多工位级进模设计与制造

第2版前言

第1版前言

第1章概论1

1.1多工位级进模的特殊含义1

1.2多工位级进模的冲压特点与功能1

1.3多工位级进模和另外三种高效冲模使用特点比较3

1.4多工位级进模的使用条件6

1.5多工位级进模的合理应用7

第2章多工位级进模设计基础与冲压件工艺分析9

2.1多工位级进模的分类和命名9

2.1.1按冲压工序性质分9

2.1.2按冲裁方法不同分10

2.1.3按模具的主要结构形式分11

2.1.4按被冲压的制件名称分13

2.1.5按被冲压的制件名称和模具工作零件所采用特殊材料分13

2.1.6按工位数和制件名称分13

2.1.7按模具使用特征分13

2.2多工位级进模基本结构的组成13

2.3多工位级进模设计步骤和注意事项15

2.3.1模具设计任务书17

2.3.2工艺分析17

2.3.3设计排样并绘制排样图17

2.3.4对模具图的要求18

2.3.5校核22

2.4多工位级进模用冲压材料23

2.4.1选择冲压材料的基本原则23

2.4.2对多工位级进模冲压用料的要求24

2.4.3多工位级进模冲压用料种类与规格26

2.4.4冲压用料的剪切备料33

2.5多工位级进模用冲压设备36

2.5.1多工位级进模对冲压设备的要求36

2.5.2合理选用压力机38

2.5.3关于高速冲的冲速划分39

2.5.4多工位级进模用压力机种类：型号与技术参数40

2.6冲裁力与压力中心40

2.6.1冲裁力的计算40

2.6.2卸料力、推料（件）力和顶件力的计算41

2.6.3冲模压力中心的计算42

2.7冲压件的工艺性44

2.7.1冲压件工艺性与冲压件设计的基本原则44

2.7.2冲裁件精度、断面表面粗糙度和毛刺44

2.7.3级进冲裁与工艺性48

2.7.4合理选用冲裁间隙53

2.7.5冲裁凸模、凹模刃口尺寸及制造公差的确定57

2.7.6级进弯曲与工艺性62

2.7.7级进拉深与工艺性66

2.7.8圆孔翻边与工艺性71

第3章排样的优化设计84

3.1排样的作用与重要性84

3.1.1排样的作用84

3.1.2排样的重要性85

3.2级进模排样图设计原则和应考虑的问题86

3.2.1级进模排样图设计原则86

3.2.2排样时应考虑的问题87

3.2.3冲压工艺与冲压生产87

3.2.4原材料供应90

3.2.5模具结构与加工工艺91

3.3载体的种类与特点93

3.3.1载体、搭边及作用93

3.3.2载体的基本类型与特点93

3.4条料的排样技巧98

3.4.1制件在条料上获取的冲压方法98

3.4.2工序件的携带方法98

3.4.3提高材料利用率99

3.4.4工位数的多少106

3.4.5工序的先后安排106

3.4.6分段切除余料（废料）的连接方式109

3.4.7侧刃和导正销孔位置的安排113

3.4.8合理选用载体115

3.4.9合理排样的其他技巧116

3.5排样图的画法与表示117

3.5.1对于平板形制件118

3.5.2对于弯曲成形件119

3.5.3对于拉深件119

3.6排样实例119

3.6.1片状件119

3.6.2成形件127

3.6.3多件混合排样141

第4章带料多工位连续拉深排样设计和工艺计算144

4.1带料多工位连续拉深的特点和应用144

4.1.1带料连续拉深的特点144

4.1.2带料连续拉深的分类和应用145

4.2带料连续拉深的毛坯直径、料宽和步距的计算147

4.2.1毛坯直径D的计算147

4.2.2工艺切口形式与带料宽度B、步距（进距）A的计算156

4.3带料拉深系数和相对拉深高度158

4.4带料连续拉深工艺计算161

4.4.1带料连续拉深工艺计算基本步骤161

4.4.2各次拉深直径的计算162

4.4.3各次拉深凸、凹模圆角半径的确定163

4.4.4各次拉深高度的计算163

4.4.5整带料连续拉深经验计算法164

4.5带料连续拉深工艺计算示例165

4.5.1带料有工艺切槽的窄凸缘件连续拉深165

4.5.2带料有工艺切缝的单孔焊片对排连续拉深168

4.5.3带料无工艺切口的管壳连续拉深172

4.6带料连续拉深工序（排样）图例174

第5章步距与定距定位方式188

5.1步距的确定与步距精度188

5.1.1步距的确定188

5.1.2步距精度189

5.2料宽的确定191

5.2.1导料板有侧压装置时的料宽191

5.2.2导料板无侧压装置时的料宽192

5.2.3采用侧刃定距时的料宽192

5.3条料的一般定距定位193

5.3.1挡料定位193

5.3.2侧刃和侧刃挡块197

5.3.3侧压装置201

5.4条料的导正定距定位202

5.4.1凸模上导正销结构、安装和应用202

5.4.2独立式（凸模式）导正销结构、安装和应用204

5.5条料的混合定距定位应用212

5.5.1挡料钉与导正销混合使用212

5.5.2侧刃与导正销混合使用213

5.5.3自动送料装置（机构）与导正销混合使用215

5.6自动送料装置定距215

5.6.1钩式送料装置216

5.6.2辊轴式送料装置218

5.6.3气动夹板式送料装置223

第6章凸、凹模的结构和固定228

6.1凸、凹模的作用与设计原则228

6.1.1凸、凹模的作用228

6.1.2凸、凹模的设计原则228

6.2凸模229

6.2.1凸模的种类和标准结构229

6.2.2常见的凸模形式与固定方法230

6.2.3凸模的防转242

6.2.4凸模工作高度可调结构242

6.2.5级进模的凸模固定示例243

6.2.6凸模长度的确定245

6.2.7凸模的强度验算247

6.3凹模249

6.3.1凹模的基本分类249

6.3.2凹模的常用结构249

6.3.3凹模刃口形式262

6.3.4凹模外形尺寸的确定263

6.3.5凹模的固定螺孔和定位销孔大小及间距265

6.3.6螺钉拧入深度和圆柱销配合长度266

6.4凸、凹模的互换性267

第7章多工位级进模的结构件及有关装置269

7.1模架与导向装置269

7.1.1冷冲模架的基本类型与合理选用269

7.1.2上、下模座279

7.1.3模架的导向装置类型282

7.1.4导柱、导套的基本结构与安装

方式283

7.1.5模柄291

7.2卸料装置291

7.2.1固定卸料装置292

7.2.2弹压卸料装置293

7.2.3卸料装置设计要点301

7.2.4卸料装置的润滑304

7.3弹性元件305

7.3.1圆钢丝圆柱螺旋压缩弹簧305

7.3.2强力弹簧308

7.3.3碟形弹簧313

7.3.4工业用普通橡胶垫315

7.3.5聚氨酯橡胶弹簧316

7.3.6氮气弹簧325

7.4导料、托料装置336

7.4.1导料形式与导料板337

7.4.2浮动导料和托料装置339

7.4.3导料、托料装置的设计要点343

7.5顶出装置344

7.6限位装置346

7.7斜楔与滑块装置347

7.7.1斜楔、滑块的功能与分类347

7.7.2斜楔、滑块合理使用要求349

7.7.3斜楔、滑块的角度与尺寸计算351

7.7.4斜楔、滑块与侧向冲压应用示例353

7.7.5斜楔、滑块的安装形式357

7.8倒冲装置361

7.8.1倒冲装置的合理应用和设计要求361

7.8.2倒冲装置应用示例361

7.9间歇切断装置363

7.9.1棘轮凸轮间歇切断机构363

7.9.2可编程控制器间歇切断机构368

7.10微调装置369

7.10.1垂直微调装置369

7.10.2水平微调装置372

7.11安全监测保护装置373

7.11.1自动保护装置373

7.11.2典型线路分析381

7.12防止废料（制件）的上浮与下堵383

7.12.1废料上浮的原因383

7.12.2防止废料上浮的方法384

7.12.3废料下堵与防止方法386

7.13其他零部件及设计要素388

7.13.1凹模表面废料或制件的清理388

7.13.2固定板389

7.13.3垫板389

7.13.4螺钉和销钉390

第8章多工位级进模应用范例392

8.1空调翅片多工位级进模392

8.1.1翅片的特点与冲压工艺分析392

8.1.2翅片模395

8.1.3翅片冲压设备407

8.2冲裁多工位级进模410

8.2.1密封条钢芯级进模410

8.2.2转子片级进模414

8.2.314脚与50脚引线框级进模418

8.3冲裁、弯曲多工位级进模422

8.3.1冲裁、弯曲多工位级进模标准化典型结构422

8.3.2隔离片压包、切弯、冲孔、落料级进模424

8.3.3阳极冲孔、冲废料、成形、落料级进模426

8.3.4弹簧钩级进模428

8.3.5丝架级进模431

8.3.6细长簧片级进模436

8.3.7收录机机芯的开门推板级进模440

8.3.8接线片级进模447

8.3.9轭铁件综合成形级进模451

8.3.10支架级进模454

8.3.11侧弯支座级进模456

8.3.12电器触动支架级进模458

8.3.13小型接线片级进模461

8.3.1425工位导电片级进模465

8.3.15耳环集成式级进模471

8.3.16多个制件混排级进模476

8.4带料连续拉深级进模479

8.4.1带料连续拉深级进模设计要点479

8.4.2撕拉盖级进模483

8.4.3压簧圈级进模485

8.4.4隔离罩级进模488

8.4.5管帽级进模490

8.4.6管壳整带料自动连续拉深摸493

8.4.7多用途管座整带料自动连续拉深模496

8.4.8电位器外壳自动连续拉深模（一）499

8.4.9电位器外壳自动连续拉深模（二）500

8.4.10电动机外壳级进模507

8.4.11连接支架自动攻丝级进模510

8.5硬质合金多工位级进模513

8.5.1硬质合金模具在设计和选材时应考虑的几个问题513

8.5.2硬质合金模具结构的一些特点514

8.5.3簧片硬质合金多工位级进模516

8.5.4双排无搭边定转子硬质合金级进模521

8.5.5定转子铁心自动叠装硬质合金级进模（一）525

8.5.6定转子铁心自动叠装硬质合金级进模（二）529

8.5.7弯曲铁心硬质合金级进模532

8.5.8钢结硬质合金凹模的级进模534

第9章级进模主要零件材料与热处理536

9.1选用模具材料的基本要求与原则536

9.1.1模具材料的基本要求536

9.1.2模具材料的选用原则537

9.2级进模用材料538

9.2.1级进模用材料分类538

9.2.2几种优质冷作模具钢的介绍543

9.2.3硬质合金549

9.2.4钢结硬质合金551

9.2.5粉末冶金高速钢554

9.2.6各种钢号冷作模具钢的特性与用途555

9.3级进模零件材料选用与热处理要求558

9.3.1级进模凸、凹模的常用材料与热处理要求558

9.3.2级进模一般零件的材料选用与热处理要求561

9.3.3冷作模具钢退火状态硬度、淬火温度及硬度562

第10章级进模的制造与装配要点563

10.1级进模的加工特点与制模设备563

10.1.1级进模的加工特点563

10.1.2级进模的加工工艺流程565

10.1.3级进模加工用基本设备配置566

10.2级进模制造工艺规程的制定568

10.2.1工艺规程制定的基本步骤568

10.2.2毛坯的选择和要求569

10.2.3定位基准的选择570

10.2.4加工顺序的安排573

10.3冲模（级进模）零件加工过程中各工序的加工要点574

10.3.1刨574

10.3.2车575

10.3.3平磨576

10.3.4铣577

10.3.5坐标镗577

10.3.6划线578

10.3.7钳工579

10.3.8热处理579

10.3.9成形磨583

10.3.10外圆磨591

10.3.11内圆磨591

10.3.12光学曲线磨592

10.3.13坐标磨595

10.3.14数控线切割598

10.3.15电火花加工601

10.3.16加工中心与高速切削602

10.4不同加工方法可能达到的精度和表面粗糙度603

10.5硬质合金的加工608

10.5.1硬质合金毛坯与坯料加工608

10.5.2硬质合金电火花加工609

10.5.3硬质合金的磨削加工610

10.6钢结硬质合金的加工617

10.6.1钢结硬质合金的切削加工617

10.6.2钢结硬质合金的磨削加工618

10.7硬质合金与钢结硬质合金工件的研磨619

10.7.1研磨剂620

10.7.2研磨剂的配制622

10.7.3研磨工艺622

10.8凸、凹模等关键零件加工工艺过程举例624

10.8.1级进模关键零件加工工艺过程注意事项624

10.8.2凸、凹模等零件加工工艺过程举例625

10.9级进模的装配636

10.9.1凸、凹模冲裁间隙的调整636

10.9.2级进模装配用工具和设备637

10.9.3冲模（级进模）入库时应具备的条件640

10.9.4冲模（级进模）装配后应达到的技术要求640

10.9.5冷冲模装配顺序的确定642

10.9.6级进模的加工及装配要点643

10.9.7多工位级进模装配举例644

10.10级进模的试冲与调整653

10.10.1试冲的作用与目的653

10.10.2试冲过程中的调整653

10.11级进模的保养与维修656

10.11.1冲模的日常例行检查656

10.11.2冲模的维护与保养657

10.11.3冲模的维护性修理657

附录662

附录A标准公差数值与基孔制优先、常用配合662

附录A1标准公差数值（GB/T 1800.4—2009）662

附录A2基孔制优先、常用配合（GB/T 1801—2009）663

附录B冲压常用材料的性能和规格664

附录B1黑色金属的力学性能664

附录B2有色金属的力学性能665

附录B3非金属材料的抗剪强度667

附录B4加热时非金属材料的抗剪强度667

附录C弹簧668

附录C1圆钢丝螺旋压缩弹簧的规格668

附录C2常用的圆钢丝螺旋压缩弹簧基本

性能（摘自GB/T2089—1994）674

附录C3碟形弹簧规格676

附录C4扁钢丝圆柱螺旋压缩弹簧（强力弹簧）677

附录C4 1超轻型（FL）677

附录C4 2轻型（L）679

附录C4 3中型（M）683

附录C4 4重型（H）687

附录C4 5超重型（EH）691

附录C5［日］东京发条中载荷（TM）

强力弹簧规格和使用特性694

附录C6氮气弹簧699

附录C6 1TU型氮气弹簧技术参数（额定充气压力15MPa）700

附录D模具材料702

附录D1国内研制开发的模具钢代号、简称及主要化学成分（质量分数，%）702

附录D2进口冷作模具钢的钢号、特性及应用703

附录D3进口高速工具钢的钢号、特性及应用705

附录D4进口粉末合金的钢号、特性及化学成分705

附录D5福仕德美国优质硬质合金规格表707

附录E几种高速压力机技术参数710

附录E1J21G—25开式高速压力机技术参数710

附录E2J21G系列开式高速精密压力机技术参数711

附录E3JFC21系列开式高速高精密压力机技术参数712

附录E4JK21系列开式快速压力机技术参数713

附录E5SH系列开式超高速精密压力机技术参数714

附录E6VH系列开式高速精密压力机技术参数715

附录E7J75G系列闭式双点高速精密压力机技术参数717

附录E8J76系列闭式双点高速精密压力机技术参数718

附录E9JL75G系列闭式高速超精密压力机技术参数718

附录F模内攻牙机型号、规格与挤压螺纹底孔尺寸719

附录F16S型模内攻牙机型号、规格719

附录F26R型模内攻牙机型号、规格720

附录F36L型模内攻牙机型号、规格721

附录F4模内攻牙挤压公制粗牙螺纹底孔尺寸722

附录F5模内攻牙挤压公制细牙螺纹底孔尺寸722

附录G级进模零件的加工精度、配合关系与表面粗糙度723

附录G1级进模零件的加工精度及配合关系723

附录G2冲模零件的表面粗糙度723

参考文献724

《多工位级进模设计与制造（第2版）》共10章，第1章对多工位级进模的特殊作用、特点、使用条件等方面作了论述。第2章至第7章，分别就以下几方面作了较为系统的阐述：①级进模设计基础与冲压工艺分析；②排样的优化设计；③带料多工位连续拉深排样设计和工艺计算；④步距与定距定位方式；⑤凸、凹模的结构和固定；⑥多工位级进模的结构件及有关装置的设计方法、要点、技巧、结构形式等。第8章介绍了实用多工位级进模38例，如空调器翅片模，带有冲裁、压弯、成形的级进模，微型壳类件连续拉深模，模内带自攻螺纹的冲压攻螺纹多工位连续模，硬质合金长寿命级进模等。在这些实例中，传统与现代相结合，更多的现代的“三高”模具结构，从不同角度可以了解这些模具的具体结构特点。第9章介绍了级进模材料的选用与热处理。第10章介绍级进模的制造和装配要点，关键零件加工举例，以及级进模的试冲、调整、维修、保养要领等。最后为附录，选编了模具设计中常用的一些参数。
本书可供从事冲模设计的技术人员和相关工艺人员使用，也可供有关专业院校师生参考。