沖壓模具設(shè)計(jì)手冊(cè)

前言

　　模具是機(jī)械、電子、輕工、國(guó)防等行業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備。隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的迅速發(fā)展，對(duì)模具的使用壽命、尺寸精度和表面質(zhì)量等不斷提出新的更高的要求?！　”臼謨?cè)從實(shí)用角度出發(fā)系統(tǒng)地介紹了沖裁、彎曲、拉深、成形、冷擠壓等工藝及模具設(shè)計(jì)方面的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)、模具結(jié)構(gòu)等，對(duì)于每種工藝列舉了部分模具結(jié)構(gòu)示例，重點(diǎn)充實(shí)了工廠在模具設(shè)計(jì)方面的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)公式。　　本手冊(cè)內(nèi)容豐富、實(shí)用、簡(jiǎn)明、重點(diǎn)突出、通俗易懂，力求使書(shū)中實(shí)用的各種數(shù)據(jù)、公式、圖、表做到易讀易用，便于讀者設(shè)計(jì)時(shí)使用方便?！　”緯?shū)在編寫(xiě)過(guò)程中參考了同行的設(shè)計(jì)資料及文獻(xiàn)，得到同行專(zhuān)家和企業(yè)的支持和幫助，在此一并致謝。　　本書(shū)由江蘇大學(xué)馬朝興主持編寫(xiě)，江蘇大學(xué)戈曉嵐教授擔(dān)任主審。參加本書(shū)編寫(xiě)的還有戈曉嵐、沈志鋼、徐立章、趙湛、尹建軍、王勻、居蘊(yùn)萍、居藻萍、王華、周劍飛、李洪昌、唐忠、馬朝國(guó)、馬小川?！　∮捎诰幷咚接邢?，書(shū)中難免存在一些不足，懇切希望廣大讀者批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

　　《沖壓模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》共分7章。第1章為一般設(shè)計(jì)資料，第2章為沖裁模設(shè)計(jì)，第3章為彎曲模設(shè)計(jì)，第4章為拉深模設(shè)計(jì)，第5章為成形模設(shè)計(jì)，第6章為冷擠壓模具設(shè)計(jì)，第7章介紹了沖壓設(shè)備。本手冊(cè)根據(jù)編者在工廠從事沖壓模具設(shè)計(jì)多年的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)吸收了多家同行企業(yè)在該方面的經(jīng)驗(yàn)編寫(xiě)而成。可供從事冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)的相關(guān)技術(shù)人員及高校教師參考。

書(shū)籍目錄

第1章 一般設(shè)計(jì)資料1.1 法定計(jì)量單位及單位換算1.1.1 常用法定計(jì)量單位名稱(chēng)及符號(hào)1.1.2 長(zhǎng)度單位換算1.1.3 面積單位換算1.1.4 容積單位換算1.1.5 質(zhì)量單位換算1.1.6 力矩和轉(zhuǎn)矩單位換算1.1.7 密度單位換算1.1.8 材料的線膨脹系數(shù)1.1.9 金屬材料熔點(diǎn)、熱導(dǎo)率及比熱容1.1.10 材料彈性模量、切變模量及泊松比1.1.11 常用材料的密度1.2 彈簧和聚氨酯的選用1.2.1 圓柱螺旋壓縮彈簧1.2.2 碟形彈簧1.2.3 彈簧和橡皮零件的計(jì)算1.3 沖壓常用材料力學(xué)性能與規(guī)格1.3.1 沖壓材料的基本要求1.3.2 沖壓常用材料的力學(xué)性能1.3.3 沖壓常用材料的規(guī)格1.3.4 深拉深冷軋薄鋼板的化學(xué)成分、力學(xué)性能及杯突試驗(yàn)的沖壓深度1.4 冷沖壓模具常用材料及熱處理要求1.4.1 沖模材料的選用原則1.4.2 沖壓模具常用材料及熱處理要求1.4.3 冷擠壓模具常用材料1.4.4 常用冷沖壓模具鋼的其他熱處理規(guī)范1.5 沖模常用緊固件與定位件1.5.1 螺釘孔的結(jié)構(gòu)和尺寸1.5.2 螺紋底孔尺寸1.5.3 模具工作零件上螺釘孔與銷(xiāo)釘孔的位置極限尺寸1.5.4 內(nèi)六角螺釘常用尺寸規(guī)格1.5.5 六角頭螺栓主要尺寸規(guī)格1.5.6 圓柱頭螺栓主要尺寸規(guī)格1.5.7 沉頭螺栓主要尺寸規(guī)格1.5.8 圓柱頭卸料螺釘主要尺寸規(guī)格1.5.9 圓柱頭內(nèi)六角卸料螺釘主要尺寸規(guī)格1.5.10 卸料螺釘工作尺寸計(jì)算1.5.11 銷(xiāo)釘1.6 公差與配合1.6.1 未注公差尺寸的極限偏差1.6.2 常用優(yōu)先孔的極限偏差1.6.3 常用優(yōu)先軸的極限偏差1.6.4 沖壓件未注公差尺寸的極限偏差1.7 形狀與位置公差1.7.1 直線度、平面度公差值1.7.2 圓度、圓柱度公差值1.7.3 平行度、垂直度、傾斜度公差值1.7.4 軸度、對(duì)稱(chēng)度、圓跳動(dòng)、全跳動(dòng)公差值1.7.5 表面粗糙度與孔軸公差等級(jí)的對(duì)應(yīng)關(guān)系1.8 沖壓模具零件標(biāo)準(zhǔn)件1.8.1 冷沖模標(biāo)準(zhǔn)件1.8.2 沖壓模標(biāo)準(zhǔn)模架第2章 沖裁模設(shè)計(jì)2.1 沖裁件的工藝性2.1.1 沖裁件形狀和尺寸2.1.2 沖裁件沖槽與懸臂的最小尺寸2.1.3 沖裁件內(nèi)外形轉(zhuǎn)角處的圓角半徑2.1.4 自由凸模沖孔的最小尺寸2.1.5 沖裁件的孔間距2.1.6 彎曲件和拉深件孔的距離2.1.7 工件上沖制矩形孔2.1.8 沖裁件零件設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)2.1.9 沖裁件的精度與斷面粗糙度2.2 排樣2.2.1 材料的利用率2.2.2 常見(jiàn)的排樣方式2.3 搭邊2.3.1 沖裁金屬材料的搭邊值2.3.2 最小工藝搭邊值2.4 條料的寬度和導(dǎo)尺間距離的計(jì)算2.4.1 有側(cè)壓裝置條料和導(dǎo)尺的計(jì)算2.4.2 無(wú)側(cè)壓裝置條料和導(dǎo)尺的計(jì)算2.4.3 條料的寬度公差2.4.4 導(dǎo)尺與條料間的送料最小間隙2.4.5 用側(cè)刃定距條料寬度與導(dǎo)尺間距2.5 凸、凹模間隙2.5.1 理論確定法2.5.2 經(jīng)驗(yàn)確定法2.5.3 汽車(chē)、拖拉機(jī)制造業(yè)常用的合理間隙值2.5.4 電器儀表行業(yè)常用的合理間隙值2.5.5 非金屬材料沖裁模初始雙面間隙值2.5.6 機(jī)電行業(yè)常用的合理間隙值2.6 凸、凹模刃口尺寸及公差2.6.1 沖裁模刃口尺寸計(jì)算的原則2.6.2 沖裁模凸模、凹模刃口尺寸計(jì)算2.7 沖裁力的計(jì)算公式2.7.1 沖裁力的計(jì)算2.7.2 推件力、頂件力和卸料力的計(jì)算2.7.3 總沖裁力計(jì)算2.7.4 降低沖裁力的措施2.7.5 各種刃口斜刃沖裁力的計(jì)算公式2.8 壓力中心的確定2.9 模具閉合高度與壓力機(jī)的尺寸關(guān)系2.10 凸模設(shè)計(jì)2.10.1 圓形凸模的結(jié)構(gòu)形式2.10.2 凸模長(zhǎng)度的確定2.10.3 凸模的強(qiáng)度校核2.10.4 彎曲應(yīng)力校核2.10.5 凸模的常見(jiàn)固定方式2.10.6 澆注固定法常用材料及配方2.11 凹模設(shè)計(jì)2.11.1 凹模刃口形式2.11.2 非金屬材料沖裁的刃口形式2.11.3 凹模結(jié)構(gòu)尺寸2.11.4 凹模的外形尺寸2.11.5 凹模的強(qiáng)度校核計(jì)算公式2.11.6 凹模常見(jiàn)的固定方式2.12 凸、凹模鑲塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.13 鑲塊的緊固方法2.14 凸凹模固定時(shí)的螺孔、銷(xiāo)孔尺寸2.15 定位零件2.15.1 定位銷(xiāo)2.15.2 擋料銷(xiāo)2.15.3 導(dǎo)正銷(xiāo)2.15.4 側(cè)壓裝置2.16 卸料裝置2.16.1 卸件裝置的常見(jiàn)結(jié)構(gòu)2.16.2 彈性卸料板、固定卸料板與凸模之間的間隙值2.16.3 卸料機(jī)構(gòu)中關(guān)系尺寸的計(jì)算2.16.4 廢料切刀的安裝與結(jié)構(gòu)形式2.16.5 漏料孔和排料槽的設(shè)計(jì)2.16.6 推件裝置的結(jié)構(gòu)形式2.17 導(dǎo)向裝置2.17.1 滑動(dòng)式導(dǎo)柱導(dǎo)套2.17.2 滾珠式導(dǎo)柱導(dǎo)套2.18 連接零件2.18.1 模柄2.18.2 模座2.18.3 固定板、墊板2.1 9沖壓模具的總體設(shè)計(jì)2.1 9.1 沖裁模設(shè)計(jì)的主要程序與內(nèi)容2.1 9.2 確定模具的結(jié)構(gòu)形式2.1 9.3 沖裁模設(shè)計(jì)要點(diǎn)2.1 9.4 模具設(shè)計(jì)總體結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮的其他因素2.20 常見(jiàn)沖模的結(jié)構(gòu)2.20.1 落料模2.20.2 下頂出件落料模2.20.3 鑲塊式落料模2.20.4 帶護(hù)套沖小孔模2.20.5 精密沖孔模2.20.6 球面沖孔模2.20.7 懸臂式?jīng)_孔模2.20.8 斜楔式?jīng)_孔模2.20.9 沖槽模2.20.10 角鋼切斷模2.20.11 型材切斷模2.21 精密沖裁2.21.1 精密沖裁的特點(diǎn)2.21.2 幾種精密沖裁的方法2.21.3 精密沖裁的材料2.21.4 精沖零件的結(jié)構(gòu)工藝性2.22 精密沖裁模的設(shè)計(jì)2.22.1 精沖力的計(jì)算2.22.2 凸、凹模間隙選取2.22.3 凸、凹模刃口尺寸的確定2.22.4 齒圈壓板設(shè)計(jì)2.22.5 精沖時(shí)的搭邊值2.23 精沖模的結(jié)構(gòu)要求2.24 精沖設(shè)備2.25 整修模設(shè)計(jì)2.25.1 外緣整修2.25.2 整修力的計(jì)算2.25.3 內(nèi)孔整修第3章 彎曲模設(shè)計(jì)3.1 彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性3.1.1 彎曲件的尺寸精度3.1.2 彎曲件的最小彎曲半徑3.1.3 彎曲件的直邊高度3.1.4 彎曲件的孔邊距3.2 彎曲件的其他工藝要求3.2.1 增添工藝孔、槽和轉(zhuǎn)移彎曲線3.2.2 沖連接帶和定位工藝孔3.2.3 彎曲件零件設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)3.3 彎曲件的回彈3.3.1 影響回彈的因素3.3.2 回彈值的確定3.3.3 減少回彈的常見(jiàn)模具結(jié)構(gòu)3.4 彎曲件的毛坯尺寸計(jì)算3.4.1 圓角半徑r＞t/2的彎曲件3.4.2 無(wú)圓角半徑或圓角半徑r＜t/2的彎曲件3.4.3 彎曲部分展開(kāi)長(zhǎng)度的輔助公式3.4.4 鉸鏈?zhǔn)綇澢?.4.5 圓桿彎曲件毛坯的計(jì)算3.4.6 弧線與直線的連接計(jì)算3.5 彎曲力的計(jì)算3.5.1 自由彎曲力3.5.2 校正彎曲力3.5.3 頂件力或壓料力3.5.4 彎曲時(shí)壓力機(jī)壓力的確定3.6 彎曲模凸、凹模的間隙3.7 彎曲模工作部分的尺寸計(jì)算3.7.1 凸模的圓角半徑的確定3.7.2 凹模的圓角半徑及凹模的工作深度3.7.3 凸、凹模工作部分的尺寸與公差3.8 彎曲件的工序安排3.8.1 對(duì)稱(chēng)彎曲件的工序安排3.8.2 形狀復(fù)雜的彎曲件3.8.3 批量大、尺寸小的彎曲件3.8.4 非對(duì)稱(chēng)件的彎曲3.9 彎曲模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.9.1 V形件彎曲模3.9.2 形件彎曲模3.9.3 U形件彎曲模3.9.4 Z形件彎曲模3.9.5 圓筒形件彎曲模3.9.6 鉸鏈件彎曲模3.9.7 連續(xù)彎曲模3.10 彎曲件產(chǎn)生廢品的原因與消除方法3.11 斜楔的計(jì)算3.11.1 斜楔的尺寸與角度計(jì)算3.11.2 楔塊的受力狀態(tài)3.11.3 斜楔的結(jié)構(gòu)3.12 利用折彎?rùn)C(jī)彎曲的模具簡(jiǎn)介3.12.1 復(fù)雜的多角度彎曲件加工3.12.2 用薄板直接壓制管、筒形件加工3.12.3 縫、筋加工3.12.4 異型工件的彎曲加工第4章 拉深模設(shè)計(jì)4.1 拉深件的工藝性4.1.1 拉深件的形狀與尺寸4.1.2 拉深件的圓角半徑4.1.3 拉深件的精度4.1.4 拉深件的材料4.1.5 拉深件上孔的合理位置4.2 圓筒形零件的拉深工序計(jì)算4.2.1 修邊余量的計(jì)算4.2.2 毛坯尺寸的計(jì)算4.2.3 圓筒形零件拉深系數(shù)與拉深次數(shù)確定4.2.4 控制起皺的措施4.2.5 控制拉裂的措施4.3 凸緣件的拉深4.4 階梯件的拉深4.4.1 判斷能否一次拉深成形4.4.2 階梯圓筒形件多次拉深的方法4.5 球形件的拉深4.5.1 半球形件的拉深4.5.2 淺球形件的拉深4.6 錐形件的拉深4.6.1 淺錐形件的拉深4.6.2 中等深度錐形件的拉深4.6.3 深錐形件的拉深4.6.4 錐形件拉深次數(shù)的確定4.7 拋物面形零件的拉深4.7.1 淺拋物面形零件的拉深(h/d＜0.5 ～0.7 )4.7.2 深拋物面形零件的拉深(h/d≥0.5 ～0.7 )4.8 盒形件的拉深4.8.1 盒形件的毛坯計(jì)算4.8.2 盒形件的拉深系數(shù)、拉深次數(shù)及工序尺寸計(jì)算4.9 拉深力計(jì)算4.9.1 拉深力的計(jì)算4.9.2 壓床噸位的選擇4.10 壓邊力計(jì)算4.10.1 壓邊條件4.10.2 壓邊力的計(jì)算4.11 拉深輔助工序4.11.1 潤(rùn)滑4.11.2 熱處理4.11.3 酸洗4.12 拉深模工作部分尺寸計(jì)算4.12.1 拉深模凸模與凹模的圓角半徑4.12.2 凸模、凹模的結(jié)構(gòu)4.12.3 拉深模凸、凹模間隙的確定4.12.4 凹模、凸模的尺寸及公差4.13 拉深件的起皺及其防止措施4.13.1 影響起皺的主要因素4.13.2 控制起皺的措施4.13.3 彈性壓邊圈4.13.4 剛性壓邊圈4.14 拉深典型工序安排示例4.14.1 零件的工藝性分析4.14.2 確定工藝方案4.14.3 拉深力與壓料力計(jì)算4.14.4 模具工作部分尺寸計(jì)算4.14.5 模具的總體設(shè)計(jì)4.14.6 壓力機(jī)選擇4.15 拉深模的典型結(jié)構(gòu)4.15.1 正裝式拉深模4.15.2 倒裝式拉深模4.15.3 落料、拉深、沖孔模4.15.4 錐形壓邊拉深模4.15.5 球形件拉深模第5章 成形模設(shè)計(jì)5.1 局部成形5.1.1 局部成形的特點(diǎn)5.1.2 局部成形的形式和尺寸5.1.3 局部成形的變形程度5.1.4 局部成形的沖壓力計(jì)算5.1.5 直角制件角部壓制加強(qiáng)筋5.2 翻邊5.2.1 圓孔翻邊5.2.2 非圓形孔翻邊5.2.3 外緣的翻邊5.2.4 變薄翻邊5.2.5 卷邊5.3 常見(jiàn)翻邊模結(jié)構(gòu)5.3.1 外凸與內(nèi)凹翻邊模的特點(diǎn)5.3.2 翻孔模5.3.3 內(nèi)外緣翻邊模5.3.4 端頭翻孔模5.4 縮口模具5.4.1 縮口工藝的特點(diǎn)及變形程度5.4.2 縮口工藝計(jì)算5.4.3 縮口模的常見(jiàn)結(jié)構(gòu)形式5.5 脹形模具設(shè)計(jì)5.5.1 脹形系數(shù)5.5.2 脹形的毛坯計(jì)算5.5.3 脹形力的計(jì)算5.5.4 脹形的方法及模具5.6 校平和整形模具設(shè)計(jì)5.6.1 校平5.6.2 整形5.7 旋壓模具設(shè)計(jì)5.7.1 不變薄旋壓5.7.2 變薄旋壓第6章 冷擠壓模具設(shè)計(jì)6.1 冷擠壓的工藝性6.1.1 擠壓件的分類(lèi)6.1.2 擠壓件的類(lèi)別6.1.3 常見(jiàn)擠壓件成形工藝6.1.4 冷擠壓件的合理形狀6.1.5 冷擠壓件的基本要求6.2 冷擠壓常用材料6.3 冷擠壓件的合理尺寸6.3.1 冷擠壓的特點(diǎn)6.3.2 反擠壓的合理尺寸6.3.3 正擠壓的合理尺寸6.3.4 低碳鋼復(fù)合擠壓合理尺寸6.4 冷擠壓件的尺寸精度6.4.1 影響冷擠壓件精度的因素6.4.2 不同擠壓方式制件的尺寸精度6.5 冷擠壓毛坯的制備與處理6.5.1 冷擠壓件圖的設(shè)計(jì)6.5.2 毛坯尺寸的計(jì)算6.5.3 坯料的制備6.5.4 毛坯的軟化熱處理6.5.5 毛坯的表面處理與潤(rùn)滑6.6 冷擠壓變形程度6.6.1 變形程度的表示方法6.6.2 許用變形程度的影響因素6.6.3 冷擠壓變形力計(jì)算6.6.4 影響冷擠壓力的主要因素6.7 冷擠壓模具設(shè)計(jì)6.7.1 冷擠壓模具的特點(diǎn)6.7.2 冷擠壓模具的設(shè)計(jì)要求6.7.3 冷擠壓模具凸、凹模工作部分設(shè)計(jì)6.7.4 凸、凹模工作部分尺寸計(jì)算6.7.5 組合凹模6.7.6 組合凹模的壓合方法6.7.7 凹模的固定方法6.8 卸料裝置6.8.1 常見(jiàn)卸料機(jī)構(gòu)6.8.2 卸料力的計(jì)算6.9 冷擠壓模具的破壞形式及防止措施6.9.1 凸模的破壞形式和防止措施6.9.2 凹模的損壞形式和防止措施6.10 冷擠壓模具的典型結(jié)構(gòu)6.10.1 正擠壓模6.10.2 反擠壓模6.10.3 復(fù)合擠壓模第7章 沖壓設(shè)備7.1 沖壓設(shè)備的種類(lèi)7.2 常用的沖壓設(shè)備7.2.1 開(kāi)式壓力機(jī)7.2.2 閉式壓力機(jī)7.2.3 摩擦壓力機(jī)7.2.4 液壓機(jī)7.2.5 壓力機(jī)型號(hào)的選取7.3 壓力機(jī)的選用原則7.4 沖壓加工的其他設(shè)備簡(jiǎn)介7.4.1 剪板機(jī)7.4.2 折彎?rùn)C(jī)7.4.3 沖剪機(jī)7.4.4 卷板機(jī)7.5 部分?jǐn)D壓設(shè)備技術(shù)參數(shù)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章 一般設(shè)計(jì)資料　　1.4 冷沖壓模具常用材料及熱處理要求　　1.4.1 沖模材料的選用原則　?。?）生產(chǎn)綱領(lǐng)對(duì)于大批大量生產(chǎn)的零件，其模具材料應(yīng)采用質(zhì)量較高、能保證耐用度的材料。反之應(yīng)采用較便宜、耐用度較差的材料?！　。?）充分考慮制件材料的種類(lèi)、沖壓工序性質(zhì)及沖模零件的工作條件 如沖裁模的工作零件是在高的單位壓力、強(qiáng)烈的應(yīng)力集中和沖擊性負(fù)荷的條件下工作的，則應(yīng)具有較高的強(qiáng)度和硬度、高的耐磨性及足夠韌性的材料，必要時(shí)采用工具鋼甚至硬質(zhì)合金。拉深模主要是要求有高的耐磨性和足夠的韌性?！　。?）充分考慮沖壓件的尺寸、形狀和精度要求一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于形狀簡(jiǎn)單、沖壓件尺寸不大的模具，其工作零件常用高碳鋼制造；形狀較復(fù)雜、沖壓件尺寸較大的模具，其工作零件選用熱處理變形較小的合金工具鋼制造；而沖壓件精度很高的精密沖模的工作零件，常選用耐磨性極好的硬質(zhì)合金、鋼結(jié)硬質(zhì)合金等材料制造。　?。?）材料來(lái)源與供貨渠道 根據(jù)我國(guó)模具材料的生產(chǎn)及市場(chǎng)情況，在保證零件使用性能的前提下，盡量選用價(jià)格低廉，供貨方便，適合我國(guó)國(guó)情的材料。　?。?）要考慮材料的加工工藝性一般模具都要經(jīng)過(guò)鍛造、熱處理、機(jī)械加工等，其加工費(fèi)用占模具成本的一半以上，所以要求模具材料具有良好的熱加工和機(jī)加工工藝性。

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