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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 ~" u* @4 Q9 U8 k( l% K# D
冲压工艺与模具设计
$ y9 j, X f0 t5 ~8 l主 编 牟 林 胡建华
" _3 y& Z- s- b1 q) N, X副主编 袁国定 王丽娟
$ T4 M1 f, Z, b4 N" B7 \ f参 编 杜继涛 王长春 孟正华/ N1 d2 X: C* z
刘胜国 赵 辉
( P8 ~( l* C- h% v- s- |主 审 王华昌
* f8 o" X, T( m7 X( x7 z/ _* s w目 录/ z+ F. @% Q1 c, v
第1 章 概述........................................................16 D$ S% e( t7 o5 L( s4 Q' S+ Y& z
1.1 冷冲压加工概述.....................................1! N, }3 W2 o+ w
1.1.1 冷冲压加工工序的分类..............1
' a3 g' w% y6 m# `) M6 P1.1.2 冷冲压加工的工艺特点..............3
|# ?3 b( A, v$ h" |# h1.2 冲压加工设备.........................................6
7 N. \! L5 i( C: Q. ^1.2.1 曲柄压力机的组成及应用..........6
; o. V; u8 x r) G! A1.2.2 曲柄压力机的主要技术参数......9
, U' c+ t" B, b1 t" v1.2.3 其他常用压力机简介................11
% b( b7 z, i y$ \6 w* _' C习题................................................................17' t' s6 G ]$ f
第2 章 冲压成形的特点与基本规律.......19+ d" W. R9 y# E: N& O8 U
2.1 冲压成形的特点...................................19& U! C* k% N0 D( S/ O" m6 B* K
2.2 冲压成形中毛坯的分析.......................20$ W4 Q) B3 s+ B: y+ j( ^
2.3 冲压变形的分类...................................21
) `! D- }/ T% g+ M: r2.3.1 两向拉应力................................22& R( p/ i2 A6 [) m" R
2.3.2 两向压应力................................23
$ q$ C. D/ q" K2 e2.3.3 两向异号应力............................24
$ X9 g. t! ^( U* Y2.4 冲压变形趋向性及其控制...................26$ N' P3 I: c$ ^/ A# U7 k# n* l
2.4.1 冲压变形趋向性........................268 M J9 [1 p6 e+ d& U
2.4.2 变形趋向性的控制....................28
* I N. D* F; [) M# n3 C% h2.5 冲压变形中的应力...............................293 Q& _2 M; c6 m; o% S0 A
2.5.1 加载应力....................................29
$ C4 P( ]( p% {# S/ {" g2.5.2 诱发应力....................................305 s Z! ?$ J1 ^; i9 K% C& c
2.5.3 残余应力....................................31
8 e. w! A) e# N$ p1 L# f6 W! g0 `2.6 冲压成形中的破坏...............................312 {( ~1 Z L6 |2 l: H& P. F
2.6.1 变形区破坏................................31$ l* w$ Y$ N N5 G2 X/ \( j9 n" v
2.6.2 传力区破坏................................32; m* i) @& l5 f. d5 q
2.6.3 局部破坏....................................32
: p' b" L0 _& e; t) v% [' Z2.6.4 残余应力破坏............................32
" f# I0 l% P2 _. h! t' D2.7 冲压成形中的起皱...............................33
3 W+ n4 H/ G6 s. a7 G% b2.7.1 压应力下起皱............................33
/ b, v0 m4 J- I2.7.2 不均匀拉力下起皱....................34
4 C" j6 H% W# v0 k2.7.3 剪力下起皱................................34
; J( `- G" o: S: ^8 O6 M习题................................................................35& [7 O7 V) t" M4 _9 E0 R' j
第3 章 冲裁工艺设计...................................36 q; n- v( r% [1 F8 D
3.1 冲裁工艺设计基础...............................37! I1 a0 P3 d) m3 S( u
3.1.1 冲裁变形原理...........................378 `- X& T d7 ]) ~( l$ l
3.1.2 冲裁间隙...................................38: n1 g/ X% v) _' M- j& o# e
3.1.3 冲裁件的质量分析...................43
. J0 @6 G1 y/ e& l6 \3 K: {# r3.2 冲裁工艺设计.......................................44
# M, c; i" M, Y; D3.2.1 冲裁工艺分析...........................44
" ^0 ]; j0 W$ _+ Q9 h3.2.2 冲裁制件排样...........................47% ]7 m) Q+ I% A; x) v
3.2.3 冲裁力计算...............................49
+ D/ K- j8 D( \3 U: K3.2.4 模具压力中心的确定...............515 Q j+ f& L9 y } B
3.2.5 冲裁模刃口尺寸计算...............53
4 B! A$ G U: m6 x% B4 v3.3 冲裁模具设计和设备选择...................57, P6 @! G( R+ p2 W; k. ]% P
3.3.1 冲裁模的分类...........................57
4 e+ r7 E, Q7 m$ z3.3.2 凸模、凹模的结构设计...........58: O7 m7 t5 Y$ ]5 | ~$ _4 J, i% f
3.3.3 定位零件...................................648 a' w. o2 r" T1 y
3.3.4 导向零件...................................69) s( N3 s. ?# p: O2 F0 W* }+ d9 ?
3.3.5 卸料与推(顶)件装置.................71: ~1 d) k% {. F& ]
3.3.6 连接与固定零件.......................75
! L, |; l' o, ]6 S: J5 J& N6 k3.3.7 模具零件材料和制件材料及( N" y8 P' P) P. O; y
性能...........................................79 K( u K! Y: B
3.3.8 冲裁设备选择...........................811 v/ g3 X- G T8 ]# E
习题................................................................ 832 }2 V4 P7 x- G5 E: Q, L
第4 章 冲裁模具设计...................................85) A9 o6 s% d8 @ |5 h
4.1 普通冲裁模设计应用...........................85
" H! k/ w1 d5 i9 _" B. q: T4.1.1 无导向开式简单冲裁模...........86' y* M$ }' u7 _2 A1 t) d% c
4.1.2 导板导向式落料冲裁模...........871 N: d3 C4 W3 H6 T8 Q/ l
4.1.3 导柱导套式落料冲裁模及
+ C% [0 P; E w设计实例...................................875 o. t' Y6 Q2 e3 [$ I" G
4.1.4 连续模.......................................93' [: u7 D( Y v% W2 R
4.1.5 正装式复合模...........................94$ w5 |* T" c: R9 h, S) p) ^, C
4.1.6 倒装式复合模...........................95$ e/ A0 e% p" X
4.2 特殊冲裁模设计应用...........................962 ]4 M+ J( {) u# Q
4.2.1 拼块式冲裁模...........................96: ~: [3 U3 s. t5 G( `
4.2.2 厚料冲孔模................................995 I4 Y. o8 G( L: A
4.2.3 小孔冲裁模................................99
) i% K) ^/ Q$ C* E& \8 l" p4.2.4 悬臂式冲孔模..........................101
* q9 K& H& m8 L% T" O4 e4.2.5 两同心件落料模......................101! Q: I/ A+ G, N% {
4.2.6 硬质合金冲裁模......................102
& Q. O9 a$ o2 X; f4.2.7 棒料切断模..............................105
}7 j2 y5 j6 L3 }4.2.8 非金属冲裁模..........................106
: Q7 H4 b( h5 B, T& j& D4.2.9 精密冲裁模..............................107
* d7 [( u0 k" x! |习题..............................................................111
) w* _- V6 B; p X* J* z1 T, S \第5章 弯曲工艺设计.................................113( b2 y) C& N- p
5.1 弯曲工艺设计基础.............................113
; J, O2 f+ ?- j) u: u( y* `5 c5.1.1 弯曲变形分析..........................114
: d' J# x1 N* p, q- u5.1.2 弯曲质量分析..........................116
% v( \+ u. `/ ]$ i7 Z5.2 弯曲工艺计算.....................................1251 @4 t5 U" k9 m- w6 r/ g
5.2.1 弯曲件展开长度的确定..........125
) z& o4 ^/ E! r; q5 b* f! e& b5.2.2 弯曲力计算..............................127
' k, f" R" t d& y5.2.3 弯曲模工作部分尺寸计算......129+ m1 d+ ~6 m R% X8 F" c7 Y
5.2.4 弯曲件的工序安排实例..........1327 A8 J# M' M: f
习题..............................................................1334 K+ _, c. T3 {- w8 s# ^( s
第6 章 弯曲模具设计.................................134
) T5 U; n7 ~5 C2 F' K6.1 简单弯曲模.........................................134
' b/ g! I1 i: X3 u3 I3 d( v6.1.1 V 形件弯曲模..........................134
! Q& u2 l9 }- D9 Z9 |' B6.1.2 U 形件弯曲模..........................1374 g/ W$ Q% C1 c0 y8 Q
6.1.3 通用弯曲模..............................138
, p7 n8 S0 d$ F3 Q9 ]' t! b" G6.2 复杂弯曲模.........................................139
( |/ y- @, I P# A0 p- @0 m( {$ d6.2.1 C形弯曲模..............................139 x- j0 C8 w# h" q
6.2.2 O 形件滑板式一次弯曲模......140
8 s$ E( I6 _2 `6.2.3 O 形件自动卸料弯曲模..........142- G6 g I6 l: z5 F7 H8 k1 G, H8 S
6.3 U 形弯曲件冲压实例..........................143
( { g7 m, I8 f, V" n习题..............................................................146
# J& U2 T1 n5 ~. P: Z第7 章 拉伸工艺设计.................................147( Q }. W% ?$ L! {6 o) B$ q# K
7.1 拉伸变形过程的分析.........................147
- Z7 f6 A; \* B2 T. ]! g7.1.1 拉伸的变形过程......................148
B2 m% i4 K, Q7 m' i7.1.2 拉伸过程中板料的应力9 F9 w* |+ P1 u+ q5 l
应变状态..................................149
4 i1 Y4 x, x& T" }3 r% o$ b7.2 拉伸件的质量分析.............................151
) V |$ R3 A6 \$ B; C7.2.1 起皱..........................................152
3 `+ p" U2 k3 y l4 [7.2.2 拉裂..........................................153
, N& x- Y# H6 Q) I7 C. o4 V1 @7.3 回转体拉伸件毛坯尺寸的确定.........1568 s% [2 C# x$ }( N
7.3.1 计算方法.................................156
4 t. x9 ~ t, R F6 ~ q# C7.3.2 简单回转体拉伸件的板料
( z9 T. R( A" h/ h& }尺寸计算.................................157
& T0 X4 r5 p7 ]2 Y4 K7.3.3 复杂形状回转体拉伸件
- D2 a6 t5 W6 F# s1 W! N% m# {2 c+ F& j毛坯直径的计算.....................159
; K% R6 C0 ~2 F5 x; e# X9 m1 w" N7.4 圆筒形件的拉伸.................................1604 s! {. j7 h. U6 K
7.4.1 拉伸系数.................................160
5 v7 {* w* l% V8 y( @( M7.4.2 拉伸次数的确定.....................164
/ h' a2 i+ |% {: y2 R7.4.3 拉伸件工序尺寸的计算.........165
* K/ V5 {+ O" ^6 R2 O- y. P9 R+ l7.5 带凸缘圆筒形件的拉伸.....................169
* D8 q5 w9 x7 e4 _( p9 M7.5.1 窄凸缘圆筒形件的拉伸.........169
9 W5 T* [ G' W. i: I7.5.2 宽凸缘圆筒形件的拉伸.........169
1 e8 C5 d* U2 |7.6 特殊形状的制件拉伸.........................1773 O3 U" ~, D6 Q) |3 m/ P! [
7.6.1 阶梯形件的拉伸.....................1776 U' j; I' v( u" F
7.6.2 球形制件的拉伸.....................179! n( r- _$ s5 T8 l# E8 |
7.6.3 锥形件的拉伸.........................1806 `) E$ b, o/ v+ U; M5 X
7.7 变薄拉伸.............................................182
, {' i& W f" U' [, }% \1 ]/ d7.7.1 变薄拉伸的特点.....................182
" |/ A# R4 I% R7.7.2 变薄系数.................................183
, L/ }" C/ H! y2 o% x: I7 Y7 }7.7.3 变薄拉伸工序计算.................184
' _- B6 N$ {" |% e7.8 压边力和拉伸力的确定.....................187 r2 |2 X5 S7 U! p2 V, `, F6 @
7.8.1 压边装置与压边力的确定.....187
: L1 `7 k/ q5 A" A, h( {( ]1 G7.8.2 拉伸力的确定.........................190
1 y. r1 {9 n- \$ d. f; U7.8.3 压力机的选取.........................191
# q6 I$ C( K @7 U2 v; s3 O c& u7.9 凸、凹模工作部分的设计.................192
, f& C- D( g7 R2 _7.9.1 凸、凹模工作部分的结构
3 ?4 d$ s" ^, E4 j. M形式.........................................192
% U" o I0 J: g9 H) W7.9.2 凸、凹模间隙.........................195
' Q4 P8 Q" }2 ~8 E& M# T0 F) T7.9.3 凸、凹模工作部分的尺寸与( Y3 @( c: \- v
公差.........................................196
( c+ g6 A7 d' o* }' y4 S7.9.4 凸、凹模圆角半径.................198/ Q( V7 t6 a0 O5 V' T
习题.............................................................. 1993 }% J, z6 h5 d3 f
第8 章 拉伸模具设计.................................202
! ]1 j2 K2 a/ L. O' s8.1 单动压力机首次拉伸模.....................202) g+ ~1 g4 e7 j5 }
8.1.1 无压边圈的拉伸模.................202$ `4 T* e# p5 M, e
8.1.2 带压边圈的拉伸模.................203
# E% a! n$ o' Y; e1 ^3 u1 I8.2 单动压力机后次拉伸模.....................206& W2 {1 x0 K6 M4 u0 [
8.3 单动压力机落料拉伸模.....................209 b2 c5 [! U8 q8 ^3 O+ y
4.2.2 厚料冲孔模................................99
' E2 V4 ~. w/ ~. J2 ]: A z4.2.3 小孔冲裁模................................99
! [" X; b0 W+ F4.2.4 悬臂式冲孔模..........................101
. J9 K& P2 P l/ A. F3 R# a4.2.5 两同心件落料模......................101
% s1 s2 o1 w) l/ b4.2.6 硬质合金冲裁模......................102# \- F" s% y, ?! v9 P7 h( r
4.2.7 棒料切断模..............................105
# P; k( v' z3 A2 U4.2.8 非金属冲裁模..........................106
+ C, Z+ A1 L% S( I" |5 y( o4.2.9 精密冲裁模..............................107
4 u1 ^( `- }; I. L8 G6 d3 [习题..............................................................111
4 U8 ~" y/ {+ W4 _- x第5章 弯曲工艺设计.................................113
5 e9 S5 y3 \' H& d* a5.1 弯曲工艺设计基础.............................113
2 f" J W" T7 }* M5.1.1 弯曲变形分析..........................114" V( O1 l4 i# p7 E3 m9 u
5.1.2 弯曲质量分析..........................116
: q9 l+ S* u1 w" v6 M5.2 弯曲工艺计算.....................................125 P9 u/ F2 }9 R0 o: O! [, Y2 z5 }$ W
5.2.1 弯曲件展开长度的确定..........1257 s4 Z1 m/ J" e9 m
5.2.2 弯曲力计算..............................127" @2 x0 l/ I* X+ u0 [& K9 V
5.2.3 弯曲模工作部分尺寸计算......129
# ]! l# F6 j$ m% V5 ~5 p: m5.2.4 弯曲件的工序安排实例..........132
9 p) K+ `3 J& e. {7 }. l% I. p习题..............................................................133* h) K$ K# x2 P3 ?! h2 _
第6 章 弯曲模具设计.................................134
( B. p6 D3 Z! J) M" Z4 A6.1 简单弯曲模.........................................1342 a5 e: `7 B4 J2 b8 ~
6.1.1 V 形件弯曲模..........................134& D. f8 X( z$ p
6.1.2 U 形件弯曲模..........................1370 ^/ @. q2 E0 p* k9 i2 H- _
6.1.3 通用弯曲模..............................138! Y2 z5 a$ P6 w$ E0 J, M) ~
6.2 复杂弯曲模.........................................139
. F: z, {3 P: E3 l; |6.2.1 C形弯曲模..............................139
: \1 `7 {" j4 P- g8 F2 Q1 M7 o6.2.2 O 形件滑板式一次弯曲模......140% V" a3 j6 f# p
6.2.3 O 形件自动卸料弯曲模..........142
" `" m5 o. J1 b0 w f5 d+ h- ]6.3 U 形弯曲件冲压实例..........................143
: N# K V* p# l5 m( ~3 t习题..............................................................146
- {. g) W, Z% |6 u2 P2 w第7 章 拉伸工艺设计.................................147
! T O# B* f! K# S t2 R7.1 拉伸变形过程的分析.........................147
6 x6 R2 P1 ?6 k9 `% P7.1.1 拉伸的变形过程......................148
; a* O% Y3 a+ l9 r/ K/ z O2 n7.1.2 拉伸过程中板料的应力, P3 ` ]4 D1 Y$ n
应变状态..................................1495 p# v" t- z$ O" `0 J& U+ e
7.2 拉伸件的质量分析.............................151
% B! o; }+ N4 ]( H' `. W7.2.1 起皱..........................................152
7 b- l, L1 {; p- G7 ?3 n# {! z7.2.2 拉裂..........................................1538 ~ P$ t2 B' y* j+ A6 P
7.3 回转体拉伸件毛坯尺寸的确定.........156
( i) s' a, X4 {5 b, M# M6 M% K, X3 W7.3.1 计算方法.................................156) `. b7 L3 ?, C
7.3.2 简单回转体拉伸件的板料1 q+ r, u5 Q2 O3 J9 h% k) q$ F
尺寸计算.................................157
3 P: t- ]' p" ^9 _7.3.3 复杂形状回转体拉伸件
+ g2 U7 U T ]& a, M5 N毛坯直径的计算.....................159* W& U( S5 K1 ?/ D9 J
7.4 圆筒形件的拉伸.................................160
5 J% w! |, v6 }& @& n8 M5 M! r7.4.1 拉伸系数.................................160
: {( n& ^% W; I+ Z6 d" A5 Y$ _: G7.4.2 拉伸次数的确定.....................164
- S7 f; G3 Y3 `2 x7.4.3 拉伸件工序尺寸的计算.........165& P' i8 O8 m) r5 i5 t
7.5 带凸缘圆筒形件的拉伸.....................169
1 y0 k/ J: S7 ?2 X7.5.1 窄凸缘圆筒形件的拉伸.........169" C8 r; j' P O/ {
7.5.2 宽凸缘圆筒形件的拉伸.........1699 ]! l' G0 \4 l5 R" K% J3 w0 F6 b
7.6 特殊形状的制件拉伸.........................1778 ?8 i# N! N1 ^0 I
7.6.1 阶梯形件的拉伸.....................177
, W w j+ B% y8 H7 p6 {7.6.2 球形制件的拉伸.....................179; Q+ Y' S( Z* h' [3 z2 C
7.6.3 锥形件的拉伸.........................1802 s& K7 k7 c6 ?' A2 u7 D2 P$ @
7.7 变薄拉伸.............................................1828 ~( S2 k6 H- w' c, g/ J R
7.7.1 变薄拉伸的特点.....................182
, e2 I. m5 n( g: \7 _7.7.2 变薄系数.................................183
/ ^, R. J9 {; c% h* Z+ Q7.7.3 变薄拉伸工序计算.................184
# {/ y }, ]& u3 l6 ]7.8 压边力和拉伸力的确定.....................187" V9 z5 M7 n# V0 E6 f
7.8.1 压边装置与压边力的确定.....187+ P* w1 p" C" H: m; J
7.8.2 拉伸力的确定.........................190
1 S4 Q& J" B' G; j7 r& x0 X# ~+ m7 Z N7.8.3 压力机的选取.........................1913 F. ~5 ?4 J3 Z* d
7.9 凸、凹模工作部分的设计.................192) ?7 g2 b) x5 x) i$ W/ h* y
7.9.1 凸、凹模工作部分的结构
! {1 O& l" Z* E% H; ]+ Q形式.........................................192
$ G1 Q0 S% x( E5 k" S2 J7.9.2 凸、凹模间隙.........................195/ P& z% P# J$ X( w9 M2 d9 ]$ P5 r
7.9.3 凸、凹模工作部分的尺寸与; x6 O) N! Q" }7 ~
公差.........................................196
7 D; V* j* q' J8 i. ~ ^7.9.4 凸、凹模圆角半径.................198 T( R, A' V( \5 n: _6 r
习题.............................................................. 199
; y/ j! Q* h+ N8 m# y, k+ H第8 章 拉伸模具设计.................................202& j N7 ?" j( V0 O
8.1 单动压力机首次拉伸模.....................202
# J) x& M$ m; G8 \9 n8.1.1 无压边圈的拉伸模.................202: c2 C% j! e) X) v: p
8.1.2 带压边圈的拉伸模.................203
8 @5 E) e* ~+ o- S8.2 单动压力机后次拉伸模.....................206; J% Y4 W1 E9 n8 i% |8 e
8.3 单动压力机落料拉伸模.....................209
* f4 t3 i% g' y) K0 Z" f" i V: b: D5 s/ D' I
[ 本帖最后由 z6z6j6 于 2007-5-24 12:34 编辑 ] |
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