凹型件沖壓成形工藝與模具設(shè)計【彎曲件】【凸形件】【U形】

凹型件沖壓成形工藝與模具設(shè)計【彎曲件】【凸形件】【U形】,彎曲件,凸形件,U形,凹型件沖壓成形工藝與模具設(shè)計【彎曲件】【凸形件】【U形】,凹型件,沖壓,成形,工藝,模具設(shè)計,彎曲,曲折 中期檢查表學生姓名學 號指導教師選題情況課題名稱型彎曲件的沖壓工藝及模具設(shè)計難易程度偏難適中偏易工作量較大合理較小符合規(guī)范化的要求任務(wù)書有無開題報告有無外文翻譯質(zhì)量優(yōu)良中差學習態(tài)度、出勤情況好一般差工作進度快按計劃進行慢中期工作匯報及解答問題情況優(yōu)良中差中期成績評定：所在專業(yè)意見： 負責人： 2014 年 03月 10日設(shè)計任務(wù)書系 部： 專 業(yè)： 學生姓名: 學 號: 設(shè) 計 題 目： 型件沖壓成形工藝與模具設(shè)計 起 迄 日 期:指 導 教 師: 2013 年 11 月 2 日畢 業(yè) 設(shè) 計 任 務(wù) 書1本畢業(yè)設(shè)計課題來源及應(yīng)達到的目的：該課題來源于一一六廠生產(chǎn)一線的沖壓制件。在完成該課題之后，應(yīng)對沖壓工藝生產(chǎn)較為熟悉，能熟練掌握相關(guān)設(shè)計手冊的使用，能獨立完成一套模具的設(shè)計及模具工作零件加工工藝的編制，能夠運用模具設(shè)計軟件完成模具裝配圖及零件圖的繪制。2本畢業(yè)設(shè)計課題任務(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）：課題資料：厚度：2mm 材料：08鋼 批量：大批量設(shè)計任務(wù)：（1）了解目前國內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀；（2）分析筒形件拉深沖壓成形工藝并確定其工藝方案；（3）成形設(shè)備的選用及校核；（4）模具的整體設(shè)計，繪制模具總裝圖與拆畫非標準件零件圖；（5）編寫設(shè)計說明書一份；（6）編制主要零件加工工藝過程卡。 所在專業(yè)審查意見：負責人： 年 月 日系部意見：系領(lǐng)導： 年 月 日機 械 加 工 工 序 卡 工序名稱粗銑六面工序號02零件名稱凸模零件號00-02零件重量同時加工零件數(shù)1材 料毛 坯牌 號硬 度種 類重 量T10鋼55-60HRC鍛 件設(shè) 備夾 具名 稱輔 助工 具名 稱型 號銑床虎鉗墊塊安 裝工 步安裝及工步說明刀 具量 具走 刀長 度走 刀次 數(shù)切 削 深 度進給量主 軸轉(zhuǎn) 速切 削速 度基 本工 時二次2銑上、下平面30面銑刀游標卡尺20.2mm200/ min2000r/min二次1銑四周面10立銑刀游標卡尺20.5mm60/ min2000r/mi設(shè) 計 者指 導 教 師共 1 頁第 1 頁 機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 模具號零件號零 件 名 稱00-02凸模XYZ-003牌 號硬 度4555-60HRC工序號工 序 名 稱設(shè) 備夾 具刀 具量 具工 時名 稱型 號名 稱規(guī) 格名 稱規(guī) 格名 稱規(guī) 格01下料02鍛造達尺寸115mm75 mm蒸汽錘直尺03粗銑六面達尺寸115mm75mm立式銑床虎鉗30面銑刀, 10立銑刀游標卡尺04磨上下表面平面磨床磁力夾具、精密平口鉗砂輪游標卡尺，刀口尺05鉗工劃線去毛刺做螺紋孔立式鉆床虎鉗鉆頭、鉸刀、絲錐高度尺、游標卡尺06熱處理（淬火、回火）保證硬度43-48HRC熱處理爐硬度儀，游標卡尺07磨削上下面平面磨床磁力夾具、精密平口鉗砂輪游標卡尺，刀口尺08線切割各個型孔留余量0.02mm線切割慢走絲機床復式支撐0.2mm黃銅絲千分表，游標卡尺09鉗工研磨各型孔達尺寸要求游標卡尺10檢驗游標卡尺編制 校對 審核 批準 機 械 加 工 工 序 卡 工序名稱粗銑六面工序號01零件名稱凹模零件號00-01零件重量同時加工零件數(shù)1材 料毛 坯牌 號硬 度種 類重 量Cr12MoV60-64HRC鍛 件設(shè) 備夾 具名 稱輔 助工 具名 稱型 號銑床虎鉗墊塊安 裝工 步安裝及工步說明刀 具量 具走 刀長 度走 刀次 數(shù)切 削 深 度進給量主 軸轉(zhuǎn) 速切 削速 度基 本工 時二次2銑上、下平面30面銑刀游標卡尺20.2mm200/ min2000r/min二次1銑四周面10立銑刀游標卡尺20.5mm60/ min2000r/mi設(shè) 計 者指 導 教 師共 1 頁第 1 頁 機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 模具號零件號零 件 名 稱00-01凹模XYZ-003牌 號硬 度Cr1248-52HRC工序號工 序 名 稱設(shè) 備夾 具刀 具量 具工 時名 稱型 號名 稱規(guī) 格名 稱規(guī) 格名 稱規(guī) 格01下料02鍛造達尺寸115mm95 mm蒸汽錘直尺03粗銑六面達尺寸115mm95mm立式銑床虎鉗30面銑刀, 10立銑刀游標卡尺04磨上下表面平面磨床磁力夾具、精密平口鉗砂輪游標卡尺，刀口尺05鉗工劃線去毛刺做螺紋孔立式鉆床虎鉗鉆頭、鉸刀、絲錐高度尺、游標卡尺06熱處理（淬火、回火）保證硬度60-64HRC熱處理爐硬度儀，游標卡尺07磨削上下面平面磨床磁力夾具、精密平口鉗砂輪游標卡尺，刀口尺08線切割各個型孔留余量0.02mm線切割慢走絲機床復式支撐0.2mm黃銅絲千分表，游標卡尺09鉗工研磨各型孔達尺寸要求游標卡尺10檢驗游標卡尺編制 校對 審核 批準 設(shè)計說明書畢業(yè)設(shè)計題目：型件沖壓成形工藝與模具設(shè)計系 部 專 業(yè) 班 級 學生姓名 學 號 指導教師 年 月 日型彎曲件的沖壓工藝及模具設(shè)計摘要：本設(shè)計題目為型彎曲模設(shè)計，體現(xiàn)了典型型彎曲模的設(shè)計要求、內(nèi)容及方向，有一定的設(shè)計意義。通過對該零件模具的設(shè)計，進一步加強了設(shè)計者彎曲模設(shè)計的基礎(chǔ)知識，為設(shè)計更復雜的彎曲模具做好了鋪墊和吸取了更深刻的經(jīng)驗。本設(shè)計運用彎曲成型工藝及模具設(shè)計的基礎(chǔ)知識，首先分析了板材的性能要求，為選取模具的類型做好了準備；然后計算了彎曲件的彎曲力，便于選取壓力機噸位及確定壓力機型號；最后分析了彎曲件的特征，確定模具的設(shè)計參數(shù)、設(shè)計要點及頂出裝置的選取。本設(shè)計采用了八字擺塊復合模成型型件。復合模具有生產(chǎn)效率高，制件精度高等特點，特別適合大批量高精度生產(chǎn)。成型原理可劃分為兩個階段：首先，凸模與凹模共同作用成型U形件；凹模繼續(xù)下行，迫使擺塊左右擺動動作，U型件被再次彎曲成型，最后成型型件，這種機構(gòu)動作靈活可靠，設(shè)計方便，非常適合在本副模具中使用。關(guān)鍵詞：彎曲模 ， 凸模 ， 凹模 ， 擺塊 TYPE BENDING PARTS STAMPING PROCESS AND DIE DESIGNAbstract：This design topic is a type of bending die design, embodies the typical type of bending die design requirements, the content and direction, has a certain meaning of design.Based on the parts, mold design to further strengthen the foundation of the designers bending die design knowledge, has laid a good groundwork for the design of bending die with more complex and gain a more profound experience. This design using the basic knowledge of bending forming technology and die design, analyzes the performance requirements of the plate, ready for the selection of mold types;Then calculated the bending force of bending parts, easy to choose press tonnage and determine the press type;In the final analysis the characteristics of bending parts, mold design parameters, key points of design and selection of ejection device.This design USES the figure of eight pendulum block type compound die.Composite mould has high production efficiency, high precision parts, especially suitable for mass production and high precision.Forming principle can be divided into two stages: first, the combination of convex and concave die shape U;Die to continue downward, forced the pendulum swinging movements, u-shaped bent by forming again, finally forming parts, this kind of agency action is flexible and reliable, convenient design, very suitable for use in the vice mould.Keywords: bending punch die set piece目 錄1 緒 論11.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢11.1.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀11.1.2國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢11.2國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢21.3 支架模具設(shè)計與制造方面21.3.1 支架模具設(shè)計的設(shè)計思路21.3.2支架模具設(shè)計的進度32 彎曲件工藝性分析及方案的確定42.1彎曲件工藝性分析42.2工藝方案的確定42.3彎曲件工藝方案分析73、主要設(shè)計計算83.1主要設(shè)計計算83.1.1彎曲件毛坯坯料尺寸計算83.1.2 彎曲應(yīng)力的計算93.1.3 圧料力計算93.1.4 壓力機公稱壓力的確定93.2彎曲模工作部分尺寸的設(shè)計103.2.1凸模圓角半徑設(shè)計103.2.2 凹模圓角半徑103.2.4 凸、凹模間隙計算113.3 U形彎曲凹凸模橫向尺寸的設(shè)計123.4 彈簧的選用133.4.1每個彈簧力計算133.4.2彈簧預壓縮量143.4.3彈簧校核144 模具類型的選擇154.1 模具結(jié)構(gòu)選擇154.2定位方式的選擇164.3出件方式的設(shè)計165 主要零件的設(shè)計175.1工件零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計175.1.1凸模的結(jié)構(gòu)草圖如下圖所示：175.1.2凸模主要尺寸的計算175.2凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計195.2.1凹模主要尺寸的設(shè)計195.3.2擺塊的主要尺寸設(shè)計205.4定位零件的設(shè)計215.4.1限位釘?shù)脑O(shè)計215.5定位塊的設(shè)計225.6彈頂部件的設(shè)計235.6.1墊片的設(shè)計235.6.2導板的設(shè)計236 壓力機的參數(shù)與比較247 模具零件的加工工藝257.1凸模的加工工藝過程257.2凹模的加工工藝過程258 模具的裝配279 模具試沖28設(shè)計小結(jié)29致謝30參考文獻31III型件沖壓成形工藝與模具設(shè)計1 緒 論 目前，我國沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達國家相比還相當?shù)穆浜?，主要原因是我國在沖壓基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標準化、模具設(shè)計、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達的國家上有相當大的差距，導致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達國家的模具相比距離相當大。1.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢1.1.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀我國模具近年來發(fā)展很快，近10年來，我國模具行業(yè)一直以每年15的增長速度快速發(fā)展。十五期間，我國模具行業(yè)年增長速度達到20。2005年模具銷售額達610億元，同比增長25，排在世界第三位；模具出口大幅增長，表明模具水平和競爭力提高。據(jù)海關(guān)統(tǒng)計，2005年模具出口74億美元，同比增長50以上；模具產(chǎn)品結(jié)構(gòu)更趨高檔，復雜、精密、長壽命的模具份額提高到30。目前，國內(nèi)約有模具生產(chǎn)廠商3萬余家，從業(yè)人員有80多萬人，全年模具產(chǎn)值達534億元人民幣。涌現(xiàn)出一批模具行業(yè)領(lǐng)頭羊，如在汽車覆蓋件領(lǐng)域的一汽模具，輪胎領(lǐng)域的巨輪模具，塑料模具領(lǐng)域的海爾，模塊標準件領(lǐng)域的圣都等；不少地方出臺了扶持當?shù)啬＞咝袠I(yè)發(fā)展的政策，如重慶、成都、蘇州、大連等地都在建立模具工業(yè)園區(qū)，改善發(fā)展環(huán)境，完善模具生產(chǎn)的配套體系。中國經(jīng)濟的高速發(fā)展對模具行業(yè)提出了越來越高的要求，也為其發(fā)展提供了巨大了的動力。 1.1.2國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢 目前國內(nèi)市場中低檔模具供過于求，但高檔模具卻供不應(yīng)求。因此，要鼓勵企業(yè)增加設(shè)備，特別是骨干企業(yè)要配齊從模具粗加工、熱處理到各種精加工、光整加工、質(zhì)量控制與檢測等整套設(shè)備，一般企業(yè)要配備數(shù)控加工設(shè)備，實現(xiàn)模具制造的全自動加工。積極鼓勵企業(yè)與大專院校進行技術(shù)合作，廣泛采用計算機輔助技術(shù)、人工智能技術(shù)等進行設(shè)計決策、模擬分析和估化設(shè)計，增強企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力。易模塑科技(深圳)有限公司目前在深圳模具業(yè)界處于領(lǐng)先地位，它引進先進的日本精密機械設(shè)備，并導入日本模具企業(yè)的流水線作業(yè)管理流程，使用日本模具制造業(yè)的先進工藝，從事各類精密注塑模具、鋁合金壓鑄模具、鋅合金壓鑄模具等的開發(fā)、設(shè)計和制造。近年來，該公司已成業(yè)內(nèi)翹楚，業(yè)務(wù)成長性高達300。 1.2國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢模具是工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車、電機、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產(chǎn)品中，據(jù)報道，高新技術(shù)在歐美模具企業(yè)得到廣泛應(yīng)用,歐美許多模具企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)水平在國際上是一流的。將高新技術(shù)應(yīng)用于模具的設(shè)計與制造，已成為快速制造優(yōu)質(zhì)模具的有力保證。歐美模具企業(yè)的先進技術(shù)和先進管理，使其生產(chǎn)的大型、精密、復雜模具，對促進汽車、電子、通訊、家電等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起了極其重要的作用，也給模具企業(yè)帶來了良好的經(jīng)濟效益。美國的模具企業(yè)，人均年銷售額在20萬美元左右；意大利人均年銷售額也在10萬美元以上。與國內(nèi)的模具企業(yè)相比，即使扣除價格因素的影響，歐美模具企業(yè)的生產(chǎn)效率也比我們高許多倍。要縮小與先進工業(yè)國家的差距，必須加快技術(shù)進步，提高CAD/CAE/CAM的應(yīng)用程度，增加數(shù)控加工設(shè)備的比重，用信息技術(shù)進一步提高模具的設(shè)計制造水平。同時，要學習和借鑒國外的先進管理經(jīng)驗，進一步深化企業(yè)改革。目前，國內(nèi)有些模具廠沖模、塑料模都做，大型、中型、小型模具都做，這樣很難干好，必須走小而專、小而精、小而特的道路。同時要增強參與國際競爭的意識，加強國際經(jīng)濟技術(shù)合作與交流，在提高模具國產(chǎn)化程度的同時，進一步擴大出口，走向世界。1.3 支架模具設(shè)計與制造方面1.3.1 支架模具設(shè)計的設(shè)計思路彎曲是利用金屬的塑性變形，將板料，棒料、型材或管材等按設(shè)計要求彎曲成一定曲率和一定角度的零件的一種沖壓工序。它屬于成型工序，是沖壓加工的基本工序之一。彎曲件的尺寸精度與板料的厚度公差、材料性能、零件的形狀和尺寸、模具結(jié)構(gòu)和定位方式，以及工序的數(shù)量和先后順序等因素有關(guān)。生產(chǎn)經(jīng)驗表明，無特殊要求，彎曲件的尺寸精度以不高于IT13級為宜，角度公差應(yīng)不大于+/-15。如果對彎曲件的尺寸精度有較高要求，在結(jié)構(gòu)設(shè)計上應(yīng)設(shè)置定位工藝孔；對角度公差有較高要求時，應(yīng)允許零件彎曲部位表面有輕微擦傷，或在彎曲工藝方面增加整形工序。只有加強沖裁件基礎(chǔ)理論的研究，才能提供更加準確、實用、方便的計算方法，才能正確地確定沖裁工藝參數(shù)和模具工作部分的幾何形狀與尺寸，解決沖裁中出現(xiàn)的各種實際問題，從而，進一步提高制件質(zhì)量。支件沖孔落料件是最典型的沖裁件，其工作過程很簡單就沖孔落料，可采用單工序模、復合模具或級進模具，根據(jù)計算的結(jié)果和選用的標準模架。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，只有從改變導柱和導套的高度。導柱和導套的高度可根據(jù)凸模與凹模工作配合長度決定設(shè)計時可能高度出現(xiàn)誤差，應(yīng)當邊試沖邊修改高度。1.3.2支架模具設(shè)計的進度1.了解目前國內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀，所用時間20天；2.確定加工方案，所用時間5天；3.模具的設(shè)計，所用時間30天；4.模具的調(diào)試所用時間5天。在設(shè)計的過程中，將有一定的困難，但有指導老師的悉心指導和自己的努力，相信會完滿的完成畢業(yè)設(shè)計任務(wù)。由于學生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗，設(shè)計中難免有不妥之處，肯請各位老師指正。2 彎曲件工藝性分析及方案的確定工件名稱：型件沖壓成形工藝與模具設(shè)計生產(chǎn)批量：大批量材料：08號鋼材料厚度：2mm圖112.1彎曲件工藝性分析此工件為典型彎曲件。材料是08剛，具有狼嚎的彎曲性能適合彎曲成型加工。工件結(jié)構(gòu)簡單，除了裝配尺寸公差等級IT14級有嚴格的要求外其余尺寸均為自由公差，工件整體上看尺寸精度低，普通彎曲成型完全能滿足要求。2.2工藝方案的確定該工件彎曲成型，可以一次成型，也可以二次彎曲成型有如下三種方案可供選擇：方案一：采用在一套模具上成型，復合模生產(chǎn)。如下圖所示：圖 1-2方二：采用一次彎曲成型，單工序生產(chǎn)。如下圖所示：圖 1-3方案三：采用兩次彎曲成型，采用兩套單工序模生產(chǎn)。如下圖圖1-4（首次彎曲）2.3彎曲件工藝方案分析方案一、模具結(jié)構(gòu)復雜，生產(chǎn)制造成本與方案三基本一樣，但工件尺寸精度高，位置精度容易保證，生產(chǎn)效率也高。方案二、模具結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)制造成本低，但工件尺寸精度比較低，尤其是四個直角的精度難以得到保證。另外，在彎曲過程中，由于凹模肩部妨礙了坯料的轉(zhuǎn)動，加大了坯料通過凹模圓角的磨擦力，使彎曲件側(cè)壁容易擦傷和變薄，成型后彎曲件兩肩部與底面不平行。方案三：模具結(jié)構(gòu)能相對簡單，但生產(chǎn)成本較高，由于采用兩幅模具進行彎曲成形，從而可以避免了方案二中的缺陷，提高了彎曲件的質(zhì)量，但由于采用兩幅模具進行生產(chǎn)，生產(chǎn)效率低，另外，凹模的強度不易保證。綜上所述，經(jīng)過對三種方案的比較分析可見，該工件的彎曲成型生產(chǎn)方案采用方案三比較合理。3、主要設(shè)計計算3.1主要設(shè)計計算3.1.1彎曲件毛坯坯料尺寸計算式中：彎曲件毛坯長度（mm）； 彎曲件各直線段長度之和 （mm） ； 彎曲件各部分（圓弧部分）應(yīng)變中性層展開長度之和（mm）；式中：第一段圓弧部分應(yīng)變中性層展開長度（mm）；其中： 圖 1-6經(jīng)查資料得公式： 式中：應(yīng)變中性層的曲率半徑（mm）；其中： 式中：X中性層位移系數(shù)，查沖壓模具設(shè)計與制造教程，表3.4.1得X=025:；所以：所以：毛坯長度：3.1.2 彎曲應(yīng)力的計算該模具工件屬于自由彎曲成型，所以U型件彎曲力： 式中：自由彎曲在沖壓行程結(jié)束時的彎曲力（N）； B彎曲件的寬度，B=70mm； t彎曲材料的厚度（mm）； r彎曲件的內(nèi)部彎曲半徑（mm）； 材料的抗拉強度（MPa）; K完全系數(shù)，一般取K=1.3 所以：3.1.3 圧料力計算根據(jù)沖壓模具設(shè)計與制造公式（3.5.4），如果彎曲模具設(shè)有頂出裝置或壓料裝置時，其定出力可以近似取自由彎曲力的30%80%即：在此?。?3.1.4 壓力機公稱壓力的確定根據(jù)沖壓模具設(shè)計與制造公式（3.5.5）即：式中：彎曲應(yīng)力 -壓料力 考慮到彎曲工件板料較厚，而且板寬也較大，壓力機公稱壓力應(yīng)取值偏大為宜。在此?。?根據(jù)計算結(jié)果，查模具使用技術(shù)手冊表2-3初選壓力機為：J23-10。3.2彎曲模工作部分尺寸的設(shè)計3.2.1凸模圓角半徑設(shè)計由方案一可知，所涉及的復合模整個工作原理可分為兩部分：U型彎曲和在U型彎曲基礎(chǔ)上的型彎曲。歸根到底，其設(shè)計為U型彎曲種類，所以，其設(shè)計可按U型件設(shè)計方法設(shè)計。因為，值較小，所以取r :。3.2.2 凹模圓角半徑根據(jù)實際生產(chǎn)經(jīng)驗可知：當t=24mm時，從保證制件精度要求考慮，特別是所設(shè)計的彎曲復合模值不宜取最大值。此取 3.2.3凹模深度圖1-7凹模深度過小，則坯料兩端受壓部分太多，工件回彈大，而且不平直，影響工件質(zhì)量。如果過大，則浪費模具鋼材，且需沖床有較大的工作行程。由前面計算可知彎曲件邊長據(jù)邊長L=28.36mm查相關(guān)資料得：3.2.4 凸、凹模間隙計算查沖壓模具設(shè)計與制造的U型件彎曲的凸、凹模單邊間隙可按下式計算：式中：彎曲凸、凹模單邊間隙（mm）； t工件材料厚度（基本尺寸）（mm）； 工件材料厚度的正偏差（mm）； X間隙系數(shù)，查中國模具設(shè)計大典3表19.3-19得X=0.1；3.3 U形彎曲凹凸模橫向尺寸的設(shè)計圖18由工件圖上可知：工件是內(nèi)形標注的彎曲件，設(shè)計時應(yīng)以圖凸模為基準先確定凹模尺寸。再利用凹凸間隙求出凹模的尺寸。根據(jù)沖壓模具設(shè)計與制造教程公式（3.944）與（3.9.5）得：凸模尺寸為： 式中：凸模橫向尺寸（mm）； 彎曲件橫向的最小極限尺寸（mm）； 彎曲件的尺寸公差（mm）； 凸模的制造公差，采用IT17級。所以：查公差與配合手冊表1-6標準公差等級IT17級得： 凹模尺寸為：式中：凹模橫向尺寸（mm）； 凹凸模雙面間隙（mm）； 凹模的制造公差，取IT18級得: 查公差與配合手冊表1-6標準公差值IT18級得： 3.4 彈簧的選用 彈簧是模具中廣泛應(yīng)用的彈性元件，主要彈性卸料用。3.4.1每個彈簧力計算根據(jù)模具安裝位置，選定4個彈簧，每個彈簧的彈頂力為：式中：彈簧復位的彈頂力（N）,在此=44708.63； 彈簧的預頂力（N）； 彈簧的數(shù)量。查中國機械工業(yè)標準匯編彈簧卷GB/T2089-94表有關(guān)彈簧規(guī)格，初選規(guī)格為35mm*300mm，具體參數(shù)是D=35mm,d=10mm,t=21.7mm,N,，n=12.5.3.4.2彈簧預壓縮量式中：彈簧預壓縮量（mm）； 彈簧最大允許負荷（N）。所以：3.4.3彈簧校核彈簧實際工作總壓縮量：式中：彈簧工作行程（mm）； 式中：凸模進入凹模深度22mm； 擺塊進行第二次彎曲工作時，凸模下滑行程50mm。所以： 顯然，所以選用的彈簧式合適的，可用。4 模具類型的選擇4.1 模具結(jié)構(gòu)選擇由彎曲工藝分析可知，采用復合模，所以模具類型為復合模。模具結(jié)構(gòu)如下圖所示：圖1-9模具上模部分主要由：凹模、打桿、壓板組成。卸料方式采用剛性打件裝置卸料，工作原理：上?；爻?，壓力機限位裝置迫使大干推動壓板把彎曲件從凹模腔中推出。下模部分由凸模、限位釘（2個）、擺塊（一對）、導板、銷釘（2個）、內(nèi)六角螺釘（4個）、下模座、限位塊（2個），上墊板，下墊板，彈簧等零件組成。彎曲坯料由前一沖裁工序準備尺寸為：113mm*50mm，板料有前方送進，送料方向定位由限位螺釘限位，左右方向由限位塊定位，板料定位后，上模下行，凸模壓入凹模同時把板料拉入模腔內(nèi)，進行首次U型彎曲動作，當凸模壓入凹模深度22mm時，首次U型彎曲完成，進入二次彎曲動作，這時在上模下行力的驅(qū)使下擺塊被迫左右擺動，同時板料發(fā)生二次彎曲動作，最后工件成型為型件。憂郁彎曲回彈力的作用下，工件被卡在凹模型腔內(nèi)，隨著上?；爻?，當上模的打桿觸動壓力機的限位裝置時，打桿推動壓板迫使工件從凹模中頂出，卸下工件。在上模回程同時，下模的彈簧彈性勢能釋放，驅(qū)使凸模回程，從而完成整個工件的彎曲動作。4.2定位方式的選擇因為模具采用的是前一工序沖裁好的板料，板料由模具前方送進，送進方向在凸模的頂部設(shè)有兩個限位釘定位，左右方向采用一對定位塊定位。4.3出件方式的設(shè)計彎曲成型后由于彎曲回彈力的作用下，工件會卡在凹模內(nèi)。為此，在這里采用了上出模的方式，利用壓力機的限位裝置迫使打桿推動壓板頂出工件。5 主要零件的設(shè)計5.1工件零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計5.1.1凸模的結(jié)構(gòu)草圖如下圖所示：圖1-10在凸模頂部鉆兩個的孔固定兩個限位釘，凸模與限位釘?shù)呐浜习碒7/n6配合。在底部鉆一螺紋孔來與上墊板鏈接，另外在兩側(cè)各鉆兩個銷釘孔用以安裝擺塊，其中銷釘與銷釘孔采用H7/m6配合。5.1.2凸模主要尺寸的計算長度方向：式中：坯料的寬度（mm）； 坯料寬度70mm； 式中：t凸模長度方向上側(cè)壁厚度，綜合考慮到模具強度、剛度和生產(chǎn)成本，選t=10mm。L=70+2*10=90mm寬度方向：有前面凸模橫向尺寸計算可知：；式中：P擺塊的厚度，有后面擺塊設(shè)計知，P=16mm。所以： 從定位準確和加工難易程度考慮，在此選R=5mm。高度方向：式中：首次彎曲時，凸模進入凹模的深度22mm。 式中：首次彎曲時，凸模進入凹模的深度mm； 擺塊高度，由后面擺塊設(shè)計中可知； 導板的高度10mm，由后面設(shè)計可知； 下模座的高度24mm，由后面設(shè)計可知。所以h=22+58+10+24=114mm凸模其余尺寸的設(shè)計和具體結(jié)構(gòu)的設(shè)計可參見后面的凸模零件圖所示。5.2凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計圖1-11考慮到凹模在彎曲時所受的彎曲力合作有張力都比較大，因此，對凹模的強度和剛度都要有較高的要求。為了保證凹模的強度和剛度，在此把凹模和模柄做成一個整體，其結(jié)構(gòu)草圖如下圖所示：5.2.1凹模主要尺寸的設(shè)計長度方向：由前面的計算可知：式中：凹模側(cè)壁厚度。因為工件在第二次成型是在凹模與擺塊的共同作用下成型的，所以凹模壁厚應(yīng)略大于工件的凸緣外伸部分尺寸，即：由前面彎曲件坯料尺寸計算可知，所以：綜合考慮模具剛度和生產(chǎn)成本，在此取。所以：，在此，取L=87mm。高度方向：式中：首次彎曲凸模進入凹模的深度為22mm； 壓板高度（mm），=23mm。所以：凹模其余尺寸的設(shè)計和凹模結(jié)構(gòu)的模具設(shè)計可參見后面的凹模結(jié)構(gòu)零件圖所示。5.3擺塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計5.3.1擺塊的結(jié)構(gòu)草圖如下所示：圖1-125.3.2擺塊的主要尺寸設(shè)計圓角半徑R:式中：擺塊的厚度（mm），根據(jù)擺塊的工作受力情況和生產(chǎn)成本考慮在此選擺塊寬度B：式中：彎曲坯料的板寬50mm。由上面擺塊工作原理得L的計算公式如下：式中：模側(cè)壁的厚度， 坯料厚度， 擺塊厚度，所以：L=14+2+16/2=24mm擺塊的其余尺寸設(shè)計與具體結(jié)構(gòu)可參見后面擺塊零件圖所示。5.4定位零件的設(shè)計坯料的定位采用限位釘前方定位和定位塊左右定位，限位釘和凸?？撞捎肏7/n6配合固定，定位塊采用銷釘定位，螺桿固定在下模座上。5.4.1限位釘?shù)脑O(shè)計限位釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)草圖如下圖所示：圖1-13由于限位釘只起限位作用，基本上不受過大的力作用，所以限位釘尺寸設(shè)計如下即可滿足使用要求：D=8mmh=5mm其余尺寸設(shè)計見后面限位釘零件圖所示。5.5定位塊的設(shè)計定位塊的結(jié)構(gòu)草圖如下所示；圖1-14定位塊主要尺寸可按以下公式計算：式中：定位塊主要工作尺寸（mm）； 凹模高度， 坯料厚度， 為定位可靠，設(shè)定的自由高度，在此選定。所以：=114+2+5=121mm定位塊的其余尺寸設(shè)計及具體結(jié)構(gòu)可參見后面定位塊零件圖所示。5.6彈頂部件的設(shè)計由于工件彎曲受力較大，在此采用彈簧作彈性元件。彈簧具有彈壓力大，彈頂靈活等優(yōu)點。該模具采用四根彈簧，上下墊板和4跟螺桿組成彈頂部件。5.6.1墊片的設(shè)計由模具結(jié)構(gòu)所限，上下墊板均是圓形結(jié)構(gòu)，主要設(shè)計如下：上墊板：直徑155mm，厚度12mm；下墊板：直徑155mm，厚度12mm。上下墊板均采用45鋼制造，淬火厚度42 47HRC。其具體結(jié)構(gòu)見后面墊板零件圖所示。5.6.2導板的設(shè)計導板主要起導向定位作用，選材料T8A，淬火硬度55 60HRC制造尺寸：。其具體結(jié)構(gòu)以及尺寸設(shè)計見后面墊板零件圖所示。6 壓力機的參數(shù)與比較由前面壓力機工程壓力計算初選壓力機型號：J23-10，查模具實用技術(shù)手冊表23得壓力機主要技術(shù)參數(shù)如下：公稱壓力：100KN；滑塊行程：45mm；最大閉合高度：180mm；最大裝模高度：180mm；連桿調(diào)節(jié)長度：35mm；工作臺尺寸（前后*左右）：160mm*200mm；墊板尺寸（厚度）：35mm；模柄孔尺寸：30mm*60mm；最大傾斜角度：；由上述技術(shù)參數(shù)可知，所選壓力機J23-10可用。7 模具零件的加工工藝7.1凸模的加工工藝過程表1凸模加工工藝卡工序號工序名稱工序內(nèi)容1備料鋸床下料80 mm x 130 mm 2煅造煅成94 mm x 58 mm x 120 mm3熱處理退火，硬度 229 HBS4刨刨六面，互為直角92 mm x 58 mm x 120 mm5平磨磨六方91 mm x 55 mm x 115 mm 6數(shù)控銑銑出擺塊安裝槽7熱處理淬火硬度58 60 HRC8磨1、 磨外形至圖紙要求尺寸，90 mm x 54 mm x 114 mm 。2、 磨安裝槽至圖紙要求尺寸，70 mm x 16 mm x 84 mm 。9鉗1、 倒角去毛刺。2、 畫線、鉆孔、攻螺紋、精修等。3、 研磨銷孔。4、 精修全部達設(shè)計要求。7.2凹模的加工工藝過程表2凹模加工工藝卡工序號工序名稱工序內(nèi)容1下料鋸床下料85 mm x 120 mm 2鍛造煅成90 mm x 82 mm x 92 mm 3熱處理退火,硬度退火，硬度229 HBS4刨刨外形與凹模腔，留2 mm 余量。5磨磨外形與凹模腔，留0.5 mm 余量。6銑樹控銑，銑20孔與16孔，留0.5余量。7熱處理淬火硬度58 60 HRC8磨磨至圖紙要求9鉗倒角、去毛刺、精修、研磨凹模腔，16孔。8 模具的裝配模具的裝配全過程如下表格所示：表3裝配工序卡序號工序工藝說明1凸凹模預配1、 裝配前仔細檢查凸模形狀、尺寸以及凹模的形狀與尺寸，是否符合圖紙要求尺寸精度，形狀精度。2、 將凸模與凹模相配，檢查加工是否均勻。不適合者，應(yīng)重新修磨或者更換。2凸模裝配以凸模為基準，安裝好限位釘，擺塊。3裝配下模1、 把導板與下模座安裝好。2、 把彈頂部件安裝到下模座上。3、 安裝凸模，由上端把已經(jīng)安裝好的凸模部件壓入導板孔至上墊板接觸，用螺釘把凸模與上墊板連接擰緊。4、 安裝定位塊，把定位塊安裝到下模座上。4上模安裝把壓桿插入凹模后與壓板連接好，擰緊。5安裝模具分別把上模部分，下模部分安裝到壓力機工作臺上，并調(diào)出合理的間隙。6試沖與調(diào)整開機試沖并根據(jù)試沖的結(jié)果作出相應(yīng)的調(diào)整。9 模具試沖下表分別列出了模具在試沖時常見的故障，原因和調(diào)整方法：表4模具在試沖時常見的故障，原因和調(diào)整方法常見故障產(chǎn)生原因調(diào)整方法彎曲角度不夠1、 凸凹模的回彈角制造過小2、 凸模進入凹模的深度太淺3、 凸、凹模間隙過大4、 試模材料不對5、 彈頂器的彈力太小1、 加大回彈角2、 調(diào)整沖模閉合高度3、 調(diào)整間隙值4、 更換試沖材料5、 加大彈頂器的彈頂力彎曲位置偏移1、 定位塊的位置不對2、 凹模兩側(cè)進口圓角大小不等，材料滑動不一致3、 沒有壓料裝置或者壓料裝置的壓力不足和壓板位置過低4、 凸模沒有對正凹模1、 調(diào)整定位板位移2、 修磨凹模圓角3、 加大壓料力4、 調(diào)整凸凹模位置沖件的尺寸過長或者不足1、 凸凹模之間的間隙過小，材料被拉長2、 壓料裝置壓力過大，將材料拉長3、 設(shè)計時計算錯誤或不正確1、 調(diào)整凸凹模間隙2、 減小壓料力3、 改變坯料尺寸沖件外部有光亮的凹陷1、 凹模的圓角半徑過小，沖件表面被劃痕2、 凸、凹模之間的間隙不均勻3、 凸、凹模表面粗糙度太大1、 加大圓角半徑2、 調(diào)整凸、凹模間隙3、 拋光凸、凹模表面 設(shè)計小結(jié)通過對本模具的設(shè)計，基本掌握了對沖壓模具設(shè)計的方法及步驟，對復合模有了更進一步的了解和認識，對沖壓模具的加工方法和制造途徑也積累了不少知識。通過對這次的方形墊片模具設(shè)計的畢業(yè)設(shè)計，我認識到了除了正確掌握和應(yīng)用書本知識外，吸取和借鑒他人的設(shè)計經(jīng)驗虛心向別人請教也是非常重要的。致謝畢業(yè)設(shè)計是我們進行完了三年的模具設(shè)計與制造專業(yè)課程后進行的，它是對我們?nèi)陙硭鶎W課程的又一次深入、系統(tǒng)的綜合性的復習，也是一次理論聯(lián)系實踐的訓練。它在我們的學習中占有重要的地位。通過這次畢業(yè)設(shè)計使我在溫習學過的知識的同時又學習了許多新知識，對一些原來一知半解的理論也有了進一步的的認識。特別是原來所學的一些專業(yè)基礎(chǔ)課：如機械制圖、模具材料、公差配合與技術(shù)測量、冷沖模具設(shè)計與制造等有了更深刻的理解，使我進一步的了解了怎樣將這些知識運用到實際的設(shè)計中。同時還使我更清楚了模具設(shè)計過程中要考慮的問題，如怎樣使制造的模具既能滿足使用要求又不浪費材料，保證工件的經(jīng)濟性，加工工藝的合理性。在學校中，我們主要學的是理論性的知識，而實踐性很欠缺，而畢業(yè)設(shè)計就相當于實戰(zhàn)前的一次演練。通過畢業(yè)設(shè)計可是把我們以前學的專業(yè)知識系統(tǒng)的連貫起來，使我們在溫習舊知識的同時也可以學習到很多新的知識；這不但提高了我們解決問題的能力，開闊了我們的視野，在一定程度上彌補我們實踐經(jīng)驗的不足，為以后的工作打下堅實的基礎(chǔ)。通過對彎曲冷沖模的設(shè)計，我對沖裁模、彎曲模有了更為深刻的認識，特別是這種彎曲模具的設(shè)計。彎曲模的主要零件的加工一般比較復雜，多采用線切割進行加工，彎曲回彈的影響因素多，不容易從純理論的角度精確的計算出來，多需要在試模后再進行調(diào)整。在模具的設(shè)計過程中也遇到了一些難以處理的問題，雖然設(shè)計中對它們做出了解決 ，但還是感覺這些方案中還是不能盡如人意，如壓力計算時的公式的選用、凸凹模間隙的計算、卸件機構(gòu)選用、工作零件距離的調(diào)整，都可以進行進一步的完善，使生產(chǎn)效率提高參考文獻1沖壓工藝與模具設(shè)計，原紅玲主編 ，機械工業(yè)出版社2機械制圖,寇世瑤主編，高等教育出版社3計算機文化基礎(chǔ)基礎(chǔ)，徐立新主編，電子工業(yè)出版社4金屬材料與熱處理，程芳主編，南京大學出版社5機械設(shè)計基礎(chǔ)，徐起賀主編，機械工業(yè)出版社6沖壓與塑壓成型設(shè)備，閆亞林主編，高等教育出版社7模具制造技術(shù)，翟德梅主編，化學工業(yè)出版社8互換性與技術(shù)測量，馬霄主編，南京大學出版社31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8100mm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(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： （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(yīng)力，所以大多數(shù)的沖壓變形都可以近似地當作平面應(yīng)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(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，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(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(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(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(yīng)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(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主應(yīng)力。由于板厚較小，通常都近似地認為這兩個主應(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，在平面應(yīng)力的應(yīng)力坐標系中與相應(yīng)的兩向應(yīng)變坐標系中以應(yīng)力與應(yīng)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(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(yīng)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(yīng)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 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.