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第1篇 金属板料成形工艺及模具设计第1章 板料成形基本概念及基本知识1

1.1 板料成形概述1

1.2 冲压工艺设计概述3

1.2.1 工艺设计的原始资料3

1.2.2 工艺设计的基本内容4

1.3 冲压模具设计概述4

1.3.1 模具总装图及零件图绘制5

1.3.2 模具典型结构6

1.4 常用冲模材料7

1.4.1 冲压对模具材料的要求7

1.4.2 冲模材料的选用原则8

1.4.3 冲模材料及热处理要求8

1.5 毛坯材料及其冲压成形性能11

1.5.1 冲压工艺对毛坯材料的要求11

1.5.2 常用毛坯材料11

1.5.3 材料的冲压成形性能13

1.6 常用冲压设备及其选用13

1.6.1 常用冲压设备13

1.6.2 冲压设备的选用14

1.7 模具的安装15

第2章 冲裁及冲压模具设计16

2.1 概述16

2.1.1 冲裁设计的基本内容17

2.1.2 冲裁设计的基本要求及一般工作程序18

2.1.3 冲裁设计中必须考虑的若干问题19

2.2 冲裁工艺设计19

2.2.1 工艺设计的基本内容与一般步骤20

2.2.2 凸、凹模刃口尺寸的计算24

2.3 冲裁力28

2.3.1 冲裁力的计算28

2.3.2 卸料力及推件力计算29

2.3.3 降低冲裁力的方法29

2.4 排样与搭边31

2.4.1 排样31

2.4.2 搭边32

2.4.3 条料宽度33

2.5 冲压模具设计34

2.5.1 冲模设计的原则及步骤34

2.5.2 冲模分类35

2.5.3 冲模的零部件构成36

2.5.4 冲模非工作零部件设计37

2.5.5 冲裁模工作零件设计44

2.5.6 复合模设计54

2.5.7 级进模设计56

第3章 弯曲68

3.1 概述68

3.2 弯曲变形分析69

3.2.1 弯曲变形过程69

3.2.2 变形区应力应变状态69

3.2.3 弯曲变形程度及其表示71

3.2.4 板料弯曲变形的特点72

3.2.5 最小相对弯曲半径73

3.3 弯曲回弹74

3.3.1 弯曲回弹现象74

3.3.2 影响弯曲回弹的因素75

3.3.3 弯曲回弹值的确定76

3.3.4 减少弯曲回弹的措施78

3.4 弯曲毛坯尺寸80

3.4.1 弯曲中性层位置的确定80

3.4.2 弯曲毛坯尺寸的计算80

3.5 弯曲力的计算82

3.5.1 自由弯曲时的弯曲力82

3.5.2 校正弯曲时的弯曲力82

3.5.3 顶件力或压料力82

3.5.4 压力机公称压力的确定82

3.6 弯曲件的工艺性83

3.6.1 弯曲件的精度83

3.6.2 弯曲毛坯材料83

3.6.3 弯曲件的结构形状83

3.7 弯曲工序安排85

3.7.1 弯曲工序安排原则85

3.7.2 典型弯曲工序安排86

3.8 弯曲模典型结构86

3.8.1 单工序弯曲模86

3.8.2 级进模91

3.8.3 复合模91

3.8.4 通用弯曲模92

3.9 弯曲模结构设计93

3.9.1 弯曲模结构设计应注意的问题93

3.9.2 弯曲模工作部分设计94

第4章 拉深97

4.1 概述97

4.2 圆筒形件拉深的变形分析98

4.2.1 拉深变形过程98

4.2.2 拉深过程中毛坯各处的应力应变状态99

4.2.3 拉深缺陷及防止措施101

4.3 旋转体拉深毛坯尺寸的确定102

4.3.1 毛坯形状和尺寸确定的依据102

4.3.2 简单旋转体拉深件毛坯尺寸的确定103

4.3.3 复杂旋转体拉深件毛坯尺寸的确定105

4.4 无凸缘圆筒形件的拉深工艺计算106

4.4.1 拉深系数与极限拉深系数106

4.4.2 拉深次数108

4.4.3 压边力与拉深力112

4.5 其它形状零件的拉深113

4.5.1 有凸缘圆筒形件的拉深113

4.5.2 阶梯形零件的拉深117

4.5.3 曲面形状零件的拉深119

4.5.4 盒形件的拉深121

4.6 拉深件的工艺性123

4.6.1 拉深件的公差等级123

4.6.2 拉深件的结构工艺性123

4.6.3 拉深件的材料123

4.7 拉深模的典型结构123

4.7.1 首次拉深模124

4.7.2 以后各次拉深模126

4.7.3 落料、拉深复合模127

4.8 拉深模工作零件的设计128

4.8.1 凸、凹模圆角半径128

4.8.2 拉深模间隙129

4.8.3 凸、凹模结构130

4.8.4 凸、凹模工作部分尺寸及公差132

4.9 辅助工序133

4.9.1 润滑133

4.9.2 热处理134

4.9.3 酸洗134

第5章 其它冲压成形工艺135

5.1 概述135

5.2 胀形135

5.2.1 变形特点135

5.2.2 平板毛坯的局部成形136

5.2.3 空心毛坯的胀形137

5.3 翻边139

5.3.1 内孔翻边139

5.3.2 外缘翻边142

5.3.3 变薄翻边144

5.3.4 翻边模结构145

5.4 缩口146

5.4.1 缩口变形程度的计算146

5.4.2 缩口后材料厚度的变化147

5.4.3 缩口的毛坯计算147

第6章 典型冲压工艺及模具设计实例148

6.1 复合冲裁模148

6.2 落料、冲孔、弯曲复合模152

第7章 覆盖件成形156

7.1 覆盖件概述156

7.2 覆盖件冲压工艺及模具设计原则156

7.2.1 冲压工艺设计原则156

7.2.2 冲压模具设计原则159

7.3 覆盖件拉深工艺及模具设计160

7.3.1 拉深工艺设计160

7.3.2 拉深模设计172

7.4 覆盖件修边、冲孔工艺及模具设计178

7.4.1 修边、冲孔工艺设计178

7.4.2 修边、冲孔模设计181

7.4.3 斜楔机构186

7.5 覆盖件翻边工艺及模具设计192

7.5.1 翻边工艺设计192

7.5.2 翻边模设计193

7.6 压力机的选择195

第2篇 金属体积成形工艺及模具设计第1章 锻造基本概念和基本知识197

1.1 绪论197

1.1.1 锻造生产的特点及其作用197

1.1.2 锻造工艺分类198

1.1.3 锻造生产现状及发展趋势199

1.2 锻造用原材料及下料方法200

1.2.1 锻造用原材料200

1.2.2 下料方法203

1.3 锻造的热规范207

1.3.1 金属的锻造加热207

1.3.2 金属加热时产生的缺陷及防止措施209

1.3.3 锻造温度范围的确定213

1.3.4 加热规范214

1.3.5 少、无氧化加热217

1.3.6 锻后冷却218

1.3.7 锻件热处理222

第2章 自由锻224

2.1 概述224

2.2 自由锻工序特点及锻件分类224

2.2.1 自由锻工序224

2.2.2 自由锻件的分类226

2.3 自由锻基本工序分析227

2.3.1 镦粗227

2.3.2 拔长229

2.3.3 冲孔232

2.3.4 扩孔233

2.3.5 弯曲234

2.3.6 错移234

2.3.7 扭转234

2.4 自由锻件变形方案的确定235

2.5 自由锻工艺规程的制定236

2.5.1 锻件图的制定237

2.5.2 毛坯重量和尺寸的确定238

2.5.3 变形工艺过程的制定239

2.5.4 锻造比的选择及计算239

2.5.5 选定锻造设备吨位240

2.6 大型自由锻件锻造工艺特点240

2.6.1 锻造对钢锭组织和性能的影响240

2.6.2 提高大型锻件质量的工艺措施242

第3章 锤上模锻244

3.1 锤上模锻特点及应用范围244

3.2 锤上模锻方式与变形特征244

3.2.1 开式模锻244

3.2.2 闭式模锻245

3.3 模锻件分类246

3.4 模锻件图设计249

3.4.1 锤上模锻锻件图设计249

3.4.2 机械加工余量和锻件公差250

3.4.3 模锻斜度251

3.4.4 圆角半径251

3.4.5 冲孔连皮252

3.5 模锻变形工步的确定253

3.6 坯料尺寸的确定254

3.7 模锻锤吨位计算255

第4章 热模锻压力机上模锻258

4.1 热模锻压力机上模锻的特点及应用258

4.2 锻件图设计特点260

4.2.1 选择分模面位置的特点260

4.2.2 余量和公差261

4.2.3 模锻斜度、圆角半径和冲孔连皮261

4.3 变形工步、工步图设计及毛坯尺寸计算263

4.3.1 变形工步的选择263

4.3.2 工步设计265

4.3.3 确定毛坯尺寸268

4.4 变形力的计算与设备吨位选择269

4.4.1 经验公式269

4.4.2 理论-经验公式269

4.5 锻模结构270

4.5.1 锻模模架270

4.5.2 型槽及镶块设计特点271

4.5.3 顶件装置273

4.5.4 导向装置275

4.6 热模锻压力机上模锻实例276

4.6.1 连接叉锻件在热模锻锻压机上模锻276

4.6.2 圆锥齿轮的精密模锻276

第5章 平锻机上模锻278

5.1 工艺特点及应用范围278

5.2 平锻机模锻工步及锻件分类279

5.2.1 模锻基本工步279

5.2.2 模锻件分类280

5.3 锻件图设计280

5.3.1 分模位置280

5.3.2 机械加工余量和公差281

5.3.3 模锻斜度281

5.3.4 圆角半径281

5.4 顶镦规则及聚集工步计算282

5.4.1 顶镦规则282

5.4.2 聚集工步计算283

5.5 通孔锻件和盲孔锻件的工步计算285

5.5.1 通孔锻件热锻件图设计285

5.5.2 冲孔次数的确定和冲孔工步设计285

5.5.3 聚集工步与原毛坯尺寸286

5.6 管类平锻件的工艺特点287

5.7 平锻设备吨位的确定288

5.7.1 经验-理论公式288

5.7.2 经验公式288

5.8 平锻机上模锻的锻模结构289

5.8.1 平锻模的固定及固定空间289

5.8.2 平锻模结构设计特点290

5.8.3 型槽设计291

第6章 螺旋压力机上模锻295

6.1 螺旋压力机工作特点及应用范围295

6.2 锻件图设计296

6.2.1 螺旋压力机模锻件的分类及模锻特点296

6.2.2 锻件图的制定296

6.3 型槽设计298

6.4 设备吨位的确定299

6.4.1 对照锤上模锻和曲柄压力机模锻时的压力进行换算299

6.4.2 按锻件投影面积和变形难易程度计算299

6.5 锻模结构特点299

6.5.1 锻模结构形式和紧固方法299

6.5.2 模座设计301

6.5.3 锻模导向部分302

6.6 综合举例303

6.6.1 长杆螺栓的模锻303

6.6.2 法兰盘的开式模锻303

6.6.3 微型车发动机曲轴的模锻304

第7章 液压机上模锻307

7.1 液压机上模锻成形的特点307

7.2 锻件图设计及工艺特点308

7.2.1 分模面的选择308

7.2.2 加工余量的确定309

7.2.3 结构要素的设计309

7.2.4 设计锻件图的其它问题314

7.3 设备吨位的计算315

7.3.1 根据模锻材料及投影面积确定315

7.3.2 经验公式计算316

7.4 液压机上锻模设计317

7.4.1 工步设计317

7.4.2 模膛设计317

7.4.3 模具结构设计320

7.5 液压机锻模材料的选择322

第8章 模锻后续工序324

8.1 切边与冲孔324

8.1.1 切边力、冲孔力的计算324

8.1.2 切边、冲孔方式及模具类型325

8.1.3 切边模326

8.2 精压与校正331

8.2.1 精压331

8.2.2 校正332

8.3 锻件表面清理332

8.4 锻件质量检验334

8.4.1 生产过程检验334

8.4.2 成品检验334

参考文献335