沖壓工藝與模具設(shè)計

第1章　概述　1
1.1　沖壓工藝特點　1
1.2　沖壓工藝分類　3
1.3　塑性變形的力學(xué)基礎(chǔ)　5
1.3.1　點的應(yīng)力與應(yīng)變狀態(tài)　5
1.3.2　屈服準則　6
1.3.3　塑性變形時應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系　7
1.3.4　金屬變形時硬化現(xiàn)象和硬化曲線　7
1.3.5　各種沖壓成形方法的力學(xué)特點與分類　8
1.4　沖壓技術(shù)發(fā)展　13
1.5　沖壓用材料　16
1.5.1　沖壓對材料的基本要求　16
1.5.2　材料力學(xué)性能與沖壓成形性能的關(guān)系　17
1.5.3　常用沖壓材料　19
1.6　沖壓設(shè)備的選用　21
1.6.1　沖壓設(shè)備類型的選擇　21
1.6.2　沖壓設(shè)備規(guī)格的選擇　22
思考與練習(xí)　25
第2章　沖裁工藝與模具設(shè)計　26
2.1　沖裁工藝分析　26
2.1.1　沖裁變形過程　26
2.1.2　沖裁時的變形區(qū)　27
2.1.3　板料受力情況　28
2.2　沖裁件質(zhì)量及影響因素　28
2.2.1　沖裁件斷面特征與尺寸特征　29
2.2.2　影響沖裁件質(zhì)量的因素　30
2.3　沖裁模間隙　33
2.3.1　間隙對沖裁工作的影響　33
2.3.2　合理間隙值的確定　33
2.4　凸、凹模刃口尺寸的計算　36
2.4.1　凸、凹模刃口尺寸計算原則　36
2.4.2　刃口尺寸計算方法　37
2.5　排樣　42
2.5.1　排樣的意義和材料利用率　42
2.5.2　排樣形式的確定　44
2.5.3　搭邊和條料寬度的確定　45
2.6　沖裁工藝力的確定　49
2.6.1　沖裁力的計算　49
2.6.2　降低沖裁力的方法　49
2.6.3　卸料力及推件力的計算　51
2.7　沖裁工藝設(shè)計　52
2.7.1　沖裁件的工藝性分析　52
2.7.2　沖裁加工的經(jīng)濟性分析　54
2.7.3　沖裁工藝方案的確定　57
2.8　沖裁模的基本類型與構(gòu)造　59
2.8.1　沖裁模分類　59
2.8.2　沖裁模結(jié)構(gòu)分析　59
2.9　沖模主要零件的設(shè)計及標準的選擇　68
2.9.1　模具零件的分類　68
2.9.2　沖模標準化的意義　69
2.9.3　工作零件的設(shè)計與標準的選用　70
2.9.4　定位零件　78
2.9.5　卸料及出件零件　84
2.9.6　固定與緊固零件　87
2.9.7　導(dǎo)向零件　90
2.10　沖裁模結(jié)構(gòu)設(shè)計　91
2.10.1　落料模具典型結(jié)構(gòu)及尺寸關(guān)系　91
2.10.2　沖模壓力中心的確定　92
2.10.3　沖模的閉合高度的確定　93
2.11　精密沖裁工藝與模具設(shè)計　94
2.11.1　精沖工藝設(shè)計　94
2.11.2　精沖模具設(shè)計　97
思考與練習(xí)　101
第3章　彎曲工藝與模具設(shè)計　103
3.1　彎曲變形分析　103
3.1.1　彎曲變形過程　103
3.1.2　彎曲變形分析　104
3.1.3　彎曲變形區(qū)的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)　106
3.2　寬板彎曲時的主應(yīng)力值和應(yīng)力中性層的位置　107
3.3　彎曲件質(zhì)量分析　110
3.3.1　彎裂與最小相對彎曲半徑　110
3.3.2　彎曲件的回彈　112
3.3.3　彎曲時的偏移　115
3.4　彎曲加工的工藝性要求和工藝計算　116
3.4.1　彎曲加工的工藝性要求　116
3.4.2　彎曲件的工序安排　117
3.4.3　彎曲力的計算　118
3.4.4　彎曲毛坯尺寸的計算　120
3.5　彎曲模具設(shè)計　121
3.5.1　V形件彎曲?！?21
3.5.2　U形件彎曲?！?22
3.5.3　帽罩形件彎曲模(四角彎曲模)　123
3.5.4　Z形件彎曲?！?24
3.5.5　圓形件彎曲?！?24
3.5.6　級進彎曲?！?26
3.6　凸、凹模工作部分尺寸確定　126
思考與練習(xí)　128
第4章　拉深工藝與模具設(shè)計　130
4.1　拉深變形過程分析　131
4.1.1　拉深變形過程及特點　131
4.1.2　拉深變形的應(yīng)力和應(yīng)變　132
4.1.3　拉深過程的力學(xué)分析　133
4.1.4　拉深成形障礙及防止措施　137
4.2　直壁旋轉(zhuǎn)體零件拉深工藝設(shè)計　139
4.2.1　拉深件毛坯尺寸的確定　139
4.2.2　拉深系數(shù)及其影響因素　141
4.2.3　無凸緣圓筒件拉深次數(shù)和工序件尺寸的確定　145
4.2.4　有凸緣圓筒形件的拉深方法及工藝計算　147
4.2.5　階梯圓筒形件的拉深　151
4.3　非直壁旋轉(zhuǎn)體零件拉深　152
4.3.1　非直壁旋轉(zhuǎn)體零件拉深特點　152
4.3.2　球面零件的拉深方法　153
4.3.3　拋物面零件的拉深方法　154
4.3.4　錐形零件的拉深方法　154
4.4　盒形件拉深　155
4.4.1　盒形件拉深的特點　155
4.4.2　盒形件拉深毛坯的形狀與尺寸的確定　157
4.4.3　盒形件拉深變形程度　158
4.4.4　高盒形件多工序拉深方法及工序件尺寸的確定　159
4.5　拉深工藝設(shè)計　161
4.5.1　拉深零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析　161
4.5.2　壓邊裝置及壓邊力　162
4.5.3　拉深力與拉深功　165
4.5.4　拉深工藝的輔助工序　166
4.6　拉深模具設(shè)計　168
4.6.1　拉深模具分類及典型結(jié)構(gòu)　168
4.6.2　拉深模工作部分的結(jié)構(gòu)和尺寸　169
4.7　其他拉深方法　174
4.7.1　軟模拉深　174
4.7.2　變薄拉深　176
思考與練習(xí)　178
第5章　其他成形工藝及模具設(shè)計　180
5.1　翻邊　180
5.1.1　圓孔翻邊　181
5.1.2　外緣翻邊　185
5.1.3　非圓孔翻邊　186
5.1.4　變薄翻邊　187
5.2　縮口　188
5.2.1　縮口的變形過程　188
5.2.2　縮口系數(shù)　189
5.2.3　縮口時管坯的尺寸計算　190
5.2.4　縮口力的計算　191
5.2.5　縮口模結(jié)構(gòu)　191
5.3　旋壓　192
5.3.1　普通旋壓　192
5.3.2　變薄旋壓　193
5.4　脹形　194
5.4.1　脹形成形特點及成形極限　195
5.4.2　局部脹形　196
5.4.3　圓柱空心毛坯的脹形　199
5.4.4　張拉成形　201
5.4.5　脹形模設(shè)計舉例　204
5.5　覆蓋件的成形　205
5.5.1　覆蓋件的成形特點　205
5.5.2　覆蓋件沖壓工藝要點　205
思考與練習(xí)　209
第6章　多工位級進沖壓工藝與級進模設(shè)計　210
6.1　概述　210
6.2　多工位級進模的排樣設(shè)計　211
6.2.1　工序確定與排序　213
6.2.2　載體設(shè)計　216
6.2.3　分段沖切設(shè)計　217
6.2.4　空工位設(shè)置及步距設(shè)計　219
6.2.5　定位形式選擇與設(shè)計　219
6.3　多工位級進模典型結(jié)構(gòu)　221
6.3.1　沖孔落料多工位級進模　221
6.3.2　沖裁彎曲多工位級進?！?22
6.3.3　沖裁拉深多工位級進模　226
6.3.4　落料復(fù)位成形多工位級進?！?27
6.4　多工位級進模主要零件設(shè)計　228
6.4.1　級進沖壓模具零件分類及設(shè)計原則　228
6.4.2　模具主要零件設(shè)計　229
6.5　安全檢測裝置　238
6.6　級進模的尺寸標注　240
思考與練習(xí)　242
第7章　經(jīng)濟型沖壓模具的設(shè)計　243
7.1　聚氨酯橡膠?！?43
7.1.1　聚氨酯橡膠的性能　243
7.1.2　聚胺酯橡膠沖裁?！?44
7.1.3　聚氨酯橡膠成形模　246
7.2　鉍-錫低熔點合金?！?48
7.3　鋅基合金模　249
7.3.1　鋅基合金沖模用材料　250
7.3.2　鋅基合金沖裁?！?51
7.3.3　鋅基合金成形模　252
7.4　通用沖模與組合沖?！?53
7.4.1　逐次沖裁法和通用沖裁?！?53
7.4.2　組合沖模　254
7.5　鋼帶沖?！?55
7.5.1　切刀式鋼帶沖?！?55
7.5.2　常規(guī)式鋼帶沖?！?56
7.5.3　樣板式鋼帶沖模　256
思考與練習(xí)　257
第8章　氮氣彈簧在沖壓模具中的應(yīng)用　258
8.1　氮氣彈簧的作用與發(fā)展概況　258
8.2　氮氣彈簧的設(shè)計原理與特性　259
8.3　氮氣彈簧的結(jié)構(gòu)　262
8.4　氮氣彈簧在沖壓中的應(yīng)用　264
思考與練習(xí)　267
第9章　冷擠壓工藝與模具設(shè)計　268
9.1　冷擠壓工藝分類及變形特點　268
9.1.1　冷擠壓工藝分類及應(yīng)用　268
9.1.2　冷擠壓金屬的變形分析　269
9.1.3　擠壓變形程度　271
9.2　冷擠壓原材料與擠壓毛坯的準備　272
9.2.1　冷擠壓用原材料　272
9.2.2　冷擠壓毛坯的形狀及尺寸的確定　272
9.2.3　冷擠壓毛坯的加工方法　273
9.2.4　冷擠壓毛坯的軟化和表面處理　274
9.3　冷擠壓力的確定　275
9.3.1　冷擠壓力-行程曲線　275
9.3.2　影響擠壓力的主要因素　275
9.3.3　冷擠壓力的確定　276
9.3.4　冷擠壓力機的選用　279
9.4　冷擠壓工藝設(shè)計　281
9.4.1　冷擠壓件的結(jié)構(gòu)工藝性分析　281
9.4.2　冷擠壓工藝方案的制訂　282
9.4.3　不同冷鍛工序的一次成形范圍　283
9.5　冷擠壓模具設(shè)計　285
9.5.1　典型冷擠壓模具結(jié)構(gòu)　285
9.5.2　冷擠壓凸模、凹模設(shè)計　287
9.5.3　預(yù)應(yīng)力組合凹模的設(shè)計　289
思考與練習(xí)　291
第10章　沖壓工藝規(guī)程的編制　292
10.1　沖壓工藝規(guī)程編制的主要內(nèi)容和步驟　292
10.1.1　制定沖壓工藝規(guī)程的原始資料　292
10.1.2　制定沖壓工藝規(guī)程的一般步驟及內(nèi)容　292
10.2　沖模設(shè)計方法與步驟　296
10.2.1　沖模類型及結(jié)構(gòu)形式的確定　296
10.2.2　沖模零件的設(shè)計及標準的選用　297
10.2.3　沖模總裝配圖的內(nèi)容及繪制要求　297
10.2.4　沖模零件圖繪制　299
10.2.5　設(shè)計說明書的編寫　299
10.3　沖壓工藝與沖模設(shè)計舉例　299
思考與練習(xí)　304
第11章　金屬板材成形新技術(shù)　305
11.1　概述　305
11.2　電磁成形　306
11.2.1　電磁成形原理及特點　306
11.2.2　電磁成形的應(yīng)用　307
11.3　粘性介質(zhì)壓力成形　309
11.4　數(shù)控增量成形　311
11.4.1　數(shù)控增量成形原理及特點　311
11.4.2　增量成形的應(yīng)用　312
11.5　無模多點成形　313
11.5.1　無模多點成形原理及特點　313
11.5.2　無模多點成形的應(yīng)用　314
11.6　液壓成形　315
11.7　激光成形　317
11.7.1　激光熱應(yīng)力成形　317
11.7.2　激光沖壓成形　319
11.8　沖壓工藝及模具CAD/CAE/CAM　320
11.8.1　沖壓工藝及模具CAD/CAE/CAM概況　320
11.8.2　沖模CAD技術(shù)　322
11.8.3　沖模CAM技術(shù)　323
11.8.4　沖模CAE技術(shù)　324
11.8.5　沖壓工藝及模具CAD/CAE/CAM應(yīng)用軟件介紹　325
思考與練習(xí)　326
第12章　沖壓模具的失效形式及沖模材料的選擇　327
12.1　沖壓模具的失效形式　327
12.1.1　沖壓模具的工作條件及失效形式　327
12.1.2　影響沖模壽命的因素及提高沖模壽命的措施　330
12.2　沖壓模具材料的選用　332
12.3　模具材料的熱處理　334
12.4　模具材料的表面處理　335
思考與練習(xí)　338
參考文獻　339