實用沖模結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊

前言

一個稱職的沖模設(shè)計師，首先是一個優(yōu)秀的沖壓工藝師。只有熟知沖壓工藝并具有豐富的實踐經(jīng)驗和扎實的理論功底，才能設(shè)計出安全、實用、先進、可靠的沖模結(jié)構(gòu)。另外，搞好沖模結(jié)構(gòu)設(shè)計，還要有好的實用的設(shè)計方法，才能充分利用現(xiàn)有設(shè)計資源和信息，在眾多匯編、摘錄、專業(yè)手冊等浩如煙海的資料中，對比篩選，去偽存真，做到為我所用。而一套復雜結(jié)構(gòu)的高精度沖模的結(jié)構(gòu)設(shè)計，往往還要經(jīng)過多次試沖、改進，甚至復制時還要改進設(shè)計，通過多次反復、修改，方能達到理想完善的結(jié)構(gòu)。沖模設(shè)計，難在結(jié)構(gòu)，因件而異，變化萬千。可以說，沖模的結(jié)構(gòu)設(shè)計是一項涉及面廣、難度大、富于挑戰(zhàn)與開拓創(chuàng)新、技術(shù)綜合性和創(chuàng)造性都很強的工作。本手冊是各位編者長期從事沖壓工藝及沖模設(shè)計工作的經(jīng)驗與體會的結(jié)晶，以各類沖模結(jié)構(gòu)設(shè)計實例和典型結(jié)構(gòu)剖析為主線，借助大量圖表，在全面介紹各種沖壓工藝作業(yè)及加工特點的基礎(chǔ)上，將沖模結(jié)構(gòu)各種細部設(shè)計、實用數(shù)據(jù)、附加與輔助結(jié)構(gòu)和裝備配置等內(nèi)容融會貫通于各個章節(jié)，以培養(yǎng)和提升設(shè)計者的獨立結(jié)構(gòu)設(shè)計能力為根本，具有較強的針對性和實用性。手冊編寫過程中，跳出資料匯編的方法，憑借編者多年的實踐經(jīng)驗和扎實的理論功底，從如何設(shè)計沖模結(jié)構(gòu)人手，解決用什么方法設(shè)計、怎么設(shè)計、為什么這樣設(shè)計三個核心問題，提供切實需要而實用的沖模結(jié)構(gòu)設(shè)計所必備的資料，真正成為沖壓工藝與沖模設(shè)計人員必備的工具書。為在有限的篇幅內(nèi)，給讀者提供更加詳細、豐富的資料，使讀者使用更加方便、快捷，提高手冊實用性及參考性，特將部分參數(shù)、計算方法、實例等編入深度篇收入光盤，隨書發(fā)行，內(nèi)容包括：沖模設(shè)計程序與方法，沖模壓力中心求法、非金屬材料沖裁、板料與型材彎曲工藝參數(shù)的深化與拓展、拉深工藝參數(shù)的擴展、成形工藝的拓寬與深化、沖模結(jié)構(gòu)設(shè)計深化與拓展及典型冷擠壓工藝50例等共計八章。其中，少無廢料沖裁模、鑲拼結(jié)構(gòu)沖模、楔傳動沖模、拉深件切邊模等，大多為在線使用和經(jīng)生產(chǎn)考驗的多種實用典型結(jié)構(gòu)形式，實施沖模自動沖壓的送料裝置，尤其難度較大的單個毛坯和半成品(二次)送料裝置的類型與結(jié)構(gòu)形成，在深度篇也給予詳細介紹。本手冊由張正修主編，張旭起副主編。第一、四、五章由張旭起編寫；第二、三章及附錄由張正修編寫；第六章由賈建偉編寫；第七章由趙向珍、賈建偉共同編寫。光盤第1、2、4、6章由王湛、趙向珍、王寶琴編寫；第3、5章由張旭起編寫；光盤其他內(nèi)容由張正修、王詳編寫。編寫過程中，編者得到了許多同行及有關(guān)專家的指導和支持，得到了西安外事學院和中聯(lián)西北工程設(shè)計研究院有關(guān)人員的大力幫助，在此一并表示感謝。由于編者水平有限，不當之處懇請各位讀者批評指正。

內(nèi)容概要

　　《實用沖模結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊》結(jié)合編者多年的實踐經(jīng)驗，在全面介紹各類沖壓工藝作業(yè)及加工特點的基礎(chǔ)上，將沖模結(jié)構(gòu)各種細部設(shè)計、實用數(shù)據(jù)、附加與輔助結(jié)構(gòu)和裝置配備等內(nèi)容融會貫通于各個章節(jié)。從如何設(shè)計沖模結(jié)構(gòu)入手，解決用什么方法設(shè)計、怎么設(shè)計、為什么這樣設(shè)計三個核心問題，提供切實需要而實用的沖模結(jié)構(gòu)設(shè)計所必備的資料，真正成為沖壓工藝與沖模設(shè)計人員必備的工具書。 　　為使本手冊在有限的篇幅內(nèi)，內(nèi)容更加豐富、充實，特編寫深度篇收入光盤隨書發(fā)行。深度篇（光盤）中，首次對適用和較好的設(shè)計方法進行介紹，針對性、實用性更強。同時還對沖模設(shè)計基礎(chǔ)知識、少無廢料沖裁模、鑲拼結(jié)構(gòu)沖模、楔傳動沖模、拉深件切邊模等特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計進行了詳細介紹，并收入了單個毛坯和半成品（二次）送料裝置的類型與結(jié)構(gòu)形式、非金屬材料沖裁、變薄拉深及典型冷擠壓工藝50例等大量內(nèi)容，為沖模結(jié)構(gòu)設(shè)計深入與拓寬所必需，讀者使用更方便。 　　《實用沖模結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊》可供從事沖壓工藝及沖模設(shè)計工作的技術(shù)人員使用，也可供相關(guān)院校師生參考閱讀，也是在線設(shè)計、制造和管理等沖模相關(guān)人員的必備圖書。

書籍目錄

第一章 沖模零（部）件類型與結(jié)構(gòu)1第一節(jié) 沖模零（部）件結(jié)構(gòu)1一、沖模的構(gòu)成零（部）件1二、沖模工藝作業(yè)系統(tǒng)零（部）件結(jié)構(gòu)2三、沖模架構(gòu)與安裝系統(tǒng)零（部）件結(jié)構(gòu)35四、沖模輔助系統(tǒng)零（部）件結(jié)構(gòu)47第二節(jié) 沖模的送料裝置54一、冷沖壓常用送料裝置的類型54二、原材料（一次）送料裝置的主要類型及使用范圍54三、原材料（一次）送料裝置的結(jié)構(gòu)形式57第二章 沖裁工藝及沖裁模結(jié)構(gòu)設(shè)計76第一節(jié) 沖裁件的工藝性76一、沖裁形狀與尺寸的限制數(shù)據(jù)76二、沖裁的工藝水平79三、沖裁件質(zhì)量80第二節(jié) 沖裁間隙81一、標準沖裁間隙的選用81二、不同行業(yè)推薦采用的沖裁間隙經(jīng)驗值83第三節(jié) 沖裁力能消耗89一、機械壓力機的公稱壓力F公稱89二、連續(xù)沖壓時壓力機的輸出壓力與功89三、沖裁力的確定90四、推件力、頂件力和卸料力93五、沖裁功的計算94第四節(jié) 排樣、搭邊及材料利用率95一、排樣方法95二、同一沖件采用不同排樣方式的對比95三、板料沖壓常用排樣形式95四、落料模與復合模沖件的排樣圖設(shè)計98五、多工位連續(xù)模沖壓件的排樣類型及方法99六、無廢料沖裁109七、搭邊及沿邊的寬度114八、條料寬度115九、材料利用率的計算116第五節(jié) 沖裁模刃口尺寸的計算118一、計算刃口尺寸的技術(shù)準則118二、計算刃口尺寸的技術(shù)要點118三、凸模與凹模分開加工時的刃口尺寸計算118四、主凹模制模法的凹模刃口尺寸計算121五、主凸模制模法的凸模刃口尺寸計算122六、多工位連續(xù)沖裁模刃口尺寸計算122第六節(jié) 普通壓力機的精沖技術(shù)122一、負間隙沖裁122二、微間隙圓角刃口沖裁122三、整修126四、復合精沖技術(shù)129五、沖深孔技術(shù)132六、超薄板沖裁技術(shù)143第七節(jié) 沖裁模的類型及結(jié)構(gòu)形式145一、沖裁模的類型145二、單工序沖裁模的主要結(jié)構(gòu)形式146三、多工位連續(xù)沖模的主要結(jié)構(gòu)形式146四、復合沖裁模及連續(xù)式復合沖裁模的主要結(jié)構(gòu)形式146第八節(jié) 沖裁模主工作系統(tǒng)零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計175一、沖裁凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計175二、沖裁凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計200第九節(jié) 沖模工藝作業(yè)系統(tǒng)零部件設(shè)計223一、送料定位機構(gòu)與裝置223二、推卸機構(gòu)與裝置243第十節(jié) 沖裁模選型及整體結(jié)構(gòu)設(shè)計248一、沖裁模選型248二、單工序沖裁模249三、連續(xù)模的結(jié)構(gòu)設(shè)計262第十一節(jié) 復合模與多位連續(xù)復合模的類型、結(jié)構(gòu)及設(shè)計274一、復合模的界定及其種類274二、連續(xù)復合模結(jié)構(gòu)設(shè)計279三、單工位復合模與連續(xù)復合模結(jié)構(gòu)設(shè)計要點288第三章 精沖工藝及精沖模結(jié)構(gòu)設(shè)計293第一節(jié) FB精沖的特征和原理293第二節(jié) FB精沖零件的工藝技術(shù)參數(shù)295一、FB精沖零件質(zhì)量與精度296二、FB精沖件結(jié)構(gòu)尺寸的極限303第三節(jié) 零件的精沖可行性及精沖難度310一、零件的精沖可行性310二、零件的精沖加工難度310第四節(jié) FB精沖模的結(jié)構(gòu)設(shè)計318一、FB精沖模的結(jié)構(gòu)特征與類型318二、精沖壓力的計算330三、FB精沖工藝要素及技術(shù)參數(shù)330四、FB精沖模的結(jié)構(gòu)選型及設(shè)計335五、FB精沖模的零（部）件設(shè)計344六、精沖模的材料及熱處理359第四章 彎曲工藝及彎曲模結(jié)構(gòu)設(shè)計368第一節(jié) 金屬板料的彎曲成形368一、金屬板料彎曲成形的基本工藝方法368二、金屬板料彎曲件的類型368三、金屬板料彎曲件形狀與彎曲工藝及彎曲模結(jié)構(gòu)的關(guān)系368第二節(jié) 板料與型材彎曲的特征及中性層位置379一、板料彎曲成形的特征379二、板料彎曲時中性層的位置379三、板料卷圓時中性層的位置382四、圓桿彎曲時中性層的位置382五、型材彎曲成形方法、特點及型材彎曲中性層383第三節(jié) 板料彎曲件展開毛坯長度的計算388一、彎曲半徑r≥05t的彎曲件展開毛坯長度的確定388二、彎曲半徑r＜05t的彎曲件展開毛坯長度的確定389三、用查表法計算彎曲件展開毛坯長度389第四節(jié) 彎曲件的工藝性393一、最小彎曲半徑393二、板料彎曲件結(jié)構(gòu)工藝性的一般要求393三、角形彎曲件的彎邊長度396四、彎曲線與板料軋制紋路（纖維方向）的關(guān)系397五、保證彎曲件質(zhì)量應采取的結(jié)構(gòu)措施398六、變截面彎邊高度推薦最小值400七、彎曲件的尺寸與形位精度400八、中小型板料彎曲件實際可達到的精度400第五節(jié) 彎曲力和彎曲功的確定402一、確定彎曲力和彎曲功的目的及影響因素402二、板料彎曲成形受力情況分析402三、確定彎曲力和彎曲功的方法402第六節(jié) 板料彎曲件的回彈404一、回彈角Δα404二、回彈角Δα的簡化計算法404三、回彈角Δα及回彈后彎曲半徑r圖算法404第七節(jié) 板料彎曲件的常見質(zhì)量問題及消減方法408第八節(jié) 彎曲模的結(jié)構(gòu)設(shè)計410一、板料變曲件的生產(chǎn)工藝與裝備410二、壓力機用彎曲模的類型411三、彎曲模的實用典型結(jié)構(gòu)及其設(shè)計411第五章 拉深工藝及拉深模結(jié)構(gòu)設(shè)計468第一節(jié) 金屬板料的拉深成形468一、圓筒拉深件的拉深468二、板料拉深的原理與變形特點468三、不變薄拉深方法471四、拉深工藝的種類及其應用472第二節(jié) 拉深件的類型477第三節(jié) 拉深件的工藝性479一、拉深件工藝性及其影響因素479二、拉深件結(jié)構(gòu)的工藝限制要素480第四節(jié) 拉深件的展開毛坯形狀與尺寸484一、板料拉深零件展開毛坯的特點484二、拉深件毛坯形狀和毛坯尺寸確定方法487三、拉深零件展開毛坯尺寸的確定487第五節(jié) 板料拉深件的拉深成形與工藝計算504一、旋轉(zhuǎn)體拉深件504二、旋轉(zhuǎn)體拉深件的典型零件及其拉深工藝過程504三、無凸緣圓筒形拉深件（Ⅰ類，第1種）拉深成形與工藝計算508四、無凸緣圓筒形件的拉深工藝設(shè)計511五、無凸緣圓筒形拉深件拉深模結(jié)構(gòu)設(shè)計512六、帶凸緣（有法蘭）圓筒形拉深件的成形方法與工藝計算522七、帶凸緣的圓筒形拉深件拉深模類型及結(jié)構(gòu)設(shè)計532第六節(jié) 非直壁圓筒形拉深件的拉深成形533一、臺階式圓筒形（旋轉(zhuǎn)體）拉深件的拉深成形與工藝計算533二、臺階式圓筒形（旋轉(zhuǎn)體）拉深件模具結(jié)構(gòu)設(shè)計533三、錐形拉深件的成形方法與工藝計算541四、錐形拉深件的拉深模類型及結(jié)構(gòu)設(shè)計548五、球面形及變球面形拉深件的拉深成形548六、球面形拉深件拉深模結(jié)構(gòu)設(shè)計551七、拋物線旋轉(zhuǎn)體拉深件的拉深工藝及模具設(shè)計553第七節(jié) 盒子形拉深件的拉深成形及拉深工藝設(shè)計557一、盒子形拉深件及其類型557二、方形和矩形盒子拉深件的拉深成形及拉深工藝設(shè)計558三、高盒形拉深件多工序拉深的工藝設(shè)計572第八節(jié) 帶料的連續(xù)拉深575一、帶料的連續(xù)拉深成形及其主要工藝形式576二、拉深工藝及采用工藝切口的界定582三、工藝切口的類型及其選用583四、連續(xù)拉深模結(jié)構(gòu)設(shè)計的工藝要素585五、帶料連續(xù)拉深的工藝設(shè)計程序與方法587六、帶料連續(xù)拉深成形的排樣要點及排樣圖設(shè)計589七、帶料連續(xù)拉深模結(jié)構(gòu)設(shè)計595第九節(jié) 拉深的力能消耗595一、拉深力與壓邊力的計算595二、拉深功的計算600三、壓力機噸位的選擇600第十節(jié) 拉深件的質(zhì)量分析601第六章 沖壓成形工藝及成形模結(jié)構(gòu)設(shè)計605第一節(jié) 翻邊工藝及翻邊模結(jié)構(gòu)設(shè)計605一、翻邊成形的類型、特點與創(chuàng)新605二、翻邊成形工藝的實施要點608三、翻邊成形的工藝要素609四、翻邊模結(jié)構(gòu)設(shè)計要點617五、螺紋底孔的冷鍛成形新技術(shù)622六、翻邊模實用典型結(jié)構(gòu)623第二節(jié) 脹形工藝及脹形模結(jié)構(gòu)設(shè)計634一、板料的脹形沖制及其應用634二、平板毛坯的脹形（起伏）635三、拉深毛坯的脹形（凸肚）637四、典型凸肚脹形零件的沖壓工藝及脹形模結(jié)構(gòu)設(shè)計638第三節(jié) 縮口與擴口成形及其模具結(jié)構(gòu)設(shè)計644一、縮口與擴口成形及其應用644二、縮口工藝類型及變形特點645三、縮口成形的主要工藝參數(shù)645四、擴口的變形程度及毛坯尺寸的計算648五、縮口與擴口模的結(jié)構(gòu)設(shè)計648第四節(jié) 校平與整形653一、校平及校平模結(jié)構(gòu)設(shè)計653二、整形及整形模結(jié)構(gòu)設(shè)計654第五節(jié) 壓印655一、壓印作業(yè)的實質(zhì)655二、壓印加工及其工藝性655三、壓印力的計算655第六節(jié) 成形模實用典型結(jié)構(gòu)656一、軟模成形的各種薄板成形模實用典型結(jié)構(gòu)656二、單工序薄板成形模實用典型結(jié)構(gòu)658三、單工位多工步復合成形模實用典型結(jié)構(gòu)659第七章 擠壓工藝及擠壓模結(jié)構(gòu)設(shè)計667第一節(jié) 擠壓工藝的類型667一、擠壓工藝的分類方法667二、擠壓工藝的對比667第二節(jié) 擠壓方法的分類668一、擠壓方法界定668二、常用擠壓方法668三、常用的冷擠壓方法669第三節(jié) 擠壓變形程度計算672一、擠壓變形程度的表示方法與計算672二、擠壓許用變形程度673第四節(jié) 擠壓力的確定方法676一、擠壓力的計算法676二、擠壓力圖算方法682第五節(jié) 擠壓件的工藝性692一、擠壓件形狀與結(jié)構(gòu)尺寸的工藝性要點692二、典型冷擠壓件的冷擠工藝過程693三、擠壓件的形狀與擠壓模結(jié)構(gòu)695第六節(jié) 熱擠壓工藝要則及典型擠壓工藝696一、熱擠壓工藝技術(shù)的應用與拓展696二、熱擠壓件的類型696三、熱擠壓工藝要則696第七節(jié) 冷擠工藝要點及典型冷擠壓工藝697一、應用冷擠壓技術(shù)要解決的主要問題697二、典型冷擠壓工藝699第八節(jié) 擠壓模的結(jié)構(gòu)設(shè)計699一、擠壓模的結(jié)構(gòu)類型及主要特點699二、冷擠壓模的結(jié)構(gòu)設(shè)計704三、熱擠壓模的結(jié)構(gòu)設(shè)計717附錄 720附錄一 常用沖壓材料性能要求720一、各類沖壓件對板料力學性能的基本要求720二、沖壓用材料的基本類型720三、沖壓用各種材料的力學性能720四、沖壓用各種金屬板材、帶料的尺寸規(guī)格及允差738附錄二 沖壓工藝作業(yè)種類與加工精度753一、沖壓加工的工藝作業(yè)類別753二、沖壓件的標準尺寸精度與形位公差754三、沖模的類型及其制造精度與沖壓精度759四、在線沖壓加工可達到的尺寸與形位精度760附錄三 沖模用鋼762一、常用模具材料的性能762二、常用模具鋼的化學成分、用途及力學性能764三、機械行業(yè)標準推薦優(yōu)先選用的模具鋼767四、根據(jù)沖壓加工材料和工作條件推薦選用模具鋼770附錄四 沖模零部件的加工、配合與裝配774附錄五 沖壓設(shè)備776一、國產(chǎn)沖壓設(shè)備類型及使用范圍776二、國產(chǎn)剪板機的規(guī)格及典型機型系列技術(shù)參數(shù)779三、國產(chǎn)彎板機的主要機型及其技術(shù)規(guī)格781四、卷板機的基本參數(shù)和各種機型的技術(shù)規(guī)格783五、國產(chǎn)各類開式壓力機的基本參數(shù)785六、國內(nèi)外高速壓力機的主要類型及其主要技術(shù)參數(shù)786七、數(shù)控回轉(zhuǎn)頭壓力機（NC、CNC沖床、沖壓中心）主要參數(shù)787八、國產(chǎn)閉式單點、雙點、四點單動壓力機基本參數(shù)788九、多工位壓力機主要技術(shù)參數(shù)791十、拉深壓力機的類型及其主要技術(shù)參數(shù)792十一、液壓機主要型號系列及技術(shù)參數(shù)794十二、精沖壓力機生產(chǎn)廠家、機型及技術(shù)參數(shù)796參考文獻804

章節(jié)摘錄

插圖：②彎曲件彎曲半徑未達到要求，彎邊不直、彎邊表面平直度不好。③外緣扳邊零件，扳邊角誤差大，扳邊高度不夠，扳邊圓角太大。④翻邊凸緣高度不夠，翻邊凸緣圓角過大，凸緣不垂直。⑤起伏壓筋、打凸高度不足。上述種種情況，使得成形的零件形狀不符合圖樣要求，尺寸超差，必須通過校形即整形加工，提高零件形狀與尺寸精度，才能達到要求。整形采用專用整形模也稱校形模，其結(jié)構(gòu)與零件最后彎曲成形或拉深成形等所用沖模無別，但尺寸精度更高，需要整形部位尺寸更符合零件圖樣最終要求，如圓角R小、間隙更小、模腔尺寸精度更高等，見圖6．4.3。第五節(jié)壓印一、壓印作業(yè)的實質(zhì)壓印與各種平板脹形也即通稱的起伏不同。壓印屬于體積沖壓的范疇。其毛坯在模腔中受壓后，毛坯體積按模腔形狀重新分配，充滿模腔，獲得工件上下兩面相同或不同的文飾圖形。而起伏則靠毛坯厚度減小、增大材料表面積，實現(xiàn)單邊模腔成形。所以，用起伏成形制成的浮雕、飾件都是單面的。而用壓印制成的硬幣、紀念幣、各種精品飾物都是實心、雙面的。體積沖壓就是常溫下模鍛即冷鍛，包括冷態(tài)鐓鍛、擠壓、模鍛、壓印及溫擠、溫鍛。雖然這些沖壓作業(yè)工藝在冷沖壓工作中早已用于生產(chǎn)，但形成“冷鍛技術(shù)”門類與概念，劃出冷鍛工藝范圍，提出專門的理論研究，盡管國內(nèi)已比國外晚了多年，也早在1977年北京機電研究所翻譯出版日本的《冷鍛手冊》開始傳播、普及。迄今有關(guān)國標還沒有關(guān)于冷鍛技術(shù)及其理論的明確界定，而壓印工藝及其模具設(shè)汁的相關(guān)介紹，已悄然從一些專業(yè)手冊、教科書中刪去。應該指出，壓印作業(yè)雖屬于冷鍛加工，但在板料沖壓中，是一個后續(xù)成形工序，應用廣泛。不能因為成形過程中材料變形的特點與一般沖壓成形不同，而被“沖壓”淘汰出局。二、壓印加工及其工藝性欲在制件表面壓制飾紋、浮雕、標記、字樣等作業(yè)都需使用類似圖6．5-1所示的壓印模，通過壓力機施壓，使材料厚度發(fā)生變化并充滿模腔，在零件表面就形成凸起與凹下的花飾圖形、標記、浮雕等，其實質(zhì)屬于體積變形，日常市場上流通的硬幣、運動會的獎牌、婦女飾品及餐具的藝術(shù)浮雕等就是典型的壓印實例。壓印圖案、浮雕及紋飾越來越復雜，但模腔凸、凹高差不大，壓印中金屬的流動與位移都不大，但為使壓印圖飾、浮雕清晰，大多采用閉式壓印模，以約束金屬外溢而更好充滿模腔，只有大型制件、局部壓印才用開式壓印模。所以，采用坯件應以微小的擠壓變形充滿模腔為宜，不推薦采用高度大，以鐓粗、延伸變形充滿模腔實施壓印的毛坯；壓印圖案要圓滑、避免尖角。

編輯推薦

《實用沖模結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊》由化學工業(yè)出版社出版。

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