1、 教育部-西门子产学合作专业综合改革项目系列教材 冲压工艺和级进模设计 李晓达 窦沙沙 倪骁骅 主 编 内 容 简 介 本书是教育部“西门子 2013 年产学合作专业综合改革项目”系列教材之一（教高司函2013101 号）。本书的编写是在传统的冲压工艺和级进模设计理论的基础上，融入信息化软件，即冲压模具三维设计工具Siemens NX PDW（Progressive Die Wizard）模块，实现了基础理论和先进设计工具的结合。教材使用者通过学习和实践，既可以掌握冲压工艺和级进模设计的基础理论知识，又可以利用 NX PDW 模块实现级进模的工艺设计、结构设计等。本书可作为高等院校机械类专业的
2、冲压工艺和模具设计课程教材，也可供相关工程技术人员学习。未经许可，不得以任何方式复制或抄袭本书之部分或全部内容。版权所有，侵权必究。图书在版编目（CIP）数据 冲压工艺和级进模设计/李晓达，窦沙沙，倪骁骅主编.北京：电子工业出版社，2015.8 教育部-西门子产学合作专业综合改革项目系列教材 ISBN 978-7-121-26577-8.冲 .李 窦 倪 .冲压生产工艺高等学校教材连续模设计高等学校教材 .TG38TG76 中国版本图书馆 CIP 数据核字（2015）第 154559 号 策划编辑：许存权 责任编辑：许存权 特约编辑：李 姣 印 刷：装 订：出版发行：电子工业出版社 北京市海淀
3、区万寿路 173 信箱 邮编 100036 开 本：7871 092 1/16 印张：17.5 字数：440 千字 版 次：2015 年 8 月第 1 版 印 次：2015 年 8 月第 1 次印刷 定 价：39.00 元 凡所购买电子工业出版社图书有缺损问题，请向购买书店调换。若书店售缺，请与本社发行部联系，联系及邮购电话：（010）88254888。质量投诉请发邮件至 ，盗版侵权举报请发邮件至 。服务热线：（010）88258888。Preface Siemens PLM Software has partnered with the Education Management Inform
4、ation Center of the Peoples Republic of China Ministry of Education(MOE)to support education in engineering technology and help provide the global manufacturing industry with a highly trained and heavily recruited workforce.This textbook cultivates innovative engineering technology talent and enhanc
5、es career competitive advantages for chinas university students.It supports the use of leading edge technology to give students a solid platform to become the excellent engineer in the 21st century,and the pioneer the development of digital and intelligent manufacturing throughout the country.This b
6、ook combines theory and practice through explanation and examples to enhance the readers basic knowledge and skills product lifecycle management(PLM).The curriculum integrates attributes and processes from Siemens PLM software,which is used by leading manufacturing companies around the globe to deve
7、lop some of the worlds most sophisticated products.This includes NX software for integrated computer-aided design,manufacturing and engineering simulation(CAD/CAM/CAE),Teamcenter software for digital lifecycle management software and Tecnomatix software for digital manufacturing.Strong instruction b
8、y top Chinese universities accelerates the development of certified industrial IT talent and boosts the application of computer-aided and digital technologies in the field of engineering.We are impressed with the innovative engineering design projects developed by students leveraging this textbook w
9、ith top notch classroom instruction.Leo Liang CEO and Managing Director Greater China Siemens PLM Software Dora Smith Global Director Academic Partner Program Siemens PLM Software 序 言 Siemens PLM Software 与教育部高等教育司合作，支持工科类教育事业，为全球制造业培养和提供大量训练有素的人才。本系列教材适用于创新型工程技术人才的培养，有助于提高大学生的职业竞争力，为学生成为21世纪优秀工程师、全
10、国的数字化和智能制造业发展先驱提供了一个领先的技术平台。本系列教材理论和实践相结合，通过详细的解析及案例分析，增强了读者掌握产品全生命周期（PLM）的基本知识和技能。本系列教材集成了Siemens PLM Software的操作及属性，该软件被全球制造业公司用于开发最复杂的产品，软件包括NX集成计算机辅助设计、制造和工程仿真（CAD/CAM/CAE）软件、Teamcenter产品全生命周期管理软件、Tecnomatix数字化制造软件。在其强有力的引导下，中国顶尖大学加速了工业认证IT人才的发展，提高了计算机辅助技术和数字化技术在工程领域的应用水平。我们深信，读者在本系列教材及顶级课堂教学的指引
11、下，便能掌握创新性工程设计项目的开发。梁乃明 首席执行官兼董事总经理 大中华区 Siemens PLM Software Dora Smith 全球总监 教育合作发展部 Siemens PLM Software 前 言 本书是教育部“西门子 2013 年产学合作专业综合改革项目”系列教材之一（教高司函2013101 号）。本书的编写面向冲压模具设计与制造学科的建设与发展，考查了应用型学生的实际情况，以学生就业所需的专业知识及运用先进软件工具为着眼点，力求提高学生的实际运用能力，以期达到学以致用的目的，使学生更好地适应社会的需求。板料冲压在机械、汽车、电子、航空、轻工业等各种领域都有广泛的应用。
12、由于采用冲压模具进行冲压加工，生产效率高、精度高、生产成本低、操作简单，很适合大批量生产，所以模具工业在制造业中的地位越来越重要。多工位级进模是冲压模具的一种，是在单工序冲压模具的基础上发展起来的多工序集成模具，在一副模具中可以完成冲裁、弯曲、拉深、成形等多种冲压工序，是当代先进模具的代表。但多工位级进模的结构比较复杂，模具的设计、制造难度和精度要求高，周期长，在进行模具设计时要考虑的内容比较多，因此对模具设计人员的业务水平要求也更高。在本书编写时，改进了传统的课程体系，在冲压基础理论知识中融入冲压模具三维设计软件工具Siemens PLM Software 的核心产品之一NX中的 PDW（P
13、rogressive Die Wizard）模块，实现理论知识和设计工具相结合。NX PDW 模块是基于 NX 开发，并针对级进模开发设计的专业模块，它内嵌了大量的模具知识和模具行业的设计经验，提供了全流程的设计解决方案，它会一步步引导用户完成级进模设计的过程，极大地缩短了设计所需的时间，提高了效率。本书的使用者通过学习和实践既可以掌握冲压和级进模的基础理论知识，又可以利用 PDW 模块实现级进模的工艺设计、结构设计等。本书共分为 8 章，作者分工如下：第 1 章由吉林大学珠海学院的李晓达、占向辉，以及黑龙江八一农垦大学工程学院的代洪庆编写；第 2 章的理论部分由厦门大学嘉庚学院的曾斌编写，软
14、件部分由李晓达、占向辉编写；第 3 章由李晓达、曾斌编写；第 4 章的理论部分由曾斌编写，软件部分由盐城工学院的窦沙沙编写；第 5、7、8 章及第 6 章的软件部分由窦沙沙编写，第 6 章的理论部分由倪骁骅编写；吉林大学珠海学院机械与汽车工程系的 2011 级学生曾宪潮同学也在本书编写过程中做了大量工作。在本书的编写过程中，得到了西门子工业软件（上海）有限公司的技术支持和指导，西门子工业软件（上海）有限公司的技术专家刘升明、肖金财、方正老师对本书的编写进行了审校，在此由衷地表示感谢。Jim Rusk 产品工程软件高级副总裁 Siemens PLM Software 目 录 V 目 录 第 1
15、章 多工位级进模设计基础 1 1.1 理论知识1 1.1.1 概述1 1.1.2 冲裁工艺设计基础2 1.1.3 弯曲工艺设计基础10 1.1.4 拉深工艺设计基础18 1.1.5 其他成形工艺设计基础22 1.2 NX PDW 基础和零件预处理及 中间工步建立 27 1.2.1 NX PDW 概述27 1.2.2 零件预处理及中间工步 建立 28 1.3 案例分析33 1.3.1 案例 1-1：中间工步的 建立 33 1.3.2 案例 1-2：中间工步的 建立 38 本章习题65 第 2 章 多工位级进模条料的排样 66 2.1 理论知识66 2.1.1 排样的作用与重要性66 2.1.2
16、多工位级进模排样设计 原则 66 2.1.3 载体的分类与特点70 2.1.4 步距与定距定位方式73 2.1.5 排样图的画法与表示80 2.1.6 多工位级进模排样实例82 2.2 NX PDW 条料排样87 2.2.1 初始化项目87 2.2.2 毛坯的导入和布局90 2.2.3 废料设计 92 2.2.4 条料排样 95 2.3 案例分析99 2.3.1 案例 2-1：条料排样99 2.3.2 案例 2-2：条料排样104 本章习题114 第 3 章 多工位级进模冲压力与压力中 心计算116 3.1 理论知识116 3.1.1 冲压力计算116 3.1.2 冲模压力中心计算 121 3.2 NX PDW 冲压力计算 123 3.2.1 功能概述 123 3.2.2 使用方法 123 3.3 案例分析 124 3.3.1 案例 3-1：计算冲压力 124 3.3.2 案例 3-2：计算冲压力 128 本章习题 131 第 4 章 多工位级进模的模架及其导向 装置 132 4.1 理论知识 132 4.1.1 模架 132 4.1.2 模架的导向装置 133 4.2 NX PDW