沖壓模具設計手冊（簡體書）

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設計人員必須要掌握的知識之一。
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《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，幫助您迅速掌握要領和技能。

陳炎嗣主編的《沖壓模具設計手冊(多工位級進模)(精)》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，幫助您迅速掌握要領和技能。

模具是現代制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，用模具生產制件所達到的高一致性、高生產率、高精度、高復雜程度和低耗能、低耗材，使模具工業在制造業中的地位越來越重要。隨著產品更新換代越來越快，新產品不斷涌現，新技術日新月異，模具的使用范圍越來越寬廣，對模具的要求也越來越高。
多工位級進模是沖壓模具中的一種，它是在單工序沖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、成形等多種沖壓工序，其工序集成度之高、功能之多是其他模具無法與之相比的。這種模具能采用自動化送料，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沖壓生產。模具的工作部分由于采用合理結構、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。國內近幾年在大型復雜精密多工位級進模的設計與制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、集成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，但總體上與發達國家相比仍有差距，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、復雜、大型多工位級進模列為重點發展項目，繼“十一五”模具振興規劃之后，“十二五”提出更高要求，仍然作為研發重點，寫進規劃之中。
如何對引進技術盡快地吸收消化，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、應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復雜，模具的制造難度和精度要求高，制造周期較長，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。能夠設計和制造高精度、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。
在沖壓模具設計師中，一般具備了單工序模設計經驗之后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、全面了解并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托，我們在幾十年從事多工位級進模技術工作實踐的基礎上，收集并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。其中排樣的優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，關系到模具結構的繁簡和沖壓工序的合理安排，即能否經濟而合理地沖出合格制件來。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應用實例，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，并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。
為便于讀者應用，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應用與結構設計實例，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、多個制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，對沖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，對于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、孫京杰、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》、《模具制造》雜志等有關文獻或資料，除參考文獻中已有說明外，可能還有遺漏，在此一并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。盡管編者盡了力，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
于北京

第1章多工位級進模的功能和應用
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應用

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衝壓用料的剪切備料
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、特點和應用
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衝壓件公差標注方法規範化建議
3．7衝壓件的尺寸、角度公差、形狀和位置未注公差（GB/T13914、13915、13916-2002）、未注公差尺寸的極限偏差（GB/T15055-1994）

第4章排樣的優化設計
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
4．4．6分段切除餘料（廢料）的連接方式
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平板形制件
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佈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應用
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應用
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應用
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、安裝和應用
6．4．2獨立式（凸模式）導正銷結構、安裝和應用
6．5條料的混合定距定位應用
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應用
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
8．1模架、模座、導向裝置
8．1．1模架
8．1．2級進模用標準鑄鐵模架品種、規格
8．1．3標準鋼板模架品種、規格
8．1．4上、下模座
8．1．5模架的導向裝置類型
8．1．6導柱、導套的基本結構與安裝方式
8．1．7模架用導向組件品種、規格
8．1．8模柄
8．2卸料裝置
8．2．1固定卸料裝置
8．2．2彈壓卸料裝置
8．2．3卸料螺釘常用品種、規格
8．2．4卸料裝置設計要點
8．2．5卸料裝置的潤滑
8．3彈性元件
8．3．1圓鋼絲圓柱螺旋壓縮彈簧
8．3．2強力彈簧
8．3．3碟形彈簧
8．3．4工業用普通橡膠（橡皮）墊
8．3．5聚氨酯橡膠彈簧
8．3．6氮氣彈簧
8．3．7彈性元件的有關品種、規格
8．4導料、托料裝置
8．4．1導料、托料裝置的功能與應用
8．4．2導料形式與導料板
8．4．3浮動導料和托料裝置
8．4．4導料、托料裝置的設計要點
8．4．5常用材料入口導料裝置、浮動導料杆、托料杆等品種、規格
8．5頂出裝置
8．6限位裝置
8．6．1限位裝置的功能與應用
8．6．2限位裝置的種類與特點
8．6．3常用限位裝置應用示例
8．6．4限位柱（塊）規格、品種
8．7斜楔、滑塊與側向衝壓機構
8．7．1斜楔、滑塊的功能與分類
8．7．2斜楔、滑塊合理使用要求
8．7．3斜楔、滑塊的角度與尺寸計算
8．7．4斜楔、滑塊與側向衝壓應用示例
8．7．5斜楔、滑塊的安裝形式
8．8倒沖機構
8．8．1倒沖機構的合理應用和設計要求
8．8．2倒沖機構應用示例
8．9間歇切斷機構
8．9．1棘輪凸輪間歇切斷機構
8．9．2可編程控制器間歇切斷機構
8．10微調裝置
8．10．1垂直微調裝置
8．10．2水平微調裝置
8．10．3曲面修正用方形凸模規格
8．11安全檢測保護裝置
8．11．1自動保護裝置
8．11．2典型線路分析
8．11．3微動開關式與光電式誤送料檢測裝置規格
8．12防止廢料或製件的上浮與下堵
8．12．1廢料上浮的原因
8．12．2防止廢料上浮的對策
8．12．3廢料下堵與防止方法
8．13其他零部件及設計
8．13．1凹模表面廢料或製件的清理
8．13．2固定板
8．13．3墊板
8．13．4螺釘和銷釘

第9章多工位級進模應用與結構設計實例
9．1沖裁多工位級進模實例
9．1．1沖裁搭邊級進模
9．1．2簧片沖孔、落料級進模
9．1．3傘形片沖孔、落料級進模
9．1．4“吊”字形片切廢料、沖孔、落料級進模
9．1．5遊絲支片沖廢料、落料級進模
9．1．6基座片沖孔、沖廢料、落料級進模
9．1．7骨架純沖裁四工位級進模
9．1．8沖孔、沖孔落料複合沖裁級進模
9．1．9鐵芯片無廢料混合排樣級進模
9．1．10變壓器鐵芯少無廢料混合排樣級進模
9．1．11鏈板無搭邊7排沖級進模
9．1．12帶小孔引線框級進模
9．1．13鐵芯片混合排樣級進模
9．1．14拉鉤式自動送料接觸簧片沖孔、落料級進模
9．1．15帶夾持式自動送料裝置的沖孔、落料級進模
9．1．16微型電動機轉子片三排沖級進模
9．1．17孔用彈性擋圈級進模
9．1．18軸用彈性擋圈級進模
9．1．19雙橋鋼芯級進模
9．1．20觸點基片框級進模
9．1．2114腳引線框級進模
9．1．22自行車碟形刹車片級進模
9．1．23小型電動機定、轉子片級進模
9．1．24電動機定、轉子片級進模
9．1．25三極管引線框多工位級進模
9．2沖裁、彎曲多工位級進模實例
9．2．1沖裁、彎曲多工位級進模標準化典型結構
9．2．2隔離片沖裁、彎曲級進模
9．2．3陽極沖孔、沖廢料、成形、落料級進模
9．2．4淺容框沖裁、彎曲、切斷彎曲級進模
9．2．5防護蓋沖裁、彎曲、切斷彎曲級進模
9．2．6板簧沖裁、彎曲、切斷級進模
9．2．7彈簧片沖裁、彎曲、切斷級進模
9．2．8藍牙屏蔽蓋沖裁、彎曲、切斷彎曲級進模
9．2．9電器外殼沖裁、彎曲、切斷彎曲級進模
9．2．10散熱器沖裁、彎曲、切斷彎曲疊片級進模
9．2．11蓋形件沖裁、切彎成形、翻邊、切斷級進模
9．2．12側彎支架沖孔、沖外形廢料、彎曲、切斷級進模
9．2．13彈簧卡沖裁、切口、彎曲級進模
9．2．14接觸器托片沖裁、壓包、彎曲級進模
9．2．15汽車電器支架沖裁、彎曲、鐓壓、切斷級進模
9．2．16固定卡座沖裁、彎曲、校平、切斷級進模
9．2．17接觸端子沖裁、壓印、多次彎曲級進模
9．2．18連接器端子沖裁、多次彎曲、壓形級進模
9．2．1939工位接線端子級進模
9．2．20電源連接器面板沖裁、多次彎曲、落料級進模
9．2．2125工位導電片級進模
9．2．22小支架沖裁、翻孔、壓凸台、多向彎曲級進模
9．2．23接地安裝板沖裁、翻邊、壓窩、彎曲、切斷級進模
9．2．24推板壓筋、沖孔、切廢料、彎曲、落料級進模
9．3多個製件混合排樣沖多工位級進模實例
9．3．1沖兩個不同墊圈級進模
9．3．2褲別和褲扣級進模
9．3．3電壓極沖片自動疊片硬質合金級進模
9．3．45種零件混排沖級進模
9．4多工位連續拉深級進模
9．4．1帶料連續拉深級進模設計原則
9．4．2管帽帶切縫料連續拉深模
9．4．3撕拉蓋級進模
9．4．4壓簧墊圈級進模
9．4．5消音器前蓋級進模
9．4．6消聲罩級進模
9．4．7內六角帽形件連續拉深模
9．4．8錐形卡環連續拉深模
9．4．9管帽級進模
9．4．10雙孔焊片連續拉深模
9．4．11電位器外殼自動送料連續拉深模
9．4．12管殼整帶料自動送料連續拉深模
9．4．13多用途管座自動送料連續拉深模
9．4．14端蓋級進模
9．4．15接線片級進模
9．5空調機翅片多工位級進模

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/T1800．4-1999）
附表A2基孔制優先、常用配合（GB/T1801-1999）
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、特性及應用
附表C3進口高速工具鋼的鋼號、特性及應用
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