《冲压模具设计实用手册（核心模具卷）》

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  陈炎嗣主编的《冲压模具设计实用手册》一书具有以下特点。

  1、本手册作者从事冲压模具设计几十年，具有扎实的理论基础和丰富的设计实践经验。

  2、本手册系统地介绍了冲压模具设计的标准、原则及设计步骤与方法，并列举了大量先进实用、全面可靠的结构范例。

  3、本手册讲解了冲压模具结构中应用量大面广的冲裁模、弯曲模、拉深模、成形模的设计原理、方法和要点等内容。

  4、对于不同类型的冲模，每章均介绍了新颖的典型结构，有些图例为首次发表，实用性和可参考性强。

  目录

  第1章冲模设计基础与设计步骤

  1.1冲压生产与冲模

  1.1.1冲压加工的基本原理与冲模

  1.1.2冲压加工在工业生产中的地位

  1.1.3冲压加工的特点

  1.1.4冲模的分类

  1.1.5冲压加工工序的分类、特征及模具

  1.2冲模术语

  1.3冲模设计步骤

  1.3.1冲模设计应具备的资料

  1.3.2冲模设计的基本要求

  1.3.3冲模设计的一般步骤

  1.4冲模结构形式的选用

  1.4.1根据制件的生产批量选用

  1.4.2根据制件的精度要求选用

  1.4.3根据制件的形状大小和复杂程度选用

  1.4.4根据生产部门的现有设备情况选用

  1.4.5根据冲模能达到的使用寿命选用

  1.4.6根据模具制造能力选用

  1.4.7各种不同类型冲模选用比较

  1.5压力中心的确定

  1.5.1确定压力中心的目的

  1.5.2确定压力中心的方法

  1.6冲压设备的选用

  1.6.1压力机的分类与型号表示方法

  1.6.2各类冲压设备的用途

  1.6.3常用压力机的主要技术参数含义与要求

  1.6.4冲压设备的选用

  1.7冲模图的设计

  1.7.1模具图的作用和重要性

  1.7.2冲模图样的绘制要求与标准

  1.7.3冲模装配图的绘制与要求

  1.7.4冲模零件图的绘制与要求

  1.7.5冲模图的校核

  1.8冲模设计的几种实用方法与冲压模具的总体尺寸

  1.8.1冲模设计实用方法

  1.8.2冲压模具的总体尺寸

  第2章冲压模具用材料

  2.1冲压模具材料的基本要求与选用原则

  2.1.1冲压模具材料的基本要求

  2.1.2冲压模具材料的选用原则

  2.2冲压模具钢的分类、常用钢材牌号及应用特点

  2.2.1冷作模具钢的分类

  2.2.2常用冷作模具钢和硬质合金

  2.2.3常见的非国标牌号(国产和进口)冷作模具钢

  2.3常用模具钢化学成分及主要用途

  2.3.1常用的模具钢化学成分及主要用途

  2.3.2模具常用钢结硬质合金和硬质合金化学成分

  2.4硬质合金

  2.4.1硬质合金的分类

  2.4.2模具常用硬质合金性能与用途

  2.4.3硬质合金的应用与钢模具的比较

  2.5钢结硬质合金

  2.5.1钢结硬质合金的基本类型与性能

  2.5.2钢结硬质合金的热加工与热处理

  2.5.3冷作模具常用钢结硬质合金的使用性能与用途

  2.6粉末冶金高速钢和高合金钢

  2.7冲模零件材料的选用与硬度要求

  2.7.1冲模工作零件材料选用的依据

  2.7.2冲模工作零件常用材料及硬度的指导性选用

  2.7.3冲模结构零件材料及硬度选用

  2.8模具材料与使用寿命

  2.8.1模具的使用寿命

  2.8.2判断模具寿命的依据

  2.8.3影响模具刃口磨损的因素

  2.8.4模具零件常用热处理工序的目的与适用范围

  2.8.5提高模具使用寿命的措施

  2.8.6模具常用机加工方法与所能达到的加工精度和表面粗糙度

  2.9常用钢材国内外牌号对照表

  第3章冲压件设计与冲压工艺性

  3.1冲压件的工艺性与冲压件设计原则

  3.1.1冲压件的工艺性

  3.1.2冲压件设计原则

  3.2冲裁件精度、表面粗糙度和毛刺

  3.2.1冲裁件的精度

  3.2.2冲裁件的尺寸公差

  3.2.3冲裁件切断面质量

  3.2.4冲裁件的切断面表面粗糙度

  3.2.5精密冲裁件的尺寸精度

  3.2.6金属冲裁件允许的毛刺高度

  3.3冲裁件的工艺性

  3.3.1对冲裁件(落料件和冲孔件)的形状要求

  3.3.2对冲孔件的尺寸要求

  3.4弯曲件的精度与工艺性

  3.4.1弯曲件的精度

  3.4.2弯曲圆角半径与最小弯曲半径Rmin

  3.4.3弯曲件的工艺性与弯曲件的结构要点

  3.5拉深件精度与工艺性

  3.5.1拉深件的精度

  3.5.2拉深件一次拉深成形条件

  3.5.3拉深件的工艺性与拉深件的结构要点

  3.5.4小型件带料连续拉深工艺条件

  3.6翻边工艺性

  3.6.1翻边工艺的分类和应用

  3.6.2圆孔翻边的工艺性

  3.6.3非圆孔翻边与工艺性

  3.6.4变薄翻边

  3.7压筋、压包的工艺性

  3.7.1压筋的工艺性

  3.7.2压凸包的工艺性

  3.8冷挤压件精度与工艺性

  3.8.1冷挤压件的尺寸精度

  3.8.2冷挤压件合理的形状与尺寸

  3.9冲压件公差标注方法规范化建议

  3.10冲压件的尺寸、角度公差、形状和位置未注公差(GB/T 13914、13915、13916—2002)、未注公差尺寸的极限偏差(GB/T 15055—1994)等

  第4章冲裁模

  4.1冲裁与冲裁过程分析

  4.1.1冲裁与冲裁模

  4.1.2冲裁变形过程分析

  4.1.3冲裁断面特征

  4.1.4冲裁件的质量分析

  4.2冲裁间隙与选用

  4.2.1冲裁间隙的含义

  4.2.2间隙大小对冲裁的影响

  4.2.3冲裁间隙方向的确定原则

  4.2.4确定合理冲裁间隙的方法

  4.2.5冲裁间隙的分类

  4.2.6常用的几种冲裁间隙值

  4.2.7选用冲裁间隙的依据和原则

  4.3冲裁凸模、凹模刀口尺寸及制造公差的确定

  4.3.1冲裁凸模、凹模刃口尺寸确定原则

  4.3.2冲裁凸、凹模分开加工时刃口尺寸计算

  4.3.3冲裁凸、凹模配合加工时刃口尺寸计算

  4.3.4冲裁模凸、凹模刃口尺寸计算示例

  4.3.5凸、凹模分开加工法与配合加工法的特点和应用比较

  4.4冲裁力、卸料力、推件力、顶出力

  4.4.1冲裁力计算

  4.4.2减小冲裁力的方法

  4.4.3卸料力、推件力和顶出力的计算

  4.4.4选用压力机时总压力计算方法

  4.4.5计算冲裁功的意义和冲裁功的验算

  4.5排样、搭边、料宽及材料利用率

  4.5.1排样

  4.5.2材料的消耗与材料利用率

  4.5.3搭边与搭边值的确定

  4.5.4条(带)料宽度的确定

  4.5.5冲裁排样实例分析与材料利用率计算

  4.5.6排样图的画法与图例

  4.6冲模零件的分类、功能及使用范例

  4.6.1冲模零件的分类与功能

  4.6.2各种冲模零件的使用范例

  4.7凸模设计结构

  4.7.1凸模的种类和标准结构

  4.7.2常见的凸模形式与固定方法

  4.7.3凸模的防转

  4.7.4级进模的凸模固定示例

  4.7.5凸模长度的确定(包括多工位级进模的多凸模长度)

  4.7.6凸模的强度验算

  4.8凹模结构设计

  4.8.1凹模的基本类型与应用

  4.8.2凹模的常用结构

  4.8.3凹模刃口形式

  4.8.4凹模外形尺寸的确定

  4.8.5凹模强度计算

  4.8.6凹模的固定螺孔和定位销孔大小及间距

  4.8.7螺钉拧入深度和圆柱销配合长度

  4.8.8凸模和凹模的加工精度与互换性

  4.9冲裁模典型结构

  4.9.1冲裁模的分类

  4.9.2落料模

  4.9.3冲孔模

  4.9.4切角模

  4.9.5切口模

  4.9.6冲槽模

  4.9.7切舌模

  4.9.8剖切模

  4.9.9切边模

  4.9.10切断模

  第5章弯曲模

  5.1板料的弯曲变形

  5.1.1弯曲方法

  5.1.2弯曲变形过程与特点

  5.2最小弯曲半径(rmin)

  5.2.1弯裂与最小弯曲半径(rmin)

  5.2.2影响最小弯曲半径的因素

  5.2.3最小弯曲半径的确定

  5.3回弹及防止

  5.3.1弯曲件的回弹及回弹表现形式

  5.3.2影响回弹的因素

  5.3.3回弹值的确定

  5.3.4减小回弹的措施

  5.4弯曲件展开尺寸的计算

  5.4.1弯曲件中性层位置的确定

  5.4.2弯曲件展开长度计算

  5.5弯曲力、顶件力及压料力

  5.5.1弯曲力的计算

  5.5.2顶件力和压料力的计算

  5.5.3弯曲设备标称压力的选择

  5.6弯曲模工作部分尺寸设计

  5.6.1凸、凹模圆角半径

  5.6.2凹模的工作深度

  5.6.3U形弯曲件凹模的长度和宽度尺寸确定

  5.6.4弯曲凸模与凹模之间的间隙

  5.6.5弯曲凸、凹模工作部分尺寸与

  制造公差的确定

  5.6.6弯曲或成形凸模和凹模的尺寸差

  5.7弯曲模的结构设计

  5.7.1弯曲模结构设计要点

  5.7.2弯曲件的工序安排

  5.8弯曲模典型结构

  5.8.1V形件弯曲模

  5.8.2L形件弯曲模

  5.8.3U形件弯曲模

  5.8.4□厂形件弯曲模

  5.8.5Z形件弯曲模

  5.8.6圆形和卡环类件弯曲模

  5.8.7铰链卷边模

  5.8.8其他弯曲模

  5.9弯曲件产生缺陷或废品原因及消除方法

  第6章拉深模

  6.1拉深件分类及板料的拉深变形分析

  6.1.1拉深方法与拉深件分类

  6.1.2圆筒形件拉深变形过程特性

  6.1.3圆筒形件拉深过程中毛坯的应力应变状态

  6.1.4拉深时的起皱、厚度变化和硬化现象

  6.1.5盒形件拉深变形特点

  6.2拉深件毛坯形状的确定与毛坯尺寸的计算

  6.2.1确定拉深件毛坯形状的原则与方法

  6.2.2拉深件切边余量

  6.2.3拉深件毛坯尺寸的基本计算方法

  6.2.4旋转体拉深件毛坯尺寸的计算方法

  6.2.5矩形盒形件毛坯尺寸的计算方法

  6.3拉深工艺计算

  6.3.1拉深系数与合理选用

  6.3.2无凸缘圆筒形件拉深次数

  6.3.3无凸缘圆筒形件工序尺寸的计算

  6.3.4有凸缘圆筒形件工序尺寸的计算

  6.3.5矩形件工序的计算

  6.4变薄拉深

  6.4.1变薄拉深应用、方法与特点

  6.4.2变薄拉深的工艺计算

  6.4.3变薄拉深的模具设计

  6.4.4举例介绍变薄拉深工艺计算

  6.4.5变薄拉深产生废品原因

  6.5反向拉深

  6.5.1反向拉深方法与应用

  6.5.2反向拉深特点

  6.6阶梯形、锥形、球形、抛物体形件的拉深

  6.6.1阶梯形件的拉深

  6.6.2锥形件的拉深

  6.6.3半球形件的拉深

  6.6.4抛物线形件的拉深

  6.7拉深力和压边力的计算

  6.7.1拉深力

  6.7.2压边力

  6.7.3压力机公称压力的确定

  6.7.4拉深功的计算

  6.7.5拉深速度

  6.8拉深凸模和凹模工作部分设计

  6.8.1拉深凸、凹模结构形式与凸模的通气孔

  6.8.2拉深凸、凹模圆角半径

  6.8.3拉深凸、凹模之间的间隙

  6.8.4拉深凸、凹模工作部分尺寸的计算

  6.9拉深的润滑、退火和酸洗

  6.9.1润滑

  6.9.2退火

  6.9.3酸洗

  6.9.4拉深工艺中相关工序的应用

  6.10拉深模结构

  6.10.1拉深模的种类

  6.10.2拉深模的设计要点

  6.10.3拉深模典型结构

  6.11拉深件的质量分析

  6.11.1拉深件常见缺陷或废品形式、原因分析和解决措施

  6.11.2中小型拉深件的质量分析

  ……

  第7章成形模

  附录

  参考文献

  序言

  冲压模具是各类模具中应用广的一种模具。冲裁模、弯曲模、拉深模和成形模为冲压模具中的主导模具，使用面广、量大、占比例高，这四种模具约占冲压模具的80%以上，被称作冲压模具中的核心模具。

  怎样设计这些模具?有什么指导性资料?如何应用这些资料设计好冲模?这是本手册要帮助冲模设计者回答并实践的三个问题，也是编写本手册的宗旨。

  本手册为《冲压模具设计实用手册》核心模具卷，主要介绍了冲裁模、弯曲模、拉深模、成形模的设计方法、设计技巧和结构选型等内容。全书共设7章。第1章冲模设计基础与设计步骤，为冲模设计的共性部分，这是每位模具设计人员必须了解和掌握(即应知应会)的基础知识、基本功，对于模具设计人员，要求知道并善于在冲模设计过程中把握和运用这些基础知识。第2章冲压模具用材料，主要从优化选用模具材料出发，讲解了冲模结构中，特别是工作零件材料的选用，重点介绍了硬和高强度材料的应用，如硬质合金、钢结硬质合金、粉末高速钢等，对于如何从选材方面提高模具寿命，给出了建议和推荐选材方案。第3章冲压件设计与冲压工艺性，本章图表较多，内容非常重要，不仅为从事冲压件设计者提供直接帮助和指导，而且也是模具设计者分析冲件工艺性的有效理论依据，对于模具经营管理者和模具技术谈判者，本章内容也十分有用。第4章冲裁模，是本书的重点之一，全面介绍材料的冲压分离变形过程所用的各种模具结构设计，其中共性部分冲裁间隙及间隙的优化选用、冲模工作零件凸模和凹模的设计是本章的重点，介绍了不同冲裁情况下工作零件的设计难点、要点和解决方案，这些从工作实践中总结出来的经验，将带给读者有益启示。第5～7章，介绍了材料的冲压塑性变形过程所用的弯曲模、拉深模和成形模的冲压工艺与冲模结构设计。怎样判断冲件能否一次加工成功，弯曲件和拉深件的展开计算，弯曲、拉深工艺计算，弯曲件的回弹，拉深件的拉深系数(拉深变形程度)确定，是这类模具设计的关键，也是一项不可回避的繁琐工作，手册中都有详细介绍，读者看了能学会如何设计模具。

  上述各章均有一定量的模具典型结构介绍，读者可以从这些典型图例中学到模具总体设计知识。

  冲模设计者在经验不多的情况下，可以照搬书上的内容先用起来，待工作时间长了，有了一定经验，应善于不断总结，不断创新，这样设计的模具就会做到理论更加接近实际，使模具设计达到优化效果。

  本手册由陈炎嗣主编并负责全书的统稿工作。沈永娣、陈鹤皋、董华宁、陈炎裔、汪义尧、卓昌明、里佐梁、王德华、朱汝道、陈贯一、袁人瑞、邵今亮、申敏、周安、孙敬、陈天恩、葛明辉、姜、吴宝泽、吴梅芬、金龙建、聂兰启、张雪松、赵仲春、乔晓建、吴幼一、唐激扬、苑春龙、刘晓燕、温和荣、周杰、俞爱娣、周雪娟、陈利一、崔熙珉、张明华、寇承香、藏学君、袁咪咪、乔春英参加了资料的提供、整理和部分编写工作。手册编写过程中，得到了有关专家的帮助和支持，在此表示衷心感谢!

  本书涉及较多的专业知识，由于笔者水平有限，书中难免有疏漏和不足之处，恳请读者批评指正。

  陈炎嗣

  文摘

  插图：