冲压工艺与模具设计(第二版)

第1章 绪论 1 1.1 冲压工艺的特点及应用 1 1.1.1 冲压的特点 1 1.1.2 冲压生产的安全 2 1.2 冲压行业的现状及发展 2 思考题 7 第2章 冲压加工基础 8 2.1 冲压工序分类 8 2.2 金属冲压成形的基本概念 11 2.2.1 金属塑性变形的概念 11 2.2.2 金属的塑性与变形抗力 15 2.2.3 影响金属塑性和变形抗力的 主要因素 16 2.3 金属塑性变形理论 18 2.3.1 金属塑性变形的力学基础 18 2.3.2 金属塑性变形的屈服准则 22 2.3.3 塑性变形时的应力与应变关系 23 2.3.4 真实应力应变曲线 25 2.3.5 塑性变形的基本规律 28 2.4 冲压材料 34 2.4.1 冲压材料的工艺性要求 34 2.4.2 常用冲压材料及选用 40 思考题 43 第3章 冲压加工设备 44 3.1 曲柄压力机 44 3.1.1 曲柄压力机的基本组成 44 3.1.2 曲柄压力机的主要结构型式 45 3.1.3 曲柄压力机工作部分的结构 46 3.1.4 曲柄压力机的主要技术参数 47 3.2 液压机 49 3.2.1 液压机的主要技术参数 49 3.2.2 液压机的结构形式 50 3.3 伺服压力机 51 3.4 数控冲、剪、折机床 52 3.4.1 数控转塔冲床 52 3.4.2 数控折弯机 53 3.4.3 数控剪板机 54 3.5 冲压生产机械化、自动化装备 54 3.5.1 板材开卷校平剪切生产线 54 3.5.2 冲床自动送料 54 3.5.3 冲压机械手、机器人 55 3.6 冲压设备型号 57 思考题 59 第4章 冲裁工艺与模具 60 4.1 冲裁变形机理 60 4.1.1 冲裁变形过程 60 4.1.2 冲裁过程板料受力分析 61 4.2 冲裁件质量分析及控制 62 4.2.1 冲裁件的断面特征及其影响因素 62 4.2.2 冲裁件尺寸精度及其影响因素 64 4.2.3 冲裁件形状误差及其影响因素 64 4.3 冲裁工艺计算 65 4.3.1 排样设计 65 4.3.2 冲裁力的计算 73 4.3.3 降低冲裁力的方法 77 4.4 冲裁工艺设计 78 4.4.1 冲裁件工艺性分析及方案确定 78 4.4.2 模具冲裁间隙确定与选择 82 4.4.3 刃口尺寸计算 85 4.5 冲裁模总体结构设计 90 4.5.1 冲裁模具的分类 90 4.5.2 冲裁模的典型结构 91 4.5.3 冲裁模零件结构形式的确定 98 4.6 模具主要零件的设计与标准的选用 98 4.6.1 工作零件的设计与标准的选用 98 4.6.2 定位零件的设计与标准的选用 109 4.6.3 压料、卸料、送料零件的设计与 标准的选用 117 4.6.4 导向零件的设计与标准的选用 123 4.6.5 连接与固定零件的设计与标准的 选用 124 4.6.6 冲压模架 126 思考题 127 第5章 弯曲工艺与模具 129 5.1 弯曲变形过程及特点 129 5.1.1 弯曲变形过程 129 5.1.2 弯曲变形特点 129 5.1.3 弯曲变形区的应力应变状态 131 5.2 弯曲件质量分析 132 5.2.1 弯裂及*小相对弯曲半径 132 5.2.2 回弹 133 5.2.3 偏移 137 5.3 弯曲工艺设计 138 5.3.1 弯曲件的工艺性 138 5.3.2 弯曲件的工序安排 141 5.3.3 弯曲力的计算 143 5.4 弯曲件毛坯展开尺寸计算 144 5.5 弯曲模设计 145 5.5.1 弯曲模类型及结构 145 5.5.2 弯曲模工作部分结构参数的确定 151 思考题 156 第6章 拉深工艺与模具 158 6.1 圆筒形零件的拉深工艺分析 159 6.1.1 拉深变形过程及特点 159 6.1.2 拉深过程中坯料应力应变 状态及分布 160 6.1.3 拉深变形过程的力学分析 162 6.2 圆筒形零件拉深的主要质量问题 165 6.2.1 起皱 165 6.2.2 拉裂 166 6.2.3 硬化 166 6.2.4 拉深凸耳 167 6.2.5 时效开裂 167 6.3 圆筒形零件拉深的工艺计算 167 6.3.1 变形程度和拉深系数 167 6.3.2 后续各次拉深的特点 170 6.3.3 毛坯尺寸的确定 171 6.3.4 拉深次数和半成品尺寸的确定 173 6.4 拉深工艺设计 176 6.4.1 拉深件工艺性分析 176 6.4.2 拉深工艺力计算 177 6.4.3 拉深工艺的辅助工序 182 6.5 拉深模设计 183 6.5.1 拉深模的分类及典型结构 183 6.5.2 拉深模工作零件的设计 187 6.6 其他形状零件的拉深 190 6.6.1 有凸缘的圆筒形零件的拉深 190 6.6.2 阶梯圆筒形零件的拉深 196 6.6.3 曲面形零件的拉深 198 6.6.4 盒形零件的拉深 201 6.7 其他拉深方法 202 思考题 205 第7章 其他冲压方法与模具 207 7.1 翻边 207 7.1.1 圆孔翻边 208 7.1.2 外缘翻边 213 7.1.3 非圆孔翻边 214 7.1.4 变薄翻边 215 7.1.5 翻边模结构举例 215 7.2 胀形 217 7.2.1 胀形变形特点与胀形极限 变形程度 217 7.2.2 平板坯料局部胀形 218 7.2.3 空心坯料胀形 220 7.3 缩口与扩口 223 7.3.1 缩口 223 7.3.2 扩口 227 7.4 校形 230 7.4.1 校平 230 7.4.2 整形 232 7.5 旋压 233 7.5.1 普通旋压 234 7.5.2 强力旋压 235 思考题 236 第8章 汽车覆盖件冲压工艺与模具 238 8.1 汽车覆盖件的特点及要求 238 8.1.1 覆盖件的特点 238 8.1.2 覆盖件的要求 239 8.2 汽车覆盖件冲压工艺 240 8.2.1 覆盖件的成形特点及技术条件 240 8.2.2 覆盖件的拉深工艺 246 8.2.3 覆盖件切边的工艺 253 8.2.4 覆盖件翻边的工艺 255 8.2.5 覆盖件的工序工件图 256 8.2.6 拉深和切边、翻边工序间的关系 257 8.3 汽车覆盖件拉深模结构及设计 257 8.4 汽车覆盖件切边模结构及设计 267 8.4.1 覆盖件切边模的特点及结构 267 8.4.2 覆盖件切边模主要零件的设计 269 8.4.3 覆盖件切边模典型结构 274 8.5 汽车覆盖件翻边模具结构及设计 275 8.5.1 翻边模具的分类 275 8.5.2 覆盖件翻边模结构设计要点 276 思考题 278 第9章 精密冲裁工艺与模具 280 9.1 精密冲裁的工作原理及过程 280 9.2 普通冲裁与精密冲裁的工艺特点对比 281 9.3 精冲件的工艺性 282 9.4 精冲模的设计 286 9.4.1 凸、凹模间隙 286 9.4.2 凸、凹模刃口尺寸 287 9.4.3 齿圈压板设计 288 9.4.4 精冲排样 291 9.5 精冲力的计算 292 9.6 精冲模的结构 293 9.7 其他提高冲裁件质量的方法 295 思考题 297 第10章 多工位精密级进模设计 298 10.1 多工位精密级进模的特点及分类 298 10.1.1 多工位精密级进模的特点 298 10.1.2 多工位精密级进模的分类 299 10.2 多工位精密级进模的排样设计 300 10.2.1 排样设计原则 300 10.2.2 带料的载体设计 302 10.2.3 空位工位 305 10.2.4 带料的定位精度 305 10.2.5 导正孔的设置 306 10.2.6 排样设计后的检查 306 10.3 多工位精密级进模的主要零件设计 307 10.3.1 多工位精密级进模凸模的 结构设计 307 10.3.2 多工位精密级进模凹模的 结构设计 310 10.3.3 托料装置设计 312 10.4 多工位精密级进模的自动送料与 检测保护装置 315 10.4.1 多工位精密级进模自动送料 装置 315 10.4.2 多工位精密级进模自动检测 装置 318 思考题 319 第11章 冲压工艺规程编制 320 11.1 冲压工艺规程编制的依据 320 11.1.1 冲压件的工艺性分析 321 11.1.2 冲压工艺方案的制定 321 11.1.3 冲压设备选择 324 11.1.4 冲压模具结构的确定 325 11.1.5 冲压工艺文件编制 326 11.2 典型实例 326 11.2.1 冲压件的工艺分析 327 11.2.2 工艺方案的分析与确定 328 思考题 330 附录 331 附录A 几种常用冲压设备规格 331 附录B 冲压件尺寸公差 (GB/T 13914—2013) 332 附录C 冲压件角度公差 (GB/T 13915—2013) 337 附录D 冲压件形状和位置未注公差 (GB/T 13916—2013) 338 附录E 冲压模具零件的常用公差配合及 表面粗糙度 341 参考文献 342