墊片冷沖壓模具設(shè)計(jì)【落料沖孔倒裝復(fù)合?！俊菊f明書+CAD+UG】

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學(xué)生確認(rèn)簽名  答辯記錄 答辯 小組 姓名 專業(yè)技術(shù)職務(wù) 工作單位 答辯記錄： 綜合評分 分 項(xiàng) 評分說明 成 績 負(fù)責(zé)人簽名 論文審閱成績 （40分） 1、 任務(wù)的完成情況（20分） 2、 綜合運(yùn)用所學(xué)知識和技能的能力（10分） 3、 工作態(tài)度（10分） 指導(dǎo)教師： 論文評閱成績 （20分） 1、設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量（10分） 2、課題創(chuàng)新性等（10分） 評閱教師： 答辯成績 （40分） 1、 陳述論文（設(shè)計(jì)）的完整性（10分） 2、 回答問題的準(zhǔn)確性（30分） 答辯組長： 綜合成績 等級 答辯委員會(huì)意見 答辯 委員 會(huì) 姓名 專業(yè)技術(shù)職務(wù) 工作單位 孫蓓雄 研究員 無錫商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電技術(shù)學(xué)院 趙善慶 教授 無錫商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電技術(shù)學(xué)院 劉遠(yuǎn)祥 副教授 無錫商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電技術(shù)學(xué)院 王寶敏 副教授 無錫商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電技術(shù)學(xué)院 申小中 副教授 無錫商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電技術(shù)學(xué)院 意見： 答辯委員會(huì)主任：_____________________________ 日期： 年 月 日 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 墊片冷沖壓模具設(shè)計(jì) 學(xué) 姓 名 班 級 專 業(yè) 模具設(shè)計(jì)與制造 系 部 指導(dǎo)老師 完成時(shí)間 2016 年 10 月 22 日至 2016 年 12月 22 日 摘 要 隨著當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步，原有的商品已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人們的所需。然而在許多的物品中，在制造過程中不少都需要用到模具制造才能夠加工成為一個(gè)完整的商品。因此，模具的發(fā)展與人們的生活是密不可分的，我們利用模具生產(chǎn)加工各式各樣的零件,產(chǎn)品來滿足人們的生活需求，模具行業(yè)的發(fā)展讓我們的生活更加多姿多彩。此次我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)出一套模具來完成對大學(xué)生學(xué)習(xí)的總結(jié)。由于材料,特性不同，生產(chǎn)所用的設(shè)備也不同，模具也多種多樣，但廣泛應(yīng)用的有冷沖壓模,塑料模,玻璃成型模,鍛造模等，其中冷沖壓模，塑料模的應(yīng)用最為廣泛，其要求也相對較高。 隨著社會(huì)的發(fā)展，工業(yè)品質(zhì)也不斷提高，所以沖壓產(chǎn)品要求也越來越多，多品種，小批量，精密，大型，更新快等特點(diǎn)越來越明顯?，F(xiàn)在，沖壓模效率越來越高，精密度越來越高，壽命也更加長久。當(dāng)然，隨著計(jì)算機(jī)科技的發(fā)展進(jìn)步，模具行業(yè)也在不斷追求進(jìn)步，正由人工進(jìn)行設(shè)計(jì)，用機(jī)械進(jìn)行加工向計(jì)算機(jī)用來繪制圖形進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)，數(shù)控控制加工而轉(zhuǎn)變。 在此次畢業(yè)課程設(shè)計(jì)中使用了CAD,u g等畫圖軟件進(jìn)行零件和裝配圖形的繪制，使用了數(shù)控機(jī)床加工，電火花線切割等加工方式進(jìn)行裝配零件的加工，本次設(shè)計(jì)是一次對大學(xué)之中所學(xué)內(nèi)容的集中整理和全方位運(yùn)用。 在此次模具設(shè)計(jì)中，由題目的名稱可知，先對設(shè)計(jì)的沖壓件進(jìn)行零件分析，得出的結(jié)論為普通模具的精度就可以滿足需求。再從零件的形狀，尺寸，數(shù)量等情況選擇進(jìn)行加工的方案，得出使用沖孔落料倒裝復(fù)合模，設(shè)計(jì)主要介紹了工藝的計(jì)算，凹凸模的設(shè)計(jì)及其它各種裝置的設(shè)計(jì)等方面。 關(guān)鍵詞：冷沖模、CAD、u g、零件圖形、裝配圖 目錄 前言……………………………………………………………………1 第1章 沖裁工藝設(shè)計(jì)………………………………………………2 1.1 沖壓件的工藝分析……………………………………………2 1.2 沖壓方案的確定………………………………………………2 第2章 沖裁件的排樣和工藝計(jì)算…………………………………3 2.1 排樣方式………………………………………………………3 2.2 確定搭邊值……………………………………………………3 2.3 送料步距S和條料寬度B的計(jì)算……………………………3 2.4 計(jì)算材料利用率………………………………………………3 2.5 排樣圖…………………………………………………………3 2.6 沖壓力的相關(guān)計(jì)算……………………………………………3 2.7 壓力中心的計(jì)算………………………………………………4 第3章 刃口尺寸的計(jì)算………………………………………… 6 3.1 刃口尺寸的計(jì)算………………………………………………6 第4章 模具主要零件設(shè)計(jì)…………………………………………7 4.1 工作零件設(shè)計(jì)…………………………………………………7 4.2 設(shè)計(jì)卸料裝置…………………………………………………8 4.3 設(shè)計(jì)定位零件…………………………………………………9 4.4 設(shè)計(jì)固定板和墊板……………………………………………10 4.5 設(shè)計(jì)推件裝置…………………………………………………12 4.6 設(shè)備的選用……………………………………………………14 第5章 模具裝配圖…………………………………………………16 結(jié)束語…………………………………………………………………17 參考文獻(xiàn)………………………………………………………………18 前言 在工業(yè)巨輪的航行進(jìn)程中，模具是一種不可或缺的的工藝裝備，它在我們的生活用品，航空航天，航海遠(yuǎn)洋，軍需用品等方面發(fā)揮著必不可少的作用。模具制造可以提高工作的效率，節(jié)約材料，降低物品的成本，而且在質(zhì)量要求方面可以得到一定的保證，所以，在汽車,飛機(jī),船,玩具,儀器,電器和日常需求品等產(chǎn)品的部件中不少零件都采用模具制造加工。隨著工業(yè)科學(xué)技術(shù)的不斷提高，產(chǎn)品種類和數(shù)量的不斷增加，產(chǎn)品的更新?lián)Q代周期越來越短，并且對產(chǎn)品的品質(zhì),外觀,使用不斷有新的需求,所以對模具質(zhì)量的要求也不斷增高?，F(xiàn)代各行各業(yè)，都有模具的影子，如果模具設(shè)計(jì)與制造的行業(yè)水平落后或止步不前，就會(huì)造成產(chǎn)品品質(zhì)不過硬，必將影響其他行業(yè)產(chǎn)品的進(jìn)步與發(fā)展，從而影響到國家經(jīng)濟(jì)前進(jìn)的腳步。因此，模具設(shè)計(jì)與制造行業(yè)在現(xiàn)代工業(yè)中的地位是不可撼動(dòng)，無可厚非。 在正常溫度下，壓力機(jī)通過模具對所選材料進(jìn)行壓合，然后材料變形，或分離掉落，從而得到所需要的尺寸和性能的零件。因沖壓大多是在常規(guī)室溫下進(jìn)行加工，不需要進(jìn)行預(yù)熱，加熱，所以又叫做冷沖壓。目前國內(nèi)沖壓設(shè)備多為傳統(tǒng)的設(shè)備，主要由機(jī)械壓力機(jī)，液壓機(jī)等。沖壓所用的原材料多為金屬材料，主要有板料，管材，線材，帶料等，其中板料所用最多。相對機(jī)械加工而言，沖壓加工的材料利用率相對較高，耗能較少，成本比較低，生產(chǎn)效率遠(yuǎn)超機(jī)械加工，操作更加方便，所生產(chǎn)得產(chǎn)品尺寸精度更加符合標(biāo)準(zhǔn)，不易變形，并且可以加工出其他方法不易加工或加工不了的零件。所以在機(jī)械制造業(yè)，生活用品行業(yè)，運(yùn)輸業(yè)中得到大量的輔助應(yīng)用。據(jù)有關(guān)報(bào)表顯示，在儀器,儀表,汽車制造等行業(yè)中，66%~70%的零件是沖壓而成；在電子設(shè)備中，85%的零件是沖壓件；在全球，60%~74%鋼材質(zhì)的板料，是通過沖壓工序完成的。 第1章．沖裁工藝設(shè)計(jì) 1.1沖壓件的工藝分析 圖1零件 圖2 如圖2所示的墊片結(jié)構(gòu)比較簡單，圖形對稱，是由多個(gè)圓剪切形成，各個(gè)轉(zhuǎn)角的位置都有圓弧過渡，圓弧的尺寸為R1，零件的最窄寬度為13mm，當(dāng)材料所用的厚度是2mm的時(shí)候，經(jīng)過查表可知，復(fù)合凹凸模所能用最小的壁厚為5mm；圖中為標(biāo)注的尺寸公差全部按IT14級選取，所以該墊片精度要求不高；材料為20，材料厚度t=2mm，沖裁的工藝性相對較好。經(jīng)過多方面分析，該零件沖裁工藝性良好。 1.2沖壓方案的確定 該零件的制作過程運(yùn)用沖孔和落料兩個(gè)基本工序，因此可以分析出3種工藝方案。 方案一：先進(jìn)行落料，再?zèng)_孔，采用單工序模生產(chǎn)。 方案二：先進(jìn)行沖孔，再落料，運(yùn)用連續(xù)模的方式生產(chǎn)。 方案三：落料，沖孔一起完成，因?yàn)樗铔_裁零件的精度要求普通，所以采用倒裝復(fù)合模進(jìn)行加工。 一方案所用的模具結(jié)構(gòu)比較簡單，但是要用兩套模具才能完成該零件加工，生產(chǎn)的效率不高，另外兩道工序不進(jìn)行同時(shí)加工，定位不準(zhǔn)確，生產(chǎn)的產(chǎn)品精度不符要求。二方案只需要一套模具，生產(chǎn)效率不低，沖裁精度較好，模具結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，維修，制造耗時(shí)耗力。三方案也只用一副模具，效率較高，精度能夠達(dá)到要求，但需要模具結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜。用過三種方案的對比，根據(jù)實(shí)際情況需求，決定采用三方案進(jìn)行生產(chǎn)加工。 第2章．沖裁件的排樣與工藝計(jì)算 2.1排樣方式 從該沖裁件的結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和技術(shù)要求考慮，以提高材料的利用率為目的，決定采用有廢料斜排的排樣方法。 2.2確定搭邊值 由查表知：工間搭邊值，側(cè)搭邊值。 2.3送料步距S和條料寬度B的計(jì)算 =mm 零件在垂直送料方向最大值為48.7mm，△=0.6mm由查表而得，條料是由剪板方法得到。 2.4計(jì)算材料利用率 (1487-63.585)/(53.7x43.2)=61.4% 2.5排樣圖 圖3 圖4排樣圖 2.6沖壓力的相關(guān)計(jì)算 零件的模具結(jié)構(gòu)為：使用彈性卸料，沖孔產(chǎn)生的廢料向下推出。 2.6.1沖裁力 沖裁力由落料力和沖孔力組成， 落料力: （L=154.4mm查表知=350MPa） 沖孔力: （L=28.26mm查表知=350MPa） 沖裁力: 2.6.2卸料力 卸料力： （查表知） 2.6.3推件力 推件力： （，查表知 ，h是凹模直壁的高度） 2.6.4沖壓力 沖壓力： 2.7壓力中心的計(jì)算 圖5 在如圖所示的直角坐標(biāo)系xOy中將圖形分為,,, ,五段，沖壓件關(guān)于x軸對稱，所以。計(jì)算各段壓力中心，。 求得壓力中心坐標(biāo)為（-4.27,0） 第3章．刃口尺寸的計(jì)算 由圖樣知，沖壓件外形為落料，把凹模作為基準(zhǔn)，里面的孔是沖孔；把凸模作為基準(zhǔn)，因外形較復(fù)雜，所以用配做加工，其余板和凹凸模用電火花線切割加工。 由于圖中并未注明公差尺寸，按IT14級查表， 可知：，,9→,。 3.1刃口尺寸的計(jì)算 落料凹模和凹凸模都用配作加工，由于落料凹模刃口使用過多磨損后尺寸都有所增大，所以有關(guān)計(jì)算如下： 沖裁件尺寸 零件的工藝 尺寸 參考公式 凹模尺寸 備注 取x=0.5， R30 查表可知，，，凹凸模的外形刃口尺寸和凹模實(shí)際刃口尺寸進(jìn)行配合加工，保證間隙值為，沖孔凸凹模進(jìn)行單獨(dú)加工，不與凹凸模一起加工 可知，工藝尺寸為，工件精度取x=0.5 沖孔凸模尺寸： 沖孔凹模尺寸： 第4章．模具主要零件設(shè)計(jì) 4.1工作零件設(shè)計(jì) 4.1.1落料凹模設(shè)計(jì) 由經(jīng)驗(yàn)公式，由于需要安裝推件塊，所以??；凹模壁厚:，取。凹模外形尺寸為 圖6 圖7落料凹模 4.1.2沖孔凸模設(shè)計(jì) 沖孔凸模的結(jié)構(gòu)為階梯式，高度為50mm，該凸模與配做的固定板采用配合 圖8 圖9沖孔凸模 4.1.3凸凹模設(shè)計(jì) 凹凸模采用直通式結(jié)構(gòu)，使用線切割加工 圖10 圖11凹凸模 4.2設(shè)計(jì)卸料裝置 4.2.1設(shè)計(jì)卸料板 卸料板的形狀和凹模一樣，厚度為10mm，材料用45鋼，進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，硬度為HRC42~45,同凹凸模的單面間隙為0.15mm 圖12 圖13卸料板 4.2.2選擇卸料螺釘 卸料板上設(shè)計(jì)4個(gè)M8的卸料螺釘，螺釘擰緊后，卸料板應(yīng)比凹凸模端面高出左右。當(dāng)高度低于0.5mm，用薄墊片安裝在卸料板和螺釘之間進(jìn)行加高，以便符合要求。 4.2.3選擇卸料彈簧 通過計(jì)算沖壓模具的結(jié)構(gòu)和卸料力的大小，選用彈簧的數(shù)量n=6，經(jīng)過計(jì)算，每根彈簧卸料力為: 由預(yù)壓力，彈簧總壓縮量，查彈簧的特性曲線和規(guī)格，預(yù)選彈簧直徑D=40mm，彈簧鋼絲直徑d=6mm。 4.3設(shè)計(jì)定位零件 由于該零件送料使用的是條料，運(yùn)用如圖14所示的導(dǎo)料銷和擋料銷對條料的方向和送進(jìn)步距進(jìn)行控制。兩種銷的尺寸都是一樣的，并且都安裝在卸料板上，使用浮動(dòng)式進(jìn)行安裝 圖14 圖15導(dǎo)（擋）料銷 4.4設(shè)計(jì)固定板和墊板 4.4.1設(shè)計(jì)固定板 固定板材料用45鋼，表面進(jìn)行防銹處理，厚度為 圖16 圖17凹凸模固定板 圖18 圖19沖孔凸模固定板 4.4.2墊板設(shè)計(jì) 由于沖孔凸模和凹凸模端部的單位壓力較大，所以墊板材料也用45鋼 圖20 圖21上墊板 圖22 圖23下墊板 4.5設(shè)計(jì)推件裝置 4.5.1推板 推板材料用45鋼，結(jié)構(gòu)尺寸如下 圖24 圖25推板 4.5.2推桿 推桿材料45鋼，進(jìn)行熱處理HRC42~45 圖26推桿 4.5.3打桿 圖27打桿 4.5.4推料器 圖28 圖29推料器 4.6設(shè)備的選用 4.6.1該模具使用后側(cè)導(dǎo)柱模架，運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)模架 模架規(guī)格： 模架： GBT2861.3--90 上模座： GBT2855.5--90 下模座： GBT2855.6--90 導(dǎo)柱： GBT2861.1--90 導(dǎo)套： GBT2861.6--90 4.6.2壓力機(jī)的選用 經(jīng)過前文大量的計(jì)算可知，壓力機(jī)經(jīng)過篩選查找可選用J23-25型,該壓力機(jī)的最大的封閉高度為，設(shè)計(jì)的模具閉合高度為，小于選用的壓力機(jī)，所以J23-25可以使用。 第5章.模具裝配圖 圖31裝配圖 結(jié)束語 此次畢設(shè)計(jì)是大學(xué)生活的最后一節(jié)，是對三年大學(xué)學(xué)習(xí)生活所學(xué)知識的一次梳理，匯總。通過本次的設(shè)計(jì)使我們對模具設(shè)計(jì)有一個(gè)整體的了解。就我自己而言，通過這次的設(shè)計(jì)，學(xué)到了很多的知識，注意到了許多原來不曾注意到的細(xì)節(jié)，對模具設(shè)計(jì)與制造行業(yè)有了深刻的認(rèn)識，使平常學(xué)的理論變?yōu)榱藢?shí)踐，使我感受頗深。 1.任何模具設(shè)計(jì)不僅僅是畫圖就可以的，所有所學(xué)的基礎(chǔ)課，專業(yè)課都是所必須的。他們是模具設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，沒有它們，一張圖紙解決不了問題。由于平時(shí)所學(xué)不深，遺忘等，在本次的設(shè)計(jì)中多次都需要回到原來的課本，加深對相關(guān)知識的理解。 2.模具設(shè)計(jì)單單有理論是不夠的，以前的學(xué)習(xí)中，多數(shù)是純理論的學(xué)習(xí)，并沒有整體進(jìn)行過設(shè)計(jì)。從而使實(shí)踐理論脫節(jié)，把模具設(shè)計(jì)理解得過于簡單。在此次設(shè)計(jì)中，這種缺點(diǎn)暴露無遺，對設(shè)計(jì)造成了很大影響。設(shè)計(jì)要面向企業(yè)，面向市場，不是隨便設(shè)計(jì)。 3.設(shè)計(jì)要有實(shí)用性，安全性。在設(shè)計(jì)過程中，要從操作者的角度進(jìn)行思考，要方便，安全。另外，要進(jìn)行成本問題的考慮，在設(shè)計(jì)過程中盡量選用標(biāo)準(zhǔn)件。 4.電腦繪制是設(shè)計(jì)中必不可少的一部分，在設(shè)計(jì)中，由于零件的復(fù)雜性，特殊性，很多部件都需要使用軟件繪制。并且電腦繪制尺寸精確，方便快捷，對模具產(chǎn)業(yè)有不可或缺的作用。 5.在設(shè)計(jì)中要足夠認(rèn)真，態(tài)度決定一切。模具是種追求精確的產(chǎn)品，一個(gè)小的疏忽，可能就會(huì)造成設(shè)計(jì)的不成功。只有認(rèn)真，勤學(xué)，謙虛，好問，實(shí)事求是，才能設(shè)計(jì)出好的，完整的模具。 即將畢業(yè)的我們，在實(shí)習(xí)期間，可能會(huì)遇到各種各樣的問題。作為一個(gè)新的員工，很多我們并不是很清楚，這就需要我們我們平時(shí)所學(xué)的知識和積累的經(jīng)驗(yàn)去解決它。并且隨著科技的發(fā)展，一些質(zhì)量好的性能強(qiáng)的，效率高的，耗能少的，價(jià)格更加低的產(chǎn)品將越來越多。在這個(gè)時(shí)候，就會(huì)有老的產(chǎn)品淘汰。所以我們應(yīng)該樹立良好的設(shè)計(jì)思想觀，加強(qiáng)模具設(shè)計(jì)學(xué)的學(xué)習(xí)，增加自己的知識儲(chǔ)備量，以使自己達(dá)到社會(huì)的需求。 致謝：特別感謝在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)中給予本人幫助的老師和同學(xué)，同時(shí)感謝高老師對我畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)和審核。 參考文獻(xiàn) 翁其金.沖壓工藝與模具設(shè)計(jì).北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2003 湯酞?jiǎng)t.冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì).長沙：湖南大學(xué)出版社，2007 張大為.冷沖壓模具結(jié)構(gòu).武漢：華中科技大學(xué)出版社，2009 落百輝.沖壓模具技術(shù)問答.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007 曾霞文.沖壓工藝及模具設(shè)計(jì).北京：北京理工大學(xué)出版社，2011 李正峰.互換性與測量技術(shù).北京:科學(xué)出版社，2015 楊占堯.最新沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用手冊.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010 陳黎明，鄧遠(yuǎn)華.冷沖模設(shè)計(jì).北京：電子工業(yè)出版社，2013 23 沖壓成形與板材沖壓 1． 概述 通過模具使板材產(chǎn)生塑性變形而獲得成品零件的一次成形工藝方法叫做沖壓。由于沖壓通常在冷態(tài)下進(jìn)行，因此也稱為冷沖壓。只有當(dāng)板材厚度超過8~100mm時(shí)，才采用熱沖壓。沖壓加工的原材料一般為板材或帶材，故也稱板材沖壓。某些非金屬板材（如膠木板、云母片、石棉、皮革等）亦可采用沖壓成形工藝進(jìn)行加工。 沖壓廣泛應(yīng)用于金屬制品各行業(yè)中，尤其在汽車、儀表、軍工、家用電器等工業(yè)中占有極其重要的地位。沖壓成形需研究工藝設(shè)備和模具三類基本問題。 ? 板材沖壓具有下列特點(diǎn)： （1）．高的材料利用率。 （2）．可加工薄壁、形狀復(fù)雜的零件。 （3）．沖壓件在形狀和尺寸方面的互換性好。 （4）．能獲得質(zhì)量輕而強(qiáng)度高、剛性好的零件。 （5）．生產(chǎn)率高，操作簡單，容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。 沖壓模具制作成本高，因此適合大批量生產(chǎn)。對于小批量、多品種生產(chǎn)，常采用簡易沖模，同時(shí)引進(jìn)沖壓加工中心等新型設(shè)備，以滿足市場求新求變的需求。板材沖壓常用的金屬材料有低碳鋼、銅、鋁、鎂合金及高塑性的合金剛等。如前所述，材料形狀有板材和帶材。 沖壓生產(chǎn)設(shè)備有剪床和沖床。剪床是用來將板材剪切成具有一定寬度的條料，以供后續(xù)沖壓工序使用，沖床可用于剪切及成形。 2． 沖壓成形的特點(diǎn) 生產(chǎn)時(shí)間中所采用的沖壓成形工藝方法有很多，具有多種形式餓名稱，但塑性變形本質(zhì)是相同的。沖壓成形具有如下幾個(gè)非常突出的特點(diǎn)。 （1）．垂直于板面方向的單位面積上的壓力，其數(shù)值不大便足以在板面方向上使??板材產(chǎn)生塑性變形。由于垂直于板面方向上的單位面積上壓力的素質(zhì)遠(yuǎn)小于板面方向上的內(nèi)應(yīng)力，所以大多數(shù)的沖壓變形都可以近似地當(dāng)作平面應(yīng)力狀態(tài)來處理，使其變形力學(xué)的分析和工藝參數(shù)的計(jì)算大呢感工作都得到很大的簡化。 （2）．由于沖壓成形用的板材毛胚的相對厚度很小，在壓應(yīng)力作用下的抗失穩(wěn)能力也很差，所以在沒有抗失穩(wěn)裝置（如壓邊圈等）的條件下，很難在自由狀態(tài)下順利地完成沖壓成形過程。因此，以拉應(yīng)力作用為主的伸長類沖壓成形過程多于以壓應(yīng)力作用為主的壓縮類成形過程。 （3）．沖壓成形時(shí)，板材毛胚內(nèi)應(yīng)力的數(shù)值等于或小于材料的屈服應(yīng)力。在這一點(diǎn)上，沖壓成形與體積成形的差別很大。因此，在沖壓成形時(shí)變形區(qū)應(yīng)力狀態(tài)中的靜水壓力成分對成形極限與變形抗力的影響，已失去其在體積成形時(shí)的重要程度，有些情況下，甚至可以完全不予考慮，即使有必要考慮時(shí)，其處理方法也不相同。 （4）．在沖壓成形時(shí)，模具對板材毛胚作用力所形成的約束作用較輕，不像體積成形（如模鍛）是靠與制件形狀完全相同的型腔對毛胚進(jìn)行全面接觸而實(shí)現(xiàn)的強(qiáng)制成形。在沖壓成形中，大多數(shù)情況下，板材毛胚都有某種程度的自由度，常常是只有一個(gè)表面與模具接觸，甚至有時(shí)存在板材兩側(cè)表面都有于模具接觸的變形部分。在這種情況下，這部分毛胚的變形是靠模具對其相鄰部分施加的外力實(shí)現(xiàn)其控制作用的。例如，球面和錐面零件成形時(shí)的懸空部分和管胚端部的卷邊成形都屬這種情況。 ? ?由于沖壓成形具有上述一些在變形與力學(xué)方面的特點(diǎn)，致使沖壓技術(shù)也形成了一些與體積成形不同的特點(diǎn)。由于不需要在板材毛的表面施加很大的單位壓力即可使其成形，所以在沖壓技術(shù)中關(guān)于模具強(qiáng)度與剛度的研究并不十分重要，相反卻發(fā)展了學(xué)多簡易模具技術(shù)。 由于相同原因，也促使靠氣體或液體壓力成形的工藝方法得以發(fā)展。因沖壓成形時(shí)的平面應(yīng)力狀態(tài)或更為單純的應(yīng)變狀態(tài)（與體積成形相比），當(dāng)前對沖壓成形匯中毛胚的變形與 力能參數(shù)方面的研究較為深入，有條件運(yùn)用合理的科學(xué)方法進(jìn)行沖壓加工。借助于電子計(jì)算機(jī)與先進(jìn)的測試手段，在對板材性能與沖壓變形參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)測量與分析基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)沖壓過程智能化控制的研究工作也在開展。人們在對沖壓成形過程有離開較為深入的了解后，已經(jīng)認(rèn)識到?jīng)_壓成型與原材料有十分密切的關(guān)系。所以，對板材沖壓性能即成形性與形狀穩(wěn)定性的研究，目前已成為沖壓技術(shù)的一個(gè)重要內(nèi)容。對板材沖壓性能的研究工作不僅是沖壓技術(shù)發(fā)展的需要，而且也促進(jìn)了鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，為其提高板材的質(zhì)量提供了一個(gè)可靠的基礎(chǔ)與依據(jù)。 3．沖壓變形的分類 ? ?沖壓變形工藝可完成多種工序，其基本工序可分為分離工序和變形工序兩大類。分離工序是使胚料的一部分與另一部分相互分離的工藝方法，主要有落料、沖孔、切邊、剖切、修整等。其中又以沖孔、落料應(yīng)用最廣。變形工序是使胚料的一部分相對于另一部分產(chǎn)生位移而不破裂的工藝方法，主要有拉深、彎曲、局部成形、脹形、翻邊、縮徑、校形、旋壓等。 從本質(zhì)上看，沖壓成形就是毛胚的變形區(qū)在外力的作用下產(chǎn)生相應(yīng)的塑性變形，所以變形區(qū)內(nèi)的應(yīng)力狀態(tài)和變形特點(diǎn)景象的沖壓成形分類，可以把成形性質(zhì)相同的成形方法概括成同一個(gè)類型并進(jìn)行體系化的研究。 絕大多數(shù)沖壓成形時(shí)毛胚變形區(qū)均處于平面應(yīng)力狀態(tài)。通常認(rèn)為在板材表面上不受外力的作用，即使有外力作用，其數(shù)值也是較小的，所以可以認(rèn)為垂直于板面方向上的應(yīng)力為零，使板材毛胚產(chǎn)生塑性變形的是作用于板面方向上相互的兩個(gè)主應(yīng)力。由于板厚較小，通常都近似地認(rèn)為這兩個(gè)主應(yīng)力在厚度方向上是均勻分布的?；谶@樣的分析，可以把各種形式?jīng)_壓成型中的毛陪變形區(qū)的受力狀態(tài)與變形特點(diǎn)，在平面應(yīng)力的應(yīng)力坐標(biāo)系中與相應(yīng)的兩向應(yīng)變坐標(biāo)系中以應(yīng)力與應(yīng)變坐標(biāo)決定的位置來表示。 4.沖壓用原材料 ? ?沖壓加工用原材料有很多種，它們的性能也有很大的差別，所以必須根據(jù)原材料的性能與特點(diǎn)，采用不同的沖壓成形方法、工藝參數(shù)和模具結(jié)構(gòu)，才能達(dá)到?jīng)_壓加工的目的。由于人們對沖壓成形過程板材毛胚的變形行為有了較為深入的認(rèn)識，已經(jīng)相當(dāng)清楚的建立了由原材料的化學(xué)成分、組織等因素所決定的材料性能與沖壓成形之間的關(guān)系，這就使原材料生產(chǎn)部門不但按照沖壓件的工作條件與使用要求進(jìn)行原材料的設(shè)計(jì)工作，而且也根據(jù)沖壓件加工過程對板材性能的要求進(jìn)行新型材料的開發(fā)工作，這是沖壓技術(shù)在原材料研究方面的一個(gè)重要方向。對沖壓用原材料沖壓性能方面的研究工作有 （1）原材料沖壓性能的含義。 （2）判斷原材料沖壓性能的科學(xué)方法，確定可以確切反映材料沖壓性能的參數(shù)，建立沖壓性能的參數(shù)與實(shí)際沖壓成形間的關(guān)系，以及沖壓性能參數(shù)的測試方法等。 （3）建立原材料的化學(xué)成分、組織和制造過程與沖壓性能之間的關(guān)系。沖壓用原材料主要是各種金屬與非金屬板材。金屬板材包括各種黑色技術(shù)和有色金屬板材。雖然在沖壓生產(chǎn)中所用金屬板材的種類很多，但最多的原材料蛀牙是鋼板、不銹鋼板、鋁合金板及各種復(fù)合金屬板。 5．板材沖壓性能及其鑒定方法 ? ? 板材是指對沖壓加工的適應(yīng)能力。對板材沖壓性能的研究具有飛行重要的意義。為了能夠運(yùn)用最科學(xué)與最經(jīng)濟(jì)合理的沖壓工藝過程與工藝參數(shù)制造出沖壓零件，必須對作為加工對象的板材的性能具有十分清楚的了解，這樣才有可能充分地利用板材在加工方面的潛在能力。另一方面，為了能夠依據(jù)沖壓件的形狀與尺寸特點(diǎn)及其所需的成形工藝等基本因素，正確、合理地選用板材，也必須對板材的沖壓性能有一個(gè)科學(xué)的認(rèn)識與正確的判斷。評定板材沖壓性能的方法有直接試驗(yàn)法與間接試驗(yàn)法。 ? ?實(shí)物沖壓試驗(yàn)是最直接的板材沖壓性能的評定方法。利用實(shí)際生產(chǎn)設(shè)備與模具，在與生產(chǎn)完全相同的條件下進(jìn)行實(shí)際沖壓零件的性能評定，當(dāng)然能夠的最可靠的結(jié)果。但是，這種評定方法不具有普遍意義，不能作為行業(yè)之間的通用標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行信息的交流。 ? ?模擬試驗(yàn)是把生產(chǎn)中實(shí)際存在的沖壓成形方法進(jìn)行歸納與簡單化處理，消除許多過于復(fù)雜的因素，利用軸對稱的簡化了的成形方法，在保證試驗(yàn)中板材的變形性質(zhì)與應(yīng)力狀態(tài)都與實(shí)際沖壓成形相同的條件下進(jìn)行的沖壓性能的評定工作。為了保證模擬試驗(yàn)結(jié)果的可靠性與通用性，規(guī)定了私分具體的關(guān)于試驗(yàn)用工具的幾何形狀與尺寸、毛胚的尺寸、試驗(yàn)條件（沖壓速度、潤滑方法、壓邊力等）。 ? ?間接試驗(yàn)法也叫做基礎(chǔ)試驗(yàn)法。間接試驗(yàn)法的特點(diǎn)是：在對板材在塑性變形過程中所表現(xiàn)出的基本性質(zhì)與規(guī)律進(jìn)行分析與研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步把它和具體的沖壓成形中板材的塑性變形參數(shù)聯(lián)系起來，建立間接試驗(yàn)結(jié)果（間接試驗(yàn)值）與具體的沖壓成形性能（工藝參數(shù)）之間的相關(guān)性。由于間接試驗(yàn)時(shí)所用試件的形狀與尺寸以及加載的方式等都不同于具體的沖壓成形過程，所以它的變形性質(zhì)和應(yīng)力狀態(tài)也不同于沖壓變形。因此間接試驗(yàn)所得的結(jié)果（試驗(yàn)值）并不是沖壓成形的工藝參數(shù)，而是可以用來表示板材沖壓性能的基礎(chǔ)性參數(shù)。 Characteristics and Sheet Metal Forming 1． The article overview Stamping is a kind of plastic forming process in which a part is produced by means of the plastic forming the material under the action of a die. Stamping is usually carried out under cold state, so it is also called stamping. Heat stamping is used only when the blank thickness is greater than 8~100mm. The blank material for stamping is usually in the form of sheet or strip, and therefore it is also called sheet metal forming. Some non-metal sheets (such as plywood, mica sheet, asbestos, leather)can also be formed by stamping. ?? Stamping is widely used in various fields of the metalworking industry, and it plays a crucial role in the industries for manufacturing automobiles, instruments, military parts and household electrical appliances, etc. ? ?The process, equipment and die are the three foundational problems that needed to be studied in stamping. ? ?The characteristics of the sheet metal forming are as follows: (1)? ? High material utilization (2)? ? Capacity to produce thin-walled parts of complex shape. (3)? ? Good interchangeability between stamping parts due to precision in shape?? and dimension. (4)? ? Parts with lightweight, high-strength and fine rigidity can be obtained. (5)? ? High productivity, easy to operate and to realize mechanization and? ? automatization. ? ? The manufacture of the stamping die is costly, and therefore it only fits to mass production. For the manufacture of products in small batch and rich variety, the simple stamping die and the new equipment such as a stamping machining center, are usually adopted to meet the market demands. The materials for sheet metal stamping include mild steel, copper, aluminum, magnesium alloy and high-plasticity alloy-steel, etc.?? Stamping equipment includes plate shear punching press. The former shears plate into strips with a definite width, which would be pressed later. The later can be used both in shearing and forming. 2．Characteristics of stamping forming There are various processes of stamping forming with different working patterns and names. But these processes are similar to each other in plastic deformation. There are following conspicuous characteristics in stamping: （1）．The force per unit area perpendicular to the blank surface is not large but is enough to cause the material plastic deformation. It is much less than the inner stresses on the plate plane directions. In most cases stamping forming can be treated approximately as that of the plane stress state to simplify vastly the theoretical analysis and the calculation of the process parameters. （2）．Due to the small relative thickness, the anti-instability capability of the blank is weak under compressive stress. As a result, the stamping process is difficult to proceed successfully without using the anti-instability device (such as blank holder). Therefore the varieties of the stamping processes dominated by tensile stress are more than dominated by compressive stress. （3）．During stamping forming, the inner stress of the blank is equal to or sometimes less than the yield stress of the material. In this point, the stamping is different from the bulk forming. During stamping forming, the influence of the hydrostatic pressure of the stress state in the deformation zone to the forming limit and the deformation resistance is not so important as to the bulk forming. In some circumstances, such influence may be neglected. Even in the case when this influence should be considered, the treating method is also different from that of bulk forming. （4）．In stamping forming, the restrain action of the die to the blank is not severs as in the case of the bulk forming (such as die forging). In bulk forming, the constraint forming is proceeded by the die with exactly the same shape of the part. Whereas in stamping, in most cases, the blank has a certain degree of freedom, only one surface of the blank contacts with the die. In some extra cases, such as the forming of the blank on the deforming zone contact with the die. The deformation in these regions are caused and controlled by the die applying an external force to its adjacent area. Due to the characteristics of stamping deformation and mechanics mentioned above, the stamping technique is different form the bulk metal forming: The importance or the strength and rigidity of the die in stamping forming is less than that in bulk forming because the blank can be formed without applying large pressure per unit area on its surface. Instead, the techniques of the simple die and the pneumatic and hydraulic forming are developed. Due to the plane stress or simple strain state in comparison with bulk forming, more research on deformation or force and power parameters has been done. Stamping forming can be performed by more reasonable scientific methods. Based on the real time measurement and analysis on the sheet metal properties and stamping parameters, by means of computer and some modern testing apparatus, research on the intellectualized control of stamping process is also in proceeding. It is shown that there is a close relationship between stamping forming and raw material. The research on the properties of the stamping forming, that is, forming ability and shape stability, has become a key point in stamping technology development, but also enhances the manufacturing technique of iron and steel industry, and provides a reliable foundation for increasing sheet metal quality. 3．Categories of stamping forming ? ? Many deformation processes can be done by stamping, the basic processes of the stamping can be divided into two kinds: cutting and forming.Cutting is a shearing process that one part of the blank is cut from the other. It mainly includes blanking, punching, trimming, parting and shaving, where punching and blanking are the most widely used. Forming is a process that one part of the blank has some displacement from the other. It mainly includes deep drawing, bending, local forming, bulging, flanging, necking, sizing and spinning. In substance, stamping forming is such that the plastic deformation occurs in the deformation zone of the stamping blank caused by the external force. The stress state and deformation characteristic of the deformation zone are the basic factors to decide the properties of the stamping forming. Based on the stress state and deformation characteristics of the deformation zone, the forming methods can be divided into several categories with the same forming properties and be studied systematically. ??The deformation zone in almost all types of stamping forming is in the plane stress state. Usually there is no force or only small force applied on the blank surface. When is assumed that the stress perpendicular to the blank surface equals to zero, two principal stresses perpendicular to each other and act on the blank surface produce the plastic deformation of the material. Due to the small thickness of the blank, it is assumed approximately the two principal stresses distribute uniformly along the thickness direction. Based on this analysis, the stress state and the deformation characteristics of the deformation zone in all kinds of stamping forming can be denoted by the points in the coordinates of the plane principal stresses and the coordinates of the corresponding plane principal strains. 4．Raw materials for stamping forming There are a lot of raw materials used in stamping forming, and the properties of these materials may have large difference. The stamping forming can be succeeded only by determining the stamping method, the forming parameters and the die structures according to the properties and characteristics of the raw materials. The deformation of the blank during stamping forming has been investigated quite thoroughly. The relationships between the material properties decided by the chemistry component and structure of the material and the stamping forming has been established clearly. Not only the proper material can be selected based on the working condition and usage demand, but also the new material can be developed according to the demands of the blank properties during processing the stamping part. This is an important domain in stamping forming research. The research on the material properties for stamping forming is as follows: （1）．Definition of the stamping property of the material. （2）．Method to judge the stamping property of the material, find parameters to express the definitely material property of the stamping forming, establish the relationship between the property parameters and the practical stamping forming, and investigate the testing methods of the property parameters. （3）．Establish the relationship among the chemical component, structure, manufacturing process and stamping property. ?? The raw materials for stamping forming mainly include various metals and nonmetal plate. Sheet metal includes both ferrous and nonferrous metals. Although a lot of sheet metals are used in stamping forming, the most widely used materials are steel, stainless steel, aluminum alloy and various composite metal plates. 5．Stamping forming property of sheet metal and its assessing method The stamping forming property of the sheet metal is the adaptation capability of the sheet metal to stamping forming. It has crucial meaning to the investigation of the stamping forming property of the sheet metal. In order to produce stamping forming parts with most scientific, economic and rational stamping forming process and forming parameters, it is necessary to understand clearly the properties of the sheet metal, so as to utilize the potential of the sheet metal fully in the production. On the other hand, to select plate material accurately and rationally in accordance with the characteristics of the shape and dimension of the stamping forming part and its forming technique is also necessary so that a scientific understanding and accurate judgment to the stamping forming properties of the sheet metal may be achieved. There are direct and indirect testing methods to assess the stamping property of the sheet metal?.Practicality stamping test is the most direct method to assess stamping forming property of the sheet metal. This test is done exactly in the same condition as actual production by using the practical equipment and dies. Surely, this test result is most reliable. But this kind of assessing method is not comprehensively applicable, and cannot be shared as a commonly used standard between factories. ? ? The simulation test is a kind of assessing method that after simplifying and summing up actual stamping forming methods, as well as eliminating many trivial factors, the stamping properties of the sheet metal are assessed, based on simplified axial-symmetric forming method under the same deformation and stress states between the testing plate and the actual forming states. In order to guarantee the reliability and generality of simulation results, a lot of factors are regulated in detail, such as the shape and dimension of tools for test, blank dimension and testing conditions(stamping velocity, lubrication method and blank holding force, etc).???Indirect testing method is also called basic testing method its characteristic is to connect analysis and research on fundamental property and principle of the sheet metal during plastic deformation, and with the plastic deformation parameters of the sheet metal in actual stamping forming, and then to establish the relationship between the indirect testing results(indirect testing value) and the actual stamping forming property (forming parameters). Because the shape and dimension of the specimen and the loading pattern of the indirect testing are different from the actual stamping forming, the deformation characteristics and stress states of the indirect test are different from those of the actual one. So, the results obtained form the indirect test are not the stamping forming parameters, but are the fundamental parameters that can be used to represent the stamping forming property of the sheet metal.