中軸碗沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì)【含14張CAD圖紙+PDF圖】

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The designers foundation knowledge of the stamping die design is reinforced and is able to design more complex stamping die through the design.This design the elementary knowledge which designs using the stamping formation craft and the die, first has analyzed the work piece formed craft and the die forming structure to the workpiece quality influence. Introduced the center bowl filling piece stamping die design when must pay attention to the main point, through carries on the craft analysis to the workpiece, may determine the workpiece the formed processing uses set of superposable dies and a punching die. Embarks from the control workpiece size precision, counter center bowl filling piece stamping die each main dimension has carried on the theoretical calculation, by determined each work components the size, designs from the die to the spare part processing craft as well as the assembly craft and so on carries on the detailed elaboration, and carries on each important components using CAD the design.Key words: compound die；process analysis；processing of die parts.河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書1 緒 論模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè),是工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備。先進(jìn)國(guó)家的模具工業(yè)已擺脫從屬地位,發(fā)展為獨(dú)立的行業(yè)。日本工業(yè)界認(rèn)為: “模具工業(yè)是其它工業(yè)的先行工業(yè),是創(chuàng)造富裕社會(huì)的動(dòng)力”。美國(guó)工業(yè)界認(rèn)為:“模具工業(yè)是美國(guó)工業(yè)的基石”。在德國(guó)模具被冠以 “金屬加工業(yè)中的帝王”之稱。沖壓是一種先進(jìn)的少無(wú)切削加工方法,具有節(jié)能省材,效率高,產(chǎn)品質(zhì)量好,重量輕,加工成本低等一系列優(yōu)點(diǎn),在汽車,航空航天,儀器儀表,家電,電子,通訊,軍工,日用品等產(chǎn)品的生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計(jì),薄板成型后,制造了相當(dāng)于原材料的12倍的附加值,在國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)總值中,與其相關(guān)的產(chǎn)品占四分之一,在現(xiàn)代汽車工業(yè)中,沖壓件的產(chǎn)值占總產(chǎn)值的59%。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來(lái)愈廣泛的應(yīng)用。1.1 國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)1.1.1國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀我國(guó)模具近年來(lái)發(fā)展很快，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2003年我國(guó)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)約有2萬(wàn)多家，從業(yè)人員約50多萬(wàn)人，2004年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢(shì)頭，模具企業(yè)總體上訂單充足，任務(wù)飽滿，2004年模具產(chǎn)值530億元。進(jìn)口模具18.13億美元，出口模具4.91億美元，分別比2003年增長(zhǎng)18%、32.4%和45.9%。進(jìn)出口之比2004年為3.69:1，進(jìn)出口相抵后的進(jìn)凈口達(dá)13.2億美元，為凈進(jìn)口量較大的國(guó)家。在2萬(wàn)多家生產(chǎn)廠點(diǎn)中，有一半以上是自產(chǎn)自用的。在模具企業(yè)中，產(chǎn)值過(guò)億元的模具企業(yè)只有20多家，中型企業(yè)幾十家，其余都是小型企業(yè)。近年來(lái)，模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加快，主要表現(xiàn)為：大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度快于一般模具產(chǎn)品；專業(yè)模具廠數(shù)量增加，能力提高較快；三資及私營(yíng)企業(yè)發(fā)展迅速；國(guó)企股份制改造步伐加快等。雖然說(shuō)我國(guó)模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。我國(guó)尚存在以下幾方面的不足: 第一，體制不順，基礎(chǔ)薄弱。 “三資”企業(yè)雖然已經(jīng)對(duì)中國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動(dòng)作用，私營(yíng)企業(yè)近年來(lái)發(fā)展較快，國(guó)企改革也在進(jìn)行之中，但總體來(lái)看，體制和機(jī)制尚不適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，再加上國(guó)內(nèi)模具工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，因此，行業(yè)發(fā)展還不盡如人意，特別是總體水平和高新技術(shù)方面。 第二，開發(fā)能力較差，經(jīng)濟(jì)效益欠佳.我國(guó)模具企業(yè)技術(shù)人員比例低，水平較低，且不重視產(chǎn)品開發(fā)，在市場(chǎng)中經(jīng)常處于被動(dòng)地位。我國(guó)每個(gè)模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合1萬(wàn)美元，國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多是1520萬(wàn)美元，有的高達(dá)2530萬(wàn)美元，與之相對(duì)的是我國(guó)相當(dāng)一部分模具企業(yè)還沿用過(guò)去作坊式管理，真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的企業(yè)較少。 第三，工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低雖然國(guó)內(nèi)許多企業(yè)采用了先進(jìn)的加工設(shè)備，但總的來(lái)看裝備水平仍比國(guó)外企業(yè)落后許多，特別是設(shè)備數(shù)控化率和CAD/CAM應(yīng)用覆蓋率要比國(guó)外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進(jìn)設(shè)備不配套，設(shè)備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設(shè)備利用率低的問(wèn)題長(zhǎng)期得不到較好解決。裝備水平低，帶來(lái)中國(guó)模具企業(yè)鉗工比例過(guò)高等問(wèn)題。 第四，專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化的程度低、協(xié)作差 由于長(zhǎng)期以來(lái)受“大而全”“小而全”影響，許多模具企業(yè)觀念落后，模具企業(yè)專業(yè)化生產(chǎn)水平低，專業(yè)化分工不細(xì)，商品化程度也低。目前國(guó)內(nèi)每年生產(chǎn)的模具，商品模具只占45%左右，其馀為自產(chǎn)自用。模具企業(yè)之間協(xié)作不好，難以完成較大規(guī)模的模具成套任務(wù)，與國(guó)際水平相比要落后許多。模具標(biāo)準(zhǔn)化水平低，標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低也對(duì)模具質(zhì)量、成本有較大影響，對(duì)模具制造周期影響尤甚。 第五，模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后。模具材料性能、質(zhì)量和品種往往會(huì)影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國(guó)產(chǎn)模具鋼與國(guó)外進(jìn)口鋼相比，無(wú)論是質(zhì)量還是品種規(guī)格，都有較大差距。塑料、板材、設(shè)備等性能差，也直接影響模具水平的提高。1.1.2國(guó)內(nèi)模具的發(fā)展趨勢(shì) 巨大的市場(chǎng)需求將推動(dòng)中國(guó)模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國(guó)的模具工業(yè)和技術(shù)在過(guò)去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求。未來(lái)的十年，中國(guó)模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向包括以下幾方面: 1） 模具日趨大型化； 2）在模具設(shè)計(jì)制造中廣泛應(yīng)用CAD/CAE/CAM技術(shù)； 3）模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)； 4）在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型和高壓注射成型技術(shù)； 5）提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率；6）發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)；7）模具的精度將越來(lái)越高； 8）模具研磨拋光將自動(dòng)化、智能化； 9）研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程；10）開發(fā)新的成形工藝和模具。1.2國(guó)外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)模具是工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車、電機(jī)、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產(chǎn)品中，6080的零部件都要依靠模具成型。用模具生產(chǎn)制作表現(xiàn)出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清潔環(huán)保的特性，是其他加工制造方法所無(wú)法替代的。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。近幾年，全球模具市場(chǎng)呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，世界模具市場(chǎng)年交易總額為600650億美元左右。美國(guó)、日本、法國(guó)、瑞士等國(guó)家年出口模具量約占本國(guó)模具年總產(chǎn)值的三分之一。國(guó)外模具總量中,大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的比例占到50%以上；國(guó)外模具企業(yè)的組織形式是大而專、大而精。2004年中國(guó)模協(xié)在德國(guó)訪問(wèn)時(shí)，從德國(guó)工、模具行業(yè)組織-德國(guó)機(jī)械制造商聯(lián)合會(huì)（VDMA）工模具協(xié)會(huì)了解到，德國(guó)有模具企業(yè)約5000家。2003年德國(guó)模具產(chǎn)值達(dá)48億歐元。其中（VDMA）會(huì)員模具企業(yè)有90家，這90家骨干模具企業(yè)的產(chǎn)值就占德國(guó)模具產(chǎn)值的90%，可見其規(guī)模效益。 隨著時(shí)代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，國(guó)外的一些掌握和能運(yùn)用新技術(shù)的人才如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具工藝設(shè)計(jì)、高級(jí)鉗工及企業(yè)管理人才，他們的技術(shù)水平比較高故人均產(chǎn)值也較高我國(guó)每個(gè)職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合1萬(wàn)美元左右，而國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多1520萬(wàn)美元，有的達(dá)到 2530萬(wàn)美元。國(guó)外先進(jìn)國(guó)家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá)70%以上，而我國(guó)才達(dá)到45。1.3深圓筒拉深模具設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思路拉深是沖壓基本工序之一，它是利用拉深模在壓力機(jī)作用下，將平板坯料或空心工序件制成開口空心零件的加工方法。它不僅可以加工旋轉(zhuǎn)體零件，還可以加工盒形零件及其他形狀復(fù)雜的薄壁零件，但是，加工出來(lái)的制件的精度都很底。一般情況下，拉深件的尺寸精度應(yīng)在IT13級(jí)以下，不宜高于IT11級(jí)。只有加強(qiáng)拉深變形基礎(chǔ)理論的研究，才能提供更加準(zhǔn)確、實(shí)用、方便的計(jì)算方法，才能正確地確定拉深工藝參數(shù)和模具工作部分的幾何形狀與尺寸，解決拉深變形中出現(xiàn)的各種實(shí)際問(wèn)題，從而，進(jìn)一步提高制件質(zhì)量。圓筒件是最典型的拉深件，其工作過(guò)程很簡(jiǎn)單就一個(gè)拉深，根據(jù)計(jì)算確定它不能一次拉深成功.因此，需要多次拉深。在最后的一次拉深中由于制件的高度太高，根據(jù)計(jì)算的結(jié)果和選用的標(biāo)準(zhǔn)模架，判斷此次拉深不能采用標(biāo)準(zhǔn)的模架。為了保證制件的順利加工和順利取件，模具必須有足夠高度。要改變模具的高度，只有從改變導(dǎo)柱和導(dǎo)套的高度。導(dǎo)柱和導(dǎo)套的高度可根據(jù)拉深凸模與拉深凹模工作配合長(zhǎng)度決定。設(shè)計(jì)時(shí)可能高度出現(xiàn)誤差，應(yīng)當(dāng)邊試沖邊修改高度。2 異形端蓋沖壓工藝的分析2.1拉深件工藝分析工件：如下圖所示 材 料：15鋼 厚 度： 2.5mm 此工件為帶凸緣圓筒形工件，形狀簡(jiǎn)單對(duì)稱。零件圖上未標(biāo)注公差尺寸按IT14精度計(jì)算。2.2 沖壓工藝方案分析 2.2.1 沖壓工藝方案的確定該工件包括落料、拉深兩個(gè)基本工序，可以有以下三種工藝方案：方案一：先落料，后拉深，然后沖孔。采用單工序模生產(chǎn)。方案二：落料拉深復(fù)合沖壓，然后沖孔。采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案三：拉深級(jí)進(jìn)沖壓，然后沖孔。采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。方案一模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需要三道工序三副模具，生產(chǎn)效率低，難以滿足該工件大批量生產(chǎn)的要求。方案二只需兩副模具，生產(chǎn)效率較高，盡管模具結(jié)構(gòu)較方案一復(fù)雜，但由于零件的集合行裝簡(jiǎn)單對(duì)稱，模具制造并不困難。方案三也只需兩副模具，生產(chǎn)效率高，但模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，送進(jìn)操作不方便，加之尺寸偏大，通過(guò)對(duì)上述三種方案的分析比較，若該工件能一次拉深，則其沖壓采用方案二為佳。2.3 工藝計(jì)算2.3.1 計(jì)算毛坯尺寸1.計(jì)算工件凸緣相對(duì)直徑，確定修邊余量（1）由工件圖可知 t=2.5mm1mm,故按板厚中徑尺寸計(jì)dt=60mm d=37.5mm H=11.5mm。凸緣相對(duì)直徑dt/d=60/37.5=1.6 查表4.2得 修邊余量h=1.6mm 故按實(shí)際外徑dp=60+1.6263.2mm計(jì)算。（2）計(jì)算毛坯直徑DD=mm=73.9mm2.3.2 確定工件是否能一次拉深成形工件總的拉伸系數(shù) m=d/D=37.5/73.9=0.507,工件總的拉伸相對(duì)高度H/d=11.5/37.5=0.307。由d/d=63.2/37.5=1.685,t/D100=2.5/73.9100=3.383,查表4.9得，有凸緣圓筒件第一次拉伸的極限拉伸系數(shù)m=0.45。由表4.10查得，有凸緣圓筒件首次拉伸的極限相對(duì)高度h1/d1=0.48,由于m=0.5070.45, H/d=0.3070.48,故此工件可以一次拉出。2.3.3確定是否用壓邊圈板料的相對(duì)厚度 t/D100=2.5/73.9100=3.383。由表4.7查得需要壓料裝置，拉伸時(shí)采用彈性壓料裝置。2.3.4落料排樣設(shè)計(jì)1、確定零件的排樣方案設(shè)計(jì)模具時(shí)，條料的排樣很重要。由于是圓形，所以采用直排，材料的利用率較高。 條料的排樣2、條料寬度、導(dǎo)尺間寬度和材料利用率的計(jì)算查表2.9得搭邊值a1=1.8mm,a=2.2mm。條料寬度的計(jì)算：擬采用無(wú)側(cè)壓裝置的送料方式，得條料寬度 （2.36）導(dǎo)料板間距離 （2.37）D條料寬度方向沖裁件的最大尺寸；a側(cè)搭邊值；條料寬度的單向（負(fù)向）偏差，見表2.10、2.11；查得0.8c導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙；其最小值見表2.12查得cmin=0.5mm。代入數(shù)據(jù)計(jì)算，取得條料寬度為mm A79.9mm。3材料利用率的計(jì)算：根據(jù)一般的市場(chǎng)供應(yīng)情況，選950 mm1500 mm2.5 mm的冷軋鋼板。每塊可剪1500mm 79.1mm規(guī)格條料12條，材料剪切利用率達(dá)99.9%。由材料利用率通用計(jì)算公式式（2.41）。 =式中 一個(gè)步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積，mm2； 一個(gè)步距內(nèi)所需毛坯面積； A送料步距，mm； B條料寬度， mm。得 =67.0%一張板料上總的材料利用率 （2.42）式中 n一張板材上沖裁件的總數(shù)目；A1一個(gè)沖裁件的實(shí)際面積，mm2； n一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的沖裁件數(shù)量； B板料寬度，mm； L板料長(zhǎng)度，mm。得 = 由于板料相對(duì)較厚，直排材料的利用率相對(duì)已經(jīng)很高了。2.3.5 主要工作零件的尺寸計(jì)算1.落料凸、凹模尺寸的計(jì)算由于落料是一個(gè)簡(jiǎn)單的圓形，因沖裁此類工件的凸、凹模制造相對(duì)簡(jiǎn)單，精度容易保證，所以采用分別加工。設(shè)計(jì)時(shí)，需在圖紙上分別標(biāo)注凸模和凹模刃口尺寸及制造工差。根據(jù)設(shè)計(jì)原則,落料時(shí)以凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。由式（2.3）和（2.4）得 (2.3) （2.4）式中 DA、DT落料凹凸模尺寸； Dmax落料件的最大基本尺寸； x磨損系數(shù)； 工件制造公差； Zmin最小合理間隙； A、T凸、凹模的制造公差。查表2.4得Zmin=0.360mm x=0.500 查表2.5得 A0.020mm =0.030mm 0.74mm代入數(shù)據(jù)得 mm校核：查表2.4得Zmax=0.360mm Zmin=0.500mmA+T=(0.020+0.030)mm=0.050mm(0.500-0.360)mm0.140mm2.拉深凸凹模尺寸的計(jì)算由于尺寸標(biāo)注在零件內(nèi)形，所以以凸模為基準(zhǔn)，工作部分尺寸為： （4.37） （4.38）式中： 、凹、凸模的尺寸； dmin拉深件內(nèi)徑的最小極限尺寸； 零件的公差； A、T凹、凸模制造公差； Z拉深模雙面間隙。0.17mm 查表A=0.020mm T=0.030mm 由公式（4.29）得（11.1）t t板料厚度 mm。 Z=2（11.1）2.5=55.5mm 取Z=5.1 mm 則 3.沖孔凸凹模尺寸的計(jì)算根據(jù)設(shè)計(jì)原則,沖孔時(shí)以凸模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。由式（2.5）和（2.6）得 (2.5) （2.6）式中 、分別為沖孔凸、凹模的基本尺寸； dmin沖孔件的最小極限尺寸； x磨損系數(shù)； 工件制造公差； Zmin最小合理間隙； A、T凸、凹模的制造公差。查表2.4得Zmin=0.360mm x=0.5 查表2.5得 A0.020mm =0.025mm 0.74mm代入數(shù)據(jù)得 校核：查表2.4得Zmax=0.360mm Zmin=0.500mmA+T=(0.020+0.025)mm=0.045mm(0.500-0.360)mm0.140mm2.3.6 選取凸模與凹模的圓角半徑 因?yàn)閳A角R2mm屬于過(guò)渡尺寸，要求不高，可以一次成形，為簡(jiǎn)單方便，設(shè)計(jì)生產(chǎn)中直接按工件尺寸作為拉深凸、凹模該處尺寸。2.3.7 主要零部件設(shè)計(jì)1.由于工件形狀簡(jiǎn)單對(duì)稱，所以模具的工作零件均采用整體結(jié)構(gòu)，拉深凸模、拉伸凹模、落料凹模、落料凸模、沖孔凸模、沖孔凹模的結(jié)構(gòu)如零件圖所示。由落料凹模厚度： H=Ks(8) 式（2.51）凹模寬度： Bs+（2.54.0）H 式（2.52）式中：s凹模刃口的最大尺寸mm； K系數(shù) 考慮板料厚度的影響 查表2.22 K0.220.35 則 H（0.220.35）73.53（16.1825.74）mm取H25mm。 Bs+（2.54.0）25（136.0173.5）mm凹模刃口h：查表得 h6mm 取h=6mm。2. 為了實(shí)現(xiàn)先落料后拉深，模具裝配后，應(yīng)使拉深凸模的端面比落料凹模端面低，其長(zhǎng)度L可按下式計(jì)算： 式中：拉深凸模固定板的厚度 mm； 落料凹模的厚度mm； 裝配后，拉深凸模的端面低于落料凹模端面的高度，根據(jù)板厚大小，決定5mm。 L=28+25-5=48mm拉深凸模上一般開有出氣孔，這樣會(huì)使卸件容易些，否則凸模與工件由于真空狀態(tài)而無(wú)法卸件。查表，本凸模出氣孔的直徑為5mm。24 壓力、壓力中心計(jì)算及壓力機(jī)的選用因?yàn)楸局萍禽S對(duì)稱零件，所以不用計(jì)算壓力中心。2.4.1 壓力計(jì)算1沖裁力的計(jì)算由于本模具落料時(shí)采用剛性卸料裝置，同時(shí)又沒(méi)有沖裁件卡在凹模內(nèi)，所以落料力就是沖裁力。 由式（2.18） 得 （2.18） 式中：L沖裁周邊長(zhǎng)度； t材料厚度； 材料抗剪強(qiáng)度； K系數(shù)。 一般取1.3。由表1.3查得270380MPa。取310MPa。則 2拉深力的計(jì)算采用壓料圈由式（4.15）得 式中： t材料厚度； d拉深后的工件中徑； 拉深件材料的抗拉強(qiáng)度。 修正系數(shù)；由表1.3查得335470MPa。取400MPa。由表4.6查得K11則 3壓邊力的計(jì)算在生產(chǎn)中，一次拉伸時(shí)的壓邊力可按拉伸力的0.25選取，即 F0.25F=0.25117.8KN=2.95KN4沖孔力的計(jì)算 由式（2.18） 得 （2.18） 式中：L沖裁周邊長(zhǎng)度； t材料厚度； 材料抗剪強(qiáng)度； K系數(shù)。 一般取1.3。由表1.3查得270380MPa。取310MPa。則5工藝總壓力由于采用兩副模具，應(yīng)分別計(jì)算其總壓力：落料、拉伸的總壓力 F=F+F=233.8+117.8+2.95KN=354.55KN沖孔總壓力 FF+nkF=60.1+10.0560.1KN=63.1KN2.4.2 壓力機(jī)的選用壓力機(jī)的工作行程需要考慮工件的成形和方便取件，因此，工作行程應(yīng)足夠大。 (1.82.0)落料、拉伸時(shí) （1.82.0）F=（638.2709.1）KN根據(jù)拉深力的計(jì)算結(jié)果和工件的高度，選擇壓力機(jī)：J23-80公稱壓力/KN滑塊行程/mm最大閉合高度/mm封閉高度調(diào)節(jié)量/mm80013038090鞏固總臺(tái)尺寸/mm模柄孔尺寸/mm立柱距離/mm床身最大傾角230360608038030沖孔時(shí) （1.82.0）（113.6126.2）KN選擇壓力機(jī)型號(hào)：J23-16公稱壓力/KN滑塊行程/mm最大閉合高度/mm封閉高度調(diào)節(jié)量/mm1605522045工作臺(tái)尺寸/mm模柄孔尺寸/mm立柱距離/mm床身最大傾角1602404060220353 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1 選用模架、確定閉合高度及總體尺寸由于拉深凹模外形尺寸較大，為了工作過(guò)程穩(wěn)定，選用中間導(dǎo)柱模架。再按其標(biāo)準(zhǔn)選擇具體結(jié)構(gòu)尺寸見下表。 模架規(guī)格選用名稱尺寸材料熱處理上模座16016045HT200下模座16016055HT200導(dǎo)柱28180、3218020鋼滲碳0.81.2mm導(dǎo)套2811043、321104320鋼滲碳0.81.2mmHmin=190mm,Hmax=235mm模具的閉合高度 + =(6+32+12.5+28+25+45+55)mm=203.5mmHmax=235mm由此可見模具的實(shí)際開模高度小于所采用模架的最大閉合高度。沖孔時(shí)選擇后側(cè)導(dǎo)柱模架，其規(guī)格見下表： 模架規(guī)格選用名稱尺寸材料熱處理上模座806330HT200下模座806340HT200導(dǎo)柱18110、2211020鋼滲碳0.81.2mm導(dǎo)套187028、22702820鋼滲碳0.81.2mm3.2 其它模具零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.2.1 固定板查資料 落料凸模固定板選用： 12512532-45鋼JB/T 7643.2。落料凹模拉深凸模固定板選用： 12512528-45鋼JB/T 7643.2。沖孔凸模固定板選用：635016-45鋼JB/ 7463.23.2.2墊板墊板的作用是直接承受凸模的壓力，以降低模座所受的單位壓力，防止模座被局部壓陷，從而影響凸模的正常工作。因?yàn)橥ㄟ^(guò)上模座固定的模柄與壓力機(jī)相連，且上模座比下模座薄，而且下模座固定在壓力機(jī)工作臺(tái)上。為防止上模座損壞，在上模座加墊板。查資料選用墊板 1251256-45鋼 JB/7643.3。3.2.3 打料塊一般與打料桿聯(lián)合使用，屬于剛性卸件裝置，靠?jī)烧叩淖灾匕压ぜ虺鰜?lái)。打料塊與拉深凹模間隙配合。3.2.4壓邊圈壓邊圈的作用是防止凸緣部分起皺，同時(shí)還起到頂3.2.5 導(dǎo)柱、導(dǎo)套 對(duì)于生產(chǎn)批量大、要求模具壽命高的模具，一般采用導(dǎo)柱、導(dǎo)套來(lái)保證上、下模的導(dǎo)向精度。導(dǎo)柱、導(dǎo)套在模具中主要起導(dǎo)向作用。導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間采用間隙配合。根據(jù)沖壓工序性質(zhì)、沖壓的精度及材料厚度等的不同，其配合間隙也稍微不同。這里采用H7/h6。3.2.6 其他零件模具其他零件的選用見表3-2表3-2 模具其他零件的選用序號(hào)名稱數(shù)量材料規(guī)格/ mm熱處理1下模座1HT200160160552導(dǎo)柱120鋼28180滲碳5862HRC3導(dǎo)柱120鋼32130滲碳5862HRC4導(dǎo)套120鋼2811043滲碳5862HRC5導(dǎo)套120鋼3211043滲碳5862HRC6上模座1HT200160160557內(nèi)六角螺釘4Cr12M10455862HRC8內(nèi)六角螺釘4Cr12M101005862HRC9模柄1Q235-1.FA5010510銷釘245鋼66011銷釘245鋼88012止轉(zhuǎn)銷 145鋼81413打桿145鋼M142203.3 模具總裝圖 由以上設(shè)計(jì)，可得到模具的總裝圖，其工作過(guò)程是：模具在工作時(shí)，壓力機(jī)滑塊下行，通過(guò)模柄帶動(dòng)上模座下行，模具先進(jìn)行切邊，緊接著拉深凸模再拉深。拉深完成以后，壓力機(jī)滑塊上行，通過(guò)模柄帶動(dòng)上模座上行，當(dāng)凹模隨上模回升時(shí)，零件制品在打料塊及打料桿的作用下，將其從凹模內(nèi)推出，準(zhǔn)備下一次拉深。4 結(jié)束語(yǔ)帶凸緣圓筒件屬于簡(jiǎn)單的拉深件，分析其工藝性，并確定工藝方案。由于在零件制造前進(jìn)行了預(yù)測(cè)，分析了制件在生產(chǎn)過(guò)程中可能出現(xiàn)的缺陷，采取了相應(yīng)的工藝措施。因此，模具在生產(chǎn)零件的時(shí)候才可以減少?gòu)U品的產(chǎn)生。深圓筒模具的設(shè)計(jì)，是理論知識(shí)與實(shí)踐有機(jī)的結(jié)合，更加系統(tǒng)地對(duì)理論知識(shí)做了更深切貼實(shí)的闡述。也使我認(rèn)識(shí)到，要想做為一名合理的模具設(shè)計(jì)人員，必須要有扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)，并不斷學(xué)習(xí)新知識(shí)新技術(shù)，樹立終身學(xué)習(xí)的觀念，把理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中去，并堅(jiān)持科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)的精神，大膽創(chuàng)新，突破新技術(shù)，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的騰飛做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。致謝畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們進(jìn)行完了三年的模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)課程后進(jìn)行的，它是對(duì)我們?nèi)陙?lái)所學(xué)課程的又一次深入、系統(tǒng)的綜合性的復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)踐的訓(xùn)練。它在我們的學(xué)習(xí)中占有重要的地位。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我在溫習(xí)學(xué)過(guò)的知識(shí)的同時(shí)又學(xué)習(xí)了許多新知識(shí)，一些原來(lái)一知半解的理論也有了進(jìn)一步的的認(rèn)識(shí)。特別是原來(lái)所學(xué)的一些專業(yè)基礎(chǔ)課：如機(jī)械制圖、模具材料、公差配合與技術(shù)測(cè)量、冷沖模具設(shè)計(jì)與制造等有了更深刻的理解，使我進(jìn)一步的了解了怎樣將這些知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際的設(shè)計(jì)中。同時(shí)還使我更清楚了模具設(shè)計(jì)過(guò)程中要考慮的問(wèn)題，如怎樣使制造的模具既能滿足使用要求又不浪費(fèi)材料，保證工件的經(jīng)濟(jì)性，加工工藝的合理性。在學(xué)校中，我們主要學(xué)的是理論性的知識(shí)，而實(shí)踐性很欠缺，而畢業(yè)設(shè)計(jì)就相當(dāng)于實(shí)戰(zhàn)前的一次演練。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)可是把我們以前學(xué)的專業(yè)知識(shí)系統(tǒng)的連貫起來(lái)，使我們?cè)跍亓?xí)舊知識(shí)的同時(shí)也可以學(xué)習(xí)到很多新的知識(shí)；這不但提高了我們解決問(wèn)題的能力，開闊了我們的視野，在一定程度上彌補(bǔ)我們實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不足，為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過(guò)對(duì)中軸碗制件冷沖模的設(shè)計(jì)，我對(duì)沖裁模有了更為深刻的認(rèn)識(shí)，特別是這種落料拉伸沖孔模具的設(shè)計(jì)。在模具的設(shè)計(jì)過(guò)程中也遇到了一些難以處理的問(wèn)題，雖然設(shè)計(jì)中對(duì)它們做出了解決 ，但還是感覺這些方案中還是不能盡如人意，如壓力計(jì)算時(shí)的公式的選用、凸凹模間隙的計(jì)算、卸件機(jī)構(gòu)選用、工作零件距離的調(diào)整，都可以進(jìn)行進(jìn)一步的完善，使生產(chǎn)效率提高。歷經(jīng)近三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，敬請(qǐng)各位老師對(duì)我的設(shè)計(jì)過(guò)程作最后檢查。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中通過(guò)參考、查閱各種有關(guān)模具方面的資料，請(qǐng)教各位老師有關(guān)模具方面的問(wèn)題，并且和同學(xué)的探討，模具設(shè)計(jì)在實(shí)際中可能遇到的具體問(wèn)題，使我在這短暫的時(shí)間里，對(duì)模具的認(rèn)識(shí)有了一個(gè)質(zhì)的飛躍。從陌生到開始接觸，從了解到熟悉，這是每個(gè)人學(xué)習(xí)事物所必經(jīng)的一般過(guò)程，我對(duì)模具的認(rèn)識(shí)過(guò)程亦是如此。經(jīng)過(guò)近三個(gè)月的努力，我相信這次畢業(yè)設(shè)計(jì)一定能為三年的大學(xué)生涯劃上一個(gè)圓滿的句號(hào)，為將來(lái)的事業(yè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中得到了老師以及許多同學(xué)的幫助，我受益匪淺。在此，再次感謝各位老師特別是我的指導(dǎo)老師原紅玲老師在這一段時(shí)間給予無(wú)私的幫助和指導(dǎo)，并向他們致于深深的敬意，對(duì)關(guān)心和指導(dǎo)過(guò)我的各位老師表示衷心的感謝!參考文獻(xiàn)1 原紅玲主編 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 機(jī)械工業(yè)出版社 2008年9月2 孫鳳勤 閻亞林主編 沖壓與塑壓成形設(shè)備 高等教育出版社 2007年12月3 楊占堯主編 韓光平、史廷春副主編 沖壓模具圖冊(cè) 高等教育出版社 2008年3月4 高軍、李熹平、修大鵬等編 沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件選用與設(shè)計(jì)指南 化學(xué)工業(yè)出版社 2007年7月5 中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì) 中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典編委會(huì)等主編 中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典 江西科學(xué)技術(shù)出版社20036 郝濱海 沖壓模具簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè) 化學(xué)工業(yè)出版社 200522 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書系 部： 材料工程系 專 業(yè)： 模具設(shè)計(jì)與制造 學(xué)生姓名: 李霄俊 學(xué) 號(hào): 061304412 設(shè)計(jì)題目：中軸碗沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì)起 迄 日 期: 2009年 3月11 日5 月20日 指 導(dǎo) 教 師: 原紅玲 2009年3月12日畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書1本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題來(lái)源及應(yīng)達(dá)到的目的：本設(shè)計(jì)題目為中軸碗沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì)，通過(guò)設(shè)計(jì)，應(yīng)對(duì)沖壓工藝生產(chǎn)較為熟悉，能熟練使用相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)，獨(dú)立完成一套模具的設(shè)計(jì)及模具工作零件加工工藝的編制。并且能夠運(yùn)用模具設(shè)計(jì)軟件完成模具裝配圖及零件圖的繪制。2本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）：（1）了解目前國(guó)內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀；（2）分析中軸碗的成形工藝并確定其工藝方案；（3）模具主要設(shè)計(jì)計(jì)算；（4）繪制模具總裝圖，并繪制零件圖； （5）得出設(shè)計(jì)結(jié)論。原始資料：工件圖及其尺寸見說(shuō)明書， 材料：15鋼厚度：2.5mm生產(chǎn)批量：大批量所在專業(yè)審查意見：負(fù)責(zé)人： 年 月 日系部意見：系領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日模具設(shè)計(jì)與制造 專業(yè)機(jī) 械 加 工 工 序 卡 片工序名稱銑平面工序號(hào)4零件名稱落料凹模零件號(hào)01零件重量同時(shí)加工零件數(shù)1材 料毛 坯牌 號(hào)硬 度型 號(hào)重 量T10A6064HRC設(shè) 備夾 具名 稱輔 助工 具名 稱型 號(hào)銑床平口鉗游標(biāo)卡尺安 裝工 步安裝及工步說(shuō)明刀 具量 具走 刀長(zhǎng) 度走 刀次 數(shù)切 削 深 度進(jìn)給量主 軸轉(zhuǎn) 速切 削速 度基 本工 時(shí)一次一次一次一次1234銑上平面銑下平面銑側(cè)面銑側(cè)面75面銑刀75面銑刀20立銑刀20立銑刀游標(biāo)卡尺游標(biāo)卡尺游標(biāo)卡尺游標(biāo)卡尺0.50.50.50.522112211200/ min200/ min60/ min60/ min800r/min800r/min300r/min300r/min設(shè) 計(jì) 者李霄俊指 導(dǎo) 教 師原 紅 玲共 1 頁(yè)第 1 頁(yè) 模具設(shè)計(jì)與制造 專業(yè)機(jī) 械 加 工 工 藝 過(guò) 程 卡 片零件號(hào)零 件 名 稱5落料凹模工序號(hào)工 序 名 稱設(shè) 備夾 具刀 具量 具工 時(shí)名 稱型 號(hào)名 稱規(guī) 格名 稱規(guī) 格名 稱規(guī) 格123456789101112下料（80mm70mm）鍛成130mm130mm30mm熱處理（退火，硬度229HBS）銑平面（厚度留磨削余量0.6mm，側(cè)面留磨削余量0.4mm）磨平面（磨上、下平面，留磨削余量0.30.4mm；磨相鄰兩側(cè)面，保證垂直）鉗工劃線（劃出對(duì)稱中心線，孔線）型孔粗加工（銑床上加工型孔，留單邊余量0.15mm）加工余孔（加工固定孔及銷孔）熱處理（淬火、回火，6062HRC）磨平面（磨上下平面及基準(zhǔn)面達(dá)到要求）型孔精加工（在坐標(biāo)磨床上磨型孔，留余量0.01mm）研磨型孔（研磨型孔達(dá)到規(guī)定技術(shù)要求）鋸床空氣錘立銑床平面磨床立銑床平面磨床坐標(biāo)磨床虎鉗平口鉗磁力吸盤平口鉗磁力吸盤磁力吸盤鋸條面銑刀砂輪立銑刀砂輪砂輪鋼尺鋼尺游標(biāo)卡尺游標(biāo)卡尺游標(biāo)卡尺千分尺千分尺200mm200mm 0.02mm 0.02mm 0.02mm0.005mm0.005mm沖壓成形與板材沖壓 1 概述通過(guò)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(guò)8100mm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(wèn)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(jiǎn)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(duì)于小批量、多品種生產(chǎn)，常采用簡(jiǎn)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(chǎng)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(lái)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(lái)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(jiǎn)化。 （2）由于沖壓成形用的板材毛胚的相對(duì)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(méi)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(guò)程。因此，以拉應(yīng)力作用為主的伸長(zhǎng)類沖壓成形過(guò)程多于以壓應(yīng)力作用為主的壓縮類成形過(guò)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(jiǎn)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(duì)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(cè)試手段，在對(duì)板材性能與沖壓變形參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量與分析基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)沖壓過(guò)程智能化控制的研究工作也在開展。人們?cè)趯?duì)沖壓成形過(guò)程有離開較為深入的了解后，已經(jīng)認(rèn)識(shí)到?jīng)_壓成型與原材料有十分密切的關(guān)系。所以，對(duì)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(duì)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(duì)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(lái)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(duì)沖壓成形過(guò)程板材毛胚的變形行為有了較為深入的認(rèn)識(shí)，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(guò)程對(duì)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(duì)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(cè)試方法等。 （3）建立原材料的化學(xué)成分、組織和制造過(guò)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(duì)沖壓加工的適應(yīng)能力。對(duì)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(guò)程與工藝參數(shù)制造出沖壓零件，必須對(duì)作為加工對(duì)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(duì)板材的沖壓性能有一個(gè)科學(xué)的認(rèn)識(shí)與正確的判斷。評(píng)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(píng)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(píng)定，當(dāng)然能夠的最可靠的結(jié)果。但是，這種評(píng)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(jiǎn)單化處理，消除許多過(guò)于復(fù)雜的因素，利用軸對(duì)稱的簡(jiǎn)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(píng)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(rùn)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(duì)板材在塑性變形過(guò)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(lái)，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(guò)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(lái)表示板材沖壓性能的基礎(chǔ)性參數(shù)。Characteristics and Sheet Metal Forming1 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 8100mm. 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 shapeand 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. 2Characteristics 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. 3Categories 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. 4Raw materials for stamping formingThere 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. 5Stamping forming property of sheet metal and its assessing methodThe 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.