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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0 L6 Z9 H3 f( ?7 r' S, w$ B. o
冲压工艺与模具设计
/ L* e8 Q& J/ d% \7 z( f3 x: f主 编 牟 林 胡建华
1 b* P& @, ]& i, o副主编 袁国定 王丽娟$ D# Y& b8 S' g# R- _6 q. ?, U
参 编 杜继涛 王长春 孟正华
* |) j6 F) E; }2 K( Z; ~刘胜国 赵 辉
2 F; d3 A$ R D$ _; o: d+ j# E主 审 王华昌: q( s6 F8 g1 q2 @* ?, c1 J
目 录
& n& P. x$ m' H第1 章 概述........................................................1
' N5 r# X; l+ i8 w$ M: F( \+ r1.1 冷冲压加工概述.....................................15 a! M K3 Y& a: e+ W4 @ B' q
1.1.1 冷冲压加工工序的分类..............1# m% v7 G9 }# S& P# e) ^
1.1.2 冷冲压加工的工艺特点..............3
' C# G1 L1 B* {3 K$ N1.2 冲压加工设备.........................................6& H9 q, A) }% G- R3 \2 R4 }1 {
1.2.1 曲柄压力机的组成及应用..........6. W0 s# }# V; v, c' I
1.2.2 曲柄压力机的主要技术参数......9
. d3 F p$ k$ b5 R5 n1.2.3 其他常用压力机简介................11
+ `$ h9 B0 v) r8 R1 f习题................................................................17
7 W0 K7 q/ Q* L- V第2 章 冲压成形的特点与基本规律.......19
/ m6 g+ I; `( V) ] t' s" ~2.1 冲压成形的特点...................................19/ Y8 g3 z1 V t( F4 H
2.2 冲压成形中毛坯的分析.......................20
7 E% t8 S* A1 }( e2.3 冲压变形的分类...................................21( G( ]" @9 w2 B6 G, N+ S5 b
2.3.1 两向拉应力................................22
" x; S# K( V; w) ?6 G. U2.3.2 两向压应力................................239 E" b- Z8 c' ^8 x& a. G
2.3.3 两向异号应力............................24 F6 W5 d" T6 u
2.4 冲压变形趋向性及其控制...................26
6 i% d) I! j4 L, e- N# E2.4.1 冲压变形趋向性........................26& U" }/ B& J- I' M$ t' K
2.4.2 变形趋向性的控制....................28
+ p7 H# ?5 _ c3 K! R! F/ p2.5 冲压变形中的应力...............................296 @3 X5 A! J! T- }5 L5 J. l- |
2.5.1 加载应力....................................29- `( y' H& R' D
2.5.2 诱发应力....................................30
( H9 b1 I- i" q ~2.5.3 残余应力....................................31% T( v& P- u2 {1 X1 Z# H7 i
2.6 冲压成形中的破坏...............................31
6 A, K( e+ |: W: [2.6.1 变形区破坏................................31
6 u) l- d q7 K$ w9 U, ^1 E2.6.2 传力区破坏................................32, ^2 z3 m/ O. X: l3 U; y" d0 a: t$ ?/ J
2.6.3 局部破坏....................................32. R8 t0 B6 A7 s) P- L
2.6.4 残余应力破坏............................32
P, B& W7 g# ~+ \; y4 C( C2.7 冲压成形中的起皱...............................33% p1 p! _3 E J1 t3 l; g
2.7.1 压应力下起皱............................33# G" [4 d0 _# c, D: j n$ x3 y
2.7.2 不均匀拉力下起皱....................34: l) |) X9 B( j9 v2 R" @* X
2.7.3 剪力下起皱................................34
# d- k2 m# ~8 l% M习题................................................................35
" }. e5 P7 K2 Y0 {8 m第3 章 冲裁工艺设计...................................36
9 X8 O% e+ d6 Z3.1 冲裁工艺设计基础...............................37
7 \7 ]" k$ l7 ]% ~0 q: k2 I, V, w# p3.1.1 冲裁变形原理...........................37
/ a8 k" D( W; V) s+ }& S6 H3.1.2 冲裁间隙...................................389 M$ i/ o2 z0 Z* f1 c
3.1.3 冲裁件的质量分析...................43
+ X$ Y) Y7 C5 X5 Y; n |. D3.2 冲裁工艺设计.......................................44% q* b, J! X8 s4 G* {% Y4 K3 j, ?" O
3.2.1 冲裁工艺分析...........................44
0 f* l/ l$ z" r' v9 I( H3.2.2 冲裁制件排样...........................474 U9 R( {8 v! [* g1 r0 X, U
3.2.3 冲裁力计算...............................49! {, c! J7 E$ ?
3.2.4 模具压力中心的确定...............51
( [ G5 L& \, U8 p3 i3.2.5 冲裁模刃口尺寸计算...............53; L5 M8 V; @5 v: ?) d" K& M
3.3 冲裁模具设计和设备选择...................57/ X1 F4 u) U7 E" c6 r* A' z. p
3.3.1 冲裁模的分类...........................57
| C8 j: x6 P3.3.2 凸模、凹模的结构设计...........588 D w1 |5 r, [5 Q* }* |
3.3.3 定位零件...................................64' e0 y. _; G8 a' w) G" {
3.3.4 导向零件...................................69
3 W3 N+ K& C3 N5 w# g3.3.5 卸料与推(顶)件装置.................71
' o% a2 @* j8 H; \3.3.6 连接与固定零件.......................75
# Q' Z5 d& A; I, y+ S8 t3.3.7 模具零件材料和制件材料及
! W9 k$ Q1 c4 s% S3 l6 U- j, r/ H) i性能...........................................79 q+ d/ y* y% ? T
3.3.8 冲裁设备选择...........................81+ Y' r) u9 J4 ?, @
习题................................................................ 83
' Q7 K5 C) L1 a9 w- x. A' o1 F第4 章 冲裁模具设计...................................85( h. G$ Z$ X$ B$ s2 _: T
4.1 普通冲裁模设计应用...........................85# k, ^% S7 K2 q1 ~) h3 N1 X- l
4.1.1 无导向开式简单冲裁模...........86
. q9 y4 ^ V' _& U$ \4.1.2 导板导向式落料冲裁模...........87
2 A3 O# C9 [* [2 ]( `7 h7 S/ N4.1.3 导柱导套式落料冲裁模及
. q: f; m0 e: R6 k; B3 Q' L设计实例...................................87
2 Z& h F+ D% x( M' w2 A4.1.4 连续模.......................................930 z, j H6 w8 p6 i8 h( k5 q1 P+ ^* F6 K
4.1.5 正装式复合模...........................948 \6 V' _: D/ r' V8 ?8 \
4.1.6 倒装式复合模...........................95/ Q/ B: f) D; W6 a- z! r
4.2 特殊冲裁模设计应用...........................966 D/ Y0 p$ L* C9 s4 B( ^ p
4.2.1 拼块式冲裁模...........................967 o `5 C4 ]$ o6 i
4.2.2 厚料冲孔模................................99
% x# H; }9 c/ u& b5 `9 }3 Y4.2.3 小孔冲裁模................................99- T2 u% B- P7 Z$ `$ P, N+ {% [
4.2.4 悬臂式冲孔模..........................101
' v9 r( M; V3 z/ _2 D: G4.2.5 两同心件落料模......................101
* d+ C% J* V' Y( U. c4.2.6 硬质合金冲裁模......................102
- r$ u1 M) C7 O5 H; |8 @9 y( x c4.2.7 棒料切断模..............................105
" `6 q2 t% y2 x% m4 ~2 x4.2.8 非金属冲裁模..........................106, G5 d1 d! ~4 K% r
4.2.9 精密冲裁模..............................107* c( k7 Z- ~+ g5 w7 u8 }: I1 ^
习题..............................................................111
3 ^* ?! d: v: Y第5章 弯曲工艺设计.................................113( s3 \, g% W, |" D0 e) p4 v8 Y5 j
5.1 弯曲工艺设计基础.............................113
/ p. q' h5 p. D; W; H$ R3 o5.1.1 弯曲变形分析..........................114' T# O. Q0 K, z
5.1.2 弯曲质量分析..........................1163 k5 E3 Q7 c7 t3 e/ l- ], C! s
5.2 弯曲工艺计算.....................................1255 L. Z$ g- M+ g0 z; b
5.2.1 弯曲件展开长度的确定..........125
! R! L: `$ m, z/ e6 R" x/ T: x; k9 F5.2.2 弯曲力计算..............................127% T3 G A3 I, m4 S* V9 x; T
5.2.3 弯曲模工作部分尺寸计算......129
6 `0 b2 Y2 A( k5.2.4 弯曲件的工序安排实例..........132& D6 W' V% f8 w s* X9 t
习题..............................................................133' B f5 ]# N, [* g; }2 H$ r! X' m. V# W
第6 章 弯曲模具设计.................................134/ f1 C6 a5 a$ F; P- V6 T
6.1 简单弯曲模.........................................134& ^, `/ Q$ |# i! `: M9 y
6.1.1 V 形件弯曲模..........................134
& W/ e2 i; G' r1 A+ a% j" S6.1.2 U 形件弯曲模..........................1375 |8 i8 X% Y& Q' _; c0 I/ H
6.1.3 通用弯曲模..............................138- \! q, {. p. [ {
6.2 复杂弯曲模.........................................139/ K/ a- v4 h! E1 q, s
6.2.1 C形弯曲模..............................139
. i) y( u1 T3 x% r6 v6.2.2 O 形件滑板式一次弯曲模......1407 _+ B5 O3 c' Q P( }
6.2.3 O 形件自动卸料弯曲模..........142
0 ]! `9 u8 u: {5 [" T1 }5 y: g! J6.3 U 形弯曲件冲压实例..........................143
' }: Q0 k5 B* m% s) D习题..............................................................146
5 M# R9 M2 e1 r0 v第7 章 拉伸工艺设计.................................147( A3 G- O! u' ^6 i7 u. L6 w; s
7.1 拉伸变形过程的分析.........................147
; w7 k, K ?$ F7.1.1 拉伸的变形过程......................148: z+ E$ s" V& t7 f% i/ z* F: s
7.1.2 拉伸过程中板料的应力' X2 u+ N8 l' N% ~, t3 C
应变状态..................................1490 ?4 P3 l. U* {, K: A
7.2 拉伸件的质量分析.............................151
9 x7 Z7 P6 @& r n6 d% x+ x/ L) I7.2.1 起皱..........................................152
, b4 F5 Y8 m" \7.2.2 拉裂..........................................153 T# M# h) U0 H0 }2 s, r
7.3 回转体拉伸件毛坯尺寸的确定.........156, E) E' [5 D/ |/ n1 z$ Z/ ^
7.3.1 计算方法.................................1562 t/ M7 p: |- R' R
7.3.2 简单回转体拉伸件的板料
6 v- n2 G+ Z0 R尺寸计算.................................157
7 c1 F: O3 x) F5 i5 R% Z- \1 ^7.3.3 复杂形状回转体拉伸件
5 Y. v4 C% M) \3 d毛坯直径的计算.....................159. A5 F6 A3 j/ b5 w* u
7.4 圆筒形件的拉伸.................................160) ?$ [+ V. h" H7 V4 |& k
7.4.1 拉伸系数.................................160( ?& ~3 H4 L+ N$ F! H5 `
7.4.2 拉伸次数的确定.....................164
# r0 |8 Q5 v( `- f+ B7.4.3 拉伸件工序尺寸的计算.........165
* ^% l2 X# @* }6 i' O7.5 带凸缘圆筒形件的拉伸.....................169% k1 q0 _# D7 U z
7.5.1 窄凸缘圆筒形件的拉伸.........169+ x$ N. M. A! A
7.5.2 宽凸缘圆筒形件的拉伸.........169* Y, C5 y( F; Q+ x5 H
7.6 特殊形状的制件拉伸.........................177: o. f; \/ E( i
7.6.1 阶梯形件的拉伸.....................177
8 k$ J7 ^% Q' X7.6.2 球形制件的拉伸.....................179
& w' b0 [) J8 O; b: i% A7.6.3 锥形件的拉伸.........................180
8 l1 b, b* h' J' D7.7 变薄拉伸.............................................182
- N! V4 ]: d9 W7 j$ R0 K2 X. R7.7.1 变薄拉伸的特点.....................182
' h1 d6 Y5 l6 B U7.7.2 变薄系数.................................183
" b& \6 Q& U( W; D7 c# \7.7.3 变薄拉伸工序计算.................184
& V/ V+ G# I! ~/ v$ L7.8 压边力和拉伸力的确定.....................187
& I) o' r9 h# {. E7.8.1 压边装置与压边力的确定.....187
, w' A$ C& K: ^4 l$ c! v' @8 ], A7.8.2 拉伸力的确定.........................190% I4 d, h8 ^; Z" @- b& p! i0 t
7.8.3 压力机的选取.........................191# h/ l. t X2 ~ s5 s J2 \
7.9 凸、凹模工作部分的设计.................192
1 s4 U3 w5 o) \: v3 R5 k1 v7.9.1 凸、凹模工作部分的结构8 `! r( D) |5 p& }4 s: e$ z
形式.........................................192
7 I) x. ^2 U K: Q8 i$ R7.9.2 凸、凹模间隙.........................195
3 Z j" S: ]9 Z, L u0 s g$ I7.9.3 凸、凹模工作部分的尺寸与, I! K" H& t6 W2 W9 U( H
公差.........................................196
2 J. h% A+ F. A7.9.4 凸、凹模圆角半径.................1989 o/ T7 C I0 H" `, C4 Y
习题.............................................................. 1999 G, \% q" F4 x" P1 C% ?
第8 章 拉伸模具设计.................................202
$ y7 p' _9 M3 Y2 C0 b8.1 单动压力机首次拉伸模.....................202
5 B, D% k3 L8 P% W8.1.1 无压边圈的拉伸模.................202
+ \" H' ]+ `* r: t8.1.2 带压边圈的拉伸模.................203
$ I! T: p! f# m4 X' l1 k7 Y7 m8.2 单动压力机后次拉伸模.....................2060 Z/ V/ h4 z7 r; c, g
8.3 单动压力机落料拉伸模.....................209
2 u. F) [* O7 ?$ u5 Q4.2.2 厚料冲孔模................................99
1 k; g* g* S* R4 B7 b8 V4.2.3 小孔冲裁模................................99
# B4 x5 l$ L7 b9 I, k0 l4 O7 g4.2.4 悬臂式冲孔模..........................101 h O2 ]2 g" [
4.2.5 两同心件落料模......................101* y: f" Y5 f/ l* M& N- v' c5 S3 k
4.2.6 硬质合金冲裁模......................1026 {& G( J' w/ z6 J
4.2.7 棒料切断模..............................1054 H$ b$ w" {& |8 @% P: g
4.2.8 非金属冲裁模..........................106
( Y) ?7 }8 _3 m4.2.9 精密冲裁模..............................107: s- \0 o h7 [- ?. M% G
习题..............................................................111
# E4 [8 H2 C' l2 N* h3 U第5章 弯曲工艺设计.................................113* t9 m L* V# ^( ~7 Y6 T
5.1 弯曲工艺设计基础.............................113
- q9 T! g3 N% n. Q' u5.1.1 弯曲变形分析..........................114
5 b. v3 F2 i$ q% i7 a7 C5.1.2 弯曲质量分析..........................116
% ^- ` E' Z4 U, d5.2 弯曲工艺计算.....................................1252 `4 [1 \; J: A; s1 w
5.2.1 弯曲件展开长度的确定..........125. e9 L; i, G: F" B. j
5.2.2 弯曲力计算..............................1270 u! h3 |+ i* a+ N. V- _
5.2.3 弯曲模工作部分尺寸计算......129
& ~) N% ?! r' C3 Q* _& O5.2.4 弯曲件的工序安排实例..........132
. A- p5 l9 z; y- Y" k( c习题..............................................................133
: e: W' Q" z: O9 j2 z第6 章 弯曲模具设计.................................134
1 I; G- Y7 d! X6 C: C6.1 简单弯曲模.........................................134
# v! f3 K7 T7 G2 p& R. }( `* D9 J6.1.1 V 形件弯曲模..........................134
+ A& a# ?% w! ^6 f, K6.1.2 U 形件弯曲模..........................137' U$ W t* R" J* G$ t4 D& i/ k4 ^
6.1.3 通用弯曲模..............................138
* p8 O* j! w# `, z8 I ?8 ]6.2 复杂弯曲模.........................................139
- y6 n9 y. ]- ?/ i- {6 q6.2.1 C形弯曲模..............................139
7 L, G7 ]3 h, D' j" ?6.2.2 O 形件滑板式一次弯曲模......1405 q$ u& }6 G/ X% l1 H- _
6.2.3 O 形件自动卸料弯曲模..........142
4 h: ~( S: K: v* R, y6.3 U 形弯曲件冲压实例..........................143/ s6 A: K+ W2 P+ ]: o8 j
习题..............................................................146
. T( y5 o4 F* V0 g6 V2 m7 J4 ^第7 章 拉伸工艺设计.................................147
% K/ y0 c- }8 u# `7.1 拉伸变形过程的分析.........................147
. g* j% `$ g% x3 ~& T1 D7.1.1 拉伸的变形过程......................148- s0 X' ^( N4 h+ u
7.1.2 拉伸过程中板料的应力& U' e% h8 m+ j6 }. W: O4 R. ~
应变状态..................................149; n8 C5 E/ s7 d: A
7.2 拉伸件的质量分析.............................151
, w* s& {; _) S/ m! I4 @: k7.2.1 起皱..........................................152
7 @3 D# {2 M/ O3 A, Z7.2.2 拉裂..........................................153. w" R; ?# G6 a4 w0 b0 Z
7.3 回转体拉伸件毛坯尺寸的确定.........156
0 i0 R/ W% _$ e* i/ v7.3.1 计算方法.................................156
0 m4 W8 _: R# B% k$ X% F* n4 D7.3.2 简单回转体拉伸件的板料
* s# i* @# a& { a& l/ j尺寸计算.................................157; q& L, Q! Y: s7 R% S
7.3.3 复杂形状回转体拉伸件& Z0 L1 F: l2 m) u
毛坯直径的计算.....................159
, B: z0 j+ c3 I4 e% P& ^5 M7.4 圆筒形件的拉伸.................................160; |/ K3 a g; ]9 x. a& S3 g
7.4.1 拉伸系数.................................1602 q3 Z. k8 r! V$ Y
7.4.2 拉伸次数的确定.....................164* T: F( J' C+ o9 L/ D/ W- M' o. I( i
7.4.3 拉伸件工序尺寸的计算.........165" _; k; \9 y( o: h
7.5 带凸缘圆筒形件的拉伸.....................169$ ^2 ?+ R* Y- U, Z
7.5.1 窄凸缘圆筒形件的拉伸.........169* T. j( J& u' P% w8 [2 @: m+ }
7.5.2 宽凸缘圆筒形件的拉伸.........1692 u- f2 @1 M/ t' z9 w) e6 S
7.6 特殊形状的制件拉伸.........................177$ e: ]/ T( R3 D+ j$ u
7.6.1 阶梯形件的拉伸.....................177
8 r1 X8 m! E& w% L1 e6 j7.6.2 球形制件的拉伸.....................179
# n k \9 _4 ~) U1 z7.6.3 锥形件的拉伸.........................1802 F, Y- {' i; E6 b: W
7.7 变薄拉伸.............................................182
; R8 g9 ~, j. h% b7.7.1 变薄拉伸的特点.....................182/ m* e. d1 q+ L: b
7.7.2 变薄系数.................................183
/ g7 R# U" L$ N3 j7.7.3 变薄拉伸工序计算.................184
, I* L( L$ h. O* \3 _. [, ^" m7.8 压边力和拉伸力的确定.....................187( [( W, Z7 X4 s, K& @* i& ~1 _- Y
7.8.1 压边装置与压边力的确定.....187
3 f3 b. U- n/ c. I/ q- ?, L7.8.2 拉伸力的确定.........................190
L% \: t2 y/ y" F% m1 L7.8.3 压力机的选取.........................191$ e; d# e8 h, Z# d/ v: }1 ]
7.9 凸、凹模工作部分的设计.................192
) B: B% V' C5 G( z- E5 @. O, J: _7.9.1 凸、凹模工作部分的结构
7 ]2 w& i' q$ w3 v0 Z形式.........................................192
+ p. f: e N3 V7.9.2 凸、凹模间隙.........................1958 h' D1 u: |: ?: j3 F" S" }" K
7.9.3 凸、凹模工作部分的尺寸与! ^" }8 ? Q5 R
公差.........................................1965 j( r- `% F \9 |
7.9.4 凸、凹模圆角半径.................198. J; [" E" l7 F8 {% y
习题.............................................................. 199
. n+ t4 g1 F% n& i第8 章 拉伸模具设计.................................2029 P* f, d/ c# Z$ | ]; v( y9 ]
8.1 单动压力机首次拉伸模.....................202
- a* ~2 m+ j& K8.1.1 无压边圈的拉伸模.................2025 m: u0 o( \% G3 }
8.1.2 带压边圈的拉伸模.................203
1 U6 A4 {$ R, c" ^* s+ k5 I8.2 单动压力机后次拉伸模.....................2067 t& c9 v9 s6 J0 M
8.3 单动压力机落料拉伸模.....................209! P, O4 x1 N9 I3 s! _
- l7 N y7 N0 f# {
[ 本帖最后由 z6z6j6 于 2007-5-24 12:34 编辑 ] |
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