了得網工業技術_衝壓模具設計實用手冊（核心模具卷）

編輯推薦

陳炎嗣主編的《衝壓模具設計實用手冊》一書具有以下特點。1、本手冊作者從事衝壓模具設計幾十年，具有扎實的理論基礎和豐富的設計實踐經驗。2、本手冊繫統地介紹了衝壓模具設計的標準、原則及設計步驟與方法，並列舉了大量先進實用、全面可靠的結構範例。3、本手冊講解了衝壓模具結構中應用量大面廣的衝裁模、彎曲模、拉深模、成形模的設計原理、方法和要點等內容。4、對於不同類型的衝模，每章均介紹了新穎的典型結構，有些圖例為首次發表，實用性和可參考性強。

內容簡介

本手冊基於科學性、先進性和實用性特點，兼顧理論基礎和設計實踐兩個方面，根據設計人員在衝壓模具設計過程中的需要，繫統地介紹了衝壓模具中核心模具的設計標準、原則、步驟與方法，並列舉了大量先進實用、全面可靠的結構範例。
主要內容包括衝模設計基礎與設計步驟，衝壓模具用材料，衝壓件設計與衝壓工藝性；衝壓模具結構中應用量大面廣的衝裁模、彎曲模、拉深模、成形模的設計原理、方法和要點等。對於不同類型的衝模，每章均介紹了新穎的典型結構，有些圖例為首次發表。
本手冊可為從事衝壓模具設計的工程技術人員提供幫助，也可供高校相關專業的師生查閱參考。

第1章衝模設計基礎與設計步驟
1.1衝壓生產與衝模1
1.1.1衝壓加工的基本原理與衝模1
1.1.2衝壓加工在工業生產中的地位1
1.1.3衝壓加工的特點3
1.1.4衝模的分類3
1.1.5衝壓加工工序的分類、特征及模具3
1.2衝模術語9
1.3衝模設計步驟15
1.3.1衝模設計應具備的資料15
1.3.2衝模設計的基本要求15
1.3.3衝模設計的一般步驟15
1.4衝模結構形式的選用17
1.4.1根據制件的生產批量選用17第1章衝模設計基礎與設計步驟
1.1衝壓生產與衝模1
1.1.1衝壓加工的基本原理與衝模1
1.1.2衝壓加工在工業生產中的地位1
1.1.3衝壓加工的特點3
1.1.4衝模的分類3
1.1.5衝壓加工工序的分類、特征及模具3
1.2衝模術語9
1.3衝模設計步驟15
1.3.1衝模設計應具備的資料15
1.3.2衝模設計的基本要求15
1.3.3衝模設計的一般步驟15
1.4衝模結構形式的選用17
1.4.1根據制件的生產批量選用17
1.4.2根據制件的精度要求選用18
1.4.3根據制件的形狀大小和復雜程度選用19
1.4.4根據生產部門的現有設備情況選用19
1.4.5根據衝模能達到的使用壽命選用19
1.4.6根據模具制造能力選用20
1.4.7各種不同類型衝模選用比較20
1.5壓力中心的確定23
1.5.1確定壓力中心的目的23
1.5.2確定壓力中心的方法24
1.6衝壓設備的選用25
1.6.1壓力機的分類與型號表示方法25
1.6.2各類衝壓設備的用途27
1.6.3常用壓力機的主要技術參數含義與要求28
1.6.4衝壓設備的選用30
1.7衝模圖的設計34
1.7.1模具圖的作用和重要性34
1.7.2衝模圖樣的繪制要求與標準34
1.7.3衝模裝配圖的繪制與要求41
1.7.4衝模零件圖的繪制與要求49
1.7.5衝模圖的校核66
1.8衝模設計的幾種實用方法與衝壓模具的總體尺寸68
1.8.1衝模設計實用方法68
1.8.2衝壓模具的總體尺寸70
第2章衝壓模具用材料
2.1衝壓模具材料的基本要求與選用原則71
2.1.1衝壓模具材料的基本要求71
2.1.2衝壓模具材料的選用原則73
2.2衝壓模具鋼的分類、常用鋼材牌號及應用特點74
2.2.1冷作模具鋼的分類74
2.2.2常用冷作模具鋼和硬質合金75
2.2.3常見的非國標牌號（國產和進口）冷作模具鋼82
2.3常用模具鋼化學成分及主要用途84
2.3.1常用的模具鋼化學成分及主要用途84
2.3.2模具常用鋼結硬質合金和硬質合金化學成分86
2.4硬質合金86
2.4.1硬質合金的分類86
2.4.2模具常用硬質合金性能與用途87
2.4.3硬質合金的應用與鋼模具的比較87
2.5鋼結硬質合金88
2.5.1鋼結硬質合金的基本類型與性能88
2.5.2鋼結硬質合金的熱加工與熱處理89
2.5.3冷作模具常用鋼結硬質合金的使用性能與用途90
2.6粉末冶金高速鋼和高合金鋼91
2.7衝模零件材料的選用與硬度要求92
2.7.1衝模工作零件材料選用的依據92
2.7.2衝模工作零件常用材料及硬度的指導性選用94
2.7.3衝模結構零件材料及硬度選用98
2.8模具材料與使用壽命99
2.8.1模具的使用壽命99
2.8.2判斷模具壽命的依據100
2.8.3影響模具刃口磨損的因素101
2.8.4模具零件常用熱處理工序的目的與適用範圍102
2.8.5提高模具使用壽命的措施103
2.8.6模具常用機加工方法與所能達到的加工精度和表面粗糙度104
2.9常用鋼材國內外牌號對照表106
第3章衝壓件設計與衝壓工藝性
3.1衝壓件的工藝性與衝壓件設計原則109
3.1.1衝壓件的工藝性109
3.1.2衝壓件設計原則109
3.2衝裁件精度、表面粗糙度和毛刺110
3.2.1衝裁件的精度110
3.2.2衝裁件的尺寸公差111
3.2.3衝裁件切斷面質量115
3.2.4衝裁件的切斷面表面粗糙度116
3.2.5精密衝裁件的尺寸精度116
3.2.6金屬衝裁件允許的毛刺高度117
3.3衝裁件的工藝性117
3.3.1對衝裁件（落料件和衝孔件）的形狀要求117
3.3.2對衝孔件的尺寸要求119
3.4彎曲件的精度與工藝性120
3.4.1彎曲件的精度120
3.4.2彎曲圓角半徑與小彎曲半徑Rmin123
3.4.3彎曲件的工藝性與彎曲件的結構要點123
3.5拉深件精度與工藝性129
3.5.1拉深件的精度129
3.5.2拉深件一次拉深成形條件130
3.5.3拉深件的工藝性與拉深件的結構要點132
3.5.4小型件帶料連續拉深工藝條件136
3.6翻邊工藝性138
3.6.1翻邊工藝的分類和應用138
3.6.2圓孔翻邊的工藝性141
3.6.3非圓孔翻邊與工藝性143
3.6.4變薄翻邊144
3.7壓筋、壓包的工藝性145
3.7.1壓筋的工藝性145
3.7.2壓凸包的工藝性147
3.8冷擠壓件精度與工藝性148
3.8.1冷擠壓件的尺寸精度148
3.8.2冷擠壓件合理的形狀與尺寸151
3.9衝壓件公差標注方法規範化建議152
3.10衝壓件的尺寸、角度公差、形狀和位置未注公差（GB/T 13914、
13915、13916—2002）、未注公差尺寸的極限偏差（GB/T 15055—1994）等154
第4章衝裁模
4.1衝裁與衝裁過程分析161
4.1.1衝裁與衝裁模161
4.1.2衝裁變形過程分析161
4.1.3衝裁斷面特征162
4.1.4衝裁件的質量分析163
4.2衝裁間隙與選用165
4.2.1衝裁間隙的含義165
4.2.2間隙大小對衝裁的影響166
4.2.3衝裁間隙方向的確定原則170
4.2.4確定合理衝裁間隙的方法170
4.2.5衝裁間隙的分類172
4.2.6常用的幾種衝裁間隙值174
4.2.7選用衝裁間隙的依據和原則178
4.3衝裁凸模、凹模刃口尺寸及制造公差的確定179
4.3.1衝裁凸模、凹模刃口尺寸確定原則179
4.3.2衝裁凸、凹模分開加工時刃口尺寸計算180
4.3.3衝裁凸、凹模配合加工時刃口尺寸計算181
4.3.4衝裁模凸、凹模刃口尺寸計算示例183
4.3.5凸、凹模分開加工法與配合加工法的特點和應用比較184
4.4衝裁力、卸料力、推件力、頂出力185
4.4.1衝裁力計算185
4.4.2減小衝裁力的方法187
4.4.3卸料力、推件力和頂出力的計算189
4.4.4選用壓力機時總壓力計算方法189
4.4.5計算衝裁功的意義和衝裁功的驗算190
4.5排樣、搭邊、料寬及材料利用率191
4.5.1排樣191
4.5.2材料的消耗與材料利用率195
4.5.3搭邊與搭邊值的確定199
4.5.4條（帶）料寬度的確定201
4.5.5衝裁排樣實例分析與材料利用率計算203
4.5.6排樣圖的畫法與圖例205
4.6衝模零件的分類、功能及使用範例211
4.6.1衝模零件的分類與功能211
4.6.2各種衝模零件的使用範例212
4.7凸模設計結構219
4.7.1凸模的種類和標準結構219
4.7.2常見的凸模形式與固定方法219
4.7.3凸模的防轉245
4.7.4級進模的凸模固定示例245
4.7.5凸模長度的確定（包括多工位級進模的多凸模長度）247
4.7.6凸模的強度驗算249
4.8凹模結構設計251
4.8.1凹模的基本類型與應用251
4.8.2凹模的常用結構252
4.8.3凹模刃口形式275
4.8.4凹模外形尺寸的確定277
4.8.5凹模強度計算279
4.8.6凹模的固定螺孔和定位銷孔大小及間距280
4.8.7螺釘擰入深度和圓柱銷配合長度281
4.8.8凸模和凹模的加工精度與互換性281
4.9衝裁模典型結構283
4.9.1衝裁模的分類283
4.9.2落料模283
4.9.3衝孔模288
4.9.4切角模308
4.9.5切口模309
4.9.6衝槽模314
4.9.7切舌模316
4.9.8剖切模317
4.9.9切邊模318
4.9.10切斷模332
第5章彎曲模
5.1板料的彎曲變形342
5.1.1彎曲方法342
5.1.2彎曲變形過程與特點343
5.2小彎曲半徑（rmin）344
5.2.1彎裂與小彎曲半徑（rmin）344
5.2.2影響小彎曲半徑的因素344
5.2.3小彎曲半徑的確定345
5.3回彈及防止346
5.3.1彎曲件的回彈及回彈表現形式346
5.3.2影響回彈的因素347
5.3.3回彈值的確定347
5.3.4減小回彈的措施354
5.4彎曲件展開尺寸的計算357
5.4.1彎曲件中性層位置的確定357
5.4.2彎曲件展開長度計算358
5.5彎曲力、頂件力及壓料力362
5.5.1彎曲力的計算362
5.5.2頂件力和壓料力的計算362
5.5.3彎曲設備標稱壓力的選擇363
5.6彎曲模工作部分尺寸設計364
5.6.1凸、凹模圓角半徑364
5.6.2凹模的工作深度364
5.6.3U形彎曲件凹模的長度和寬度尺寸確定365
5.6.4彎曲凸模與凹模之間的間隙365
5.6.5彎曲凸、凹模工作部分尺寸與制造公差的確定367
5.6.6彎曲或成形凸模和凹模的尺寸差367
5.7彎曲模的結構設計368
5.7.1彎曲模結構設計要點368
5.7.2彎曲件的工序安排369
5.8彎曲模典型結構372
5.8.1V形件彎曲模372
5.8.2L形件彎曲模376
5.8.3U形件彎曲模377
5.8.4形件彎曲模378
5.8.5Z形件彎曲模380
5.8.6圓形和卡環類件彎曲模383
5.8.7鉸鏈卷邊模387
5.8.8其他彎曲模391
5.9彎曲件產生缺陷或廢品原因及消除方法407
第6章拉深模
6.1拉深件分類及板料的拉深變形分析409
6.1.1拉深方法與拉深件分類409
6.1.2圓筒形件拉深變形過程特性410
6.1.3圓筒形件拉深過程中毛坯的應力應變狀態411
6.1.4拉深時的起皺、厚度變化和硬化現像412
6.1.5盒形件拉深變形特點415
6.2拉深件毛坯形狀的確定與毛坯尺寸的計算417
6.2.1確定拉深件毛坯形狀的原則與方法417
6.2.2拉深件切邊餘量417
6.2.3拉深件毛坯尺寸的基本計算方法417
6.2.4旋轉體拉深件毛坯尺寸的計算方法419
6.2.5矩形盒形件毛坯尺寸的計算方法432
6.3拉深工藝計算438
6.3.1拉深繫數與合理選用438
6.3.2無凸緣圓筒形件拉深次數443
6.3.3無凸緣圓筒形件工序尺寸的計算443
6.3.4有凸緣圓筒形件工序尺寸的計算445
6.3.5矩形件工序的計算453
6.4變薄拉深472
6.4.1變薄拉深應用、方法與特點472
6.4.2變薄拉深的工藝計算472
6.4.3變薄拉深的模具設計474
6.4.4舉例介紹變薄拉深工藝計算476
6.4.5變薄拉深產生廢品原因477
6.5反向拉深478
6.5.1反向拉深方法與應用478
6.5.2反向拉深特點478
6.6階梯形、錐形、球形、拋物體形件的拉深480
6.6.1階梯形件的拉深480
6.6.2錐形件的拉深481
6.6.3半球形件的拉深488
6.6.4拋物線形件的拉深494
6.7拉深力和壓邊力的計算495
6.7.1拉深力495
6.7.2壓邊力497
6.7.3壓力機公稱壓力的確定502
6.7.4拉深功的計算503
6.7.5拉深速度503
6.8拉深凸模和凹模工作部分設計504
6.8.1拉深凸、凹模結構形式與凸模的通氣孔504
6.8.2拉深凸、凹模圓角半徑506
6.8.3拉深凸、凹模之間的間隙507
6.8.4拉深凸、凹模工作部分尺寸的計算509
6.9拉深的潤滑、退火和酸洗510
6.9.1潤滑510
6.9.2退火512
6.9.3酸洗514
6.9.4拉深工藝中相關工序的應用514
6.10拉深模結構514
6.10.1拉深模的種類514
6.10.2拉深模的設計要點515
6.10.3拉深模典型結構518
6.11拉深件的質量分析537
6.11.1拉深件常見缺陷或廢品形式、原因分析和解決措施537
6.11.2中小型拉深件的質量分析538
第7章成形模
7.1起伏成形540
7.1.1起伏成形基本原理、特點、應用和變形極限540
7.1.2壓加強筋541
7.1.3壓凸包（壓包、壓凸、壓窩）541
7.1.4壓筋、壓包、百葉窗成形模結構542
7.2翻邊與翻孔550
7.2.1圓孔翻邊（翻孔）550
7.2.2小螺紋底孔的變薄翻邊555
7.2.3外緣翻邊559
7.3脹形563
7.3.1脹形的種類與特點563
7.3.2翻邊模結構564
7.3.3圓柱形空心毛坯脹形方法與特點567
7.3.4空心毛坯脹形工藝計算567
7.3.5脹形模結構571
7.4縮口584
7.4.1縮口變形特點與變形程度584
7.4.2縮口工藝計算585
7.4.3縮口的方法586
7.4.4縮口模具結構588
7.5擴口591
7.5.1擴口的變形特點與變形程度591
7.5.2擴口成形計算592
7.5.3擴口模結構593
7.6校平與整形597
7.6.1校平與整形的作用與特點597
7.6.2校平、校平模分類與應用597
7.6.3整形特點與應用599
7.6.4校平、整形力的計算601
7.6.5整形、校平模結構601
附錄
附錄A標準公差數值與基孔制、基軸制優先、常用配合606
附錄B衝壓常用材料的性能612
附錄C模內攻牙（螺紋）機型號、規格與擠壓螺紋底孔尺寸616
附錄D金屬材料力學性能符號對照表619
參考文獻

前言

衝壓模具是各類模具中應用廣的一種模具。衝裁模、彎曲模、拉深模和成形模為衝壓模具中的主導模具，使用面廣、量大、占比例高，這四種模具約占衝壓模具的80%以上，被稱作衝壓模具中的核心模具。
怎樣設計這些模具？有什麼指導性資料？如何應用這些資料設計好衝模？這是本手冊要幫助衝模設計者回答並實踐的三個問題，也是編寫本手冊的宗旨。衝壓模具是各類模具中應用廣的一種模具。衝裁模、彎曲模、拉深模和成形模為衝壓模具中的主導模具，使用面廣、量大、占比例高，這四種模具約占衝壓模具的80%以上，被稱作衝壓模具中的核心模具。
怎樣設計這些模具？有什麼指導性資料？如何應用這些資料設計好衝模？這是本手冊要幫助衝模設計者回答並實踐的三個問題，也是編寫本手冊的宗旨。
本手冊為《衝壓模具設計實用手冊》核心模具卷，主要介紹了衝裁模、彎曲模、拉深模、成形模的設計方法、設計技巧和結構選型等內容。全書共設7章。第1章衝模設計基礎與設計步驟，為衝模設計的共性部分，這是每位模具設計人員必須了解和掌握（即應知應會）的基礎知識、基本功，對於模具設計人員，要求知道並善於在衝模設計過程中把握和運用這些基礎知識。第2章衝壓模具用材料，主要從優化選用模具材料出發，講解了衝模結構中，特別是工作零件材料的選用，重點介紹了硬和高強度材料的應用，如硬質合金、鋼結硬質合金、粉末高速鋼等，對於如何從選材方面提高模具壽命，給出了建議和推薦選材方案。第3章衝壓件設計與衝壓工藝性，本章圖表較多，內容非常重要，不僅為從事衝壓件設計者提供直接幫助和指導，而且也是模具設計者分析衝件工藝性的有效理論依據，對於模具經營管理者和模具技術談判者，本章內容也十分有用。第4章衝裁模，是本書的重點之一，全面介紹材料的衝壓分離變形過程所用的各種模具結構設計，其中共性部分衝裁間隙及間隙的優化選用、衝模工作零件凸模和凹模的設計是本章的重點，介紹了不同衝裁情況下工作零件的設計難點、要點和解決方案，這些從工作實踐中總結出來的經驗，將帶給讀者有益啟示。第5～7章，介紹了材料的衝壓塑性變形過程所用的彎曲模、拉深模和成形模的衝壓工藝與衝模結構設計。怎樣判斷衝件能否一次加工成功，彎曲件和拉深件的展開計算，彎曲、拉深工藝計算，彎曲件的回彈，拉深件的拉深繫數（拉深變形程度）確定，是這類模具設計的關鍵，也是一項不可回避的繁瑣工作，手冊中都有詳細介紹，讀者看了能學會如何設計模具。
上述各章均有一定量的模具典型結構介紹，讀者可以從這些典型圖例中學到模具總體設計知識。
衝模設計者在經驗不多的情況下，可以照搬書上的內容先用起來，待工作時間長了，有了一定經驗，應善於不斷總結，不斷創新，這樣設計的模具就會做到理論更加接近實際，使模具設計達到優化效果。
本手冊由陳炎嗣主編並負責全書的統稿工作。瀋永娣、陳鶴皋、董華寧、陳炎裔、汪義堯、卓昌明、裡佐梁、王德華、朱汝道、陳貫一、袁人瑞、邵今亮、申敏、周安、孫敬、陳天恩、葛明輝、姜、吳寶澤、吳梅芬、金龍建、聶蘭啟、張雪松、趙仲春、喬曉建、吳幼一、唐激揚、苑春龍、劉曉燕、溫和榮、周傑、俞愛娣、周雪娟、陳利一、崔熙珉、張明華、寇承香、藏學君、袁咪咪、喬春英參加了資料的提供、整理和部分編寫工作。手冊編寫過程中，得到了有關專家的幫助和支持，在此表示衷心感謝！
本書涉及較多的專業知識，由於筆者水平有限，書中難免有疏漏和不足之處，懇請讀者批評指正。

陳炎嗣

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