冲压模具使用技巧与修复实例 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:周本凯

出品人:

页数:362

译者:

出版时间:2009-1

价格:58.00元

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isbn号码:9787122036728

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• 冲压模具
• 模具设计
• 模具制造
• 模具维修
• 冲压工艺
• 金属成形
• 模具技术
• 生产制造
• 工业技术
• 模具应用

《金属塑性成形技术精要》 一、 绪论 金属塑性成形，作为现代制造业的基石之一，其重要性不言而喻。从日常生活中的餐具、汽车零部件，到航空航天领域的精密构件，几乎所有金属制品都离不开塑性成形技术的加工。本书旨在系统梳理金属塑性成形的核心原理、关键工艺、设备选型以及质量控制等内容，为从事相关领域的工程师、技术人员以及学生提供一份全面而深入的参考。本书力求在理论深度与实践应用之间取得平衡，通过严谨的科学分析和丰富的案例解析，揭示金属塑性变形的内在规律，引导读者掌握高效、精准的成形方法，并具备解决实际生产中常见问题的能力。 二、 金属塑性成形的基本理论 塑性变形是指材料在外力作用下，当应力超过屈服强度后，即使外力消失，变形也不会完全恢复的现象。理解金属的塑性变形行为是掌握塑性成形技术的前提。 1. 应力与应变分析： 本章将详细阐述金属在受力状态下的应力状态（单轴、双轴、三轴），并引入应变的概念（工程应变、真应变）。我们将深入探讨材料的应力-应变曲线，区分弹性变形和塑性变形区域，解释屈服强度、抗拉强度、断裂伸长率等关键力学参数的意义。此外，还将介绍不同温度和加载速率对金属力学性能的影响，为后续的热加工和高速成形提供理论基础。 2. 塑性变形机理： 塑性变形的微观根源在于晶体材料中位错的运动。我们将深入剖析位错的结构、滑移和攀移机制，以及它们在晶格内的运动如何导致宏观的塑性变形。本章还将探讨晶界滑移、孪晶等其他塑性变形方式，并分析其在不同温度下的相对重要性。理解这些微观机理有助于解释材料的加工硬化现象，以及如何通过热处理等手段来控制材料的塑性。 3. 加工硬化与回复退火： 随着塑性变形的进行，金属内部的位错密度增加，位错之间以及位错与晶界之间的交互作用增强，导致材料的屈服强度和硬度升高，塑性降低。这就是所谓的加工硬化。本章将详细分析加工硬化的内在机制，并介绍其对后续加工的影响。同时，我们将探讨回复（Recovery）、重结晶（Recrystallization）和晶粒长大（Grain Growth）等热处理过程，阐述它们如何消除或缓解加工硬化，恢复材料的塑性，为进一步的塑性变形创造条件。 4. 摩擦与润滑： 在大多数塑性成形过程中，工件与工具之间存在显著的摩擦。摩擦不仅增加了加工所需的力，还可能影响变形的均匀性和表面质量。本章将深入分析摩擦的类型（如库仑摩擦、粘滑摩擦）及其在不同成形工艺中的表现。随后，我们将详细介绍各种润滑剂的性能特点，如油基润滑剂、石墨润滑剂、乳化液等，并讨论如何根据具体的成形工艺、材料特性和表面质量要求选择最合适的润滑方案，以降低摩擦、减少磨损、提高产品质量。 三、 主要金属塑性成形工艺 金属塑性成形工艺种类繁多，各具特色，适用于不同的材料和产品需求。本章将系统介绍几种最常用且最具代表性的塑性成形工艺。 1. 挤压工艺： 挤压是将金属坯料置于密闭的容器中，通过对坯料施加单向压力，使其在压力作用下从特定形状的模具孔中挤出，从而获得所需截面形状的棒材、管材、异型材等。我们将详细介绍正挤压、反挤压、联合挤压等不同挤压方式的原理、工艺特点、设备要求以及适用范围。重点分析挤压过程中坯料的变形均匀性、模具设计要点、润滑技术的应用以及可能出现的缺陷（如表面裂纹、中心缺陷）。 2. 轧制工艺： 轧制是通过一对或一对以上的轧辊，对金属坯料施加压力，使其塑性变形，以获得所需厚度、形状和表面质量的板材、带材、型材、管材等。本章将区分开坯轧制（如方坯、板坯）、精轧（如薄板、管材）以及特殊轧制（如斜轧、啃头轧制）。我们将详细讲解轧辊设计、轧制力计算、轧制道次安排、轧制温度控制、轧制过程中的变形分析以及如何控制轧件的尺寸精度和表面质量。 3. 锻压工艺： 锻压是通过锤击或压力作用，使金属坯料产生塑性变形，以获得具有特定形状和力学性能的工件。我们将详细介绍自由锻、模锻、模镦（镦粗）、挤压等不同锻压方式的原理、工艺流程、设备类型（如模锻锤、油压机、旋锻机）。重点分析模具设计、坯料下料、加热温度控制、变形量分配、锻件内部应力以及锻件表面质量的控制。 4. 冲压工艺： 冲压是利用安装在冲压设备上的模具，对板材、带材等施加外力，使其产生分离或塑性变形，以获得所需形状和尺寸的零件。本章将详细介绍落料、冲孔、弯曲、拉伸、翻边、胀形、缩口、卷边等基本冲压工序的原理、模具结构、工艺参数（如压力、速度、间隙）。我们将深入探讨模具设计中的关键要素，如凸凹模刃磨、卸料板、浮动冲头、卸料弹簧等，以及如何通过优化工艺参数和模具结构来避免冲压过程中出现的毛刺、起皱、撕裂、回弹等常见缺陷。 5. 挤拉成形工艺（冷挤挤出）： 区别于高温挤压，冷挤挤出是在常温下进行的挤压工艺，通常用于制造精度高、表面质量好的小零件，如齿轮、轴套、螺钉等。本章将介绍冷挤拉的工艺特点、设备需求、模具设计要点，并重点分析其在提高材料利用率、改善零件力学性能方面的优势，以及在加工过程中可能遇到的材料流动不均、模具磨损加速等问题。 四、 金属塑性成形设备与模具 高效、稳定的设备和精密、耐用的模具是实现高质量塑性成形的前提。 1. 常用塑性成形设备： 本章将介绍各种塑性成形设备的基本结构、工作原理、性能参数以及选型依据。包括但不限于： 压力机类： 机械压力机（肘杆式、曲柄式）、液压压力机（立式、卧式）、伺服压力机，分析其在不同成形速度、压力控制方面的特点。 轧机类： 冷轧机、热轧机、精轧机、可逆式轧机，介绍其轧辊配置、传动系统和控制方式。 锻压设备： 锻锤（空气锤、蒸汽锤）、摩擦压力机、螺旋压力机、液压锻压机。 连续成形设备： 如连续挤压机、连续轧管机。 其他特种设备： 如电磁成形机、静液压力成形机。 将重点分析不同设备的适用范围、优缺点，以及如何根据产品要求、生产效率和经济性进行合理选择。 2. 塑性成形模具设计基础： 模具是塑性成形工艺的灵魂。本章将深入探讨模具设计的基本原则和关键环节。 模具类型： 按照成形工艺分类，介绍连续模、复合模、单工序模、级进模等冲压模具，以及锻模、挤压模、拉伸模等。 材料选择： 介绍模具钢的种类、性能特点，以及根据模具的受力情况、工作环境和使用寿命选择合适的模具材料。 结构设计： 详细阐述模具主要组成部件的设计，如凸模、凹模、固定板、工作板、导套、导柱、弹簧、卸料装置、送料机构等。 间隙与精度： 分析模具间隙对变形、分离以及表面质量的影响，以及如何保证模具的加工精度和装配精度。 寿命与可靠性： 探讨影响模具寿命的因素，如材料疲劳、磨损、断裂等，并介绍提高模具寿命的设计和维护方法。 五、 塑性成形过程中的质量控制与检测 确保产品质量是塑性成形生产的关键目标。本章将系统介绍质量控制的理念、方法和检测手段。 1. 常见缺陷分析与预防： 针对每种塑性成形工艺，详细分析可能出现的典型缺陷。例如： 冲压： 尺寸偏差、毛刺、起皱、撕裂、起泡、折叠、回弹、变形不均。 锻压： 欠锻、过锻、折叠、裂纹、变形不均、硬度不均。 挤压： 表面裂纹、中心疏松、内应力集中、尺寸超差。 轧制： 尺寸超差、表面氧化皮、翘曲、厚度不均、带状组织。 对于每一种缺陷，深入剖析其产生的原因（材料因素、工艺参数、模具设计、设备状态等），并提出有效的预防措施和解决方法。 2. 表面质量控制： 强调表面粗糙度、表面光洁度、表面缺陷（如划痕、麻点、氧化皮）等对产品性能和外观的重要性。介绍用于改善表面质量的工艺方法（如精密轧制、表面抛光、化学处理）和检测手段。 3. 尺寸精度控制： 分析影响尺寸精度的各种因素，如材料的加工硬化、回弹、模具磨损、设备刚度等。介绍通过优化模具设计、工艺参数、热处理以及在线测量等方法来提高尺寸精度。 4. 内部组织与力学性能控制： 阐述塑性变形对金属内部晶粒组织、位错结构、应力状态的影响。介绍如何通过控制变形程度、变形温度、变形速率以及后续的热处理工艺，来获得满足要求的力学性能，如强度、塑性、韧性、疲劳性能等。 5. 检测与检验方法： 介绍常用的检测手段，包括： 无损检测： 目视检查、量具测量（卡尺、千分尺、高度尺）、光学显微镜、扫描电子显微镜（SEM）、超声波探伤、涡流探伤、X射线探伤。 损耗检测： 拉伸试验、弯曲试验、冲击试验、硬度试验、疲劳试验、金相分析。 重点介绍这些检测方法的原理、适用范围以及如何对检测结果进行判读和分析。 六、 结论与展望 本书对金属塑性成形技术的各个方面进行了深入的探讨，旨在为读者提供一个系统、全面的知识框架。未来的金属塑性成形技术将朝着更高精度、更高效能、更智能化、更环保化的方向发展。例如，数值模拟技术的广泛应用将极大地优化模具设计和工艺参数，减少试模次数，提高成功率；新型材料的开发和应用将带来新的成形挑战和机遇；自动化、机器人技术的集成将提升生产效率和工作安全性。本书的目的是抛砖引玉，鼓励读者在理解基础理论的基础上，不断探索和创新，为金属塑性成形技术的进步贡献力量。

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这本书的结构布局显然经过了深思熟虑，逻辑链条清晰流畅，将复杂的冲压修复知识系统化地组织了起来。我特别欣赏它对于工具钢材选择与热处理工艺的关联性分析。在很多场合，我们只是机械地遵从材料清单，但这本书却深入挖掘了不同热处理规范对工具寿命的实质性影响，甚至探讨了不同供应商的同牌号钢材在实际使用中的细微差异。这种追根溯源的探究精神，使得读者在面对材料失效时，能做出更具针对性的判断，而不是盲目地更换模具钢材。此外，书中对磨损类型（如粘着磨损、磨粒磨损）的分类及其对应的修复策略，非常具有操作性。它不是提供一个通用的修复方案，而是基于失效机理提供定制化的解决方案，这对于提高维修效率和延长模具寿命具有直接的指导意义。

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翻阅此书，最直观的感受是其对“细节决定成败”的极致体现。在模具的制造精度和公差控制方面，作者的论述极为详尽且不留情面。书中列举了大量因微小间隙或表面粗糙度不达标而导致的批量性质量问题，这些都是在日常检验中容易被忽略的“隐形杀手”。它教导的不仅仅是如何“做”模具，更是如何“审视”模具。例如，对于冲孔和落料的闭合间隙分析，书中提供的经验数据与理论计算的对比分析，非常具有说服力。读完后，我立刻对照我们车间的几套模具，发现确实在某些参数上存在可优化的空间。这本书的价值在于，它迫使读者走出舒适区，去关注那些通常被认为是理所当然的参数，从而系统性地提升最终制件的成品率和一致性。这种对“零缺陷”的不懈追求，是这本书最令人敬佩的精神内核。

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这本关于冲压模具的著作，从宏观的理论构建到微观的实际操作，展现了一种非常扎实且系统的知识体系。它不像一些技术手册那样仅仅罗列公式和步骤，而是深入剖析了冲压过程中材料行为的内在逻辑。书中对于不同类型冲压件成形难点的分析尤其独到，作者似乎对模具设计者在实际工作中遇到的各种“老大难”问题有着深刻的共情。举例来说，在分析拉伸回弹问题时，它不仅仅停留在计算补偿量上，而是将模具结构、润滑剂选择乃至冲压速度的影响都纳入了考量，构建了一个多维度的分析框架。阅读过程中，我发现自己对过去一些模糊不清的经验判断，现在都有了更清晰的理论支撑。特别是对于复杂曲面零件的分析部分，提供了许多启发性的思路，让人感觉作者真正是将自己多年积累的实践智慧倾注其中，而非简单的知识搬运。对于初入此行的新手来说，这本书是绝佳的入门砖；而对于经验丰富的工程师而言，它无疑是一面镜子，能帮助我们重新审视并优化现有的设计和维护流程。

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这本书的语言风格是那种沉稳、务实到近乎冷峻的专业表达，没有丝毫的浮夸或多余的修饰词，完全是为了技术内容的有效传达服务。对于工具的几何形状保持性研究，书中展示的分析方法令人印象深刻，特别是涉及到动态应力分布的模拟与验证部分，展现了作者跨越传统经验主义的科学态度。我个人认为，这本书最大的贡献在于它打破了“经验至上”的传统观念，提供了一套更接近于工程科学的分析工具箱。它教会我们如何通过系统的测试和数据收集来验证或修正现有的操作规范。读完此书，我不仅学到了具体的修复技术，更重要的是，我学会了一种更严谨、更具批判性的工作方式，这对于任何一个致力于追求工艺卓越的工程师来说，都是一笔无价的财富。

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我必须承认，这本书的叙事节奏和专业深度让我感到既兴奋又略带挑战。它没有刻意去迎合初学者的接受习惯，而是直接切入了行业的核心痛点。尤其是在探讨模具疲劳失效和快速修复策略时，那种教科书式的严谨与现场急需高效解决问题的紧迫感被巧妙地结合在了一起。我特别欣赏其中关于“预防性维护”章节的论述，它强调的不是事后的补救，而是如何通过精细的日常管理，将潜在的隐患扼杀在萌芽状态。书中对一些非常规修复手段的案例剖析，简直就像是听一位老匠人讲述他如何用智慧和经验化解了一次次危机。这些案例的描述极富画面感，让我仿佛身临其境地感受到了车间里的热度和压力。这种将理论知识与“野路子”的实战经验完美融合的写作手法，使得全书的实用性大大增强，远超出一本标准教材的范畴，更像是一本传授“武功秘籍”的宝典。

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