端蓋沖壓模具設(shè)計【落料拉深復合?！俊究諝鉃V清器殼】
端蓋沖壓模具設(shè)計【落料拉深復合?！俊究諝鉃V清器殼】,落料拉深復合模,空氣濾清器殼,沖壓,模具設(shè)計,落料拉深,復合,空氣濾清器
XX職業(yè)技術(shù)學院
畢業(yè)設(shè)計
題目 端蓋沖壓模具設(shè)計
系 別 機電工程系
年級專業(yè) 13模具設(shè)計與制造2
學生姓名 xxx
指導教師 xxx
專業(yè)負責人 xxx
答辯日期 2015年 6月6日
第3頁 共19頁
摘 要
摘 要
隨著中國工業(yè)不斷地發(fā)展，模具行業(yè)也顯得越來越重要。本論文便是設(shè)計加工端蓋的模具。首先對加工零件進行了加工工藝和結(jié)構(gòu)工藝的分析。通過計算毛坯尺寸和拉深系數(shù)提出了方案，最后確定采用落料、拉深復合模。對模具的排樣做出了合理的布置，使材料利用率達到較高的水平。計算了沖壓過程中所需要的各種沖壓工藝力，包括落料力、卸料力、壓邊力、拉深力、頂料力等，并對壓力機進行了合理的噸位初選。復合模在結(jié)構(gòu)上采用了裝的形式，計算出了落料、拉深工作部分的尺寸。對模具的閉合高度進行了合理的確定。列出了模具所需零件的詳細清單，并給出了合理的裝配圖。由于拉深的深度較大，對壓力機的電機也進行了功率校核并提出了，能使拉深順利完成。最后對模具的一個主要零件導套進行了簡單的加工工藝路線的制定。本設(shè)計對于采用單動壓力機進行拉深具有一定的參考作用。
關(guān)鍵詞：畢業(yè)論文；模具設(shè)計；復合模；
Abstract
With the continuous development of Chinese industry, the mold industry has become increasingly important. This paper is designed to cover the mold machining. First of machined parts were analyzed process and structure the process. By calculating the rough size and drawing coefficient proposed plan to finalize the use of blanking, drawing compound die. Nesting on the mold to make a reasonable arrangement, the material utilization rate reached a higher level. Calculate the force of stamping process the stamping process needs, including blanking force, discharge power, BHF, drawing force, ejector force, etc., and press for a reasonable tonnage primaries. Composite mold in the structure adopted in the form of equipment, calculated blanking, drawing deep working portion size. The mold is closed for a reasonable determination of the height. Lists the detailed list of the required mold parts, and gives a reasonable assembly drawing. Since the depth of the larger drawing of the press motor were also checked and made power, enabling the successful completion of the drawing. Finally, a major part of the mold guide sleeve for a simple process route development. The design for a single-action press were drawing has a certain reference.
Key words：mold design; composite mold;
目錄
目 錄
第1章 沖壓工藝設(shè)計 5
1.1 零件的工藝分析 5
1.2 制定沖壓工藝方案 6
1.3 畫工序圖 6
1.4 初選沖壓設(shè)備 7
第2章 沖壓模具設(shè)計 8
2.1 沖模類型及結(jié)構(gòu)形式 8
2.2 模具設(shè)計計算 8
第3章 選用模架、確定閉合高度 11
3.1 模架的選用 11
3.2 模具的閉合高度 11
3.3 壓力中心 12
第4章 模具的主要零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計 12
4.1落料凹模 12
4.2 凸凹模 12
4.3拉深凸模 12
4.4彈性卸料板 12
4.5上墊板 13
4.6凹模固定板 14
第5章 模具的整體安裝 15
5.1模具的總裝配 15
5.2模具零件 15
第6章 選定沖壓設(shè)備 15
6.1壓力機的規(guī)格 15
6.2電動機功率的校核 16
總結(jié) 17
致謝 18
參考文獻 19
第19頁 共19頁
端蓋沖壓模具設(shè)計
第1章 沖壓工藝設(shè)計
1.1 零件的工藝分析
此零件形狀為階梯圓筒形件，需要采用落料，拉深三道工序，通過計算確定拉深次數(shù)。
零件材料為08A1鋼，根據(jù)參考文獻[1]表1.4.1得：08A1鋼的抗剪強度=210MPa。
由此可見，其塑性較好，有較高的強度，適合于成形加工。=260～440MPa、抗拉強度b=300～440MPa﹑伸長率10=29%、屈服強度=210MPa。
由此可見，其塑性較好，有較高的強度，適合與成形加工。
此零件毛坯形狀為圓形，故采用沖裁工藝中的落料工序。
首先計算出毛坯的尺寸，根據(jù)毛坯尺寸要求計算出凸凹模的尺寸，但要注意落料見的尺寸應增加修邊余量，以保證零件的高度。后面還有拉深等其它工序，最重要的是毛坯外形尺寸精度要保證下一道工序的完成。
拉深見工藝性的好壞，直接影響到該零件能否用拉深方法生產(chǎn)出來，不僅能滿足產(chǎn)品的使用要求，同時也能夠用最簡單，最經(jīng)濟和最快的方法生產(chǎn)出來。
拉深見外形尺寸的要求應根據(jù)零件的高度以及厚度等選擇一次拉深還是多次拉深。
1.計算落料毛坯尺寸：
t=0.6mm<1mm. 故可以按外形尺寸計算
由《指導》表4-4.將零件分為序號9和序號11兩部分
由序號9得：
由序號11得: D2=
∴ 毛坯的總面積 A=A1+A2=11060mm2
∴ 所以毛坯直徑
因此毛坯直徑為127mm
查書得修邊余留為2.5，那么圓整取毛坯的直徑為132
2.確定拉深次數(shù)：
查《指導》表4-8得：當 ×100%=1.25（＜1.5～1），一次拉深可得最大相對高度為0.84～0.65，故零件以以一次拉深成形。
3.計算拉深系數(shù)
因該零件兼有凸緣見拉深與階梯圓筒件拉深的持性，所以近似按此兩種拉深方法估算總拉深系數(shù).
1.2 制定沖壓工藝方案
1.2.1 工藝方案分析比較
此零件外殼形狀表明它為拉深件，所以拉深為基本工序，其毛坯可用落料工序完成。根據(jù)前面的計算，只需要一次拉深，故根據(jù)該零件所需基本沖壓工序，做出一個合格的零件，可以有三種工藝方案：
第一種方案是把落料、拉深、二道工序做一個簡單復合模。
第二種方案是以落料、拉深工序分開，各做一副單工序模。
第三種方案是把落料、拉深工序并在一起，做一副多工位的級進模。
三種方案的比較：
第一種方案:落料、拉深是一個簡單復合模，設(shè)計簡便，制造也不難生產(chǎn)效率高，裝夾方便，只要保證一個尺寸精度要求，方便、簡單。
第二種方案：2道工序分開，分布鮮明，有序進行，看得懂，弄得請，但效率不高，占用設(shè)備多，若單用一個設(shè)備，則需拆下來，裝上去次數(shù)多，比較麻煩。
第三種方案：2道工序一起進行，效率比較高，但是制造麻煩，周期長，成本高，只有大批量生產(chǎn)中才適合。
1.2.2 工藝方案確定
根據(jù)工藝方案的比較：
方案一：落料拉深復合
方案二：落料→拉深
方案三：落料、拉深級進模
綜合所有因素，此零件選用方案一。
1.3 畫工序圖
1.工序1：落料拉深
(3)排樣圖
a.計算開料寬度及步距
由參考文獻[1]表2.5.2 取搭邊值=1.5mm =1.2mm
由表2.5.3得 減料公差=0.4mm 導料間隙C=0.1mm
考慮落料后需自然卸下條料 單惻需沖開0.6mm深缺口
1.4 初選沖壓設(shè)備
(1)計算拉深工藝力，相對厚度=1.25%<1.5%
t=0.6mm 根據(jù)參考文獻[1]表4.5.2 拉深時需采用壓邊圈。在該模具中可利用凸凹模與成型頂塊進行壓邊。
由于該零件只一次拉深 因此拉深時需兼整形。拉深工藝力應按整形力計算。參考彎曲校力進行計算。查參考文獻[1]表3.3.3。取單位校力q=40MPa
則
(2)計算沖裁工藝力
F沖=Ltb=×40×0.6×440=27632N
由參考文獻[1]取頂件力系數(shù)K頂=0.08
則 F頂=K頂F沖=0.08×27632=2210.6N
F總2=F沖+F頂=27632+2210.6=29842.6N
(3)計算沖壓工藝力
F總=F總1+F總2=47759.4+29842.6=77602N
按F總=77602N,以及F總≤(0.7～0.8)F公
得 F公≥97002.5～110860N
查參考文獻[2]表8-10 初選壓力機為J23-16
第2章 沖壓模具設(shè)計
2.1 沖模類型及結(jié)構(gòu)形式
此零件形狀為階梯圓筒形件，分為落料拉深模具，即落料拉深復合模，采用裝式。利用擋料釘定距，模具本身利用M8螺釘固定及Ф8銷釘定位，本模具采用彈頂器以及打桿作為卸料裝置。
2.2 模具設(shè)計計算
1．壓力中心
此零件為階梯圓筒形件，即屬于旋轉(zhuǎn)體件，結(jié)構(gòu)對稱，所以壓力中心應該在其幾何中心。
2．各主要零件外形尺寸
(1)落料凹模外形尺寸
由參考文獻[1]式（2.8.8） H=Kb
查表2.8.2 K取0.3 b=40mm
H1=Kb=0.3×40=12mm 按要求需滿足H1≥15mm
因為是復合模，另有拉深工序，零件高度為6mm，材料厚度為0.6mm，加之有凸模進入凹模的深度，綜上所述，查參考文獻[2]，H=25mm
由式(2.8.9)凹模壁厚C=(1.5-2）H1=(1.5～2)×15=22.5～30mm
按要求需滿足C≥30～40mm 故取 C=30mm
為便于加工模板取圓形
則D=2×30+40=100
(2)固定板外形尺寸
直徑D與凹模相同 為100mm
厚度H2=(0.6～0.8)H1(0.6～0.8)×25
=(15～20)mm
取H2=20mm
(3)墊板外形尺寸
直徑D=100mm
厚度H3=(6～12)mm
取H3=8mm
各模板采用Φ8與M8螺釘定位與連接
根據(jù)參考文獻[4] 孔距取76mm
(4)凸凹模、凸凹模型芯、成形頂塊、拉深凸模外形尺寸
根據(jù)成型要求凸凹模、凸凹模型芯、成形頂塊以及拉深凸凹模長度分別為41mm、35.5mm、18.5和42.5mm。
綜上所述，歸納所得 (單位:mm)
落料凹模Ф100×25 GB2858.4-81
上、下固定板Ф100×20 GB2858.5-81
上、下墊板Ф100×8 GB2858.5-81
凸凹模： Ф46×40
凸凹模型芯：Ф9×35.5
成形頂塊：Ф40×18.5
拉深凸模：Ф14×42.5
聯(lián)接螺釘：M8 GB70-85
定位銷釘：Ф8 GB119-86
孔距Ф76
4.選用模架
因為凹模周界為Ф100，根據(jù)參考文獻[3]，采用冷沖?；瑒訉蛑虚g導柱模架，根據(jù)各項指標，選用模架為：模架100×130～150 GB2851.6-81.HT20-40
上、下模板厚度分別為H=25mm. H=30mm
5.校核壓力機
(1)閉合高度校核
模具閉合高度H=H+ H+HtH+H+H
=25+8+35.5+0.6+42.5+8+30=149.5mm
由[2]表8-10得 壓力機最大裝模高度H=220-40=180mm
由[2]表8-10得 壓力機最小裝模高度H=180-45=135mm
滿足H-5≥H≥H+10
(2)公稱壓力F校核
F=160KN＞F=77.6KN
所以F合格。
(3)滑塊行程校核
根據(jù)參考文獻[2]表8-10得滑塊行程H=55㎜
模具工作行程H=(2～2.5)H=(2～2.5)×6=(12～15)mm
H＞H 滿足使用要求
(4)工作臺尺寸校核
由參考文獻[2]. 工作臺前后尺寸為300mm，左右為450㎜
模架型號100×130～150
由參考文獻[3]. 模架左右為260㎜，前后為170㎜，滿足工作臺尺寸每邊大于模具50～70mm的要求
因為工作臺孔尺寸直徑為210㎜，能容納下彈頂器，所以滿足要求。
第3章 選用模架、確定閉合高度
3.1 模架的選用
由凹模外形尺寸，選擇中間導柱模架（GB/T2851.5—1990）在按其標準選擇具體結(jié)構(gòu)尺寸如下
上模板 HT250
下模板 ZG450
導 柱 20鋼
導 套 20鋼
凸緣模柄 Q235
模具閉合高度 MAX 350mm MIN 305mm
該副模具沒有漏料問題，故不必考慮漏料孔尺寸。
3.2 模具的閉合高度
所謂的模具的閉合高度H是指模具在最低工作位置時，上下模座之間的距離，它應與壓力機的裝模高度相適應。
模具的實際閉合高度，一般為：
……………5.1
該副模具使用上墊板厚度為8mm，凹模固定板厚度為8mm。如果沖頭（凸凹模）的長度設(shè)計為140mm，凹模（落料凹模）設(shè)計為130mm，則閉合高度為：
查開式壓力機設(shè)備參數(shù)表知，1600KN壓力機最大閉合高度為450mm（封閉調(diào)節(jié)高度為130mm）。因為模具的閉合高度絕對不能大于所選的壓力機，所以初選的1250KN噸位的壓力機裝模高度過小，這里我們采用1600KN的開式壓力機。
故實際設(shè)計模具的閉合高度為
壓力機的裝模高度必須符合模具閉合高度的要求。其關(guān)系式為
…………………………………5.2
式中
、—壓力機的最大和最小裝模高度
H—模具的閉合高度
所以有
故閉合高度設(shè)計合理。
3.3 壓力中心
由于該零件落料、拉深均為軸對稱形狀，故不必進行壓力中心的計算。
第4章 模具的主要零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計
4.1落料凹模
落料凹模的內(nèi)外形尺寸和厚度在前面的計算中已算出，這里需要有三個的螺紋孔，以便與下模板固定，而且還需要有兩個與下模板同時加工的銷釘孔，在其內(nèi)圈設(shè)計了限位倒角，以限制壓邊圈的行程。在落料凹模上還有一個銷孔，用來安裝擋料銷。在圖中標注尺寸精度、形位公差及粗糙度。落料凹模的零件圖如圖6.1所示。
4.2 凸凹模
凸凹模的工作部分尺寸在前面的設(shè)計計算中已經(jīng)算出，這里根據(jù)零件的加工深度設(shè)計出凸凹模的內(nèi)外形尺寸。在凸凹模上設(shè)計了四個螺紋孔，以便與上模板固定，而且同時配作兩個銷釘孔。在其內(nèi)部設(shè)計了限位倒角，以限制壓邊圈的行程，在上圓口設(shè)計了安裝拉深凸模的沉槽。在圖中標注尺寸精度、形位公差及粗糙度。凸凹模的零件圖如圖6.2所示。
4.3拉深凸模
拉深凸模的工作部分尺寸在前面的設(shè)計計算中已經(jīng)算出，這里根據(jù)零件拉深的拉伸深度設(shè)計出凸模的內(nèi)外形尺寸。在拉深凸模上設(shè)計了三個推桿孔，以便安裝推桿。在其內(nèi)部設(shè)計了透氣孔，以使拉深后的沖壓件不受空氣的壓力而緊緊地包住在凸模上能順利脫下。在頂端設(shè)計了圓凸緣結(jié)構(gòu)，以便裝配在凸凹模上與上模板固定。在圖中標注尺寸精度、形位公差及粗糙度。
4.4彈性卸料板
彈性卸料板的尺寸可以根據(jù)彈簧的數(shù)目以及外徑來計算。
作為沖模卸料或推件用的彈簧，是屬于標準零件。標準中給出了彈簧的有關(guān)數(shù)據(jù)和特性曲線，我們可以按需要選取。一般選用彈簧（材料為65Mn彈簧鋼）的原則，應該是在滿足模具結(jié)構(gòu)要求的前提下，保證所選用的彈簧能夠給出要求的作用力和行程。
為了保證沖模的常工作，在沖模不工作的時候，彈簧也應該在預緊力的作用下產(chǎn)生一定的預壓緊量，這時預緊力應為
………………………………………6.1
為了保證沖模常工作所必需的彈簧最大壓緊量為：
………………………………………6.2
式中 —彈簧最大許用壓縮量
—彈簧預緊量
—工藝行程
—余量，主要考慮模具的刃磨量和調(diào)整量，一般取5~10mm
由于卸料力為14825N，初定彈簧的根數(shù)為8根，則每根彈簧上的卸料力為
根據(jù)所需的預緊力和彈簧的總壓縮量，參照彈簧的選取表，初選彈簧的規(guī)格，彈簧的直徑D=60mm，彈簧絲的直徑d=10mm，序號為85號。
在拉深凹模上設(shè)計了三個螺紋孔，以便與下模板固定。在其內(nèi)部設(shè)計了一個螺紋大孔，用以安裝碟型彈簧。在圖中標注尺寸精度、形位公差及粗糙度。拉深凹模的零件圖如圖6.5所示。
4.5上墊板
墊板的作用是直接承受和擴散凸模傳遞的壓力，以降低模座所受的單位壓力，防止模座被壓出陷痕而損壞。在設(shè)計中我們把墊板的外形尺寸與凸凹模的外形尺寸相匹配，其厚度我們設(shè)計為8mm。在上墊板上設(shè)計了三個推桿孔，以便安裝推桿，還有四個螺釘孔以及兩個銷孔，這些都是為了與凸凹模和拉深凸模上的各種固定零件的安裝相匹配的。在圖中標注尺寸精度、形位公差及粗糙度。上墊板的零件圖如圖6.6所示。
4.6凹模固定板
凹模固定板的作用是對凹模進行限位止動，以求得位置保持一定和可靠的方向性。在設(shè)計中我們把凹模固定板的外形尺寸與落料凹模和拉深凹模的外形尺寸相匹配，其總厚度我們設(shè)計為24mm。在凹模固定板中間設(shè)計了一個高16mm的凹模固定塊，是為了固定拉深凹模。在固定板上設(shè)計了三個頂桿孔，以便安裝頂桿，還有七個螺釘孔以及兩個銷孔，這些都是為了與落料凹模和拉深凹模上的各種固定零件的安裝相匹配的。在圖中標注尺寸精度、形位公差及粗糙度。凹模固定板的零件圖如圖6.7所示。
第5章 模具的整體安裝
5.1模具的總裝配
由以上的設(shè)計計算，并經(jīng)繪圖設(shè)計，該落料拉深復合模裝配圖如圖7.1所示。
圖7.1 落料拉深復合模裝配圖
5.2模具零件
該復合模的主要零部件在模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計中已經(jīng)進行了仔細的設(shè)計，其余的非標準的零件可以根據(jù)需要按國標選取使用。
第6章 選定沖壓設(shè)備
6.1壓力機的規(guī)格
沖壓設(shè)備選擇是沖壓工藝過程設(shè)計的一項重要內(nèi)容，它直接關(guān)系到設(shè)備的安全和使用的合理，同時也關(guān)系到?jīng)_壓工藝過程的順利完成及產(chǎn)品質(zhì)量、零件精度、生產(chǎn)效率、模具壽命、板料的性能與規(guī)格、成本的高低等一系列重要問題。
在前面的設(shè)計中，我們已經(jīng)對沖壓設(shè)備的噸位以及閉合高度等參數(shù)進行了確定。這里根據(jù)前面所算出來的各項數(shù)據(jù)。查表選擇壓力機，其主要具體參數(shù)如下
公稱壓力 1600KN
滑塊行程 160mm
行程次數(shù) 40/次·
最大封閉高度 450mm
封閉高度調(diào)節(jié)量 130mm
工作臺尺寸 1120710mm
柄孔尺寸 70×80mm
工作臺板厚 130mm
電動機功率 15KW
6.2電動機功率的校核
對于本次設(shè)計由于行程比較長，設(shè)備的噸位雖然足夠，但設(shè)備具備的功不一定能滿足拉深的要求。遇到這種情況，可能出現(xiàn)拉深時壓力機行程速度減緩，甚至會損壞設(shè)備的電動機。為此，還需要對拉深功進行核算。
因為
N·m…………………………7.1
因而，壓力機的電動機功率可按下式進行核算
……………………………7.2
式中 W—拉深功（N·m）
n—壓力機行程次數(shù)（次/min）
N—電動機功率（KW）
—壓力機效率，
—電動機效率，
K—不均衡系數(shù)，
所以有
經(jīng)核算后拉深所需要的功率小于壓力機的電機功率15KW，符合要求。
總結(jié)
數(shù)月的畢業(yè)設(shè)計即將結(jié)束，希望老師對我的設(shè)計過程作最后的審閱，最全面的指。
在這次課程設(shè)計中我通過參考及查閱各種有關(guān)模具設(shè)計方面的資料，請蔡昀老師指導有關(guān)模具方面的問題，特別是采用標準件時所遇到的困擾，老師給予我們想要的解答，使我在著短短的時間里對模具結(jié)構(gòu)及動作過程等有了更深一步的了解。其中在設(shè)計過程中，起初設(shè)計目標與最終所想有些矛盾，但通過查閱相關(guān)書籍都得到了解決，從開始的無從下手到現(xiàn)在的得心應手，至少了解了簡單模具設(shè)計。這些都是通過自己的努力與老師的指導才得到了現(xiàn)在的水準。
經(jīng)過這幾個月的設(shè)計，我深信這次課程設(shè)計能為我以后的畢業(yè)設(shè)計做一個很好的基礎(chǔ)，甚至對以后的踏上社會也有許多幫助。
致謝
這次我的畢業(yè)設(shè)計課題能夠成功完成，首先要感謝我的畢業(yè)設(shè)計指導老師模具教研室的主任，老師不僅借給我?guī)妆娟P(guān)于本次轉(zhuǎn)子片畢業(yè)設(shè)計非常好的資料，而且還幫我把控整個畢業(yè)設(shè)計的方向。
在我遇到瓶頸時也耐心的輔導我，幫助我順利的完成我的轉(zhuǎn)子片課題設(shè)計。同時也感謝我們學院教過我的老師，在我AutuCAD工程繪圖時遇到不會時她耐心的教我如何用AutuCAD繪圖，這才使我的設(shè)計圖能夠順利的用繪圖軟件畫出來，并在設(shè)計說明書中插入部分圖紙，還有教我們模具設(shè)計在我的設(shè)計出現(xiàn)于實際生產(chǎn)不相符的時候及時的指導我，
但是由于老師時間比較緊，不可能完全的將所有的問題都找出了，加之我對于模具設(shè)計的各方面知識學得還不到位，有很多的東西還沒學好，無法避免的會出現(xiàn)一些不足之處，這點將在以后的工作中會進一步完善。
這次端蓋課題的畢業(yè)設(shè)計的設(shè)計過程中參考了很多書籍還有一些網(wǎng)站，并且我們宿舍的舍友和班級里面的同學都給與我了我很大的幫助，在此表示衷心的感謝。
參考文獻
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[6]王芳，冷沖壓模具設(shè)計指導，北京，機械工業(yè)出版社，1999
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)下進行，因此也稱為冷沖壓。只有當板材厚度超過8~100mm時，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行加工。
沖壓廣泛應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：
（1）．高的材料利用率。
（2）．可加工薄壁、形狀復雜的零件。
（3）．沖壓件在形狀和尺寸方面的互換性好。
（4）．能獲得質(zhì)量輕而強度高、剛性好的零件。
（5）．生產(chǎn)率高，操作簡單，容易實現(xiàn)機械化和自動化。
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，同時引進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
生產(chǎn)時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非常突出的特點。
（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)遠小于板面方向上的內(nèi)應力，所以大多數(shù)的沖壓變形都可以近似地當作平面應力狀態(tài)來處理，使其變形力學的分析和工藝參數(shù)的計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，以拉應力作用為主的伸長類沖壓成形過程多于以壓應力作用為主的壓縮類成形過程。
（3）．沖壓成形時，板材毛胚內(nèi)應力的數(shù)值等于或小于材料的屈服應力。在這一點上，沖壓成形與體積成形的差別很大。因此，在沖壓成形時變形區(qū)應力狀態(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，其處理方法也不相同。
（4）．在沖壓成形時，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行全面接觸而實現(xiàn)的強制成形。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，常常是只有一個表面與模具接觸，甚至有時存在板材兩側(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現(xiàn)其控制作用的。例如，球面和錐面零件成形時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方面的特點，致使沖壓技術(shù)也形成了一些與體積成形不同的特點。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)于模具強度與剛度的研究并不十分重要，相反卻發(fā)展了學多簡易模具技術(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。因沖壓成形時的平面應力狀態(tài)或更為單純的應變狀態(tài)（與體積成形相比），當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，有條件運用合理的科學方法進行沖壓加工。借助于電子計算機與先進的測試手段，在對板材性能與沖壓變形參數(shù)進行實時測量與分析基礎(chǔ)上，實現(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)生相應的塑性變形，所以變形區(qū)內(nèi)的應力狀態(tài)和變形特點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類型并進行體系化的研究。
絕大多數(shù)沖壓成形時毛胚變形區(qū)均處于平面應力狀態(tài)。通常認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，所以可以認為垂直于板面方向上的應力為零，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主應力。由于板厚較小，通常都近似地認為這兩個主應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，在平面應力的應力坐標系中與相應的兩向應變坐標系中以應力與應變坐標決定的位置來表示。
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，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識，已經(jīng)相當清楚的建立了由原材料的化學成分、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行原材料的設(shè)計工作，而且也根據(jù)沖壓件加工過程對板材性能的要求進行新型材料的開發(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。為了能夠運用最科學與最經(jīng)濟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科學的認識與正確的判斷。評定板材沖壓性能的方法有直接試驗法與間接試驗法。
? ?實物沖壓試驗是最直接的板材沖壓性能的評定方法。利用實際生產(chǎn)設(shè)備與模具，在與生產(chǎn)完全相同的條件下進行實際沖壓零件的性能評定，當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)之間的通用標準進行信息的交流。
? ?模擬試驗是把生產(chǎn)中實際存在的沖壓成形方法進行歸納與簡單化處理，消除許多過于復雜的因素，利用軸對稱的簡化了的成形方法，在保證試驗中板材的變形性質(zhì)與應力狀態(tài)都與實際沖壓成形相同的條件下進行的沖壓性能的評定工作。為了保證模擬試驗結(jié)果的可靠性與通用性，規(guī)定了私分具體的關(guān)于試驗用工具的幾何形狀與尺寸、毛胚的尺寸、試驗條件（沖壓速度、潤滑方法、壓邊力等）。
? ?間接試驗法也叫做基礎(chǔ)試驗法。間接試驗法的特點是：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)律進行分析與研究的基礎(chǔ)上，進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，建立間接試驗結(jié)果（間接試驗值）與具體的沖壓成形性能（工藝參數(shù)）之間的相關(guān)性。由于間接試驗時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)和應力狀態(tài)也不同于沖壓變形。因此間接試驗所得的結(jié)果（試驗值）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.
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