金属塑性成形手册(上)/胡正寰

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内容简介
《金属塑性成形手册(上)》是塑性成形专业科学、实用、先进的技术工具书，内容包括锻造成形、板料冲压成形、板型管轧制成形、零件轧制成形、特种锻造成形、板管特种成形、型材挤压成形、塑性成形CAD/CAM和塑性成形质量控制与检测等。《金属塑性成形手册(上)》以材料的塑性成形工艺为主，以工模具设计及关键设备的应用为辅；以目前生产中普遍使用的锻造与冲压工艺及主要的模具设计方法为基础，向塑性成形新工艺、新模具及新设备延伸。《金属塑性成形手册(上)》全面系统地反映了我国塑性成形技术的发展及取得的成就和经验，介绍了国内外先进技术，反映了当代材料锻造与冲压技术水平。
《金属塑性成形手册(上)》可供制造业和材料工程中从事锻造、冲压的技术人员参考查阅。
编辑推荐
《金属塑性成形手册(上)》包括锻造成形、板料冲压成形、板型管轧制成形、零件轧制成形、特种锻造成形、板管特种成形、型材挤压成形、塑性成形CAD／CAM和塑性成形质量控制与检测等内容。
全面系统地反映金属塑性成形技术的发展及取得的成就和经验，是我国迄今为止覆盖面最宽、内容最新的材料塑性成形专业工具书。
可供从事制造业和材料工程的工程技术人员使用，也可以供研发人员、管理人员和高等院校相关专业师生参考。
作者简介
胡正寰，院士，一中国工程院院士，北京科技大学教授，国家零件轧制研究推广中心主任。
夏巨谌，教授，华中科技大学教授，GM中国科技成就一等奖获得者。
目录
第1篇 概论
1 材料塑性成形的特点
2 材料塑性成形在国民经济中的地位和作用
3 中国塑性成形加工技术发展概况及成就
3．1 古代塑性成形加工技术概况
3．2 建国以来前30余年的发展概况及成就
3．3 改革开放20余年的发展概况及成就
4 中国锻压技术与国外先进锻压技术的比较
5 21世纪材料塑性成形的发展趋势
6 加入WTO后材料塑性成形发展的机遇与应对挑战的策略及措施
6．1 加入WTO后材料塑性成形发展的机遇
6．2 材料塑性成形面临的挑战
6．3 应对挑战的策略与措施
参考文献

第2篇 锻造成形
第1章 自由锻造工艺及其装备
1 自由锻造工艺
1．1 自由锻造的基本工序
1．2 自由锻工艺过程的制订
2 锻造原材料及其加热
2．1 钢锭与钢材
2．2 算料与下料
2．3 坯料加热及加热规范
3 大型锻件的锻造特点
3．1 大型锻件的生产特点
3．2 大型锻造的工艺特点
3．3 提高大型锻件质量的工艺措施
4 合金钢的锻造特点
4．1 高合金钢的锻造特点
4．2 莱氏体高合金工具钢的锻造
4．3 不锈钢的锻造
4．4 高温合金的锻造
5 有色金属及合金的锻造特点
5．1 铝合金锻造
5．2 镁合金锻造
5．3 铜合金锻造
5．4 钛合金锻造
6 锻件锻后的冷却和热处理
6．1 锻件的冷却
6．2 锻件的热处理
7 锻造工具的特点和应用
7．1 锻造工具的分类
7．2 锻造工装选用及设计原则
8 锻造设备的选用
8．1 选择主要锻压设备的原则
8．2 自由锻锤吨位的概略估算
8．3 自由锻造水压机的选定
9 自由锻造工艺举例
9．1 齿轮锻造工艺规程的制订
9．2 600MW汽轮机转子锻造工艺规程

第2章 胎模锻
1 胎模锻造特点及应用
1．1 胎模锻造特点
1．2 胎模锻的应用
2 胎膜锻件分类及胎模锻件图设计
2．1 胎模锻件分类
2．2 胎模锻件图的设计
3 胎模锻工艺
3．1 镦粗
3．2 拔长
3．3 摔形
3．4 扣形
3．5 冲孔与扩孔
3．6 弯曲
3．7 翻边
3．8 劈又
3．9 挤压
3．10 焖形
3．11 冲切
4 胎模设计
4．1 制坯整形模
4．2 成形模
4．3 切边冲孔模
5 胎模锻设备的选用
5．1 设备能力的选择要点
5．2 设备吨位的计算
6 自由锻锤固定胎模锻造的特点
7 胎模锻实例

第3章 锤类设备上模锻
1 模锻锤上模锻特点及应用范围
2 锻件分类及模锻工步选择
3 模锻锤上模锻工艺规程的制订
3．1 锻件图的设计
3．2 选择模锻工艺
3．3 确定模锻锤吨位
3．4 坯料计算
4 终锻模膛设计
4．1 热锻件图的确定
4．2 飞边槽的确定
4．3 终锻模膛的绘制及尺寸标注
5 预锻模膛的设计
5．1 预锻模膛的采用原则
5．2 采用预锻模膛带来的不利因素
5．3 预锻模膛的设计原则
5．4 预锻模膛的尺寸标注
6 钳口
6．1 钳口的作用
6．2 钳口尺寸的确定
7 拔长模膛
7．1 拔长模膛的作用与型式
7．2 拔长模膛的结构
7．3 拔长模尺寸的确定
7．4 拔长平台的设计
8 滚压模膛设计
8．1 滚压模膛的作用与型式
8．2 滚压模膛的尺寸确定
9 压肩模膛设计
9．1 压肩模膛的型式
9．2 压肩模膛的尺寸设计
10 弯曲模膛
10．1 弯曲模膛纵向截面设计
10．2 弯曲模膛横截面形状的设计
10．3 坯料的定位
10．4 弯曲模膛宽度
10．5 弯曲模膛高度方向的位置
11 切断模膛
12 镦粗台与压扁台
12．1 镦粗台的作用与尺寸设计
12．2 镦粗台在模块上的位置
12．3 压扁台
13 锻模结构
13．1 模膛的排列
13．2 错移力的平衡与锁扣设计
13．3 模膛的壁厚
13．4 锻模承击面
14 模块尺寸的确定
15 锻模的一般要素
16 锻模的加工精度及粗糙度要求
17 锻模材料及热处理
18 典型锻件锤模锻示例
19 高速锤上闭式模锻
19．1 高速锤闭式模锻的特点及模锻工艺制定
19．2 高速锤模锻的典型锻件及其基本工艺参数：
19．3 模具设计和制造特点
19．4 一些典型锻件的高速闭式模锻工艺

第4章 螺旋压力机上模锻
1 螺旋压力机模锻特点及应用范围
1．1 螺旋压力机模锻的特点
1．2 应用范围
2 锻件分类和锻件图设计
3 模锻工步的选择
4 开式锻模设计
4．1 飞边槽
4．2 模膛布置
4．3 模壁厚度的确定
5 闭式锻模设计
5．1 凸、凹模间隙的确定
5．2 凸模尺寸的确定
6 成组锻模的设计
7 锻模结构设计
8 螺旋压力机
8．1 螺旋压力机的种类及其性能特点
8．2 螺旋压力机的主要技术参数及吨位选择
9 实例

第5章 热模锻压力机上模锻
1 模锻特点与应用
1．1 模锻特点
1．2 应用范围
2 锻件分类与锻件图设计特点
2．1 锻件分类
2．2 锻件图设计特点
3 变形工步及工步图设计
3．1 变形工步
3．2 工步图设计
4 坯料选择
4．1 计算坯料体积V
4．2 计算坯料尺寸
4．3 坯料选定
5 模锻力计算及吨位的确定
5．1 开式模锻算力公式之一
5．2 开式模锻算力公式之二
5．3 挤压力
5．4 设备选择
6 锻模模架结构型式
6．1 模架的型式
6．2 模架结构
7 锻模结构与模膛设计
7．1 锻模结构
7．2 模膛设计
8 实例
8．1 转向节模锻
8．2 轮毂模锻
8．3 曲轴模锻

第6章 平锻机上模锻
1 模锻特点及应用范围
1．1 平锻机模锻过程
1．2 主要锻造工序和应用范围
1．3 平锻机的模锻特点
2 平锻件分类及其工艺特点
3 锻件图的绘制
3．1 确定分模面形式和位置
3．2 锻件的机械加工余量和公差
3．3 模锻斜度和圆角半径
3．4 锻件技术条件
4 镦锻力计算和平锻机规格选择
4．1 镦锻力的计算公式
4．2 平锻机的规格选择
4．3 举例
5 镦粗(聚集)规则
5．1 自由聚集规则
5．2 凹模内聚集规则
5．3 锥形模膛聚集规则
5．4 管料镦粗(聚集)规则
6 平锻工步设计
6．1 坯料直径选择及其长度确定
6．2 终锻工步设计
6．3 预锻工步设计
6．4 聚集工步设计
6．5 管料的聚集工步设计
7 平锻模结构
7．1 模具的总体结构
7．2 凸模夹持器的设计
7．3 凹模体
8 平锻模膛和凸模、凹模镶块
8．1 终锻凹模和凸模
8．2 预锻凸模和凹模
8．3 聚集凸模和凹模
8．4 夹紧模膛设计
8．5 卡细模膛设计
8．6 扩径模膛设计
8．7 穿孔凹模和凸模
8．8 切边模膛设计
8．9 切断模膛设计
8．10 管料聚集凹模和凸模
9 典型锻件的工艺及其模具设计
9．1 一般设计程序
9．2 转向摇臂轴平锻工艺及模具设计
9．3 轮毂轴管锻件平锻工艺及模具设计
10 平锻机热挤压工艺及模具设计
10．1 水平分模平锻机挤压工艺分析
10．2 挤压模结构及工作部分主要尺寸
10．3 热挤压举例

第7章 闭式模锻
1 闭式模锻的特点及应用
1．1 闭式模锻的特点
1．2 闭式模锻的应用
2 闭式模锻件的分类及表示锻件复杂程度的参数
2．1 锻件的分类
2．2 表示锻件复杂程度的参数
3 闭式模锻变形过程分析
3．1 镦粗式闭式模锻的变形过程
3．2 镦粗压人式闭式模锻变形过程
3．3 侧向挤压模锻
4 闭式模锻变形力的计算
4．1 影响闭式模锻力的主要因素
4．2 闭式模锻力的计算
5 闭式模锻工艺的制订
5．1 锻件的工艺性分析
5．2 锻件图的制订
5．3 模锻工序及锻坯的设计
5．4 主要的辅助工序及特点
6 闭式锻模设计
6．1 模具的类型
6．2 分流降压腔的设计
6．3 可分凹模模具设计要点及设计方法与步骤
7 闭式模锻设备
7．1 双动热模锻压力机
7．2 中小件专用多向闭式模锻压力机
8 闭式模锻实例
8．1 模锻锤上整体凹模闭式模锻
8．2 螺旋压力机上整体凹模闭式模锻
8．3 螺旋压力机上可分凹模模锻
8．4 热模锻压力机上闭式模锻
8．5 曲柄压力机用可分凹模模具设计及实例
8．6 双动压力机可分凹模模锻
8．7 高速锤闭式模锻

第8章 多向模锻
1 多向模锻的特点及应用范围
1．1 多向模锻的特点
1．2 多向模锻工艺的适用范围
2 多向模锻工艺及金属流动分析
2．1 多向模锻工艺
2．2 多向模锻中的金属流动分析
3 多向模锻力的计算
4 多向模锻件图设计
5 多向模锻模具设计
5．1 模具设计要点
5．2 模具结构设计
6 多向模锻压力机
7 多向模锻实例

第9章 精密模锻
1 精密模锻工艺的特点及应用
1．1 精密模锻工艺的特点
1．2 精密模锻工艺的应甩
2 影响精密模锻件尺寸精度的主要因素
2．1 坯料体积的波动
2．2 模膛的尺寸精度和磨损
2．3 模具温度和锻件温度的波动
2．4 零件结构的工艺性
2．5 模具和锻件的弹性变形
2．6 锻件高度尺寸的变化同各种影响因素的关系
3 各类锻件的精密模锻工艺方案分析
3．1 齿轮类锻件
3．2 带有薄肋的锻件
3．3 带工字形断面复杂长轴类锻件
3．4 形状复杂的锻件
4 精密模锻模具设计特点
4．1 精密模锻模膛与精密模锻件的设计
4．2 模膛尺寸计算
4．3 模膛的尺寸公差和表面粗糙度
4．4 有深凹穴且形状复杂的模膛的布置
4．5 模具的导向装置
4．6 模具的推出装置
5 实例
6 冷精密模锻的特点与应用
6．1 传统冷精密模锻工艺的特点与应用
6．2 冷精密模锻工艺的新进展
7 温精密模锻的特点与应用
7．1 温锻时加热温度与尺寸精度的关系
7．2 温精密模锻的应用实例
8 多工序温冷复合精密模锻的特点及应用
9 多层杯筒形零件流动控制成形v
10 闭式冷精密模锻模具及设备
10．1 闭式冷精密模锻模具
10．2 闭式冷精密模锻设备
参考文献

第3篇 板料冲压成形
第1章 冲压成形工艺基础
1 冲压成形工艺分类
2 冲压成形用原材料
2．1 冲压常用板料规格与力学性能
2．2 板料的冲压性能
2．3 常用板料的冲压性能
2．4 冲压用新材料及其性能

第2章 冲裁
1 冲裁机理
1．1 冲裁变形过程
1．2 冲裁力．行程曲线
1．3 变形区受力状况和应力状态
1．4 冲裁件断面特征
2 冲裁件的工艺性
2．1 冲裁件结构工艺性
2．2 冲裁件的精度与表面粗糙度和毛刺高度
3 冲裁间隙
3．1 间隙对冲裁过程的影响
3．2 冲裁间隙分类
3．3 确定冲裁间隙的方法
3．4 常用间隙表
4 冲裁凸、凹模工作部分尺寸设计
4．1 凸、凹模尺寸计算原则
4．2 凸、凹模分开加工时其尺寸与公差的确定
4．3 凸、凹模配合加工时其尺寸与公差的确定
4．4 数控线切割编程时凸、凹模尺寸的确定
5 冲裁力的计算
5．1 冲裁力的计算方法
5．2 减小冲裁力的方法
5．3 卸料力、推件力和顶件力计算
6 材料利用率
6．1 排样及材料的利用率
6．2 搭边
6．3 条料宽度及导尺间距离的确定
7 冲裁模分类及典型结构
7．1 落料模
7．2 冲孔模
7．3 切边模
7．4 剖切模、切口模
7．5 复合冲裁模典型结构
7．6 连续冲裁模典型结构
8 冲裁模主要零件的设计及标准的选用
8．1 凸模及其固定方法
8．2 凹模及其固定方法
8．3 模具定位零件及选用
8．4 卸料及出件装置
8．5 安装、夹持零件及标准模架的选择
9 提高冲裁件质量和精度的方法
10 精密冲裁
10．1 精冲机理
10．2 精冲力的计算
10．3 精冲件结构工艺性
10．4 精冲复合工艺
10．5 精冲件质量及影响因素
10．6 精冲材料及工艺润滑
10．7 精冲模具
10．8 精冲设备

第3章 弯曲
1 弯曲变形分析
1．1 弯曲变形过程和特点
1．2 弯曲变形时应力应变状态
2 弯曲件的工艺性
2．1 最小相对弯曲半径
2．2 材料的纤维方向
2．3 影响最小相对弯曲半径的因素
3 弯曲件展开尺寸计算
3．1 中性层位置
3．2 展开长度计算
4 弯曲件的回弹
4．1 回弹及影响回弹的因素
4．2 回弹值的确定
4．3 防止回弹的措施
5 弯曲模工作部分尺寸计算
5．1 凸、凹模的圆角半径
5．2 凹模的工作深度
5．3 凸、凹模的间隙_
5．4 凹模工作部分尺寸计算及制造公差的确定
6 弯曲力的计算
6．1 自由弯曲时的弯曲力
6．2 校正弯曲时的弯曲力
6．3 顶件力和压料力
6．4 弯曲设备选择
7 弯曲模结构设计
7．1 弯曲模设计要点
7．2 常见弯曲模结构介绍

第4章 拉深
1 拉深基本原理
1．1 圆筒形件的拉深过程
1．2 拉深时毛坯的应力应变状态
1．3 凸缘变形区的应力分析
1．4 拉深起皱及防皱措施
1．5 拉断与极限拉深系数
2 拉深件的工艺性
3 圆筒形件的拉深工序计算
3．1 修边余量的确定
3．2 毛坯尺寸计算
3．3 拉深系数和拉深次数
4 带凸缘圆筒形件的拉深
4．1 拉深特点
4．2 拉深系数
4．3 拉深方法
5 回转体阶梯形件的拉深
5．1 阶梯形件拉深次数的确定
5．2 阶梯形件拉深原财
6 盒形件拉深
6．1 盒形件的拉深特点
6．2 盒形件首次拉深成形极限
6．3 盒形件毛坯尺寸计算
6．4 盒形件的工艺计算
6．5 盒形件拉深工序计算的新方法
7 其他拉深方法
7．1 反拉深
7．2 带料连续拉深
7．3 变薄拉深
8 拉深力和拉深功的计算
8．1 拉深力的计算
8．2 压床吨位的选择
8．3 拉深功的计算
9 拉深模工作部分尺寸的确定
9．1 拉深凸凹模间隙确定
9．2 拉深凸凹模圆角半径
9．3 拉深凸凹模工作部分结构形状及尺寸
10 拉深过程中的辅助工序
10．1 润滑
10．2 热处理
10．3 酸洗
11 拉深件废品类型、产生原因及防止措施
12 拉深零件工序安排实例

第5章 成形
1 胀形与翻边
1．1 胀形
1．2 翻边
2 曲面零件成形
2．1 半球形件成形
2．2 抛物形件成形
2．3 锥形件成形
3 汽车覆盖件的冲压成形
3．1 汽车覆盖件材料
3．2 汽车覆盖件的成形特点及分类
……
第6章 冲压自动化与安全技术
第4篇 板型管轧制成形
第1章 板带轧制成形
第2章 型材轧制成形
第3章 管材轧制成形
序言
材料塑性成形加工行业是制造行业的主要组成部分，对国民经济的发展有重要作用。材料的锻造与冲压，是汽车、飞机、造船、军工、钢铁、电力工程、农机、家电、装备制造业等支柱产业，也是当代材料工程和先进制造技术的重要内容。中国已成为世界锻件和冲压件生产的第一大国，2004：年锻件与冲压件产量已达到2000多万吨。但同时也面临着对锻件与冲压件生产的技术水平、质量、能耗、环保等方面的严峻挑战。中国的锻造与冲压工业要向世界先进水平看齐，变“锻造大国”为“锻造强国”，这也是我国广大从事塑性成形技术与生产的工作者所面临的紧迫而艰巨的任务。本书的编写和出版，正好适应了这种形势发展的需要。
本书是我国迄今为止覆盖面最宽、内容最新的材料塑性成形专业工具书。内容包括概论、锻造成形、板料冲压成形、板型管轧制成形、零件轧制成形、特种锻造成形、板管特种成形，型材挤压成形、塑性成形CAD／CAM和塑性成形质量控制与检测等10篇约400万字。参加这部著作编写的胡正寰和夏巨谌统稿合成。参加的主要单位有北京科技大学、华中科技大学、长春一汽锻造有限公司、东风汽车公司锻造厂、湖北汽车集团公司、哈尔滨工业大学、吉林大学、西北工业大学、武汉理工大学、太原重机学院、南昌大学、南昌航空工业学院等。历时3年多完成编写工作。
文摘
插图：


（2）冲压工艺装备与技术方面的主要差距
我国冲压工艺装备与技术方面同国外先进水平的差距主要表现在如下三个方面：一是以轿车覆盖件为代表的大型薄板件冲压设备及机械化、自动化生产线装备；二是以电子接插件为代表的多工位精冲压力机，在设备方面主要是大型、精密、高效专用压力机及配套的机械手和机器人；三是冲压模具，可以说，冲压模具方面的差距更突出，其影响也更大。下面着重说明所存在的主要问题。
我国模具工业无论是在数量还是质量上，与工业发达国家还存在着很大的差距，模具商品化和标准化程度也比国际水平低。目前国内市场的满足率仅在70％左右，我国大部分模具是企业自产自用，真正作为商品流通的模具仅占1／3。所产模具基本上以中低档为主，一些大型、精密、复杂和长寿命的高档模具，在技术上无法与发达国家相比，生产能力也远远不能满足国民经济发展的需要。近几年，我国模具净进口量居世界首位，是世界上最大的模具进口国。
我国模具产品结构中，冲压模具约占50％，塑料模具约占34％，压铸模具约占6％，其他各类模具约占10％。我国主要模具生产能力集中在各产品厂的模具分厂（或车间）内，模具自产自销比例高达60％一70％，而国外70％以上是商品模具。即使是专业模具厂，我国也大多数是“大而全”、“小而全”，国外则大多是“小而专”、“小而精”。
国内外模具的质量水平、开发能力和经济效益仍有很大差距。发达国家一个模具职工平均创造产值15万一20万美元，我国只有4万一5万元人民币。国外企业大都有一定利润，而我国模具企业大多是微利甚至亏损。

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