冲压工艺模具学（第3版）

第3版前言

第2版前言

第1版前言

绪论1

第1篇冲压加工基本工序5

第1章冲裁6

1.1冲裁变形特点6

1.1.1基本概念6

1.1.2冲裁变形过程7

1.1.3冲裁变形区及受力9

1.2冲裁件的质量12

1.2.1断面组成12

1.2.2精度问题13

1.3冲裁间隙14

1.3.1对冲裁变形过程的影响15

1.3.2对冲裁加工的其他影响16

1.3.3间隙值的规范与选用17

1.4冲裁模刃口尺寸20

1.4.1确定的原则20

1.4.2设计计算的方法21

1.4.3相互位置关系图示23

1.5冲裁力23

1.5.1冲裁力的计算23

1.5.2减小冲裁力的设计24

1.5.3压、卸料及出件力26

1.6多工步冲裁26

1.6.1叠层两步冲裁27

1.6.2级进模两步法冲裁27

1.7计算举例28

习题与思考题一29

第2章整修、精冲、半精冲30

2.1整修30

2.1.1基本概念30

2.1.2整修方法30

2.1.3整修的发展31

2.2精密冲裁32

2.2.1精冲特点32

2.2.2精冲机理33

2.2.3精冲力33

2.2.4精冲的发展34

2.3半精密冲裁34

2.4分离工序特点小结36

习题与思考题二38

第3章拉深39

3.1拉深变形特点39

3.1.1基本概念39

3.1.2变形特点分析40

3.1.3拉深系数与拉深次数42

3.2拉深力和拉深功44

3.2.1拉深曲线44

3.2.2拉深力的计算45

3.2.3拉深功的核算48

3.3拉深起皱与防止49

3.3.1起皱现象与初步判断49

3.3.2防皱措施50

3.4拉深模工作部分尺寸53

3.4.1工作部分的结构特点53

3.4.2工作部分尺寸的设计计算55

3.4.3坯料尺寸的计算58

3.5非直筒形零件及特殊拉深60

3.5.1带法兰边零件60

3.5.2阶梯形零件63

3.5.3盒形件64

3.5.4特殊拉深方法70

3.6拉深件的质量问题71

3.6.1一般缺陷及处理71

3.6.2反映变形本质的缺陷72

3.7拉深润滑75

3.7.1拉深润滑理论75

3.7.2润滑剂76

3.8拉深实例77

习题与思考题三80

第4章翻边81

4.1翻边变形基础81

4.1.1基本知识81

4.1.2变形特点分析81

4.1.3工艺参数的设计计算84

4.2异形孔翻边88

4.2.1凹圆弧异形孔88

4.2.2凹凸圆弧异形孔89

4.3方孔翻边90

习题与思考题四91

第5章胀形92

5.1胀形变形基础92

5.1.1基本知识92

5.1.2变形特点92

5.2平板毛坯的胀形94

5.2.1局部胀形94

5.2.2整体胀形96

5.3空心毛坯的胀形97

5.3.1刚模胀形97

5.3.2软模胀形97

5.3.3内高压成形98

5.3.4工艺实例99

习题与思考题五100

第6章弯曲101

6.1弯曲变形过程101

6.1.1基本概念101

6.1.2变形特点101

6.2弯曲力104

6.2.1力学模型104

6.2.2弯曲力的计算104

6.3弯曲的弹复106

6.3.1弹复现象和原因106

6.3.2弹复规律及表示106

6.3.3对弹复值的影响和预防109

6.4弯曲工艺参数112

6.4.1最小弯曲半径112

6.4.2弯曲件坯料长度的计算114

6.4.3弯曲模工作部分尺寸116

6.4.4弯曲工序设计事例117

6.5弯曲的其他形式119

6.5.1外缘弧线弯曲119

6.5.2滚弯121

6.5.3管子的弯曲123

习题与思考题六124

第7章其他成形工序125

7.1扩口125

7.1.1基本知识125

7.1.2变形特点126

7.1.3坯料尺寸和工件精度126

7.1.4扩口力的计算127

7.2缩口128

7.2.1基本知识128

7.2.2变形特点129

7.2.3坯料尺寸和工件精度130

7.2.4缩口力的计算131

7.3卷边132

7.3.1基本概念132

7.3.2变形特点133

7.3.3工艺参数133

7.3.4双层侧壁件卷边134

7.4曲面形状零件拉深成形134

7.4.1基本概念134

7.4.2球面、抛物面形状零件135

7.4.3锥形零件136

7.4.4汽车覆盖件138

7.5特殊成形138

7.5.1高速高能成形138

7.5.2旋压140

7.5.3整形140

7.6成形工序特点小结142

习题与思考题七143

第8章组合变形工序144

8.1概述144

8.2分离工序的复合144

8.3成形工序的复合145

8.4分离与成形工序的组合147

习题与思考题八149

第2篇冲压工艺过程151

第9章冲压件工艺过程设计152

9.1工艺过程设计概论152

9.1.1工艺过程设计与工艺规程152

9.1.2工艺过程设计目标要求152

9.2冲压件的工艺性153

9.2.1工艺性的涵义153

9.2.2工艺性的基本要求153

9.2.3冲压件的结构工艺性154

9.3冲压加工的经济性157

9.3.1冲压加工替代其他加工举例157

9.3.2材料的经济排样158

9.3.3降低模具费用159

9.4确定冲压工艺方案的原则160

9.4.1冲压变形的发生及控制160

9.4.2各种条件的要求162

9.4.3半成品形状与尺寸的确定164

9.4.4工艺方案确定举例165

9.5冲压工艺知识的结构体系166

9.5.1冲压工序的组成与分类166

9.5.2冲压工艺知识结构体系167

习题与思考题九169

第10章冲压设备的选择171

10.1基本概念171

10.2冲压设备类型的选择171

10.3冲压设备规格的选择172

10.4主要冲压设备类型与规格173

习题与思考题十178

第11章冲压用板料179

11.1常用板料的基本知识179

11.2板料冲压性能概述186

11.3拉伸试验189

11.4工艺试验192

11.5新型板材及其性能193

习题与思考题十一197

第3篇冲模结构设计199

第12章冲模的结构及设计200

12.1冲模的功能及分类200

12.1.1冲模的功能200

12.1.2冲模的分类200

12.2冲模的基本形式与构造203

12.2.1简单模203

12.2.2迭合模204

12.2.3复合模205

12.2.4混合模207

12.3冲模零部件的构造设计210

12.3.1冲模结构组成210

12.3.2工作零件211

12.3.3固定零件219

12.3.4导向零件220

12.3.5定位零件221

12.3.6压、卸料及出件零件222

12.4冲模总体设计223

12.4.1冲模设计的程序223

12.4.2冲模总体设计要点223

12.4.3执行模具国家标准228

12.5汽车覆盖件冲模的特点235

12.5.1覆盖件图、主模型235

12.5.2拉深筋235

12.5.3大型铸件的结构237

12.5.4堆焊刃口238

12.5.5镶拼模结构239

12.6冲模CAD242

12.6.1冲模设计中的最优化技术242

12.6.2计算机辅助设计和绘图243

12.6.3冲模CAD的内容245

12.6.4冲模CAD系统246

12.6.5冲模CAD通用软件246

习题与思考题十二247

第13章冲模零件的选材和制造248

13.1冲模零件的材料选用248

13.2冲模零件的制造过程249

13.3冲模零件机加工工艺实例251

13.4冲模的寿命254

习题与思考题十三257

第4篇实践教学259

第14章课程实验260

14.1课程实验目的要求260

14.2课程实验题目参考260

14.3课程实验指导与报告实例261

第15章课程设计268

15.1课程设计目的要求268

15.2课程设计内容与步骤268

15.3课程设计参考题目269

15.4课程设计举例273

参考文献290

结语296

本书第3版系统地阐明了冲压工艺模具学的基本原理、基本方法、基本经验和新成果。全书分为4篇15章，包括冲压加工基本工序、冲压工艺工程、冲压模具结构及实践教学。用简明精炼的语言，清晰的图表，构筑出新颖性、科学性、真实性与实用性。每章后配有习题和思考题，后有课程实验与课程设计的内容，更是满足了初学者的需求。

第2版前言

第1版前言

绪论

第一篇 冲压加工基本工序

第1章 冲裁

1.1 冲裁机理

1.2 冲裁件的质量

1.3 冲裁间隙

1.4 冲裁模刃口尺寸

1.5 冲裁力与冲裁功

1.6 多工作冲裁

1.7 计算举例

习题和思考题一

第2章 整修、精冲、半精冲

2.1 整修

2.2 精密冲裁

2.3 半精密冲裁

习题与思考题二

第3章 拉深

3.1 拉深变形特点

3.2 拉深力和拉深功

3.3 拉深起皱与防止

3.4 拉深模工作部分尺寸

3.5 非直简形零件的拉深

3.6 拉深件的质量问题

3.7 拉深润滑

3.8 拉深实例

习题与思考题三

第4章 翻边

4.1 翻边变形基础

4.2 异形孔翻边

4.3 方孔翻边

习题和思考题四

第5章 胀形

……

第6章 弯曲

第7章 其他冲压成形工序

第8章 组合变形工序

第二篇 冲压工序设计

第9章 冲压工艺过程的设计

第10章 冲压变形基本规律

第11章 冲压用板料

第三篇 冲模结构设计

第12章 冲毛性的结构及设计

第13章 冲模材料及机械加工

第四篇 实践教学

第14章 课程实验

第15章 课程设计

参考文献

本书系统地讲述了冲压工艺模具学的基本原理、基本方法、基本经验和最新成果。全书分为4篇：冲压加工基本工序、冲压工艺设计、冲模结构设计及实践教学，共有15章。内容上，各篇章相对独立又相互联系；语言上，简明精炼又通俗易懂；技术上，既有理论分析指导又结合实际。每章有习题和思考题，最后有课程实验与课程设计题。

本书主要作为高等学校相关专业教材用；也适用于各类模具培训班教材；并可供工厂企业的工程技术人员参考使用；有志创新的研究人员，也可从书中得到提示，而获得意外的收获。

本书第2版自2008年问世至今已经走过6个年头，承蒙很多高校材料力学教学第一线的老师和同学以及业余读者的关爱和支持，已经连续印刷了10次。 2012年获得清华大学优秀教材特等奖；同年，相应的教学成果获得北京市高等学校优秀教学成果一等奖。2012年本书第3版被列入 “十二五”普通高等教育本科国家级规划教材；2013年被批准为清华大学“985”三期名优教材建设项目立项。

最近的6年里，著者秉承不断提高课程重量、着力培养学生创新思维能力的教育与教学理念，先后在清华大学、南京航空航天大学、北京工业大学以及北京邮电大学从事“材料力学”研究型教学的研究与实践，坚持全过程讲授这门课程，授课对象每年约200名。在同事和同学们的支持与帮助下，对于教育和教学改革又有了一些新的体会和收获。材料力学（第3版）将着重反映6年来我们在研究型教学方面所取得的成果。主要有: 怎样在基于普遍提高教学质量的基础上，培养学生的创新思维能力；怎样提高课程的吸引力，增强课程教学的学术性；怎样挖掘基本教学内容的深度；怎样对传统内容中的某些概念、理论和方法加以改革和更新，突出挑战性。基于此，本书第3版修订的主要内容有以下几方面。

第一，调整了部分章节，将材料的力学性能从“第2章 轴向载荷作用下杆件的材料力学问题”中独立出来，形成“第3章 常温静载下材料的力学性能”； 重写了“剪力图与弯矩图”作为第6章；将原来的第6章分为3章: “第7章 平面弯曲正应力分析与强度设计”和“第8章 弯曲剪应力分析与弯曲中心的概念”以及“第9章 斜弯曲、弯曲与拉伸或压缩同时作用时的应力计算与强度设计”；将原来的第8章分为: “ 应力状态与应变状态分析”和“一般应力状态下的强度设计准则及其工程应用”，分别列为第11章和12章；将原来的12章也分为两章: “动载荷与动应力概述”和“疲劳强度与构件寿命估算概述”，分别列为第16章和第17章。

第二，增加了部分教学内容，主要有: 部分非金属材料的力学性能；梁的位移叠加法中的逐段刚化法；应变分析；细长压杆实验结果；线性累积损伤与疲劳寿命估算等。

第三，将力系简化的方法引入横截面的内力分析，改革传统剪力图与弯矩图的画法。

第四，正确处理变形与位移概念的联系与区别，将确定梁的转角和挠度的章节名改为“梁的位移分析与刚度设计”。

第五，在部分章节引入“反问题”: 相对于正问题，反问题的解答不是唯一的，通过对于反问题的思考，一方面可以加深对于正问题的理解；另一方面可以激励创新思维。

第六，在部分章节设计了“开放式思维案例”作为学生课外学习和研究的资源。最近几年的教学实践表明，这对于刺激思维鼓励创新是一种有效的措施。材料力学（第3版）第七，增加了若干工程案例以及灾难性工程事故的力学解析。

第八，增加和改变了部分例题和习题。

随着课程研究型教学在更多高校开展、深入和发展，材料力学的课程教学以及教材建设还会遇到一些新问题，我们将一如既往地坚持“在教学中研究，在研究中教学”，以不断提高人才培养质量为己任，在教学实践的基础上，不断提高材料力学教材的质量。

这一版的初稿于2012年下半年—2013年上半年在国内完成；2013年7—8月在加拿大多伦多定稿。定稿期间，得到旅加的赵渊先生和范心明女士的大力支持和协助，在本书出版之际，著者谨表诚挚谢意。

诚挚地感谢广大读者对本书的关爱，希望大家对本书的缺点和不足提出宝贵意见。

范钦珊2014.1.11