冲压模具设计师速查手册

第1章冲压模具术语中英文对照1

第2章冲压材料及冲压件9

2 1黑色金属9

2 1 1冲压用黑色金属的力学性能9

2 1 2冷轧钢板的规格与公差10

2 1 3镀锌钢板的尺寸规格与公差11

2 1 4拉深用钢板的力学性能11

2 1 5碳素冷轧钢带的规格与公差11

2 1 6优质碳素结构钢冷轧钢带规格与公差11

2 1 7不锈钢热轧钢带规格与公差11

2 2有色金属15

2 2 1冲压用有色金属的力学性能15

2 2 2冷轧黄铜板的规格与公差17

2 2 3铝及铝合金板材的规格与公差17

2 2 4铜及铜合金板材的规格与力学性能17

2 2 5铜及铜合金带材的规格与公差21

2 2 6铜及铜合金拉制管22

2 3钣金的冲压性能及其试验方法23

2 3 1试验方法23

2 3 2拉伸试验24

2 3 3剪切试验27

2 3 4杯突试验28

2 3 5最大拉深变形程度试验法29

2 3 6锥形件拉深试验法30

2 3 7拉深力对比试验法(TZP法)32

2 3 8弯曲试验33

2 3 9网格试验34

2 4冲压用非金属材料35

2 4 1常见冲压用非金属材料的规格与公差35

2 4 2常见冲压用非金属材料的抗剪强度36

2 5冲压件36

2 5 1冲压件的工艺性36

2 5 2冲裁件的结构要点36

2 5 3冲孔件的结构要点37

2 5 4弯曲件的结构要点38

2 5 5拉深件的结构要点40

2 5 6搭接件的结构要点41

2 5 7冲压件的加强筋41

2 5 8钣金件上的自攻螺钉孔42

2 5 9冲压件的尺寸公差43

2 5 10冲压件的直线度公差43

2 5 11冲压件的垂直度公差45

2 5 12冲裁件的断面粗糙度45

第3章冲压模具用钢材46

3 1冲压模具常用的钢材牌号及特点46

3 1 1常用冷作模具钢（国标牌号）46

3 1 2常见的非国标牌号冷作模具钢54

3 2主要工业国家钢材牌号对照56

3 2 1中国钢材牌号的表示方法56

3 2 2日本钢材牌号的表示方法59

3 2 3美国钢材牌号的表示方法61

3 2 4德国钢材牌号表示方法63

3 2 5常用钢材国内外牌号对照表65

3 3冲压模具钢材的选用68

3 3 1工作零件钢材的选择68

3 3 2冲压模具工作零件用钢选用示例72

3 3 3中国国家标准冲压模具用钢74

3 4模具用钢材的热处理76

3 4 1常用的热处理工艺76

3 4 2热处理常见缺陷及防止措施78

3 4 3钢材的表面涂覆79

3 4 4金属材料的硬度82

3 5模具寿命及其影响因素85

3 5 1模具寿命85

3 5 2磨损对模具寿命的影响86

3 5 3判别模具寿命的准则87

3 5 4影响模具刃口磨损的因素89

第4章冲压工艺分析94

4 1冲压加工的主要工艺94

4 1 1冲压加工的特点94

4 1 2分离工序94

4 1 3成形工序95

4 2冲裁工艺96

4 2 1冲裁变形的过程96

4 2 2冲裁间隙97

4 2 3冲裁加工的排样98

4 3弯曲工艺105

4 3 1弯曲的变形过程105

4 3 2材料的中性层106

4 3 3最小相对弯曲半径107

4 3 4弯曲凸模与凹模间隙111

4 4圆筒形零件的拉深111

4 4 1拉深过程的受力状态111

4 4 2拉深的变形过程113

4 4 3影响极限拉深系数的因素113

4 4 4极限拉深系数115

4 4 5多次拉深116

4 5带凸缘圆筒形零件的拉深118

4 5 1带凸缘圆筒形零件的拉深变形程度118

4 5 2带凸缘圆筒形零件的拉深方法120

4 5 3带凸缘圆筒形零件的多次拉深122

4 6阶梯形零件的拉深124

4 6 1阶梯之间直径差较小的拉深件124

4 6 2阶梯之间直径差较大的拉深件125

4 7锥形、球形和抛物线形零件的拉深125

4 7 1拉深时的变形特点125

4 7 2锥形零件的拉深126

4 7 3球形零件的拉深129

4 7 4抛物线形零件的拉深130

4 7 5防止起皱的拉深方法131

4 8反拉深132

4 9变薄拉深134

4 10带料的连续拉深135

4 10 1带料连续拉深的方法135

4 10 2带料连续拉深时的许可拉深系数137

4 11拉深模具的间隙140

4 12拉深模具的圆角半径141

4 12 1拉深凹模的圆角半径141

4 12 2拉深凹模圆角半径的选取142

4 12 3拉深凸模圆角半径144

4 13翻边工艺146

4 13 1翻边的变形过程146

4 13 2圆孔翻边时凸模和凹模之间的间隙146

4 13 3圆孔翻边时的翻边系数148

4 13 4非圆孔翻边149

4 13 5外缘翻边150

4 13 6压缩类平面翻边151

4 13 7变薄翻边152

4 13 8凸肚153

4 13 9自然胀形凸肚成形的变形特点154

4 13 10带有轴向压缩的凸肚成形的变形特点154

4 13 11其他胀形成形工艺——起伏成形156

4 14冲压工艺方案的选择159

第5章冲模设计常用计算与参数162

5 1原材料消耗计算162

5 1 1单件材料消耗162

5 1 2材料利用率162

5 2冲裁力计算162

5 2 1冲裁力的特点162

5 2 2冲裁力的计算163

5 2 3冲裁功165

5 2 4侧向力166

5 2 5推件力和卸料力166

5 2 6减小冲裁力的方法168

5 3冲压模具的压力中心173

5 3 1压力中心173

5 3 2单元线段的压力中心174

5 3 3解析法求解冲压件的压力中心176

5 3 4作图法求解冲压件的压力中心176

5 4冲裁模工作零件的计算179

5 4 1冲裁模工作部分尺寸的选取179

5 4 2冲孔模工作部分尺寸的选取179

5 4 3复杂形状零件冲裁模工作部分的尺寸计算180

5 4 4复杂形状孔的冲孔模工作部分的尺寸计算180

5 5弯曲工艺与弯曲力的计算182

5 5 1弯曲力的计算182

5 5 2弯曲件毛坯展开尺寸的计算184

5 6弯曲模工作部分的尺寸与公差186

5 6 1标注外形尺寸弯曲件的模具186

5 6 2标注内形尺寸弯曲件的模具186

5 7拉深力的计算187

5 7 1圆筒形拉深件毛坯内各部分的受力关系187

5 7 2圆筒形零件拉深力的计算188

5 7 3带凸缘圆筒形零件的拉深力的计算189

5 7 4矩形盒状零件拉深力的计算190

5 7 5压力机吨位的选择191

5 8拉深件毛坯尺寸的确定192

5 8 1拉深件的修边余量192

5 8 2拉深件毛坯的尺寸193

5 8 3旋转体拉深件展开尺寸的计算199

5 8 4拉深件毛坯展开尺寸的图解计算201

5 9压边力的计算203

5 10拉深模工作部分尺寸的选取205

5 11圆孔翻边时毛坯孔径尺寸的计算207

5 12缩口、扩口工艺和力的计算208

5 12 1缩口件管坯尺寸的计算208

5 12 2扩口件毛坯尺寸的计算208

5 12 3圆孔翻边时力的计算209

5 12 4缩口力的计算210

5 12 5扩口力的计算210

5 13胀形力的计算211

5 14斜楔机构的运动与力学计算213

5 15常用的参数220

5 15 1材料抗剪强度τb与屈服强度σb的关系220

5 15 2金属材料冲裁间隙分类220

5 15 3常见金属材料冲裁间隙值221

5 15 4 冲裁模初始双面间隙Z值222

5 15 5规则形状(圆形、方形)冲裁凸模、凹模的极限偏差223

5 15 6精冲件尺寸公差等级和几何形状公差223

5 15 7扩大间隙对冲裁模寿命的影响224

5 15 8模具精度与冲裁件精度(标准公差等级)关系224

5 15 9适于精冲的主要钢种224

5 15 10铜和铜合金、铝和铝合金的精冲适应性225

5 15 11凸模和凹模的间隙225

5 15 12常用材料的最小弯曲半径225

5 15 1390°单角自由弯曲时的回弹角226

5 15 14弯曲U形件时凹模的m值227

5 15 15弯曲U形件时凹模的深度227

5 15 16U形件弯曲时凸、凹模的间隙系数X值227

5 15 17材料厚度与缩口系数的关系228

5 15 18带凸缘筒形件第一次拉深的最大相对高度228

5 15 19带凸缘筒形件第一次拉深时的极限拉深系数229

5 15 20低碳钢极限圆孔翻边系数K1值230

5 15 21极限胀形系数和切向许用伸长率230

5 15 22拉深间隙系数K值230

5 15 23卷圆时应变中性层位移系数X1值231

5 15 24拉深凹模的圆角半径值231

5 15 25特殊金属材料的极限翻边系数K1值231

5 15 26特殊金属材料的拉深系数231

5 15 27推、顶件力系数和卸料力系数232

5 15 28外缘翻边允许极限变形程度232

5 15 29无凸缘圆筒形拉深件修边余量233

5 15 30应变中性层的位移系数x值233

5 15 31用压边圈拉深时的单边间隙值233

5 15 32有凸缘筒形拉深件的修边余量234

5 15 33圆筒形件不用压边圈拉深时的拉深系数234

5 15 34圆筒形件用压边圈拉深时的拉深系数234

5 15 35圆形拉深模凸、凹模的制造公差235

5 15 36整修的双边余量ΔD235

第6章模具结构设计要点与范例236

6 1冲压模具的分类236

6 2冲裁模237

6 2 1冲裁模的类型237

6 2 2单工序冲裁模237

6 2 3复合冲裁模239

6 2 4级进冲裁模241

6 3精密冲裁模244

6 3 1精密冲裁模的特点244

6 3 2在专用精冲压力机上使用的精冲模244

6 3 3在普通压力机上使用的精冲模245

6 4冲裁模设计范例249

6 4 1正装下顶出落料模249

6 4 2倒装式复合冲裁模252

6 5弯曲模256

6 5 1V形件弯曲模256

6 5 2U形件弯曲模257

6 5 3Z形件弯曲模259

6 5 4 形件弯曲模259

6 5 5圆筒形件弯曲模261

6 5 6铰链弯曲模262

6 5 7板料折弯机上的弯曲模262

6 6弯曲模设计范例268

6 7拉深模271

6 7 1拉深模的分类271

6 7 2首次拉深模271

6 7 3后续各工序拉深模273

6 8拉深模工作部分的结构和尺寸274

6 8 1凹模圆角半径rd274

6 8 2凸模圆角半径rp275

6 8 3凸模和凹模的间隙c275

6 8 4凸模、凹模的尺寸及公差277

6 8 5凸、凹模的结构形式278

6 9拉深模设计范例279

6 9 1无凸缘圆筒形工件的首次拉深279

6 9 2矩形件的一次拉深模281

6 10成形模284

6 10 1胀形模284

6 10 2翻边模286

6 10 3缩口模287

6 10 4扩口模288

6 10 5平板校平模288

6 10 6弹簧圆锥端成形模290

6 10 7翻边具设计范例291

6 10 8缩口模设计范例292

6 11复合模294

6 11 1复合模的特点294

6 11 2最小壁厚294

6 11 3复合模正装和倒装294

6 11 4复合模的出件机构295

6 11 5复合模典型结构298

6 12级进模300

6 12 1级进模的特点300

6 12 2级进模的排样301

6 12 3带料的载体设计302

6 12 4带料的导向和托料装置304

6 12 5卸料装置306

6 12 6限位装置308

6 12 7加工方向的转换机构309

6 12 8成形凸模的微量调节机构310

6 12 9安全检测装置310

6 12 10自动送料装置312

6 12 11级进模结构范例318

6 13组合冲模320

6 13 1组合冲模的特点320

6 13 2通用可调式组合冲模321

6 13 3弓形架式组合冲模321

6 13 4积木式组合冲模323

6 13 5通用模架式组合冲模323

第7章冲压模具零部件324

7 1冲模国家标准目录汇编324

7 2标准模架327

7 2 1冲模滑动导向模架——对角导柱模架327

7 2 2冲模滑动导向模架——后侧导柱模架330

7 2 3冲模滑动导向模架——中间导柱模架333

7 2 4冲模滑动导向模架——中间导柱圆形模架337

7 2 5冲模滑动导向模架——四导柱模架338

7 2 6冲模滚动导向模架——对角导柱模架340

7 2 7冲模滚动导向模架——中间导柱模架342

7 2 8冲模滚动导向模架——四导柱模架343

7 2 9冲模滚动导向模架——后侧导柱模架344

7 3冲压模具零件346

7 3 1冲模零件的分类346

7 3 2各种零件的使用范例347

第8章汽车覆盖件冲压模具355

8 1覆盖件成形特点355

8 2覆盖件常用材料及要求356

8 3覆盖件成形工艺356

8 3 1成形方向356

8 3 2工艺补充部分357

8 3 3压料面358

8 3 4拉深肋359

8 3 5工艺孔和工艺切口360

8 3 6覆盖件成形常见缺陷及解决办法361

8 4覆盖件冲压模具的设计要点362

8 4 1覆盖件拉深模362

8 4 2覆盖件修边模365

第9章冲压设备369

9 1常用压力机的分类369

9 2冲压设备的主要技术参数371

9 3曲柄压力机372

9 3 1曲柄压力机的类型372

9 3 2常见开式压力机的主要技术参数373

9 3 3常见闭式压力机的主要技术参数374

9 3 4闭式双点单动压力机的技术参数374

9 3 5闭式上传动双动拉深压力机的技术参数375

9 4其他类型的冲压设备的技术参数375

9 4 1精压力机的技术参数375

9 4 2四柱万能液压机的技术参数376

9 4 3常见高速压力机的主要技术参数376

9 4 4冲模回转头压力机技术参数377

第10章商品化的冲压模具配件378

10 1凸模380

10 1 1带肩凸模380

10 1 2顶料凸模381

10 1 3小径凸模382

10 1 4短型凸模383

10 1 5二阶凸模384

10 1 6厚板冲裁用凸模385

10 1 7厚板冲裁用顶料凸模386

10 1 8厚板冲裁用二阶凸模387

10 1 9厚板冲裁用销定位凸模 388

10 1 10厚板冲裁用销定位顶料凸模389

10 1 11销定位凸模390

10 1 12销定位顶料凸模391

10 1 13螺孔固定式凸模392

10 1 14螺孔固定式顶料凸模393

10 1 15螺孔固定式二阶凸模394

10 1 16键槽固定式凸模395

10 1 17键槽固定式顶料凸模396

10 1 18肩部固定式凸模397

10 1 19杆部止动式凸模399

10 1 20杆部止动式顶料凸模400

10 1 21杆部止动螺孔固定式凸模401

10 1 22直杆凸模402

10 1 23厚板冲裁用直杆凸模403

10 1 24螺孔固定式直杆凸模404

10 1 25直杆顶料凸模405

10 1 26小冲针406

10 1 27直杆小冲针407

10 1 28凸模半成品408

10 1 29顶料销组件408

10 1 30凸模用衬垫409

10 1 31凸模固定块——螺钉固定型/嵌入型410

10 1 32键槽固定式凸模用固定键411

10 1 33止动键412

10 1 34方形凸模——标准型/TiCN镀覆型413

10 1 35螺孔固定式方形凸模——标准型/TiCN镀覆型414

10 1 36键槽固定式方形凸模——标准型/TiCN镀覆型415

10 1 37单肩式方形凸模——标准型/TiCN镀覆型416

10 1 38双肩式方形凸模——标准型/TiCN镀覆型417

10 1 39肩部固定式方形凸模——标准型/TiCN镀覆型418

10 1 40直杆方形凸模——标准型/TiCN镀覆型419

10 1 41螺孔固定式直杆方形凸模——标准型/TiCN镀覆型420

10 1 42单肩式直杆方形凸模421

10 1 43单肩式直杆方形顶料凸模422

10 1 44双肩式直杆方形凸模423

10 1 45双肩式直杆方形顶料凸模424

10 1 46方形凸模半成品425

10 1 47方形顶料凸模半成品426

10 1 48凸缘压块427

10 2凹模428

10 2 1带落料锥度凹模——带肩型428

10 2 2防废料上浮带落料锥度凹模——带肩型429

10 2 3凹模——带肩·普通型430

10 2 4防废料上浮凹模——带肩·经济型431

10 2 5凹模——无肩·经济型432

10 2 6凹模半成品433

10 3凸模导套433

10 4导正销435

10 4 1卸料板用导正销435

10 4 2导正销436

10 4 3可动式导正销437

10 4 4经济型导正销438

10 5成形加工用凸模和凹模438

10 5 1翻孔凸模438

10 5 2顶料翻孔凸模——尺寸给定型440

10 5 3翻边凹模组件441

10 5 4无废料翻孔凸模442

10 5 5压凸用凸模——前端球型443

10 5 6压凸用凸模用打料杆组件444

10 5 7拉深凸模445

10 5 8顶料拉深凸模446

10 5 9拉深凹模447

10 5 10模具对正块448

10 5 11压筋凸模449

10 5 12刻印凸模450

10 6异形凸模·凹模452

10 6 1异形凸模452

10 6 2异形顶料凸模453

10 6 3异形方形凸模454

10 6 4异形直杆凸模455

10 6 5异形凸模导套456

10 6 6异形凹模457

10 6 7异形方形凹模458

10 7固定座459

10 7 1NC加工用通用固定座459

10 7 2刃口配合加工用通用固定座460

10 7 3方形固定座461

10 7 4集合固定座——带肩凸模用461

10 7 5聚氨酯卸料组件463

10 8误送料检测相关零件464

10 8 1微动开关式误送料检测装置——槽加工型464

10 8 2光电式误送料检测装置465

10 9小型标准件466

10 9 1定位销466

10 9 2卸销工具467

10 9 3定位套467

10 9 4浮升导料销·浮料销用衬套468

10 9 5止动环469

10 9 6斜料导柱用衬套469

10 9 7调节杆470

10 9 8打料杆470

10 9 9打料杆专用轴环471

10 9 10行程限位块471

10 10 卸料螺钉472

10 10 1外螺纹式卸料螺钉472

10 10 2套装式卸料螺钉472

10 10 3内螺纹式卸料螺钉473

10 10 4卸料板推杆474

10 10 5卸料板吊装轴套475

10 11导料·浮料相关零件475

10 11 1浮升导料组件475

10 11 2厚板用导料销477

10 11 3浮料销组件477

10 11 4浮料块组件478

10 11 5弹簧顶丝479

10 11 6球头顶丝481

10 11 7材料定位组件481

10 11 8打料杆482

10 11 9压料销483

10 12螺旋弹簧·聚氨酯弹簧483

10 12 1圆线螺旋弹簧WWY/WWR483

10 12 2扁线螺旋弹簧——中压缩量——SSWS487

10 12 3弹簧组件用法兰489

10 12 4弹簧定位销/螺旋弹簧用垫圈490

10 12 5聚氨酯卸料套493

10 12 6经济型聚氨酯弹簧494

10 13卸料导柱·导套496

10 13 1固定式钢珠衬套挡圈/卸料导柱用夹具496

10 13 2卸料导套/钢珠衬套496

10 13 3卸料导柱499

10 13 4卸料导套500

10 14模架用导向组件501

10 14 1模架用滚动导柱组件——快换型501

10 14 2模架用导柱503

10 14 3钢珠衬套用挡圈/弹簧506

10 14 4模架用滚动导套508

10 14 5上模座用滚动导套508

10 14 6模架用滚动导套——装卸型509

10 14 7钢珠衬套/钢珠衬套用弹簧510

10 14 8模架用简易导套/模柄511

10 15座式导向组件514

10 15 1简易滑动导柱组件514

10 15 2滚动导柱组件——可动式挡圈516

10 15 3带油槽导柱组件517

10 15 4导柱/导柱底座/滑动导套518

10 15 5滚动导套520

10 15 6自润滑导柱组件523

10 15 7导柱组件用垫块523

10 15 8行程限位块524

10 16吊具及模具保护零件525

10 16 1螺钉吊环（JIS B 1168）525

10 16 2聚氨酯缓冲器组件526

10 16 3缓冲器套528

10 16 4聚氨酯弹簧组件529

10 17汽车模具零件·材料传递引导零件530

10 17 1套筒式限位螺钉530

10 17 2分体式限位螺钉/行程调整套532

10 17 3挡键/定位键533

10 17 4侧销组件534

10 17 5压料销组件535

10 17 6预压销组件536

10 17 7定距导向环538

10 17 8行程限位块539

10 17 9隔板540

10 17 10模架用导柱541

10 17 11自润滑导套542

10 17 12自润滑单向导板543

10 17 13单向导板544

10 17 14定位导正销545

10 17 15调整用导正销547

10 17 16材料定位支架——强化型/经济型548

10 17 17材料导辊组件——轴承型549

10 17 18托杆550

参考文献551

《冲压模具设计师速查手册》结合现代模具企业对模具设计师的工作要求，充分吸收国内外企业先进的模具技术，详细介绍了冲压模具设计所需要的知识，具体内容包括：冲模术语中英文对照、冲压材料及冲压件结构要点、冲压模具材料、冲压工艺分析、冲模设计常用计算与参数、模具结构设计要点与范例、冲压模具零部件选择与使用、汽车覆盖件模具、冲压设备的选择与使用等，同时，参考日本盘起(Punch)和米思米(Misumi)著名企业的技术资料，汇编出目前已经标；隹化生产、可以通过市场采购到的各类配件，以方便读者选用。 《冲压模具设计师速查手册》可供从事冲压模具设计与制造的技术人员、工程师以及大中专院校相关专业的师生参考使用。