衝壓模具從入門到精通

《衝壓模具從入門到精通》，金龍建，楊梅 著，出版社： 化學工業出版社。

化學工業出版社（簡稱化工社）組建於1953年1月，是新中國出版界歷史較為悠久的中央級出版社，出版科技圖書、教材、大眾圖書、電子出版物及科技期刊等五大類。

目錄

內容簡介

本書針對衝壓模具行業的實際需求，以工藝分析、模具結構設計與製造為重點，系統講述了衝壓基本工藝的特點與工藝參數，結合衝壓模具設計與製造的典型實例，詳細講解了沖裁模、彎曲模、拉深模、成形模（翻孔模，脹形、鐓壓模）及多工位級進模的設計與製造過程。

全書共分為8章。第1章為概述，介紹什麼是衝壓模具以及衝壓加工的特點與應用；第2章介紹衝壓模具設計基礎；第3章介紹衝壓模具製造基礎；第4章介紹沖裁工藝及模具設計與製造；第5章介紹彎曲工藝及模具設計與製造；第6章介紹拉深工藝及模具設計與製造；第7章介紹成形工藝及模具設計與製造；第8章介紹多工位級進模設計與製造。

目錄

第1章 概述

1.1.1 什麼是衝壓模具……………………………………………………………………………… 001

1.1.1 什麼是沖裁模 ……………………………………………………………………………… 001

1.1.2 什麼是彎曲模 ……………………………………………………………………………… 002

1.1.3 什麼是拉深模 ……………………………………………………………………………… 003

1.1.4 什麼是成形模 ……………………………………………………………………………… 004

1.1.5 什麼是精沖模 ……………………………………………………………………………… 004

1.1.6 什麼是冷擠壓模 …………………………………………………………………………… 007

1.1.7 什麼是單工序模 …………………………………………………………………………… 009

1.1.8 什麼是複合模 ……………………………………………………………………………… 009

1.1.9 什麼是多工位級進模 ……………………………………………………………………… 010

1.1.10 什麼是多工位傳遞模……………………………………………………………………… 010

1.2 衝壓加工的特點及應用 ……………………………………………………………………… 013

1.2.1 衝壓加工的特點 …………………………………………………………………………… 013

1.2.2 衝壓加工的應用 …………………………………………………………………………… 013

第2章 衝壓模具設計基礎

2.1 衝壓模具設計基本要求及一般步驟 ……………………………………………………… 014

2.1.1 衝壓模具設計應具備的資料………………………………………………………………… 014

2.1.2 衝壓模具設計的基本要求 ………………………………………………………………… 014

2.1.3 衝壓模具設計一般步驟 …………………………………………………………………… 015

2.2 衝壓用材料 ………………………………………………………………………………… 017

2.2.1 衝壓工藝對材料的要求 …………………………………………………………………… 017

2.2.2 常用衝壓材料 ……………………………………………………………………………… 018

2.3 衝壓模具材料 ……………………………………………………………………………… 022

2.3.1 衝壓模具材料基本要求與選用原則 ……………………………………………………… 022

2.3.2 沖模零件材料的選用與硬度要求 ………………………………………………………… 023

2.3.3 常用鋼材國內外牌號對照表 ……………………………………………………………… 031

2.4 衝壓設備 …………………………………………………………………………………… 034

2.4.1 衝壓設備的類型 …………………………………………………………………………… 034

2.4.2 衝壓設備類型的選擇 ……………………………………………………………………… 038

2.4.3 衝壓設備規格的選擇 ……………………………………………………………………… 039

第3章 衝壓模具製造基礎

3.1 模具製造主要設備與加工方法 …………………………………………………………… 042

3.1.1 模具加工工藝流程………………………………………………………………………… 042

3.1.2 車床加工…………………………………………………………………………………… 043

3.1.3 銑床加工…………………………………………………………………………………… 044

3.1.4 磨床加工…………………………………………………………………………………… 045

3.1.5 鏜床 ……………………………………………………………………………………… 058

3.1.6 數控加工 …………………………………………………………………………………… 061

3.1.7 電火花加工 ………………………………………………………………………………… 065

3.1.8 數控電火花線切割加工 …………………………………………………………………… 066

3.2 模具鉗工 …………………………………………………………………………………… 070

3.2.1 劃線………………………………………………………………………………………… 070

3.2.2 銼削………………………………………………………………………………………… 074

3.2.3 鑽孔、擴孔、鍃孔和鉸孔…………………………………………………………………… 078

3.2.4 攻螺紋與套螺紋 …………………………………………………………………………… 087

3.2.5 模具拋光 …………………………………………………………………………………… 092

3.3 沖模裝配技術 ……………………………………………………………………………… 100

3.3.1 衝壓模具裝配工藝 ………………………………………………………………………… 100

3.3.2 沖模裝配技術要求 ………………………………………………………………………… 101

3.3.3 模具裝配順序 ……………………………………………………………………………… 104

3.3.4 凸模與凹模間隙的控制方法 ……………………………………………………………… 104

3.3.5 級進模的加工及裝配要點 ………………………………………………………………… 105

3.3.6 模架裝配…………………………………………………………………………………… 106

第4章 沖裁工藝及模具設計與製造

4.1 沖裁基本概念 ……………………………………………………………………………… 112

4.2 沖裁變形過程及斷面分析 ………………………………………………………………… 112

4.2.1 沖裁變形過程 ……………………………………………………………………………… 112

4.2.2 沖裁件斷面分析 …………………………………………………………………………… 113

4.3 沖裁間隙 …………………………………………………………………………………… 113

4.3.1 間隙對製件質量的影響 …………………………………………………………………… 113

4.3.2 間隙對模具壽命的影響 …………………………………………………………………… 114

4.3.3 沖裁模合理間隙值的確定 ………………………………………………………………… 115

4.4 沖裁凸模與凹模刃口尺寸計算 …………………………………………………………… 120

4.4.1 沖裁凸、凹模刃口尺寸計算原則 ………………………………………………………… 120

4.4.2 沖裁凸、凹模刃口尺寸計算 ……………………………………………………………… 121

4.5 衝壓力及降低衝壓力的工藝措施 ………………………………………………………… 123

4.5.1 衝壓力計算 ………………………………………………………………………………… 123

4.5.2 降低沖裁力的工藝措施 …………………………………………………………………… 125

4.5.3 計算沖裁功的意義和沖裁功的驗算………………………………………………………… 126

4.5.4 壓力中心計算 ……………………………………………………………………………… 127

4.6 排樣、搭邊、料寬及材料利用率 ………………………………………………………… 128

4.6.1 排樣方法 ………………………………………………………………………………… 128

4.6.2 搭邊與條料寬度…………………………………………………………………………… 128

4.6.3 材料利用率………………………………………………………………………………… 131

4.7 沖裁模主要零部件設計 …………………………………………………………………… 132

4.7.1 模架、模座、導向裝置 …………………………………………………………………… 132

4.7.2 固定板、墊板設計 ………………………………………………………………………… 143

4.7.3 凸、凹模設計 ……………………………………………………………………………… 143

4.7.4 卸料裝置…………………………………………………………………………………… 155

4.7.5 頂出裝置 …………………………………………………………………………………… 156

4.7.6 定位裝置…………………………………………………………………………………… 157

4.7.7 限位裝置…………………………………………………………………………………… 158

4.7.8 模柄………………………………………………………………………………………… 159

4.7.9 螺釘與銷釘 ………………………………………………………………………………… 160

4.8 沖裁模設計實例 …………………………………………………………………………… 163

4.8.1 工藝分析…………………………………………………………………………………… 163

4.8.2 刃口尺寸計算……………………………………………………………………………… 163

4.8.3 工序排樣圖設計…………………………………………………………………………… 164

4.8.4 衝壓力的計算……………………………………………………………………………… 165

4.8.5 壓力中心計算……………………………………………………………………………… 165

4.8.6 模具零部件尺寸的確定 …………………………………………………………………… 165

4.8.7 模具結構圖設計…………………………………………………………………………… 166

4.8.8 主要模具零部件設計與加工 ……………………………………………………………… 167

4.8.9 沖裁模的裝配 ……………………………………………………………………………… 176

4.9 沖裁模典型結構 …………………………………………………………………………… 179

第5章 彎曲工藝及模具設計與製造

5.1 板料彎曲的變形 …………………………………………………………………………… 180

5.1.1 彎曲方法…………………………………………………………………………………… 180

5.1.2 彎曲過程及變形特點 ……………………………………………………………………… 180

5.1.3 彎曲應力應變狀態 ………………………………………………………………………… 181

5.2 最小彎曲半徑 ……………………………………………………………………………… 182

5.3 彎曲件回彈及其防止方法 ………………………………………………………………… 183

5.3.1 回彈方式…………………………………………………………………………………… 183

5.3.2 回彈值的確定 ……………………………………………………………………………… 183

5.3.3 減小回彈的措施 …………………………………………………………………………… 188

5.4 彎曲件展開尺寸計算 ……………………………………………………………………… 189

5.4.1 應變中性層位置的確定 …………………………………………………………………… 189

5.4.2 彎曲件毛坯長度計算 ……………………………………………………………………… 190

5.5 彎曲力、頂件力及壓料力 ………………………………………………………………… 193

5.5.1 自由彎曲時的彎曲力 ……………………………………………………………………… 193

5.5.2 校正彎曲時的彎曲力 ……………………………………………………………………… 194

5.5.3 頂件力和壓料力…………………………………………………………………………… 194

5.5.4 彎曲時壓力機噸位的確定 ………………………………………………………………… 194

5.6 彎曲模工作部分尺寸設計 ………………………………………………………………… 195

5.6.1 彎曲凸、凹模的圓角半徑及凹模的工作深度 …………………………………………… 195

5.6.2 彎曲凸模和凹模之間的間隙……………………………………………………………… 196

5.6.3 U 形彎曲件凹模的長度和寬度尺寸確定 ………………………………………………… 196

5.6.4 U 形件彎曲模凸、凹模工作部分尺寸的計算 …………………………………………… 197

5.6.5 彎曲凸、凹模的尺寸差 …………………………………………………………………… 198

5.7 彎曲模設計實例 …………………………………………………………………………… 198

5.7.1 工藝分析 …………………………………………………………………………………… 198

5.7.2 製件展開尺寸計算 ………………………………………………………………………… 199

5.7.3 製件彎曲方案確定 ………………………………………………………………………… 199

5.7.4 模具零部件尺寸的確定 …………………………………………………………………… 200

5.7.5 彎曲力的計算……………………………………………………………………………… 201

5.7.6 模具結構圖設計 …………………………………………………………………………… 201

5.7.7 主要模具零部件設計與加工 ……………………………………………………………… 202

5.7.8 彎曲模裝配………………………………………………………………………………… 208

5.8 彎曲模典型結構 …………………………………………………………………………… 210

第6章 拉深工藝及模具設計與製造 章

6.1 拉深的變形分析 …………………………………………………………………………… 211

6.1.1 圓筒形拉深變形過程及特點 ……………………………………………………………… 211

6.1.2 圓筒形拉深變形中毛坯的應力、應變 …………………………………………………… 212

6.1.3 矩形件拉深變形特點……………………………………………………………………… 212

6.2 拉深件毛坯尺寸的計算 …………………………………………………………………… 214

6.2.1 拉深件修邊餘量的選用…………………………………………………………………… 214

6.2.2 簡單旋轉體拉深件坯料尺寸 的確定……………………………………………………… 215

6.2.3 矩形件毛坯形狀與尺寸的計算…………………………………………………………… 220

6.3 拉深工藝計算 ……………………………………………………………………………… 225

6.3.1 圓筒形拉深係數和拉深次數……………………………………………………………… 225

6.3.2 圓筒形件的拉深高度計算………………………………………………………………… 228

6.3.3 無凸緣圓筒形件的工藝計算……………………………………………………………… 229

6.3.4 帶凸緣圓筒形件的工藝計算……………………………………………………………… 230

6.3.5 矩形件的拉深係數、拉深次數及拉深工藝的計算 ……………………………………… 233

6.4 變薄拉深 …………………………………………………………………………………… 241

6.4.1 變薄拉深的特點…………………………………………………………………………… 241

6.4.2 變薄係數…………………………………………………………………………………… 241

6.4.3 變薄拉深工序尺寸的計算 ………………………………………………………………… 242

6.4.4 變薄拉深凸、凹模結構 …………………………………………………………………… 243

6.5 壓邊力、拉深力及拉深總工藝力的計算 ………………………………………………… 244

6.5.1 壓邊力……………………………………………………………………………………… 244

6.5.2 拉深力……………………………………………………………………………………… 248

6.5.3 拉深總工藝力……………………………………………………………………………… 249

6.6 拉深凸、凹模設計 ………………………………………………………………………… 250

6.6.1 凸、凹模圓角半徑………………………………………………………………………… 250

6.6.2 凸、凹模間隙……………………………………………………………………………… 251

6.6.3 凸、凹模徑向尺寸計算 …………………………………………………………………… 253

6.6.4 拉深凸、凹模結構設計…………………………………………………………………… 254

6.7 拉深模設計實例 …………………………………………………………………………… 256

6.7.1 工藝分析…………………………………………………………………………………… 256

6.7.2 拉深工藝計算……………………………………………………………………………… 256

6.7.3 工序圖設計………………………………………………………………………………… 260

6.7.4 模具工作部分尺寸的確定 ………………………………………………………………… 260

6.7.5 主要拉深工序模具結構設計與製造及裝配 ……………………………………………… 262

6.8 拉深模典型結構 …………………………………………………………………………… 284

第7章 成形工藝及模具設計與製造

7.1 翻邊與翻孔 ………………………………………………………………………………… 285

7.1.1 翻邊………………………………………………………………………………………… 285

7.1.2 翻孔………………………………………………………………………………………… 286

7.2 脹形 ………………………………………………………………………………………… 291

7.2.1 脹形的變形特點…………………………………………………………………………… 291

7.2.2 脹形工藝計算……………………………………………………………………………… 291

7.3 縮口 ………………………………………………………………………………………… 292

7.3.1 縮口變形分析……………………………………………………………………………… 292

7.3.2 縮口工藝計算……………………………………………………………………………… 293

7.4 擴口 ………………………………………………………………………………………… 294

7.4.1 擴口變形程度……………………………………………………………………………… 295

7.4.2 擴口工藝計算……………………………………………………………………………… 295

7.4.3 擴口力的計算……………………………………………………………………………… 296

7.5 起伏 ………………………………………………………………………………………… 296

7.5.1 起伏成形變形限值………………………………………………………………………… 296

7.5.2 壓加強筋、壓凸包工藝…………………………………………………………………… 297

7.5.3 起伏成形的壓力計算……………………………………………………………………… 298

7.6 校平 ………………………………………………………………………………………… 299

7.6.1 校平工序模具類型………………………………………………………………………… 299

7.6.2 校平力的計算 …………………………………………………………………………… 299

7.7 成形模設計實例 …………………………………………………………………………… 300

7.7.1 殼體底部翻孔模設計、製造及裝配 ……………………………………………………… 300

7.7.2 外殼脹形、鐓壓及口部成形模設計、製造及裝配………………………………………… 305

7.7.3 直口壓力氣瓶縮口模設計、製造及裝配…………………………………………………… 317

7.8 成形模典型結構 …………………………………………………………………………… 326

第8章 多工位級進模設計與製造

8.1 多工位級進模設計基礎 …………………………………………………………………… 327

8.1.1 多工位級進模的特點 ……………………………………………………………………… 327

8.1.2 多工位級進模的分類 ……………………………………………………………………… 327

8.2 排樣設計 ……………………………………………………………………………………… 328

8.2.1 排樣設計原則……………………………………………………………………………… 328

8.2.2 排樣設計應考慮的因素 …………………………………………………………………… 329

8.2.3 設計廢料與工藝廢料 ……………………………………………………………………… 332

8.2.4 載體設計…………………………………………………………………………………… 334

8.2.5 分段沖切廢料設計 ………………………………………………………………………… 339

8.2.6 空工位設計 ………………………………………………………………………………… 340

8.2.7 基本步距及步距精度的確定 ……………………………………………………………… 341

8.3 多工位連續拉深工藝計算和排樣設計要點 ……………………………………………… 342

8.3.1 帶料連續拉深的應用範圍 ………………………………………………………………… 342

8.3.2 連續拉深修邊餘量的確定 ………………………………………………………………… 343

8.3.3 連續拉深係數和相對拉深高度 …………………………………………………………… 344

8.3.4 拉深次數計算 ……………………………………………………………………………… 346

8.3.5 帶料連續拉深工藝切口形式、料寬和步距的計算 ………………………………………… 346

8.3.6 連續拉深的各次高度計算…………………………………………………………………… 348

8.4 多工位級進模主要結構件設計 …………………………………………………………… 349

8.4.1 帶料（條料）導料、浮料裝置設計…………………………………………………………… 349

8.4.2 多工位級進模彈壓卸料裝置設計…………………………………………………………… 355

8.4.3 帶料（條料）定距機構設計…………………………………………………………………… 360

8.4.4 防止廢料回跳或堵料 ……………………………………………………………………… 370

8.4.5 微調機構設計 ……………………………………………………………………………… 375

8.5 斜楔與滑塊在多工位級進模中的應用 …………………………………………………… 376

8.5.1 斜楔、滑塊的分類…………………………………………………………………………… 377

8.5.2 斜楔與滑塊的設計要點 …………………………………………………………………… 378

8.5.3 常用側向衝壓滑塊的復位結構 …………………………………………………………… 379

8.5.4 斜楔、滑塊的安裝…………………………………………………………………………… 380

8.6 多工位級進模的自動監測與安全保護裝置 ……………………………………………… 381

8.6.1 接觸傳感器監測 …………………………………………………………………………… 382

8.6.2 光電傳感器監測 …………………………………………………………………………… 382

8.6.3 氣動傳感器監測 …………………………………………………………………………… 383

8.6.4 放射性同位素監測 ………………………………………………………………………… 383

8.7 多工位級進模設計實例 …………………………………………………………………… 383

8.7.1 工藝分析 …………………………………………………………………………………… 383

8.7.2 拉深工藝的計算 …………………………………………………………………………… 384

8.7.3 繪製出連續拉深的排樣圖…………………………………………………………………… 387

8.7.4 模具結構圖設計 …………………………………………………………………………… 387

8.7.5 主要模具零部件設計與加工………………………………………………………………… 392

8.7.6 多工位級進模裝配 ………………………………………………………………………… 404

8.8 多工位級進模典型結構 …………………………………………………………………… 411

參考文獻………………………………………………………………………………………… 412