金屬塑性成形工藝及模具設(shè)計

前言

　　1998年，教育部進(jìn)行了高等院校學(xué)科專業(yè)調(diào)整，原鑄造、鍛壓、焊接、熱處理四個專業(yè)合并為“材料成型及控制工程，，專業(yè)（有的學(xué)校將焊接專業(yè)列為目錄外專業(yè)）。由于各院校原有的專業(yè)基礎(chǔ)、專業(yè)定位、辦學(xué)歷史及辦學(xué)水平存在較大差異，因此在新專業(yè)的培養(yǎng)計劃安排上也不盡相同?！　≡?002年度材料成型及控制工程專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會工作會議上，委員們認(rèn)真分析了我國各類院校中的材料成型及控制工程專業(yè)的情況，參考了幾十所院校的專業(yè)現(xiàn)狀，經(jīng)綜合分析，歸納出比較典型的三類培養(yǎng)計劃，即“機(jī)械工程及自動化專業(yè)（計劃一）”、“材料成型及控制工程專業(yè)——分專業(yè)方向培養(yǎng)計劃（計劃二）”、“材料成型及控制工程專業(yè)——不分專業(yè)方向培養(yǎng)計劃（計劃三）”?！　♂槍π聦I(yè)特點，各校在教材建設(shè)方面進(jìn)行了一定的研究和摸索。普通高等教育“十五”國家級規(guī)劃教材建設(shè)期間編寫了幾本教材，填補了一定的空白。但這些教材還不能完全適應(yīng)專業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，仍有部分院校只能使用專業(yè)目錄調(diào)整前的老教材，而且要幾本教材同時使用：專業(yè)教材建設(shè)仍需進(jìn)一步研究和探索。為此，高等教育出版社于2004年12月成立了材料成型及，控制工程專業(yè)系列教材編委會，研究編寫適用于該專業(yè)發(fā)展的新教材。經(jīng)編委會深入討論和研究，第一期產(chǎn)生7個選題，并于2005年6月落實教材編寫大綱，進(jìn)入編寫階段。該系列教材現(xiàn)已列入“十一五”國家級教材規(guī)劃。新教材不同于專業(yè)目錄調(diào)整前的“小方向”教材，主要針對培養(yǎng)計劃二類專業(yè)，兼顧培養(yǎng)計劃三類專業(yè)。在教材編寫中，對目前使用的各類教材進(jìn)行了研究，同時補充了近年出現(xiàn)的新理論、新知識，充分反映了學(xué)科的最新進(jìn)展及作者的教學(xué)體會?！　”咎捉滩氖恰笆濉眹壹壱?guī)劃教材的補充和完善，還可作為不分專業(yè)方向授課院校畢業(yè)生的后續(xù)教育教材?！　I(yè)目錄調(diào)整十年來，作為教學(xué)改革重要內(nèi)容的教材建設(shè)取得了很大進(jìn)展。隨著教學(xué)改革的不斷深入，適合整合后材料成型及控制工程專業(yè)的新教材體系將進(jìn)一步完善，精品教材將不斷出現(xiàn)。

內(nèi)容概要

　　《金屬塑性成形工藝及模具設(shè)計》以變形分析為基礎(chǔ)，以成形規(guī)律為主線，以質(zhì)量問題為重點，著重介紹塑性加工工藝基礎(chǔ)知識、塑性加工工藝變形規(guī)律以及模具設(shè)計的基本方法。編寫過程中，參考了深受各院校歡迎的相關(guān)教材，同時吸納補充了字科的最新進(jìn)展及作者的教學(xué)體會和科研成果?！　　督饘偎苄猿尚喂に嚰澳＞咴O(shè)計》將塑性加工方向的工藝課（沖壓工藝、鍛造工藝）及模具設(shè)計（沖模設(shè)計、鍛模設(shè)計）融為一體。全書其13章。第1、2章介紹塑性加工工藝基礎(chǔ)，第3-6章介紹沖壓工藝，第7～10章介紹鍛造工藝，第ll～13章介紹沖壓模具和鍛造模具的結(jié)構(gòu)原理及設(shè)計方法?！　　督饘偎苄猿尚喂に嚰澳＞咴O(shè)計》既可用作普通高等學(xué)校材料成型及控制工程專業(yè)塑性成形工藝課程教材，又可用作模具設(shè)計指導(dǎo)書，還可以有關(guān)工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

第1章 概述1.1 工藝1.2 鍛造工藝第2章 塑性加工工藝基礎(chǔ)2.1 變形的力學(xué)特點與分類2.2 變形趨向性及其控制2.3 鍛造過程中的金屬變形流動規(guī)律2.4 板材性能及試驗方法2.5 材料可鍛性及試驗方法第3章 沖裁3.1 沖裁分離過程分析3.2 沖裁件質(zhì)量分析3.3 沖裁力及降低沖裁力的方法3.4 精密沖裁及半精沖方法第4章 彎曲4.1 彎曲變形分析4.2 彎曲力學(xué)分析4.3 彎曲中的彈復(fù)4.4 彎曲力4.5 其他彎曲方法第5章 拉深5.1 圓筒形件拉深5.2 盒形件拉深5.3 曲面零件成形第6章 其他成形方法6.1 脹形6.2 擴(kuò)口6.3 縮口6.4 翻邊第7章 鍛造的熱規(guī)范7.1 金屬的鍛前加熱7.2 金屬的鍛后冷卻7.3 鍛件的熱處理第8章 自由鍛主要工序分析8.1 鐓粗8.2 拔長8.3 沖孔8.4 擴(kuò)孔8.5 自由鍛件分類及變形方案的確定第9章 模鍛成形工序分析9.1 開式模鍛9.2 閉式模鍛9.3 擠壓9.4 頂鐓9.5 模鍛工藝及模鍛件分類9.6 模鍛變形工步的確定第10章 精密模鍛技術(shù)10.1 概述10.2 鍛件精度分析10.3 精密模鍛的成形方法10.4 精密模鍛工藝設(shè)計特點第11章 模具典型結(jié)構(gòu)及工作原理11.1 模具分類l1.2 模具典型結(jié)構(gòu)及工作原理11.3 鍛造模具典型結(jié)構(gòu)及工作原理第12章 模具設(shè)計方法12.1 件工藝性分析12.2 工藝方案的制定12.3 模具類型及結(jié)構(gòu)形式的確定12.4 毛坯尺寸的確定12.5 工藝力及功的計算12.6 沖模壓力中心的確定12.7 主要零件的選取12.8 設(shè)備選擇12.9 模具總圖及零件圖的繪制12.10 編寫設(shè)計計算說明書第13章 鍛造模具設(shè)計方法13.1 鍛件圖設(shè)計13.2 工藝方案的制定13.3 設(shè)備噸位的確定13.4 模鍛模膛設(shè)計13.5 制坯模膛設(shè)計13.6 鍛模結(jié)構(gòu)設(shè)計13.7 編寫設(shè)計計算說明書參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第2章塑性加工工藝基礎(chǔ)　　沖壓成形和鍛造成形都屬于塑性加工方法，塑性加工力學(xué)是其共同的力學(xué)基礎(chǔ)。但由于所用材料的幾何形狀、成形溫度、所用設(shè)備及模具的不同，在成形特點及變形規(guī)律上有較大區(qū)別。　　鍛造成形一般為三向應(yīng)力狀態(tài)，靜水壓應(yīng)力對變形有重要影響。而沖壓成形時，由于垂直于板平面方向上的單位壓力的數(shù)值遠(yuǎn)小于板平面方向上的內(nèi)應(yīng)力，有時甚至為零，所以大多數(shù)的沖壓變形都可以按平面應(yīng)力狀態(tài)處理，使問題相應(yīng)得到簡化。　　鍛造成形（尤其模鍛）時，整個毛坯全部為變形區(qū)，金屬發(fā)生多方位流動的體積成形。而沖壓成形時，變形毛坯可分為變形區(qū)和不變形區(qū)，一般僅變形區(qū)金屬發(fā)生變形，板材厚度變化不大?！　″懺斐尚危ｅ懀┦强颗c制件完全相同的模腔對毛坯的全面接觸而實現(xiàn)的強(qiáng)制成形，飛邊槽在變形控制中起重要作用。而沖壓成形時，大多數(shù)情況下板料毛坯都有某種程度的自由度，常常只有一側(cè)表面與模具接觸，甚至有時存在板料兩側(cè)表面都不與模具接觸的變形部分.這部分毛坯的變形靠模具對其相鄰部分施加的外力控制，因此合理調(diào)整壓邊力往往決定沖壓變形的成敗?！　″懺斐尚我话阍诟邷叵逻M(jìn)行，因此材料組織結(jié)構(gòu)及再結(jié)晶行為對變形有較大影響，材料的流動性是影響最終變形結(jié)果的關(guān)鍵，其主要失效形式有破裂、折疊及充不滿等。而沖壓成形一般在室溫下進(jìn)行，因此材料硬化性能對變形有較大影響，材料的成形性及凍結(jié)性是材料性能的研究重點，其主要失效形式是破裂和起皺。　　本章主要介紹金屬塑性成形性能及變形控制。　　2.1 沖壓變形的力學(xué)特點與分類　　在沖壓成形時，變形毛坯可分成變形區(qū)和不變形區(qū)，如圖2-1所示，A為變形區(qū)，B為不變形區(qū)。各種沖壓成形過程就是毛坯變形區(qū)在力的作用下產(chǎn)生變形的過程，所以毛坯變形區(qū)的受力情況和變形特點決定各種沖壓變形的根本性質(zhì)?！　“宀某尚螘r，板厚方向應(yīng)力與板平面方向應(yīng)力相比很小，有時為零，因此板材成形可按平面應(yīng)力處理。各種形式的沖壓成形中的毛坯變形區(qū)的受力狀態(tài)與變形特點，可以在平面應(yīng)力的應(yīng)力坐標(biāo)系（沖壓應(yīng)力圖）中與相應(yīng)的兩向應(yīng)變坐標(biāo)系（沖壓應(yīng)變圖）中以應(yīng)力與應(yīng)變坐標(biāo)決定的位置來表示。也就是說，沖壓應(yīng)力圖與沖壓應(yīng)變圖中的不同位置都代表著不同的受力情況與變形特點。按毛坯變形區(qū)的受力情況和變形特點，從變形力學(xué)理論的角度可以把沖壓變形方式歸納為以下幾種情況，下面分別研究它們的變形特點。

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