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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
! }7 G# p; e5 @4 ~ I冲压工艺与模具设计' A$ y6 B/ x1 S. B
主 编 牟 林 胡建华/ y- u, W8 p3 s
副主编 袁国定 王丽娟
6 X2 Y' E6 b0 e% Z8 J, z' n参 编 杜继涛 王长春 孟正华
% z& ~" K3 G' D. Y. V& |7 X刘胜国 赵 辉
4 K% G$ W- p2 p# O1 T I主 审 王华昌
% O! ~5 p! r# f2 X: I目 录
9 `& E" F7 r: N* w, p8 c% R% X( Y! q第1 章 概述........................................................1
* z; n5 y' s$ j( h1.1 冷冲压加工概述.....................................1
7 U7 [1 m3 A* A1 |0 r1.1.1 冷冲压加工工序的分类..............1
5 A( _ j' U# `8 o; z' k" p1.1.2 冷冲压加工的工艺特点..............3" K( E; _, x8 i6 M1 A. m/ `
1.2 冲压加工设备.........................................68 M1 G: r# |9 z
1.2.1 曲柄压力机的组成及应用..........60 j5 ?- b$ C9 y% R% p' q
1.2.2 曲柄压力机的主要技术参数......9# H! J3 H% a. F) u
1.2.3 其他常用压力机简介................11; t# ?6 w) V0 U. X/ w9 [
习题................................................................17
$ S8 U, I0 ~* n5 l/ i6 b第2 章 冲压成形的特点与基本规律.......19, j( ~. _! j) t3 F; i0 m5 O" w
2.1 冲压成形的特点...................................19
: S- ?# P8 R1 E; z' X' S2.2 冲压成形中毛坯的分析.......................20
3 G0 [1 q; W. t7 b2.3 冲压变形的分类...................................21
) r+ v- E9 |0 Q3 {! i5 G2.3.1 两向拉应力................................22# H! p6 p4 b' \* Z7 _1 s; ~
2.3.2 两向压应力................................23
& a5 a9 d% Q7 y2 C9 L; Z o2.3.3 两向异号应力............................24# c7 k( l4 e, V& K
2.4 冲压变形趋向性及其控制...................260 d8 @0 c; E+ l6 _& D7 D3 u( L
2.4.1 冲压变形趋向性........................268 U# h% K- G6 n V" w
2.4.2 变形趋向性的控制....................28! w& b' U; ~; I0 {% K7 A' V' W- y5 ]5 ?
2.5 冲压变形中的应力...............................29
/ R8 P! a" G+ W. P/ s2.5.1 加载应力....................................29' J, {0 U) e! W3 e C, P
2.5.2 诱发应力....................................30
( n' @- k( g% b! R G6 F" u7 c: c9 v2.5.3 残余应力....................................31
$ y9 V# v, W* V- X6 v2.6 冲压成形中的破坏...............................31
4 y4 T* ^6 ?3 D6 F; ~4 g I2.6.1 变形区破坏................................312 x9 E3 `* V" p' P; y* b
2.6.2 传力区破坏................................32. K9 b4 ` z, R2 C6 S# c! I! P
2.6.3 局部破坏....................................32
! u6 z! O! q( \ @2.6.4 残余应力破坏............................32* B* [4 s, d8 Y Y @2 Z6 W& Q3 w" S
2.7 冲压成形中的起皱...............................331 A0 g% A4 } ~: z
2.7.1 压应力下起皱............................33 l" Q- S% ?# U* n% d$ m! x
2.7.2 不均匀拉力下起皱....................34
8 Z1 f5 i4 U; m( c S& K8 ^2.7.3 剪力下起皱................................34+ s/ H0 b2 b$ Z% \
习题................................................................35
6 `7 O- r; `. _' A. \0 p) ^第3 章 冲裁工艺设计...................................36
7 @- ~: M1 @7 @* z" j" [! i3.1 冲裁工艺设计基础...............................37, F+ |+ C8 r" z( `! S' {0 Q
3.1.1 冲裁变形原理...........................37
/ P2 @7 m& a' ] v& q0 V+ ]3.1.2 冲裁间隙...................................38. _. C+ @& ~1 E5 U, h) O7 \7 Q: ^
3.1.3 冲裁件的质量分析...................43" X6 c+ V$ \4 w0 y! P" V
3.2 冲裁工艺设计.......................................44- ^+ K. v6 x/ R) w5 B7 T
3.2.1 冲裁工艺分析...........................44% o0 D5 N1 E, Y! A8 N
3.2.2 冲裁制件排样...........................472 {0 W" v7 U! q; E+ t
3.2.3 冲裁力计算...............................49
- Q; W- U1 F3 d1 F; ]$ g( k7 I: y; D3.2.4 模具压力中心的确定...............51
! K" ?; ?7 D6 N7 c0 w" S" a3.2.5 冲裁模刃口尺寸计算...............536 b" O! X2 x# @
3.3 冲裁模具设计和设备选择...................57
9 |; ^2 m0 L4 M* K+ k3.3.1 冲裁模的分类...........................57
* P1 U5 g( D1 w6 k {$ J! B3.3.2 凸模、凹模的结构设计...........58
5 E# j7 y5 u E1 x7 P! m/ K) L- s3.3.3 定位零件...................................64
& j8 ]: {7 r9 K3.3.4 导向零件...................................69
- R4 j$ r1 }# s3 s0 a2 }$ u' [+ p3.3.5 卸料与推(顶)件装置.................71
5 |; N. l- A2 a% z, T! v3.3.6 连接与固定零件.......................75' w3 V* b- D8 W, U! t; U
3.3.7 模具零件材料和制件材料及5 I D, r% v: H0 W `' K
性能...........................................79
' U; t9 i/ I9 C* I) k& m2 z3.3.8 冲裁设备选择...........................81 |/ ~' G: d8 h) |
习题................................................................ 83% c1 n' [' ?. p; Z U! X# Y2 l
第4 章 冲裁模具设计...................................85
. }4 V2 t' s8 Z- D4.1 普通冲裁模设计应用...........................85
& t; V% ]2 z+ F0 d4.1.1 无导向开式简单冲裁模...........86$ P" d% n$ {* j" I: Q5 d
4.1.2 导板导向式落料冲裁模...........87
9 B" a8 u7 b7 `. E C& n, V4.1.3 导柱导套式落料冲裁模及% _/ Z0 U5 d3 H
设计实例...................................87
( W I% M1 J0 R; h4.1.4 连续模.......................................93
, B/ K5 {4 Q- g. m6 J4 G( S; U4.1.5 正装式复合模...........................94
- a' e% b) h2 t. ^+ Z/ k8 _' q4.1.6 倒装式复合模...........................95
3 {) F9 m5 d4 u: C( Y4.2 特殊冲裁模设计应用...........................96( ?+ _. S3 ]0 g! @
4.2.1 拼块式冲裁模...........................96
) k7 Z) c& v' E! r1 j ~4.2.2 厚料冲孔模................................99# x5 Y/ B8 H, V6 S
4.2.3 小孔冲裁模................................99, N3 ]( n* |" e3 T' L3 s/ _
4.2.4 悬臂式冲孔模..........................101
9 {' ~$ ~, v+ m; Q) m& m0 J h4.2.5 两同心件落料模......................101$ w# l" P; G5 s+ c
4.2.6 硬质合金冲裁模......................102; ^1 L7 B) E2 R X1 a" }- {: v3 Y
4.2.7 棒料切断模..............................105
" o; w3 v4 t1 h& H/ q2 g4.2.8 非金属冲裁模..........................106- T9 x. A+ p9 Y" V. v
4.2.9 精密冲裁模..............................107
* {8 Q/ h! s: \! x4 k5 W0 S习题..............................................................111; Y3 c: N/ [4 X8 f* x, [9 W
第5章 弯曲工艺设计.................................113
, l/ K8 s% c8 m' I7 e5 M7 T5.1 弯曲工艺设计基础.............................113
R8 C) z! \' R5.1.1 弯曲变形分析..........................114
, G8 K8 h5 M0 S6 u: R- ?5.1.2 弯曲质量分析..........................116) E4 @% d# a; m6 B$ G
5.2 弯曲工艺计算.....................................125% P9 s& w% z1 B% S: u
5.2.1 弯曲件展开长度的确定..........125) Q* a+ i9 n( ?. S& G; Q5 Y
5.2.2 弯曲力计算..............................127
- y( @+ s+ A4 J" u" H; Y1 ?" K6 Y5.2.3 弯曲模工作部分尺寸计算......129
& r0 b# P% [+ c) {, V1 q! e5.2.4 弯曲件的工序安排实例..........132
) q* F3 [0 b8 ~8 m& ]( f9 K习题..............................................................133
1 J- Y+ f( T3 l8 p: ]1 j( n3 k第6 章 弯曲模具设计.................................134
7 @. S8 w( M' H3 N7 ?6.1 简单弯曲模.........................................1343 q1 ^. E" ^: [% q, y
6.1.1 V 形件弯曲模..........................1341 n; O7 \$ Q0 s
6.1.2 U 形件弯曲模..........................137
' a# u7 C% p3 x6.1.3 通用弯曲模..............................138
' m( T3 k$ E3 ]1 R6.2 复杂弯曲模.........................................139) j4 E2 a* I8 u* z% J9 U5 l
6.2.1 C形弯曲模..............................139
+ h& ^7 O4 m7 X5 X' E# ]6.2.2 O 形件滑板式一次弯曲模......140
$ m& p* d5 g6 d/ v, w6.2.3 O 形件自动卸料弯曲模..........142* n" L7 f) E( I) q: x
6.3 U 形弯曲件冲压实例..........................1438 U* E+ ~1 F" {4 Q+ c9 @+ L
习题..............................................................1462 N5 T$ a! [; r4 z4 C
第7 章 拉伸工艺设计.................................1472 E0 [5 n# y. B3 m6 \2 @. G
7.1 拉伸变形过程的分析.........................147
/ n6 N1 R4 l' e$ @+ _5 x7 @; |: A7.1.1 拉伸的变形过程......................1484 n) B$ Q |- k, b. Z. a, v& m
7.1.2 拉伸过程中板料的应力
5 ?. ]$ t6 I5 d7 m. o5 }, t7 J. |应变状态..................................1499 I7 w" J4 M) V
7.2 拉伸件的质量分析.............................151 [- ]% ]* }. p: |; M% j6 Y( ]
7.2.1 起皱..........................................152
) O2 @0 }" G8 w; S7.2.2 拉裂..........................................1536 ?* ]0 T! m! o0 X3 X# b
7.3 回转体拉伸件毛坯尺寸的确定.........156
1 E: c( E I9 G, K7.3.1 计算方法.................................156% o, j0 M3 ?; V+ P/ s
7.3.2 简单回转体拉伸件的板料
" n4 ?5 Y1 l$ P" L' Y3 A0 p尺寸计算.................................157
4 F4 M$ x. X' n7.3.3 复杂形状回转体拉伸件
: u' \9 r/ n* {毛坯直径的计算.....................159
$ c9 e, P; r5 W( H: p7.4 圆筒形件的拉伸.................................160
$ `+ @% |9 g" Z) d7.4.1 拉伸系数.................................160
+ U' L7 f/ \% |* p7.4.2 拉伸次数的确定.....................164
/ }" G) l' G' v) r' p9 D7.4.3 拉伸件工序尺寸的计算.........165
C3 I" c, P2 u7.5 带凸缘圆筒形件的拉伸.....................1698 E2 \% D9 R I! g7 r
7.5.1 窄凸缘圆筒形件的拉伸.........169
6 ?- I% e3 Y5 q- W2 v3 k7.5.2 宽凸缘圆筒形件的拉伸.........169& R( u* ]2 `& j) U5 [# Y+ U
7.6 特殊形状的制件拉伸.........................177: o. F* T, d) C1 t6 @7 Q# |; `
7.6.1 阶梯形件的拉伸.....................177
3 l$ S2 s; z) j9 I' G( ]2 I/ r/ R' k7.6.2 球形制件的拉伸.....................179
3 x5 h6 H0 U# ]. E* m" D% X& V7 Q7.6.3 锥形件的拉伸.........................180( ^: D7 f7 i$ ^. D& t
7.7 变薄拉伸.............................................182 |. f) s; |* u3 r
7.7.1 变薄拉伸的特点.....................182
7 p0 I @/ l/ A0 b S+ `7.7.2 变薄系数.................................183; B" c0 t5 Z) C: |6 s
7.7.3 变薄拉伸工序计算.................184
: r. o; W8 A4 T* |7.8 压边力和拉伸力的确定.....................187" C( a& w5 | ?0 Y
7.8.1 压边装置与压边力的确定.....1878 D6 e3 H$ Z) q5 C
7.8.2 拉伸力的确定.........................190" B4 ^& ?+ @ L! m
7.8.3 压力机的选取.........................191
- I- d- x) t1 I8 F6 f+ m3 P7.9 凸、凹模工作部分的设计.................192
# ~ Z: k4 x8 }# {- s6 z, Z; v7.9.1 凸、凹模工作部分的结构
6 \- Q. ?6 k$ C' j4 L0 R形式.........................................192
S' z- f. u! B$ e7 m1 o7.9.2 凸、凹模间隙.........................195 g; v( g# I- h
7.9.3 凸、凹模工作部分的尺寸与
, X b o* L% Z8 n9 {公差.........................................196
4 x* _0 W+ {. C$ h8 f7.9.4 凸、凹模圆角半径.................198
K, M# S/ x' s4 f3 `习题.............................................................. 199! m) Q4 t' Y. ]
第8 章 拉伸模具设计.................................202
. i0 m! R, O2 o7 F# a: X' f- t2 x8.1 单动压力机首次拉伸模.....................202* K& ~. V$ \/ W) ?* C7 B0 `
8.1.1 无压边圈的拉伸模.................2023 t% W9 q8 [/ k. k% w# m6 M
8.1.2 带压边圈的拉伸模.................2039 k5 B/ B T$ W
8.2 单动压力机后次拉伸模.....................206; G- ?0 f$ i9 o4 W
8.3 单动压力机落料拉伸模.....................209
3 y& r; j$ i/ L U7 {. V- ~( b4.2.2 厚料冲孔模................................99
3 {7 |! Z- z. K' e9 e4.2.3 小孔冲裁模................................99
X1 d/ n! p& @* z4.2.4 悬臂式冲孔模..........................101
$ P9 ^3 I- ]2 h5 _, E! \# O& e4.2.5 两同心件落料模......................101
! v4 `4 J5 {- c1 U! W4.2.6 硬质合金冲裁模......................102
: A- n1 A: I6 W6 |3 {; l4.2.7 棒料切断模..............................105% f6 [( Z. k6 e3 u1 }2 J# ~# S) w
4.2.8 非金属冲裁模..........................106! a/ f% Q. }& ~! y% B- D( X6 n N$ H
4.2.9 精密冲裁模..............................1077 M* C' ~4 D% c: Y. I* @7 [
习题..............................................................111- x! ^9 v* C3 v1 j, c. _0 b
第5章 弯曲工艺设计.................................113
: a. T9 i1 F* @7 d% C* M" D5.1 弯曲工艺设计基础.............................113) Y2 ?8 R* K4 `! {
5.1.1 弯曲变形分析..........................1142 x5 _' N3 A! j
5.1.2 弯曲质量分析..........................116* |( B/ N$ r* y
5.2 弯曲工艺计算.....................................125. Y& I6 v1 z. O% K" G7 X
5.2.1 弯曲件展开长度的确定..........125: H- ~2 A* }0 ?& j: i
5.2.2 弯曲力计算..............................127, T) Y- K# a4 C! c# u) J# w' d9 ^9 G
5.2.3 弯曲模工作部分尺寸计算......129
* M+ r. o8 k7 g ?2 w' e4 F6 A5.2.4 弯曲件的工序安排实例..........132
; T5 k) j: @1 e* e习题..............................................................133
$ i! ^3 o4 D! T5 w" g5 ~第6 章 弯曲模具设计.................................134. G, f# h: F% v8 [ w
6.1 简单弯曲模.........................................134- `5 R( N- z+ Z2 w
6.1.1 V 形件弯曲模..........................134
+ y. D& e1 p" J$ h, G6.1.2 U 形件弯曲模..........................137
3 e& _3 F) u! f. X o/ I6.1.3 通用弯曲模..............................138
$ `9 w2 A Z9 R! q6 t6.2 复杂弯曲模.........................................139
5 l; p/ b. @9 c2 l" m6.2.1 C形弯曲模..............................139. l3 s2 _! p$ u( |: D0 m
6.2.2 O 形件滑板式一次弯曲模......140
. |7 O* m y2 N9 d* x3 c, W6.2.3 O 形件自动卸料弯曲模..........142' [7 b+ [5 z, i) y0 }
6.3 U 形弯曲件冲压实例..........................143/ c$ v& I* N* a% C. l( P* i
习题..............................................................146
8 b1 o* z" U9 @2 b第7 章 拉伸工艺设计.................................147
! M5 K2 c$ ?; V( w: [. f$ J7.1 拉伸变形过程的分析.........................1479 S7 _3 e+ c3 @4 k
7.1.1 拉伸的变形过程......................148
) o: }: F+ \ @( _7.1.2 拉伸过程中板料的应力
' f; \1 q8 V/ ]+ A4 @- o" y应变状态..................................149, x! x1 X& | h
7.2 拉伸件的质量分析.............................151- ]5 t) N5 U: a3 G7 ]1 q' w2 l
7.2.1 起皱..........................................152
6 V. \: U' `, x' X1 d7.2.2 拉裂..........................................153' j2 }8 `' N& m+ M- G6 s2 D* E8 f
7.3 回转体拉伸件毛坯尺寸的确定.........156
5 g: B) G! ]% E% D7.3.1 计算方法.................................1560 i0 j% D1 |2 a/ o+ k8 e: S
7.3.2 简单回转体拉伸件的板料
0 S) }: e& q' G4 @尺寸计算.................................157
/ E) L) W# J, ~4 n- Q3 a! N7.3.3 复杂形状回转体拉伸件0 ]' m& H! c; H1 g6 e" M
毛坯直径的计算.....................159! b8 C1 N& E7 U* r! h
7.4 圆筒形件的拉伸.................................160
% n# u; F% c4 V, }+ a* t* L& w1 h0 \7.4.1 拉伸系数.................................1608 R" A1 F0 y/ i+ n4 ]* {# v# ^
7.4.2 拉伸次数的确定.....................164
" c2 Y9 b4 }8 L( n$ b7.4.3 拉伸件工序尺寸的计算.........165+ Q5 D) @' [, [2 S% `
7.5 带凸缘圆筒形件的拉伸.....................169
2 O7 T% F R8 `/ ]1 f0 A7.5.1 窄凸缘圆筒形件的拉伸.........169
& p l, F- V" \8 R0 g7.5.2 宽凸缘圆筒形件的拉伸.........169
/ x) H+ \9 o" Z3 N" J! O2 _7.6 特殊形状的制件拉伸.........................1773 {7 C$ H, D: u8 T, L1 p% H- i* s! R3 ^
7.6.1 阶梯形件的拉伸.....................1771 P! f) T [& H! W5 A
7.6.2 球形制件的拉伸.....................179
1 B% J/ d* ?3 _3 ~$ r" ]9 }7.6.3 锥形件的拉伸.........................180
9 R1 b% I3 ^1 U5 n) u# j7.7 变薄拉伸.............................................182
' E+ \6 H' V* A. _$ U- B, t7.7.1 变薄拉伸的特点.....................1820 P* Q) w( T! P& \
7.7.2 变薄系数.................................183- a' U$ s& a2 A& P5 F/ r0 P( h
7.7.3 变薄拉伸工序计算.................1841 w' z7 v. M; c1 {3 N
7.8 压边力和拉伸力的确定.....................187
, ]6 N+ h6 q4 F! E- g7.8.1 压边装置与压边力的确定.....1870 r) J7 S3 a' i' W
7.8.2 拉伸力的确定.........................1908 \) o2 a+ l! x5 I& k: S* x+ r
7.8.3 压力机的选取.........................191- j0 L6 U! i$ J
7.9 凸、凹模工作部分的设计.................192
+ y/ D- u( }( C8 U* l. y3 E7.9.1 凸、凹模工作部分的结构
; L, a. d( J6 y2 O形式.........................................192
4 Q' S( G/ |( h5 P7.9.2 凸、凹模间隙.........................195
`' i. ?# {( @# Y! u3 j( X9 ?7.9.3 凸、凹模工作部分的尺寸与
, R) U! J: |( g3 J公差.........................................1965 |, C( |) B$ H+ i% M" S6 ?7 l
7.9.4 凸、凹模圆角半径.................198: c& N J! V |7 v% ~8 u' n
习题.............................................................. 199
0 r0 b- P6 n6 ^8 G* Q1 W+ K& [第8 章 拉伸模具设计.................................202
5 ]6 [, f* s" U4 q. \" M8.1 单动压力机首次拉伸模.....................2024 d9 U3 n. z: s3 A
8.1.1 无压边圈的拉伸模.................2029 l9 m% s' v% A) S
8.1.2 带压边圈的拉伸模.................203
' S/ N5 N3 A! z; y8.2 单动压力机后次拉伸模.....................2065 C2 P6 Q/ M4 L% V5 T P3 r
8.3 单动压力机落料拉伸模.....................209
) J( y* S( U/ }; u/ L: b! B2 q% z% |- B1 Y
[ 本帖最后由 z6z6j6 于 2007-5-24 12:34 编辑 ] |
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