冲压技术基础

丛书序一丛书序二前言第1章冲压变形基础理论11.1概述11.2应力应变基本概念21.2.1 点的应力状态21.2.2 点的应变状态31.3 屈服准则31.3.1各向同性屈服准则31.3.2各向异性屈服准则61.4材料模型71.5应力应变关系81.5.1塑性应力应变关系与屈服准则的相关性81.5.2各向同性流动理论81.5.3各向异性流动理论91.5.4面内同性厚向异性薄板的平面应力问题131.6塑性变形的基本方程181.7板材失稳理论181.7.1单向拉伸失稳理论181.7.2双向拉伸失稳理论201.7.3理论成形极限图221.8轴对称薄板自由胀形解析231.8.1轴对称薄板自由胀形的几何和力学特点231.8.2轴对称薄板自由胀形解析的理论基础241.8.3主应力之比与胀形轮廓之间的关系261.8.4薄板自由胀形的力学解析271.9圆锥形件拉深过程的能量法解析321.9.1轴对称曲面件拉深过程的力学模型321.9.2接触摩擦的简化处理331.9.3拉深力－行程曲线的能量法解析341.10板材拉深起皱失稳381.10.1法兰起皱失稳381.10.2圆锥形件拉深的侧壁起皱失稳50参考文献54第2章冲压用金属板材料552.1新型金属板材料的品种性能及其技术特征562.1.1材料成形性指数562.1.2新型板材的品种与性能582.1.3新型板材的主要技术特征662.2金属板材料的分类682.2.1按晶体结构分类682.2.2按基体金属种类与化学成分分类702.2.3按生产工艺分类722.2.4按用途分类742.2.5按使用性能分类752.2.6按加工与成形工艺特性分类782.3金属材料的晶体结构与强塑性782.3.1金属材料的晶体结构792.3.2位错理论与塑性变形802.3.3临界分切应力与屈服强度842.3.4金属材料屈服强度的影响因素872.3.5晶体结构对塑性的影响892.4金属板材料冲压成形性能902.4.1单向拉伸试验902.4.2冲压成形用材料的强度922.4.3成形性能基本参数的物理意义952.4.4平面应变拉伸试验962.4.5双向拉伸试验962.4.6剪切试验982.5材料成形性能的评定试验方法992.5.1冲压成形的基本类型及其对材料成形性能的要求992.5.2成形性能的专项评定试验方法1002.5.3成形极限图及其测试方法1132.6国内外常用金属板材料的标准、牌号与性能1152.6.1冷轧钢板1182.6.2冷轧热镀锌、电镀锌及彩涂钢板1332.6.3热轧钢板与钢带1422.6.4不锈钢板1482.6.5铝合金板1512.6.6镁合金板1532.6.7钛合金板1552.7典型冲压成形材料的成分、工艺、组织与性能1562.7.1超深冲钢薄板1562.7.2铝合金薄板1592.7.3中厚钢板1602.8金属材料的强塑化机理与途径1612.8.1金属材料的强化机理与途径1622.8.2提高材料塑性与成形性能的方法与工艺1632.9金属板材的发展及应用趋势1642.9.1高强度无间隙原子（IF）钢板1642.9.2相变诱导塑性（TRIP）钢板1652.9.3孪晶诱导塑性（TWIP）钢板1672.9.4淬火分离（Q-P）钢板168参考文献168第3章冲压工艺1723.1冲压工艺概论1723.1.1冲压成形的特点及发展趋势1723.1.2冲压工艺分类1733.1.3冲压成形的基本规律1743.2分离1793.2.1冲裁1793.2.2管材与型材的冲裁2093.2.3精密冲裁2153.2.4高速冲裁2173.3弯曲2233.3.1板料弯曲2233.3.2管材弯曲2493.4拉深2503.4.1拉深基本原理及其工艺性2503.4.2圆筒形件拉深工艺性分析2513.4.3拉深过程的力学分析及尺寸确定2533.4.4拉深过程易出现的缺陷及防止措施2573.4.5无凸缘圆筒形件的拉深工艺计算2593.4.6压边力、拉深力和拉深功2633.4.7有凸缘圆筒形件的拉深2673.4.8阶梯形零件的拉深2703.4.9曲面形状零件的拉深2713.4.10盒形件的拉深2753.4.11变薄拉深2793.4.12温差拉深2813.4.13大型覆盖件拉深2823.4.14关键工艺参数的确定2883.5成形2913.5.1胀形2913.5.2翻边3043.5.3缩口与扩口3183.5.4校形3233.5.5旋压3243.6特种成形3303.6.1板材充液成形3303.6.2管材充液成形3323.6.3电磁成形3333.6.4温热成形3343.6.5爆炸成形3353.6.6电液成形3363.6.7激光冲击成形3373.6.8增量成形3373.6.9冲锻复合成形338参考文献339第4章冲压模具3404.1概述3404.2冲模技术设计及冲模类型3404.2.1冲模技术设计3404.2.2冲模的类型及其典型结构3414.3冲件及其技术要求4204.3.1冲件的精度与尺寸公差等级4204.3.2冲件的结构工艺性4254.3.3冲件常用材料及其性能4394.4冲模设计与制造的技术要求4464.4.1冲模模架的技术要求4464.4.2冲模零件的技术要求4514.5冲模的结构形式与结构主体设计4544.5.1冲模结构形式的确定4544.5.2冲模结构主体及其典型结构4574.6冲裁模的结构与工艺参数4834.6.1冲裁过程与冲裁间隙4854.6.2凸、凹模刃口的几何参数4924.6.3压力中心的计算与确定4944.6.4冲裁成形工艺参数4954.7弯曲模的结构与工艺参数4974.7.1弯曲件的结构工艺性与尺寸公差等级4974.7.2弯曲变形过程与凸、凹模圆角半径5004.7.3凸、凹模间隙及工作部位尺寸5034.7.4弯曲成形条件与工艺参数5044.8拉深模的结构与工艺参数5114.8.1凸、凹模圆角半径的计算5104.8.2凸、凹模间隙的计算与设定5134.8.3拉深成形的工艺条件5164.9成形模的结构与工艺参数5354.9.1起伏成形与胀形模的结构与工艺参数5364.9.2翻边模的结构与成形工艺参数5394.9.3缩口与扩口成形工艺参数5474.10精冲模的类型及其结构与工艺参数5504.10.1精冲模的类型与应用5504.10.2精冲模的结构与工艺参数550参考文献552第5章冲压数值模拟与模具数字化制造5535.1板料冲压成形数值模拟基础5535.1.1单元模型5535.1.2屈服准则5555.1.3流动应力方程5585.1.4硬化模型5595.1.5失稳判据5625.1.6模拟算法5625.1.7板料成形数值模拟网格划分5655.2板料成形软件介绍5665.2.1全流程集成化板料成形数值模拟软件——FASTAMP5665.2.2全工序板料成形数值模拟软件——AutoForm5675.2.3基于动力显式算法的成形数值模拟软件LS-DYNA和PAM-STAMP 2G5685.3板料成形数值模拟技术在产品设计过程中的应用5685.4板料成形数值模拟技术在冲压行业中的应用5705.4.1在汽车覆盖件冲压成形中的应用5705.4.2在汽车结构件冲压成形中的应用5725.4.3在家电钣金件冲压成形中的应用5745.5冲压工艺和模具数字化设计5755.5.1冲压工艺和模具设计的步骤5765.5.2冲压工艺和模具的数字化设计方法5765.5.3应用实例5795.6冲压模具的数字化装配5835.6.1三维装配技术5835.6.2冲压模具的数字化装配方法5855.6.3应用实例5875.7冲压模具的数控加工技术5895.7.1数控加工的基本特点5895.7.2数控加工指令的生成方法5905.7.3应用实例5955.8冲压模具的检测技术5985.8.1三坐标测量技术5985.8.2冲压模具制造精度的检测方法601参考文献606第6章省力与近均匀冲压技术6106.1省力成形力学原理及其在屈服图形上的范围6116.1.1省力成形力学原理6116.1.2应力应变顺序对应规律的证明和应用6226.1.3平面应力屈服图形的分区及其省力成形范围6286.1.4三向应力屈服图形的分区及其上低载荷成形范围6326.2均匀成形及其影响因素6386.2.1均匀变形基本概念6386.2.2变形均匀性与省力成形的联系6416.3降低流动应力来实现省力成形的途径6466.3.1影响流动应力的因素6466.3.2实现省力成形的途径6476.4改变摩擦状态及实现省力成形的途径6566.4.1影响摩擦的因素6566.4.2实现省力成形的途径6586.4.3积极摩擦6626.5减小承压面积来实现省力成形的途径6646.5.1省力冲裁6646.5.2局部锻造成形6656.5.3旋压6676.5.4摆动辗压6676.5.5多点成形6706.5.6校平6746.5.7弯曲成形6756.5.8辊轧成形6766.5.9滚弯成形6776.5.10单点数控增量成形6786.6增大自由流动的可能性来实现省力成形的途径6816.6.1省力拉深模具结构6816.6.2板材拉深时坯料工艺孔的设计6826.6.3弯曲步骤制订6846.6.4分流面锻造6846.7成形流程对变形均匀性的影响6866.7.1成形次数对变形均匀性的影响6866.7.2成形顺序对变形均匀性的影响6876.7.3采用合理预成形工艺实现均匀成形6896.8采用新工艺实现省力及均匀成形6906.8.1液压胀形6906.8.2粘性介质成形6926.8.3板材/体积复合成形工艺6936.8.4内高压省力成形方法697参考文献701第7章冲压设备7047.1冲压设备的分类7047.2曲柄压力机7057.2.1概述7057.2.2曲柄连杆滑块机构7077.2.3传动系统7117.2.4离合器与制动器7167.3冲压液压机7177.3.1液压机的主要技术参数7187.3.2冲压液压机的结构形式与动作方式7197.3.3液压机的发展水平和趋势7207.3.4国内具有代表性的冲压液压机7217.4伺服压力机7237.4.1交流伺服直接驱动技术7237.4.2伺服压力机的类型7257.4.3典型伺服机械压力机7267.4.4伺服机械压力机的典型结构7307.5数控冲、剪、折机床7327.5.1数控转塔压力机7327.5.2数制折弯机7357.5.3数控剪板机7367.6冲压生产机械化、自动化设备与装置7377.6.1板材开卷、校平机7377.6.2冲压自动送料装置7387.6.3冲压机械手与机器人7427.6.4冲压安全保护装置747第8章冲压生产设施7538.1概述7538.1.1冲压生产设施对冲压生产的重要性7538.1.2冲压生产设施涵盖的内容7538.1.3确定冲压生产设施的基础7548.1.4确定生产设施的原则7568.2冲压生产设备设施7568.2.1生产设备设施涵盖的内容7568.2.2生产设备设施的选用原则7588.2.3工艺设备的确定7618.2.4冲模与检验夹具的确定7688.3车间部门设置及要求7708.3.1车间类型及车间组成7708.3.2各部门的要求7718.4车间区划与平面布置7738.4.1区划与平面布置的原则7738.4.2区划与平面布置的内容7748.4.3区划与平面布置的基本形式7768.4.4车间面积分类及计算7788.5厂房建筑结构形式7838.5.1对厂房建筑结构形式的一般要求7838.5.2厂房建筑的结构形式7848.5.3车间通道7868.5.4车间内的平台7868.5.5地面7868.5.6设备基础7888.6厂房环境7908.6.1采光与照度7908.6.2通风采暖7918.6.3清洁度7918.7动能供应7918.7.1动能种类及要求7918.7.2各种介质耗量7948.7.3节约能源及合理利用能源7978.8劳动保护及安全技术7988.9环保、职业卫生要求及采取的措施7998.10消防要求及采取的措施8041.2航空航天钣金冲压件的分类与演进21.3航空航天钣金冲压件的材料及其发展161.4航空航天钣金冲压件的坯料准备181.5航空航天钣金冲压工艺准备371.6航空航天钣金冲压工艺设计451.7航空航天钣金冲压生产技术发展趋势46第2章钣金冲压件材料472.1概述472.2铝及铝合金472.3铝锂合金522.4钛及钛合金532.5耐热不锈钢542.6合金钢552.7航空航天钣金冲压材料的发展趋势562.8金属板材的成形性能及其试验方法59第3章蒙皮类零件成形技术643.1概述643.2拉形成形技术643.3滚弯成形技术75第4章框助类零件成形技术814.1概述814.2橡皮液压成形技术814.3落压成形技术1044.4拉深成形技术1104.5闸压成形技术125第5章型材类零件成形技术1385.1概述1385.2型材件的分类与演进1385.3型材件成形工艺1415.4型材件成形模具1615.5型材件成形设备1615.6型材件成形生产案例分析1615.7型材件成形工艺发展趋势163第6章弯管类零件成形技术1646.1概述1646.2弯管成形技术1646.3导管端头加工技术172第7章旋压类零件成形技术1767.1概述1767.2旋压成形的分类1767.3旋压成形的工艺参数1877.4航空航天旋压件的特征1907.5航空航天常见的旋压材料及难变形材料的旋压1917.6航空航天旋压件的工艺设计规范1927.7特种旋压成形1957.8旋压机1967.9典型航空航天零件的旋压成形实例199第8章航空航天钣金冲压件的其他成形技术2208.1概述2208.2局部成形2208.3热成形（超塑成形和热蠕变）2308.4爆炸成形（高能率成形）2438.5充液成形252第9章飞机钣金冲压件工艺装备的设计与制造2549.1概述2549.2压型模的分类与设计2569.3模胎、拉深模的设计与制造2649.4钛合金热成形模的分类与设计2719.5型材类成形模具的设计与制造2779.6可加工塑料模具的设计2869.7复合材料及复合材料模具2899.8其他模具的设计与制造2989.9模具CAD/CAM/CAE技术307第10章航空航天钣金冲压设备31710.1概述31710.2航空航天常用钣金冲压设备31710.3常用设备的技术参数及其加工能力319参考文献326

　　本书介绍冲压制造技术中新的综合性的共性基础内容。重点介绍冲压变形基础理论、冲压用金属板材料、冲压工艺、冲压模具、冲压数值模拟与模具数字化制造、省力与近均匀冲压技术、冲压设备和冲压生产设施。　　本书可供冲压领域工程技术人员参考，也可作为理工科中高等院校的教学或培训教材，还适合机械制造与材料工程方向的研究生作为拓展性学习材料。同时还可作为政府部门、行业协会、科研院所和高等院校了解行业现状、制订发展规划、探究科研项目等的参考文献。