引言 1
0.1 精冲技术简史 1
0.1.1 精冲起源 1
目录 1
0.1.2 精冲流派 2
0.1.3 精冲年表 2
0.2 精冲技术的发展 4
0.2.1 精冲零件 4
0.2.2 精冲模具 5
0.2.3 精冲材料 5
0.2.4 精冲机床 5
0.2.5 精冲现状 6
0.3 精冲系统工程 7
0.4 精冲市场领域 7
1.1.1 基本概念 8
第一章 精冲技术 8
1.1 精冲概述 8
1.1.2 工作原理 9
1.1.3 工艺特点 9
1.1.4 工作过程 10
1.2 精冲分类 11
1.2.1 分类 11
1.2.2 普通精冲 11
1）整修 11
2）光洁冲裁 13
1.2.3 强力压板精冲 15
1.2.4 对向凹模（凸模）精冲 16
1）对向凹模冲裁的变形特点 16
2）对向凹模落料 16
1）工作原理 17
3）对向凸模冲孔 17
1.2.5 同步剪挤精冲 17
2）模具结构 18
3）经济效益 19
1.2.6 往复冲裁 19
1.2.7 杆料精切 20
1）约束剪切 20
2）高速剪切 21
3）热剪切 21
1.2.8 各种精冲方法的比较 21
1.3 精冲机理 22
1.3.1 精冲时金属的塑性变形 23
1.3.2 精冲的力态分析 25
1）作用于材料的外力 25
2）剪切区的应力状态 26
2）滑移线场 29
1.3.3 精冲的应力场 29
1）接触应力 29
3）有限元方法的应力解 30
1.4 精冲的温度场 38
1.4.1 热的产生 38
1.4.2 温度场 39
1）影响因素 39
2）热的分布 39
1.4.3 温升计算 40
第二章 精冲零件 43
2.1 精冲零件的工艺性 43
2.1.1 基本概念 43
2.1.2 结构参数 43
1）平面精冲件的结构参数 43
2）立体成形件的结构参数及其中间工序的工艺结构尺寸 60
3）体积冲压件的结构参数及其中间工序的工艺结构尺寸 73
2.2 精冲零件的质量 80
2.2.1 精冲零件的公差 80
1）内、外形公差 80
2）孔距公差 87
3）平面度公差 88
4）垂直度公差 89
2.2.2 冲裁面的表面质量 92
1）冲裁面结构 92
2）冲裁面粗糙度 93
3）冲裁面的数值表示方法 93
4）表面粗糙度等级对照 94
5）影响冲裁面质量的因素 94
2）塌角的计算方法 109
1）塌角产生的原因 109
2.2.3 塌角 109
3）影响塌角的因素 111
2.2.4 毛刺 113
1）零件形状 114
2）刃口磨损 114
3）冲压次数 114
4）压床精度 114
2.2.5 精冲常见疵病 116
2.3 精冲零件的材料 118
2.3.1 钢材 118
1）对钢材的精冲性要求 118
2）精冲钢材的选择 126
3）精冲钢材的性能 136
2.3.2 铜和铜合金材料 139
2）轧制状态 143
1）化学成分 143
2.3.3 铝和铝合金材料 146
2.3.4 精冲时材料的冷作硬化 149
1）冷作硬化现象 149
2）各种钢材的冷作硬化特性 149
3）冷作硬化最大值 154
4）冷作硬化区 155
第三章 精冲模设计 156
3.1 基本原则 156
3.1.1 设计要求 156
3.1.2 设计内容 156
3.1.3 设计步骤 156
3.2 模具结构 157
3.2.1 模具分类 158
1）活动凸模式复式精冲模 159
3.2.2 模具类型 159
2）固定凸模式复式精冲模 161
3）连续精冲模 164
4）联合精冲模 164
5）折弯精冲模 172
6）简易精冲模 175
3.2.3 模具标准 184
1）标准模架 184
2）快换模架 185
3.3 排样 187
3.3.1 排样原则 187
1）合理的材料利用率 187
2）足够的齿圈位置 187
3）稳定的废料栅送料刚度 187
4）最佳的排样方法 187
3.3.2 搭边计算 189
3.3.3 应用示例 190
3.4 压力中心 191
3.4.1 解析法 192
3.4.2 图解法 192
3.4.3 常用截面重心 193
3.5 精冲力 197
3.5.1 概述 197
3.5.2 冲裁力 198
3.5.3 压边力 199
3.5.4 反压力 203
3.5.5 退料力和顶件力 203
3.5.6 压印力 203
3.5.7 传力杆及顶杆的承载能力 204
3.5.8 精冲力的计算实例 204
3.6.1 凸模和凹模尺寸公差 205
3.6 模具工作尺寸的计算 205
3.6.2 精冲间隙 207
3.7 模具零部件设计 209
3.7.1 齿圈 209
1）齿圈的作用 209
2）齿圈的分布 209
3）齿圈的结构 210
4）齿圈的影响 213
5）齿圈的尺寸 217
6）齿圈的保护 218
3.7.2 凸模 220
1）结构形式 220
2）固定方式 220
3）凸模强度 223
4）销钉核算 227
2）固定方式 228
3.7.3 凹模 228
1）结构形式 228
3）凹模尺寸 230
4）凹模形状 232
5）压合量选择 233
3.7.4 传力杆 234
3.7.5 闭锁销 236
3.7.6 平衡杆 236
3.7.7 弹簧顶销 237
3.7.8 顶出装置 239
1）顶料杆 239
2）顶件板 240
3.7.9 吹除装置 241
3.7.10 冷却装置 242
3.7.11 导正销 244
3.7.13 导料装置 245
3.7.12 挡料销 245
3.7.14 润滑系统 246
3.7.15 模具自动化装置 247
3.7.16 模具零件配合 249
1）活动凸模式模具零件配合 249
2）固定凸模式模具零件配合 249
3）快换模芯零件配合 249
4）导正销和档料销的配合 249
5）闭锁销和带料导向销的配合 251
第四章 精冲工艺的编制 253
4.1 工艺方案编制原则 253
4.2 工艺方案内容与步骤 253
4.2.1 分析精冲零件工艺性 253
4.3.1 冲裁件的工艺编制 254
4.3 工艺方案示例 254
1）窄断面冲裁工艺 254
4.2.2 确定最佳精冲工艺方案 254
4.2.4 选择合适的精冲机 254
4.2.3 确定精冲模具结构形式 254
4.2.5 编制工艺技术文件 254
2）厚料件冲裁工艺 256
3）复合成形件冲裁工艺 257
4.3.2 弯曲件的工艺编制 260
1）内形弯曲件 260
2）直角弯曲件 261
3）折弯件 262
4.3.3 拉深件的工艺编制 263
2）斜切零件 266
1）沉孔零件 266
4.3.5 体积冲压件的工艺编制 266
1）切口零件 266
4.3.4 切口及斜切零件的工艺编制 266
2）半冲孔零件 271
3）压扁零件 274
4）压棱角零件 279
5）翻边零件 280
6）密封零件 282
7）压印零件 282
4.3.6 五作用精冲机制造复杂零件 284
4.3.7 精冲零件检验工艺规程编制 288
4.4 精冲工艺方案的经济选择 291
4.4.1 摩托车链轮 291
4 4.2 打印机锤 292
4.4.3 连杆 294
4.4.4 控制凸轮 295
4.4.5 超越离合器内外齿圈 296
4.4.6 发动机起动轮齿圈 297
4.4.7 离合器体 299
4.4.8 传动壳体 300
4.4.9 行星轮支架 300
4.4.10 齿轮 301
4.4.11 支架 302
4.4.12 支臂 303
4.4.13 摆杆 303
4.4.14 打印头 304
1）加工精度 305
状况 305
5.1.2 各种制造方法的质量 305
4）线切割法 305
3）电蚀法（电火花法） 305
2）机械加工法 305
1）压印法 305
5.1.1 精冲模的制造方法 305
5.1 概述 305
第五章 精冲模制造 305
2）表面粗糙度 306
3）加工表面特性 307
5.1.3 精冲模的制造设备 307
5.2 精冲模零部件加工 307
5.2.1 精冲模加工工艺流程 307
5.2.2 电蚀加工法 310
1）凹模和齿圈压板的电蚀加工 310
2）凸模和顶件器外形的电蚀加工 313
3）凸模和顶件器内孔的电蚀加工 314
4）齿形环的电蚀加工 314
5）电蚀表面特性 318
5.2.3 线切割加工 322
1）工艺过程 322
2）工艺特点 326
3）表面特性 330
4）应力场的控制 331
5）线切割的最佳参数选择 333
5.2.4 机械加工 334
1）模架加工 334
2）齿形环加工 336
3）凸模、凹模刃口圆角加工 340
5.2.5 电极加工 342
1）电极材料的选择 342
2）电极的尺寸及其加工 344
1）电蚀加工工时计算 346
5.2.6 模具制造工时 346
2）线切割工时计算 347
3）齿圈加工工时计算 347
5.3 模具装配 348
5.3.1 装配过程 348
1）活动凸模式模具的总装配过程 348
2）固定凸模式模具的总装配过程 354
5.3.2 配合要求 360
1）Feintool公司模具装配时的配合关系 360
2）Schmid公司模具装配时的配合关系 361
5.4 模具检验 363
5.4.1 活动凸模式模具的检验 363
1）尺寸检验 363
2）硬度检验 368
1）尺寸检验 369
5.4.2 固定凸模式模具的检验 369
2）硬度检验 374
5.5 精冲模具材料 375
5.5.1 模具材料的选择条件 375
1）模具元件的工作特点 375
2）模具元件的受力状况 377
3）精冲零件的工艺要求 380
5.5.2 模具材料的性能要求 380
1）硬度 380
2）淬透性 381
3）回火稳定性 381
4）耐磨性 383
5）抗压性 383
6）韧性 383
8）尺寸稳定性 384
7）均匀性 384
5.5.3 模具材料种类 386
1）模具材料的化学成分 387
2）模具材料的机械性能 388
3）各国模具材料对照 389
5.6 模具热处理 390
5.6.1 高合金工具钢 390
1）淬火 390
2）回火 390
3）几种材料的典型热处理规范 392
4）加热时间与零件尺寸的关系 394
5.6.2 高速钢 395
5.6.3 粉末冶金高速钢 397
5.6.4 硬质合金 401
1）合金工具钢尺寸变化 402
5.6.5 尺寸稳定性 402
2）高速钢尺寸变化 406
3）热应力、组织应力和体积效应的影响 406
5.7 模具表面处理 408
5.7.1 概述 408
5.7.2 PVD法 408
1）基本原理 408
2）使用方法 408
5.7.3 CVD法 409
1）基本原理 409
2）使用方法 409
2）模具涂镀材料 411
4）表面涂镀与冲裁面质量 411
3）涂镀时间—温度图 411
1）工艺要求 411
5.7.4 PVD法和CVD法的工艺要点 411
5.7.5 硬化材料的特性 413
1）各种硬化材料的硬度对比 413
2）硬化材料的物理性 413
3）硬化材料的表面特性 413
5.8 精冲模寿命 415
5.8.1 模具寿命的影响因素 415
1）零件的难易程度 415
2）冲制零件的材料 416
3）模具材料及其热处理 416
4）模具制造质量 416
5）模具表面的强化 417
6）模具结构 417
5.8.2 模具寿命的评估原则 418
8）冲制零件材料的润滑 418
7）精冲机床的选择 418
5.8.3 模具寿命计算方法 419
1）凸、凹模可冲裁零件数 419
2）凸、凹模复磨高度 419
3）模具总寿命 419
4）应用示例 420
5.8.4 模具寿命实例 420
5.9 模具制造实例 421
5.9.1 概述 421
5.9.2 模具的工艺分析 422
5.9.3 模具设计 422
1）排样 422
2）模具的结构 422
5.9.4 模具的加工 423
3）模具制作方法的决定 423
1）凹模和压料板的加工 426
2）凸模和退料板的加工 429
3）电极加工 433
5.9.5 模具的装配 436
5.9.6 试模 436
5.9.7 鉴定 436
第六章 精冲润滑剂 437
6.1 润滑剂作用 437
6.2 润滑机理 437
6.3 精冲润滑剂选择 438
6.3.1 润滑剂种类 439
1）FTL系列精冲润滑剂 439
2）GLIDEX系列精冲润滑剂 440
3）F系列精冲润滑剂 441
2）粘度 442
3）效率因数和表面粗糙度 442
6.3.2 润滑剂的润滑效果 442
1）摩擦副的表面特性 442
第七章 厚板精冲 444
7.1 厚板精冲光亮面及表面粗 444
糙度的影响因素 444
7.1.1 光亮剪切的影响因素 444
1）冲裁间隙 444
2）压板形式及压边力 446
3）反压力 447
4）材料强度 448
5）模具刃口圆角半径 448
6）搭边宽度和带料的轧制方向 449
7.1.2 表面粗糙度 450
1）直径精度 451
7.2 厚板精冲件的精度 451
7.2.1 厚板落料的尺寸和形状 451
2）塌角 452
3）平面度 454
7.2.2 厚板冲孔的尺寸和形状 454
1）压板形式及压边力对孔的几何形状的影响 454
2）反压力对孔的几何形状的影响 455
3）反压力和压边力对塌角的影响 456
7.3 厚板精冲的冲裁力 457
7.3.1 厚板冲裁力的影响因素 457
7.3.2 厚板冲裁的抗剪强度系数f1 457
7.4 厚板精冲的冷作硬化 458
7.4.1 厚板精冲冷作硬化的特点 458
7.4.2 冷作硬化与变形程度 460
7.5 小结 461
7.4.3 精冲件的疲劳强度 461
第八章 精冲机 464
8.1 概述 464
8.2 精冲机类型 465
8.2.1 精冲机形式 465
1）机械传动的精冲机 465
2）液压传动的精冲机 465
8.2.2 床身结构 470
1）整体床身 470
2）焊接床身 470
3）组合床身 470
8.3 传动机构 472
8.3.1 传动方式 472
1）机械传动 472
2）液压传动 472
1）机械传动滑块特性 473
8.3.2 运动过程 473
2）液压传动滑块特性 475
3）滑块运动与其它功能动作的关系 476
4）滑块行程所需时间的计算 477
8.3.3 精冲能力 478
8.3.4 负荷状态与刚度 481
1）精冲机床身的刚度 481
2）滑块的导向 482
3）滑块的倾斜 484
4）轴承 484
5）限位精度 484
8.3.5 模具安全防护装置 484
1）带键台的模具安全装置 485
2）带键板的模具安全装置 485
3）以滑块作触键的模具安全装置 485
8.4.1 送进料、润滑及废料切断装置 487
8.4 精冲机的配套装置 487
8.4.2 人身防护装置 488
8.4.3 噪声防护装置 488
8.5 精冲机的合理化与自动化 488
8.5.1 自动的模具夹紧系统 489
1）夹紧凸缘机构 489
2）夹紧槽机构 489
3）夹紧板机构 491
8.5.2 换模系统 491
1）移动式非自动换模装置 491
2）纵向固定自动换模装置 493
3）扩大精冲机使用范围的模具转换装置 493
8.5.3 精冲机数控 495
1）精冲机数控的特点 495
2）CNC控制系统的组成 496
8.6 精冲机生产 497
3）CNC控制系统的功能 497
第九章 精冲件生产 505
9.1 概述 505
9.2 精冲生产工程 505
9.3 精冲生产的经济性 507
9.3.1 影响因素 507
9 3.2 精冲生产方式的选择 507
1）根据精冲件生产数量 507
2）根据精冲件公差 508
3）根据精冲生产条件 508
4）根据价值分析 510
9.3.3 实例 510
1）离合器体 510
2）插杆 510
3）齿条 512
3）砂带法 513
2）振动法 513
9.4.2 去毛刺的工艺方法选择 513
9.4 精冲件去毛刺 513
9.4.1 去毛刺方法 513
1）滚动法 513
9.4.3 磨削材料 514
1）磨块 514
2）砂带 514
9.5 精冲件生产实例 515
9.5.1 仪器仪表零件 515
1）照相机零件 515
2）计算机零件 515
3）打字机零件 516
4）电话机投币板 517
1）柴油机面板 518
2）汽化器零件 518
9.5.2 机械零件 518
3）传动构件 519
4）液压马达阀片 519
5）行星传动构件 520
6）制动构件 521
7）座椅构件 522
9.5.3 摩托车零件 523
9.5.4 汽车零件 528
1）刹车系统 529
2）电动机 530
3）门锁 531
4）传动系统 532
5）座椅及安全带 534
6）座板 535
参考文献 537