第一篇 冲压技术基础 1
第1章 冲压技术概论 1
1.1 冲压技术的先进性 1
1.2 冲压技术和模具工业在国民经济中的重要地位 4
1.3 冲压工序的分类 5
1.4 冲压成形的理论基础 7
1.4.1 塑性成形的基本问题 7
1.4.2 塑性变形的应力、应变状态 8
1.4.3 塑性变形时的体积不变条件 11
1.4.4 塑性条件——屈服准则 11
1.4.5 塑性状态时的应力应变关系 12
1.4.6 应力状态对塑性和变形抗力的影响 14
1.4.7 加工硬化及硬化曲线 15
1.4.8 冲压成形的力学特点与分类 16
1.4.9 板料冲压成形性能与成形极限 18
1.4.10 冲压变形规律及其成形过程控制 21
1.5 冲压技术的发展方向 22
第2章 冲压用原材料及其性能 32
2.1 冲压常用原材料的品种与规格 32
2.2 冲压用材料的力学性能 38
2.2.1 材料的力学性能及其主要参数 38
2.2.2 黑色金属的力学性能 39
2.2.3 有色金属的力学性能 41
2.2.4 非金属的力学性能 44
2.3 板料的冲压成形性能及试验方法 44
2.3.1 板料冲压成形性能的涵义 44
2.3.2 金属板料成形性能参数指标 45
2.3.3 金属板料成形试验 45
2.4 板料成形极限图及其应用 47
2.4.1 成形极限图的涵义 47
2.4.2 成形极限图（FLD）试验 47
2.4.3 成形极限图的应用 48
2.5 冲压用新材料及其性能 49
2.5.1 高强度钢板 49
2.5.2 双相钢板 50
2.5.3 耐腐蚀钢板 50
2.5.4 复合板材 50
2.5.5 涂层板 51
2.6 国内外常用金属材料牌号对照 51
第二篇 冲压工艺 57
第3章 冲裁与剪切 57
3.1 冲裁变形特点 57
3.1.1 冲裁变形过程 57
3.1.2 冲裁变形区及其特征 57
3.1.3 变形区受力分析 57
3.1.4 裂纹的形成与发展 59
3.1.5 冲裁力-行程曲线 59
3.1.6 冲裁件断面特征带 59
3.1.7 变形区材料的加工硬化 59
3.2 冲裁间隙 60
3.2.1 间隙对冲裁件质量的影响 60
3.2.2 间隙对冲模寿命的影响 62
3.2.3 间隙对力能消耗的影响 63
3.2.4 合理间隙的确定 63
3.3 冲裁模具刃口尺寸计算 68
3.3.1 冲裁件尺寸与模具尺寸的关系及其测量基准 68
3.3.2 模具刃口尺寸和公差计算原则 69
3.3.3 模具刃口尺寸计算方法 69
3.4 冲裁力和冲裁功 73
3.4.1 冲裁力的计算 73
3.4.2 卸料力、推件力和顶件力 74
3.4.3 压料力 75
3.4.4 侧向力 75
3.4.5 降低冲裁力的方法 75
3.4.6 冲裁功 77
3.5 冲裁件的排样与搭边 77
3.5.1 冲裁件的材料利用率 77
3.5.2 冲裁件的排样 77
3.5.3 冲裁件的搭边 79
3.6 精密冲裁 80
3.6.1 精密冲裁的变形特点 80
3.6.2 精密冲裁对原材料的要求 81
3.6.3 精密冲裁件结构工艺性 82
3.6.4 精冲的排样与搭边 83
3.6.5 精密冲裁件的质量 84
3.6.6 精冲复合工艺 86
3.6.7 精冲力能参数计算和设备选择 91
3.7 高速冲裁 92
3.7.1 高速冲截对设备和模具的要求 92
3.7.2 高速冲裁对剪切力的影响 93
3.7.3 高速冲裁对剪切面质量的影响 94
3.8 平刃和斜刃剪切 95
3.8.1 平刃剪切特点 95
3.8.2 平刃剪切力、功 95
3.8.3 斜刃剪切特点 96
3.8.4 斜刃剪切力、功 96
3.8.5 斜剪条料的质量和精度 96
3.9 滚剪与振动剪 98
3.9.1 滚剪 98
3.9.2 振动剪 99
3.10 管材与型材剪切 99
3.10.1 管材剪切 99
3.10.2 型材剪切 103
3.11 激光冲裁 104
3.11.1 激光冲裁的特点 104
3.11.2 设备的分类与加工原理 105
3.11.3 激光冲孔与切割 105
3.12 非金属材料的冲裁与剪切 106
3.12.1 非金属材料的品种 106
3.12.2 非金属材料的冲裁方法 106
3.13 冲裁件废次品分析及预防 112
3.13.1 冲裁件常见废次品及预防措施 112
3.13.2 冲裁件质量控制要点 112
第4章 弯曲 117
4.1 弯曲变形特点 117
4.1.1 弯曲受力分析 117
4.1.2 弯曲变形过程 118
4.1.3 弯曲变形分析 118
4.1.4 弯曲变形区应力、应变状态 119
4.1.5 弯曲时应变中性层的位置 119
4.1.6 弯曲变形区内应力的分布 120
4.2 弯曲件毛坯尺寸计算 121
4.2.1 有圆角半径（r/t≥0.5）的弯曲件 121
4.2.2 无圆角半径或r/t＜0.5的弯曲件 125
4.2.3 用试验方法确定毛坯展开长度 126
4.2.4 铰链式弯曲件 126
4.2.5 棒料弯曲件 126
4.3 最小弯曲半径的确定 127
4.3.1 最小弯曲半径的理论计算 127
4.3.2 影响最小弯曲半径的因素 127
4.4 弯曲回弹及提高弯曲件精度 129
4.4.1 自由弯曲时的回弹值 130
4.4.2 校正弯曲时的回弹角 132
4.4.3 影响回弹角的因素 133
4.4.4 提高弯曲件精度的技术措施 134
4.5 弯曲力的计算 138
4.5.1 弯曲过程力-行程曲线 138
4.5.2 弯曲力计算的经验公式 138
4.6 弯曲模具工作部分尺寸计算 139
4.6.1 凸、凹模的圆角半径 139
4.6.2 凹模深度 140
4.6.3 凸、凹模间隙 140
4.6.4 凸、凹模工作部分的尺寸与公差 141
4.7 弯曲件的废次品分析及预防 141
4.7.1 弯曲件废次品的主要形式 141
4.7.2 弯曲件质量控制要点 141
4.7.3 弯曲件常见缺陷及消除方法 144
4.8 其它弯曲成形方法 146
4.8.1 折弯机上的弯曲成形 146
4.8.2 自动弯曲机上的弯曲成形 149
4.8.3 滚弯机上的弯曲成形 157
4.8.4 滚压成形机上的弯曲成形 165
4.9 管材与型材的弯曲 170
4.9.1 管材弯曲的变形特点和方法 170
4.9.2 型材弯曲 179
第5章 拉深 183
5.1 拉深变形特点 183
5.1.1 圆筒形零件的拉深变形过程 183
5.1.2 拉深变形的区域划分及主要变形区的应力应变状态 184
5.1.3 拉深力-行程曲线 184
5.1.4 应变状态图和板厚的分布 184
5.1.5 圆筒形件拉深变形规律 184
5.2 圆筒形件的拉深 185
5.2.1 拉深件毛坯尺寸的确定 185
5.2.2 拉深中的主要问题及成形极限 197
5.2.3 圆筒形件的拉深工序计算 198
5.3 阶梯形圆筒形件的拉深 208
5.3.1 阶梯形零件的一次拉深 208
5.3.2 阶梯形零件多次拉深 209
5.4 盒形件的拉深 210
5.4. 1 盒形件的分类与工序分区 210
5.4.2 盒形件的毛坯计算 211
5.4.3 盒形件的拉深系数、拉深次数及工序尺寸的计算 213
5.4.4 盒形件拉深工序计算的新方法 219
5.5 带料连续拉深 222
5.5.1 分类及应用范围 222
5.5.2 带料连续拉深的料宽和进距的计算 223
5.5.3 带料连续拉深的拉深系数和相对拉深高度 224
5.5.4 带料连续拉深的工序计算程序 225
5.5.5 小型空心件带料连续拉深的经验计算法 228
5.6 其它拉深方法 229
5.6.1 变薄拉深 229
5.6.2 流动控制成形（Flow Control Forming,FCF） 233
5.6.3 橡胶模拉深 234
5.6.4 温差拉深 236
5.7 拉深模具工作部分尺寸计算 237
5.7.1 凸模和凹模工作部分尺寸确定 237
5.7.2 凸、凹模圆角半径 238
5.7.3 凸凹模间隙 239
5.8 压边力、拉深力和拉深功 240
5.8.1 压边力 240
5.8.2 拉深力 241
5.8.3 拉深功 242
5.9 拉深辅助工序 243
5.9.1 退火 243
5.9.2 酸洗 243
5.9.3 润滑 244
5.10 拉深件废次品分析及预防 245
5.10.1 拉深件常见废次品及预防措施 245
5.10.2 拉深件质量控制要点 245
第6章 成形 250
6.1 胀形 250
6.1.1 胀形变形特点 250
6.1.2 胀形成形极限及工艺计算 251
6.2 翻边 254
6.2.1 内孔翻边的变形特点 255
6.2.2 普通内孔翻边成形极限及工艺计算 256
6.2.3 外缘翻边 259
6.2.4 变薄翻边 260
6.3 缩口与扩口 261
6.3.1 缩口 261
6.3.2 扩口 263
6.4 复合成形 264
6.4.1 半球形件成形 265
6.4.2 锥形件成形 267
6.4.3 抛物线形件的成形 268
6.5 覆盖件的成形 269
6.5.1 覆盖件成形的工艺特点和分类 269
6.5.2 覆盖件成形工艺性 270
6.5.3 覆盖件成形对原材料的要求 272
6.5.4 覆盖件成形工艺要素 272
6.5.5 覆盖件成形模具的调试 278
6.5.6 网格变形分析法和成形极限图的应用 280
6.6 校平、整形与压印 283
6.6.1 校平 283
6.6.2 整形 283
6.6.3 压印 284
6.6.4 校平、整形和压印力的计算 284
6.7 旋压 284
6.7.1 旋压工序分类 285
6.7.2 旋压件结构设计的一般原则 287
6.7.3 旋压主要工艺参数的确定 287
6.7.4 旋压件毛坯的确定 289
6.7.5 旋压加工时的冷却与润滑 291
6.7.6 旋压设备的选择 291
6.8 成形件废次品分析及预防 297
6.8.1 成形件常见废次品及预防措施 297
6.8.2 成形件质量控制要点 297
第7章 冲压件的工艺性和工艺设计 303
7.1 冲压件的工艺性&. 303
7.1.1 冲裁件的结构工艺性 303
7.1.2 弯曲件的结构工艺性 303
7.1.3 拉深、翻边、胀形件的结构工艺性 304
7.2 冲压工艺设计的主要内容及步骤 304
7.3 确定冲压工艺方案的一般原则 304
7.3.1 冲压变形规律的要求 304
7.3.2 冲压件尺寸精度的要求 305
7.3.3 操作上的要求 305
7.3.4 模具的结构与强度上的要求 306
7.3.5 半成品形状与尺寸的确定 306
7.4 典型零件冲压工艺设计实例 306
7.4.1 摩托车侧盖前支承冲压工艺设计 306
7.4.2 玻璃升降器外壳冲压工艺设计 308
第三篇 冲压模具 315
第8章 冲模结构与设计 315
8.1 冲模分类及其特点 315
8.2 冲模零部件分类及功能 315
8.3 冲模主要零部件结构设计 316
8.3.1 工作零件 316
8.3.2 定位零件 322
8.3.3 卸料、推件零件 326
8.3.4 导向零件 328
8.3.5 固定零件 330
8.3.6 冲模零件的配合要求和表面粗糙度 331
8.4 单工序模 333
8.4.1 无导向简单落料模 333
8.4.2 导板式简单落料模 333
8.4.3 导柱式简单落料模 334
8.5 复合模 334
8.5.1 复合模正装和倒装的比较 334
8.5.2 出件机构设计 335
8.5.3 复合模的典型结构 336
8.6 级进模 339
8.6.1 冲压工序设计 339
8.6.2 级进模的典型结构 339
8.7 高效率、高精度、高寿命多工位级进模 342
8.7.1 三高模具的设计和制造特点 342
8.7.2 定转子铁芯高速冲裁工艺与模具结构 349
8.8 多工位传递模 352
8.8.1 多工位传递模的有关参数 352
8.8.2 多工位传递模模架 352
8.8.3 制件传递与机械手设计 353
8.8.4 多工位传递模结构设计要点 353
8.8.5 多工位传递模的典型结构 354
8.9 精冲模 358
8.9.1 精冲的工作原理 358
8.9.2 精冲模主要零件的设计要求 358
8.9.3 精冲模的结构 358
8.10 覆盖件冲模 360
8.10.1 覆盖件拉深模的典型结构 360
8.10.2 覆盖件翻边模的典型结构 360
8.10.3 凸模、凹模及压边圈的结构尺寸 362
8.10.4 拉深筋（拉深槛） 362
8.11 简易模类型及特点 363
8.11.1 低熔点合金模具 363
8.11.2 锌基合金模 364
8.11.3 聚氨酯橡胶模 365
8.11.4 组合冲模 366
8.11.5 钢带模 371
8.11.6 钢板模 374
8.12 冲模总体设计要点 375
8.13 冲模的安装与调试 377
8.13.1 冲模安装的准备工作 377
8.13.2 冲裁模的安装与调试 377
8.13.3 弯曲模、拉深模的安装与调试 377
第9章 冲模材料及其热处理 378
9.1 冲模的服役条件和性能要求 378
9.1.1 模具材料的耐磨性 378
9.1.2 模具的韧性 378
9.1.3 硬度和热稳定性 378
9.2 冲模材料的选用原则 379
9.2.1 下料冲孔模具用材料的选择 379
9.2.2 冲压成形模具用钢的选择 380
9.2.3 冷拉深模具用材料的选择 381
9.3 冲模常用材料及热处理要求 382
9.3.1 冲模常用材料 382
9.3.2 冲模常用材料的热处理 386
9.4 新型模具钢的性能与应用 389
9.5 新型模具钢的锻造和热处理 391
9.6 冲模的表面处理技术 398
9.6.1 改变表面化学成分的强化方法 399
9.6.2 在表面形成各种覆层的强化方法 402
9.6.3 不改变表面化学成分的强化方法 402
9.7 冲模主要材料的许用应力 402
9.8 国内外常用优选模具钢号对照 402
第四篇 冲压设备及其控制 405
第10章 冲压用设备及其控制 405
10.1 概述 405
10.2 常用压力机的分类及规格 405
10.2.1 分类 405
10.2.2 压力机的主要技术参数 407
10.2.3 规格 408
10.3 压力机的选择 414
10.3.1 压力机类型的选择 414
10.3.2 压力机规格的选择 415
10.3.3 应用实例 417
10.4 现代精密高速压力机 417
10.4.1 精密冲裁压力机 417
10.4.2 速压力机的分类和规格 418
10.5 板料冲压多工位压力机 422
10.5.1 板料冲压多工位压力机的特点 422
10.5.2 板料冲压多工位压力机的结构 423
10.5.3 板料多工位压力机的主要类型和规格 424
10.5.4 板料冲压多工位压力机技术参数的选择 425
10.6 数控冲切及步冲压力机 425
10.7 冲压设备的计算机控制 426
10.7.1 概述 426
10.7.2 冲压设备CNC的体系结构 426
10.8 冲压FMS和冲压CIMS 428
第11章 冲压机械化与自动化 431
11.1 概述 431
11.1.1 冲压生产自动化的种类 431
11.1.2 冲压自动化系统的组成 431
11.1.3 冲压自动化程度的确定 432
11.2 一次供料和送料装置 433
11.2.1 一次供料装置 433
11.2.2 一次送料装置 436
11.3 二次送料装置 449
11.3.1 送料装置 450
11.3.2 辅助机构 460
11.4 冲压机械手 467
11.4.1 概述 467
11.4.2 冲压机械手的主要结构 468
11.1.3 冲压机械手举例 471
11.5 自动保护和检测装置 472
11.6 自动冲压设备与自动冲模 475
11.6.1 普通压力机的自动化改装 475
11.6.2 自动冲模 476
11.7 冲压自动线 493
11.7.1 单机冲压自动生产线 493
11.7.2 冲压自动生产线 495
11.8 冲压柔性加工系统 499
11.8.1 柔性加工系统的发展和特点 499
11.8.2 冲压柔性加工的基本类型 500
11.8.3 冲压柔性加工系统的主要组成 502
11.8.1 国内自行开发的冲压柔性加工系统简介 505
第五篇 冲压新技术 508
第12章 特种成形技术 508
12.1 概述 508
12.2 爆炸成形 511
12.2.1 爆炸拉深 512
12.2.2 爆炸胀形 517
12.2.3 其它爆炸成形方法 521
12.3 电液成形 523
12.3.1 电液成形原理 523
12.3.2 电液成形方法 523
12.3.3 电液成形工艺参数选择 525
12.3.4 典型零件的电液成形 526
12.3.5 电液成形的特点及应用 527
12.4 电磁成形 528
12.4.1 电磁成形原理 528
12.4.2 电磁成形加工方法 528
12.4.3 磁成形工艺与工装设计要点 529
12.4.4 磁成形技术特点 532
12.5 液压成形 533
12.5.1 板材液压成形 533
12.5.2 管材液压成形 546
12.6 超塑性成形 552
12.6.1 金属超塑状态下的特性 552
12.6.2 金属超塑性的特定条件 552
12.6.3 超塑性气压成形 553
12.6.4 超塑性挤压成形 558
12.6.5 超塑性成形与扩散连接（SPF/DB）复合工艺 560
12.6.6 其它超塑性成形方法 562
12.6.7 超塑性制模技术 563
12.7 蠕变成形 567
12.8 激光成形技术 568
12.9 板材多点成形技术 573
12.10 板材单点渐近成形技术 575
12.11 拉力成形 576
12.12 扩展成形 577
第13章 数字化冲压成形关键技术及其应用 579
13.1 概述 579
13.2 冲压件样品柔性快速生产技术 579
13.2.1 样品制造的特点和类型 580
13.2.2 样品制造的流程 580
13.2.3 样品制造常用设备 581
13.2.4 冲压件少量样品生产工艺 590
13.2.5 量产样品制造工艺 595
13.2.6 基座的少量样品与量产样品制造工艺方案比较 596
13.3 快速原型／模具制造技术 597
13.3.1 快速原型／模具制造技术的形成及发展 597
13.3.2 快速成型技术基本原理 597
13.3.3 快速成型技术的应用 599
13.3.4 快速成型技术典型方法 600
13.3.5 RPM常用的成型材料 602
13.3.6 快速成型制造模具 603
13.3.7 快速成型／模具制造技术展望 605
13.4 冲压成形过程的数值模拟 606
13.4.1 冲压成形有限元模拟技术简介 606
13.4.2 冲压成形数值模拟软件系统 607
13.4.3 冲压成形的数值模拟与参数优化实例 610
13.5 计算机辅助工艺规划（CAPP） 614
13.5.1 冲压工艺CAPP系统 614
13.5.2 智能CAPP系统 616
13.5.3 冲压CAPP系统举例 618
13.6 冲模CAD/CAM 625
13.6.1 概述 625
13.6.2 冲模CAD/CAM系统的组成 625
13.6.3 模具设计准则和数据处理 626
13.6.4 冲模CAD中的几何造型 626
13.6.5 冲裁CAD/CAM系统 627
13.7 CAx集成过程的数据管理技术和网络化设计与制造 630
13.7.1 产品数据的特点 630
13.7.2 产品信息传递的途径 631
13.7.3 集成化产品数据管理平台 632
13.7.4 网络化设计与制造简介 636
13.7.5 冲压产品及模具信息集成技术 639
第六篇 冲压生产过程及管理技术 644
第14章 冲压生产与质量管理、环境保护及安全防护14.1 概述 644
14.2 冲压生产管理 644
14.3 冲压件质量控制 644
14.3.1 新零件的质量认可程序 645
14.3.2 产品、工艺和模具的设计控制 645
14.3.3 环境的控制 646
14.3.4 文件与资料的控制 646
14.3.5 设备、仪表与工装的控制 646
14.3.6 原材料的控制 647
14.3.7 过程控制 647
14.3.8 外协加工质量控制 648
14.3.9 过程检验控制 648
14.3.10 服务质量控制及质量信息反馈 649
14.3.11 人员素质控制 649
14.4 冲压件的检测与检具 649
14.4.1 冲压制件的检测原则 649
14.4.2 检具以及设计原则 650
14.5 冲压生产中的声害及防治 650
14.5.1 噪声对人体及环境的危害 650
14.5.2 噪声的允许标准 651
14.5.3 冲压车间噪声以及控制目标 652
14.5.4 噪声产生的原因 652
14.5.5 噪声控制的方法和措施 653
14.6 冲压生产的安全防护 655
14.6.1 冲压生产的不安全因素分析 655
14.6.2 安全防护 655
第15章 冲压生产的经济性分析 668
15.1 概述 668
15.2 冲压生产的成本分析 668
15.2.1 冲压件的成本构成对工艺决策的主要影响 668
15.2.2 成本对工艺决策的主要影响 668
15.2.3 工艺决策中常用的模具价格的估算方法 669
15.3 冲压件材料消耗 669
15.3.1 冲压件材料消耗工艺定额的构成 669
15.3.2 冲压件材料消耗工艺定额的计算方法 670
15.3.3 冲压件材料消耗工艺定额明细表及计算方法举例 672
15.3.4 冲压件材料消耗工艺定额计算法举例 673
15.4 降低冲压生产成本的措施 674
15.5 技术经济分析 676
15.5.1 技术经济一体化与企业成本管理工程 676
15.5.2 飞机组合模的成本分析示例 678
参考文献 679