲件的工序安排实例..........132+ |5 ~; x v) B' Q% C( }
习题..............................................................133 t1 B1 j- H. F W8 p
第6 章 弯曲模具设计.................................134& C# x" o' C7 S/ [( c' I
6.1 简单弯曲模.........................................134- c# E- ^. @* S: F0 u
6.1.1 V 形件弯曲模..........................134
" u4 Y3 [+ G$ }" l! W& z6.1.2 U 形件弯曲模..........................137
8 o6 ^$ g' ~0 x( W6 ?# U6.1.3 通用弯曲模..............................138
% H: V0 F2 V" o6.2 复杂弯曲模.........................................139
' p+ U) ?2 }( e# e4 p+ U6.2.1 C形弯曲模..............................139; e* b% e) G& M: F- M; c
6.2.2 O 形件滑板式一次弯曲模......140
( P0 l, |' w. ^' t" F; u0 [$ t6 D6.2.3 O 形件自动卸料弯曲模..........142! Q1 I' ~# j1 _: r
6.3 U 形弯曲件冲压实例..........................143
3 E0 f& {3 p( w4 x9 Z, h/ j习题..............................................................146
n9 Q1 q/ T; [0 o# s% s" u第7 章 拉伸工艺设计.................................147
- q- ]3 }; M' {' f; q- f( n7.1 拉伸变形过程的分析.........................147
# q$ ]6 h x0 _8 o+ j7.1.1 拉伸的变形过程......................148
* G Y0 P% a2 A, O$ A3 [; b7.1.2 拉伸过程中板料的应力
& ^4 t. W# k; s6 |应变状态..................................149) O9 P- y+ E, X5 k
7.2 拉伸件的质量分析.............................151
- s! A+ c& X i# c9 E- d( z7.2.1 起皱..........................................152
4 m# r+ f' J( E8 f, Q& U$ H7.2.2 拉裂..........................................153% R4 O }2 z9 b7 j4 a* {/ e( n
7.3 回转体拉伸件毛坯尺寸的确定.........156* _' _$ q8 t) w! C+ N0 F7 y: O
7.3.1 计算方法.................................156
& p6 L8 v- ?3 N& A7.3.2 简单回转体拉伸件的板料 d1 E C; y8 j, T v
尺寸计算.................................157' x: Q" d5 V' F! {2 N, [
7.3.3 复杂形状回转体拉伸件
8 u- _) E L* R6 N' _毛坯直径的计算.....................159- G% f7 q. q, O: Y& q' \4 U. V
7.4 圆筒形件的拉伸.................................160
1 K% l) B: d8 }1 @2 ]1 {. I- `7.4.1 拉伸系数.................................1608 a( I4 ]6 J1 w
7.4.2 拉伸次数的确定.....................164, x4 M( q6 F, Y" b
7.4.3 拉伸件工序尺寸的计算.........165
! m: i7 E: R( C) ^: m7.5 带凸缘圆筒形件的拉伸.....................169: E) L! S5 ^! @1 s% o
7.5.1 窄凸缘圆筒形件的拉伸.........169! O+ a- ~- \0 }! `8 k
7.5.2 宽凸缘圆筒形件的拉伸.........169
0 ], x: ~) ~- @/ I$ B7.6 特殊形状的制件拉伸.........................177
* K0 l* x- X& Q7 B ?; U7.6.1 阶梯形件的拉伸.....................177
& U: h$ {5 K' d9 Z6 P% o7.6.2 球形制件的拉伸.....................179/ D1 n; m. p8 c1 O' i' r
7.6.3 锥形件的拉伸.........................180
: g: O) R0 w/ j( l+ T7.7 变薄拉伸.............................................182
J9 z/ z% S$ u* u! ^7.7.1 变薄拉伸的特点.....................182 V M* F7 d+ ^
7.7.2 变薄系数.................................183
6 |1 b- [& v2 p l7.7.3 变薄拉伸工序计算.................184# a# Z/ B" J2 x; K/ D: i7 p0 d
7.8 压边力和拉伸力的确定.....................187
" ?: s; L9 x4 t6 f3 b! F. N7.8.1 压边装置与压边力的确定.....187/ E( O8 B% h& [
7.8.2 拉伸力的确定.........................190
; E- w( p6 t5 {* b) Y* i8 Z1 J7.8.3 压力机的选取.........................191* P# ]% |. _2 r7 f8 E* c+ J
7.9 凸、凹模工作部分的设计.................192
- g2 d2 a* b/ p7.9.1 凸、凹模工作部分的结构
! t2 y* K& ~7 ^0 C' p5 ~形式.........................................1921 g' F+ W. q5 e3 V% W/ a
7.9.2 凸、凹模间隙.........................195
1 z$ {1 p% j$ n7.9.3 凸、凹模工作部分的尺寸与% k' c" x! x! [
公差.........................................196+ z. [ r! l1 _
7.9.4 凸、凹模圆角半径.................1982 t' e% [- c- q+ B* p
习题.............................................................. 199. ?0 e! I% g1 c( r
第8 章 拉伸模具设计.................................2023 z3 e) J# q! P1 z0 i, ]0 ?! B
8.1 单动压力机首次拉伸模.....................202
6 u9 ^: n0 ?! S* S4 |: d' |; {8.1.1 无压边圈的拉伸模.................202
' t! t# Y8 g O4 w: a8.1.2 带压边圈的拉伸模.................203
7 U$ S/ E g) i$ `* j8.2 单动压力机后次拉伸模.....................206
# |2 i: L O2 h0 `' e8 i- K8 O8.3 单动压力机落料拉伸模.....................2099 f, ^5 r* F0 v! z& Z
: D9 I0 G( a# |[ 本帖最后由 z6z6j6 于 2007-5-24 12:34 编辑 ] |
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