衝壓模具設計手冊：多工位級進模

內容簡介

《衝壓模具設計手冊:多工位級進模》編輯推薦：多工位級進模是當代先進模具技術的典型代表，是衝壓模具重點發展的方向之一。利用多工位級進模可以在一副模具中完成沖裁、彎曲、拉深、成形等多種衝壓工序，其工序集成度之高、功能之多是其他模具無法與之相比的。多工位級進模可以採用自動送料、高速衝壓、無人操作下的完全自動化衝壓生產，是高精密、高效率、長壽命“三高”模具的典型代表。多工位級進模設計是衝壓模具協棕設計人員必須要掌握的知識之一。

《衝壓模具設計手冊:多工位級進模》全面介紹的多工位級進模設計方法與技巧和引用大量的實例、參數會拓展您的視野再婆元，幫助滲蘭雄您迅速掌握要領和技能。

圖書目錄

第1章多工位級進模的功能和套用

1.1現代多工位級進模

1.1.1衝壓模具的基本分類

1.1.2單工序模、複合模、級進模

1.1.3現代多工位級進模的特殊含義

1.2多工位級進模的衝壓特點與功能

1.3多工位級進模的使用條件

1.4多工位級進模的合理套用

第2章多工位級進模設計基礎

2.1多工位級進模的分類和命名

2.1.1按衝壓工序性質分

2.1.2按沖裁方法不同分

2.1.3按模具的主要結構形式分

2.1.4按被衝壓的製件名稱分

2.1.5按被衝壓的製件名稱和模具工作零件所採用特殊材料分

2.1.6按工位數和製件名稱分

2.1.7按模具使用特徵分

2.2多工位級進模基本結構的組成

2.3多工位級進模設計步驟和注意事項

2.3.1模具設計任務書

2.3.2工藝分析

2.3.3設計排樣並繪製排樣圖

2.3.4對模具圖的要求

2.3.5校核

2.4多工位級進模用衝壓材料

2.4.1選擇衝壓材料的基本原則

2.4.2對多工位級進模衝壓用料的要求

2.4.3多工位級進模衝壓用料種類與規格

2.4.4衝壓用料的質量計算

2.4.5衝壓用料的剪下備料

2.4.6國內外常用衝壓金屬材料對照

2.5多工位級進模用衝壓設備

2.5.1多工位級進模對衝壓設備的要求

2.5.2合理選用壓力機

2.5.3關於高速沖的沖速劃分

2.5.4多工位級進模用部分壓力機型號與技術參數

2.6模具材料與合理選用

2.6.1模具材料的基本要求與選用原則

2.6.2級進模凸、凹模用材料分類、特點和套用

2.6.3常用模具鋼化學成分及主要用途

2.6.4硬質合金

2.6.5鋼結硬質合金

2.6.6粉末冶金高速鋼

2.6.7級進陵主櫻灑模凸、凹模的常用材料與熱處理要求

2.6.8級進模一般零件的材料選用與熱處理要求

2.7沖裁力與壓力中心

2.7.1沖裁力的計算

2.7.2卸料力、推料（件）力和頂件力的計算

2.7.3沖模壓力中心的確定

第3章衝壓件設計與衝壓工藝性

3.1衝壓件設計的基本原則

3.2級進沖裁件精度與工藝性

3.2.1沖裁件的精度、表面粗糙度和毛刺

3.2.2沖裁件的工藝性

3.2.3合理選用沖裁間隙

3.2.4沖裁凸模、凹模漿端膠刃口尺寸及製造公差的確定

3.3級進彎曲件精度與工藝性

3.3.1彎曲件的精度

3.3.2彎曲件的工藝性

3.3.3彎曲件中性層位置的確定與展開長度的計算

3.3.4彎曲凸模與凹模之間的間隙

3.3.5彎曲凸、凹模工作部分尺寸與公差

3.3.6彎曲或成形凸模和凹模的尺寸差

3.4級進拉深精度與工藝性

3.4.1拉深件精度

3.4.2拉深件工藝性

3.4.3拉深模具的間隙

3.4.4拉深模具凸、凹模乃立奔工作部分尺寸確定

3.5成形與工藝性

3.5.1圓孔翻邊與工藝性

3.5.2圓孔翻邊的翻邊係數

3.5.3圓孔翻邊時毛坯孔徑尺寸計算

3.5.4圓孔翻邊凸模工作部分形狀及凸、凹模之間間隙和尺寸公差

3.5.5小螺紋底孔的變薄翻邊

3.5.6壓筋、壓包的工藝性

3.6衝壓件公差標註方法規範化建議

3.7衝壓件的尺寸、角度公差、形狀和位置未注公差（GB/T.13914、13915、13916—2002）、未注公差尺寸的極限偏差（GB/T.15055—1994）

第4章排樣的最佳化設計

4.1排樣的作用與重要性

4.1.1排樣的作用與排樣先行

4.1.2排樣的重要性

4.2多工位級進模排樣設計原則和應考慮的問題

4.2.1衝壓工藝與衝壓生產

4.2.2原材料供應

4.2.3模具結構與加工工藝

4.3載體的種類與特點

4.3.1載體、搭邊及作用

4.3.2載體的基本類型與特點

4.4多工位級進模條（帶）料排樣設計技巧

4.4.1製件在條料上獲取的衝壓方法

4.4.2工序件的攜帶方法

4.4.3提高材料利用率

4.4.4工位數的多少

4.4.5工序的先後安排朵影蜜酷

4.4.6分段切除余料（廢料）的連線方式

4.4.7側刃和導正銷孔位置的安排

4.4.8合理選用載體

4.4.9合理排樣設計的其他技巧

4.5排樣圖的畫法與表示

4.5.1平板形製件

4.5.2彎曲成形件

4.5.3拉深件

4.6排樣的類型與範例

4.6.1按製件在條料上不同布置形式的分類與範例

4.6.2按排樣有無廢料或按材料的經濟利用程度分類與範例

4.6.3按條料上沖切方法和沖切具體內容不同分類和範例

4.6.4按製件在條料上獲取的衝壓方法分類和範例

第5章帶料多工位連續拉深工藝計算和排樣設計

5.1帶料多工位連續拉深的特點和套用

5.1.1帶料連續拉深的特點

5.1.2帶料連續拉深的分類和套用

5.2帶料連續拉深的毛坯直徑、料寬和步距的計算

5.2.1實際毛坯直徑D的計算

5.2.2工藝切口形式與帶料寬度B、步距（進距）A的計算

5.3帶料拉深係數和相對拉深高度

5.4帶料連續拉深工藝計算

5.4.1帶料連續拉深工藝計算基本步驟

5.4.2各次拉深直徑的計算

5.4.3各次拉深凸、凹模圓角半徑的確定

5.4.4各次拉深高度的計算

5.4.5整帶料連續拉深經驗計算法套用

5.5帶料連續拉深工藝計算示例

5.5.1帶料有工藝切槽的窄凸緣件連續拉深

5.5.2帶料有工藝切縫的單孔焊片對排連續拉深

5.5.3帶料無工藝切口的管殼連續拉深

5.6帶料連續拉深工序（排樣）圖例

5.6.1無工藝切口整帶料連續拉深的排樣圖

5.6.2有工藝切口的帶料連續拉深排樣圖

第6章步距、步距精度與定距定位方式

6.1步距的確定與步距精度

6.1.1步距的確定

6.1.2步距精度

6.2料寬的確定

6.2.1導料板有側壓裝置時的料寬

6.2.2導料板無側壓裝置時的料寬

6.2.3採用側刃定距時的料寬

6.3條料的一般定距定位

6.3.1擋料定位

6.3.2側刃和側刃擋塊

6.3.3側壓裝置

6.4條料的導正定距定位

6.4.1凸模上導正銷結構、安裝和套用

6.4.2獨立式（凸模式）導正銷結構、安裝和套用

6.5條料的混合定距定位套用

6.5.1擋料釘與導正銷混合使用

6.5.2側刃與導正銷混合使用

6.5.3自動送料裝置（機構）與導正銷混合使用

6.6自動送料裝置定距

6.6.1鉤式送料裝置

6.6.2輥軸式送料裝置

6.6.3氣動夾板式送料裝置

第7章凸、凹模的結構設計

7.1凸、凹模的功能與設計原則

7.1.1凸、凹模的功能

7.1.2凸、凹模的設計原則

7.2凸模

7.2.1凸模的種類和標準結構

7.2.2常見的凸模形式與固定方法

7.2.3凸模的防轉

7.2.4級進模的凸模固定示例

7.2.5凸模長度的確定

7.2.6凸模的強度驗算

7.3凹模

7.3.1多工位級進模凹模的基本分類與套用

7.3.2凹模的常用結構

7.3.3凹模刃口形式

7.3.4凹模外形尺寸的確定

7.3.5凹模強度計算

7.3.6凹模的固定螺孔和定位銷孔大小及間距

7.3.7螺釘擰入深度和圓柱銷配合長度

7.4凸、凹模的加工精度與互換性

……

第8章多工位級進模的結構件及有關機構設計

第9章多工位級進模套用與結構設計實例

附錄788附錄A標準公差數值與基孔制優先、常用配合

附表A1標準公差數值（GB/T 18004—1999）

附表A2基孔制優先、常用配合（GB/T 1801—1999）

附表A3常用尺寸公差及配合（孔·軸）

附表A4常用配合孔的極限偏差

附表A5常用配合軸的極限偏差

附表A6常用優先配合特性

附表A7衝壓模具常用的配合方式

附錄B衝壓常用材料的性能和規格

附表B1黑色金屬的力學性能

附表B2有色金屬的力學性能

附表B3非金屬材料的抗剪強度

附表B4加熱時非金屬材料的抗剪強度

附錄C模具材料

附表C1國內研製開發的模具鋼代號、簡稱及主要化學成分（質量分數，%）

附表C2進口冷作模具鋼的鋼號、特性及套用

附表C3進口高速工具鋼的鋼號、特性及套用

附表C4進口硬質合金的鋼號、特性及化學成分

附表C5福仕德美國優質硬質合金規格

附表C6江鑽新銳刀具、模具用硬質合金牌號、特性

附表C7衝壓模具常用硬質合金牌號國內外對照表

附表C8國內外沖模用鋼結硬質合金牌號及性能

附表C9日本國內企業鋼號對照表（冷作模具鋼）

附錄D翻邊參數

附表D低碳鋼、黃銅、純銅及鋁的螺孔翻邊數據

參考文獻

序言

模具是現代製造業中的特殊工藝裝備，各個行業都有直接或間接的需要。尤其是汽車、家電、通信、航空航天、交通運輸、五金建材、醫療器械、兒童玩具等行業，更是使用大戶。模具可用來支撐產品結構的調整、產業的發展和升級。

工業產品的大批量生產、新產品開發都離不開模具，用模具生產製件所達到的高一致性、高生產率、高精度、高複雜程度和低耗能、低耗材，使模具工業在製造業中的地位越來越重要。隨著產品更新換代越來越快，新產品不斷湧現，新技術日新月異，模具的使用範圍越來越寬廣，對模具的要求也越來越高。

多工位級進模是衝壓模具中的一種，它是在單工序衝壓模具基礎上發展起來的多工序集成模具。該模具在一副模具中可以完成沖裁、彎曲、拉深、成形等多種衝壓工序，其工序集成度之高、功能之多是其他模具無法與之相比的。這種模具能採用自動化送料，可在高速（目前可超過每分鐘2000次）壓力機上工作，設有監測安全裝置實現高速無人衝壓生產。模具的工作部分由於採用合理結構、高強度超硬材料、先進的CNC加工方法，能滿足高精密長壽命的需要，所以，多工位級進模已成為實現大生產、提高效率、降低成本的最佳選擇，被稱為現代高精密、高效率、長壽命的三高模具。

多工位級進模是當代先進模具的代表，深受人們重視。國內近幾年在大型複雜精密多工位級進模的設計與製造方面有了長足的進步，如為電子行業配套的精度達1μm、壽命達3億次以上的高精密高速多工位級進模、積體電路引線框架多工位級進模、電機定轉子自動疊裝多工位級進模、空調機翅片多工位級進模等。目前，雖然一些企業生產的模具已具有較高水平，但總體上與已開發國家相比仍有差距，所以這種高檔模具仍是我國近幾年進口最多的一種主流模具。為此，我國模具行業將高精密、複雜、大型多工位級進模列為重點發展項目，繼“十一五”模具振興規劃之後，“十二五”提出更高要求，仍然作為研發重點，寫進規劃之中。

如何對引進技術儘快地吸收消化，使之國產化；如何在吸收消化學習先進技術的基礎上有創新、有發展，進一步提升多工位級進模的總體水平，模具設計是關鍵。總結、交流、宣傳、套用多工位級進模設計方面的先進技術已引起業內人士普遍關注。自主、創新既是客觀需要，也是模具專業工作者的責任和義務。

多工位級進模的結構比較複雜，模具的製造難度和精度要求高，製造周期較長，在進行模具設計時要考慮的內容比較多，要求模具設計師的業務水平（專業知識、基礎理論、實踐經驗）也高。能夠設計和製造高精度、高功能、長壽命的多工位級進模，一般需要經驗豐富、理論與實踐相結合的模具專業人才和較為配套的先進制模設備才有保障。

在衝壓模具設計師中，一般具備了單工序模設計經驗之後才能勝任多工位級進模的設計；反之，沒有一點單工序模設計經驗，一上來就設計多工位級進模是比較困難的。

為了使更多的模具工作者系統、全面了解並掌握多工位級進模的基本結構和設計方法，提高多工位級進模的設計水平，受化學工業出版社的委託，我們在幾十年從事多工位級進模技術工作實踐的基礎上，收集並參考了國內外大量文獻資料，通過認真思考，總結整理編寫出了本書。

本手冊內容共分九章，主要介紹多工位級進模設計。各章圍繞題目均做了系統、詳細的分析與介紹。其中排樣的最佳化設計是多工位級進模設計的重點之一。排樣也是模具結構設計的基礎和主要依據。排樣設計的好壞，關係到模具結構的繁簡和衝壓工序的合理安排，即能否經濟而合理地衝出合格製件來。它需要設計師有多年的實踐經驗積累和靈活運用設計知識的技巧，書中用了大量實例進行分析、比較，同時選編了較多的生產套用實例，可供參考。

在模具結構方面，除了重點介紹模具的工作零件凸、凹模結構與設計外，第8章多工位級進模的結構件及有關機構設計中，詳細剖析現代多工位級進模中常用的結構及有關機構設計方法。該章文字、圖表是全書中篇幅最多的部分，其中對彈性元件，如被稱作強力彈簧即矩形截面彈簧、聚氨酯橡膠、氮氣彈簧作了較為詳細介紹，並選編了一些有代表性的型號、參數，方便讀者查閱參考或選用。

導料、托料裝置，微調裝置，安全檢測保護裝置、防止廢料上浮、下堵等，均是精密多工位級進模結構中的特殊問題，書中都專門進行了介紹。

為便於讀者套用，本書在有關章節中，較多地介紹了一些標準件、標準結構或典型商品規格，均有圖表可直接查閱選用。

第9章介紹典型多工位級進模套用與結構設計實例，分別有純沖裁多工位級進模、沖裁彎曲多工位級進模、多工位連續拉深級進模、多個製件混合排樣沖多工位級進模和空調翅片多工位級進模等，這些實例來自生產一線，有較好的實用性和參考價值，從不同的角度反映出各自特點，讀者從中可以吸取有益之處。

第2章中，對衝壓用料從模具設計應知的要求出發，作了較多介紹，這些知識不僅對模具設計師有參考，對於沖件產品設計師來說具有直接的參考價值。

本手冊由陳炎嗣主編。卓昌明、吳幼一、董華寧、王德華、朱汝道、陳鶴皋、汪義堯、沈永娣、崔熙珉、陳炎裔、袁人瑞、陳貫一、張松、陳文宇、喬春英、袁咪咪、孫敬、孫京傑、苑春龍、邵今亮、溫和榮等高級工程師、工程師們參與了提供資料和部分內容的編寫工作。

手冊在編寫過程中，得到有關領導、專家的支持和幫助，在此表示衷心的感謝！書中參考了《模具工業》、《模具製造》雜誌等有關文獻或資料，除參考文獻中已有說明外，可能還有遺漏，在此一併向相關人士表示真誠的感謝！

寫書不容易，寫一本好書更不容易。儘管編者盡了力，花了不少時間，力求滿意，但因水平有限，疏漏和不足在所難免，懇請廣大讀者批評指正。

陳炎嗣

於北京

衝壓模具設計手冊：多工位級進模

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