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編 號 20050457
江西農(nóng)業(yè)大學 工學院
畢業(yè)設計材料
題 目
止動件沖壓模設計
專 業(yè)
機械設計制造及其自動化
學生姓名
徐 淼 華
材 料 目 錄
序號
附 件 名 稱
數(shù)量
備注
1
畢業(yè)設計論文
1
2
CAD零件圖紙
10
3
CAD裝配圖紙
1
4
畢業(yè)設計(論文)任務書
1
二〇〇九年五月
學校代碼 10410 序 號 050457 本 科 畢 業(yè) 設 計 題目 止動件沖壓模設計 學 院 工 學 院 姓 名 徐淼華 學 號 20050457 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 年 級 05 指導教師 胡淑芬 二 OO 九年 五 月 止動件沖壓模設計 第 2 頁 共 30 頁 摘要 關鍵詞 止動件 工藝 級進模 對止動件進行了工藝分析和沖孔落料級進模的設計 闡述如何合理安排模具結 構 保證產(chǎn)品質量 同時提高生產(chǎn)效率 降低勞動強度 延長模具壽命 并對 加工過程中存在的問題提出了解決的措施 止動件沖壓模設計 第 3 頁 共 30 頁 Abstract Based on the technological analysis and the design of the multi position progressive die problems such as how to arrange the structure of the die rationally guarantee quality of the products improve efficiency of producing reduce working intensity extend the life of the die are discussed Moreover measures are given to settle the problems during processing Keywords motion stopping components processing technology progressing die 止動件沖壓模設計 第 4 頁 共 30 頁 目錄 一 引言 5 二 沖壓工藝分析 6 2 1 產(chǎn)品結構形狀分析 6 2 2 產(chǎn)品尺寸 精度 粗糙度 6 三 沖壓工藝方案的確定 7 四 沖壓工藝的計算 8 4 1 排樣 8 4 2 計算沖壓力 9 4 3 沖床選用 10 4 4 計算壓力中心 10 4 5 沖裁模間隙值的計算 12 4 6 計算模具刃口尺寸 12 4 6 1 沖孔部分 12 4 6 2 落料部分 13 五 復合模主要零件的設計計算 15 5 1 凸模 15 5 2 凹模 15 六 沖模結構的確定 16 6 1 定位裝置 16 6 2 卸料裝置 18 6 3 導向零件 19 6 4 模架 22 七 支撐板結構與設計 23 7 1 矩形固定板 23 7 2 矩形墊板 24 7 3 卸料板標準及確定 24 八 模座的設計 25 8 1 上模座 25 8 2 下模座 26 九 其他零件的選擇 27 9 1 螺釘 27 9 2 銷釘 27 9 3 導正塊 28 參 考 文 獻 29 致 謝 30 止動件沖壓模設計 第 5 頁 共 30 頁 一 引言 隨著社會的發(fā)展 模具行業(yè)的興起 在社會上 沖壓工藝用途十分的廣泛 與制造成為一個行業(yè)越來越來受到人們的重視 模具是一種技術密集 資金密集型產(chǎn)品 在我國國民經(jīng)濟巾的地位也非常重 要 模具工業(yè)已被我國正式確定為基礎產(chǎn)業(yè) 并在 十五 中列為重點扶持產(chǎn) 業(yè) 由于新技術 新材料 新工藝的不斷發(fā)展 促使模具技術不斷進步 對人 才的知識 能力 素質的要求也在不斷提高 我國模具行業(yè)將向大型 精密 復雜 高效 長壽命和多功能方向發(fā)展 目前 電子 汽車 電機 電器 儀 器 儀表 家電 通訊和軍工等產(chǎn)品中 60 80 的零部件 都要依靠模具 成型 用模具成型的制件所表現(xiàn)出來的高精度 高復雜性 高一致性 高生產(chǎn) 率和低消耗 是其他加工制造方法所無法比擬 模具在很大程度上決定著產(chǎn)品 的質量 效益和開發(fā)能力 我國模具行業(yè)日趨大型化 而且精度將越來越高 模具標準件的應用將日漸廣泛 模具標準化及模具標準件的應用能極大地影 響模具制造周期 使用模具標準件不但能縮短模具制造周期 而且能提高模具 質量和降低模具制造成本 同時 快速經(jīng)濟模具的前景十分廣闊 由于人們要 求模具的生產(chǎn)周期越短越好 因此開發(fā)快速經(jīng)濟模具越來越引起人們的重視 模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是機械及其它制造行業(yè)快速增長的同時不斷發(fā)展完善的 通 過在機械行業(yè)的工作實踐 深深體會到了模具在機械制造業(yè)中的巨大作用 模 具的大量使用使的零件加工的周期縮短 成本降低 一個高質量的模具可以直 接投入產(chǎn)品的裝配 這一點在鑄件中更能顯現(xiàn) 好的毛坯件需要的額外加工量 小 材料損耗小 很好的降低了生產(chǎn)成本 模具的發(fā)展前景將越來越好 模具性能越來越高 生產(chǎn)的零件可以達到的數(shù) 控加工的精度 甚至更高 產(chǎn)量又十分巨大 投身模具事業(yè)將會給自己的人生 帶來輝煌 止動件沖壓模設計 第 6 頁 共 30 頁 二 沖壓工藝分析 2 1 產(chǎn)品結構形狀分析 計題目設計一止動件 材 料 Q215 板料厚度 t 0 5mm 生產(chǎn)批量 大批量 任 務 編制沖壓工藝方案 設計模具結構 圖 2 1 零件圖 材料 Q215 t 0 5 2 2 產(chǎn)品尺寸 精度 粗糙度 圖樣中精度及斷面質量均沒有特別的要求 零件圖上的所有的尺寸均未標注 公差 屬于自由尺寸 即在 IT12 IT18 取公差值 按 IT14 級確定工件尺寸的公 差 可查 互換性與測量技術基礎 公差表 各尺寸公差為 65072 052 零件形狀簡單 對稱 是由圓弧和直線組成371 0 036 043 96 0 的 沖裁件內(nèi)外所能達到的經(jīng)濟精度為 IT14 表面粗糙度 Ra 與尺寸公差 IT 之 間的有關關系式為 第 1 類 Ra 1 6Ra 0 008 IT Ra 0 8Ra 0 010 IT 第 2 類 Ra 1 6Ra 0 021 IT Ra 0 8Ra 0 018 IT 第 3 類 Ra 0 042 IT 本設計中的止動件是通用機械即為第 3 類所以表面粗糙度 Ra 0 042 14 0 5888 查表得表 Ra 0 63 止動件沖壓模設計 第 7 頁 共 30 頁 三 沖壓工藝方案的確定 將以上精度與零件簡圖中所標注的尺寸公差相比較 可認為該零件的精度要 求能夠在沖裁加工中得到保證 其它尺寸標注 生產(chǎn)批量等情況 也均符合沖 裁的工藝要求 固定擋料銷粗定位 導正銷精定位 自然漏料方式的沖孔落料 符合級進模進行加工 方案一采用復合模加工 復合模的特點是生產(chǎn)率高 沖裁件的內(nèi)孔與外緣的 相對位置精度高 沖模的輪廓尺寸較小 但復合模結構復雜 制造精度要求高 成本高 復合模主要用于生產(chǎn)批量大 精度要求高的沖裁件 方案二采用級進模加工 級進模比單工序模生產(chǎn)率高 減少了模具和設備的 數(shù)量 工件精度較高 便于操作和實現(xiàn)生產(chǎn)自動化 對于特別復雜或孔邊距較 小的沖壓件 用簡單?;驈秃夏_制有困難時 可用級進模逐步?jīng)_出 但級進 模輪廓尺寸較大 制造較復雜 成本較高 一般適用于大批量生產(chǎn)小型沖壓件 方案三采用單工序沖裁模 無導向單工序沖裁模結構簡單 制造周期短 成 本低 但模具壽命低 沖裁精度差 操作也不安全 一般用于精度要求不高 形狀簡單 批量小或試制件 導柱式?jīng)_裁模比無導向式?jīng)_模裁的精度高 壽命 長 使用安全方便 但輪廓尺寸較大 模具較重 制造工藝復雜 成本較高 它廣泛用于生產(chǎn)批量大 精度要求較高的沖裁件 綜合比較以上三個方案其中方案二級進模加工比其他兩種方案較好 止動件沖壓模設計 第 8 頁 共 30 頁 四 沖壓工藝的計算 4 1 排樣 1 合理排樣并繪制排樣圖 計算出材料利用率 圖 4 1 排樣圖 由排樣圖 1 2 可知 為保證沖件精度 提高模具使用壽命 本設計采用生產(chǎn) 中絕大多數(shù)沖裁件都用的有廢料排樣方式 為提高材料利用率 降低生產(chǎn)成本 采用直排的形式 其毛坯尺寸如圖 1 1 所示 根據(jù)零件形狀查表可得各搭邊值 兩式件間按矩形取搭邊值 側邊取搭邊值 查表得 ma0 2 5 0 則步距 mm 20 S 條料寬度 65 2 2 69 mmB Dax 05 0 其一個步距內(nèi)的材料利用率 h 可由下式計算得出 2 1 10 AS 式中 A 一個步距內(nèi)沖裁件的實際面積 mm2 B 條料寬度 mm2 S 步距 mm2 65 2 6918 7054 止動件沖壓模設計 第 9 頁 共 30 頁 4 2 計算沖壓力 平刃口沖裁模的沖裁力 F 一般按下式計算 K L t 分別是沖裁力 沖裁周邊長度 材料厚度 bLtF b 材料抗剪強度 系數(shù) 該模具采用彈性卸料和下出料方式 影響這些力的因素較多 主要有材料的力學性能 材料的厚度 模具間 隙 凹模洞口的結構 搭邊大小 潤滑情況等 一般常用下列經(jīng)驗公式計算 卸料力 X孔 推件力 Tn 是卸料力 推件力系數(shù) n 是卡在凹模內(nèi)的沖裁件 或廢料 數(shù) n FXT 式中的 h 和 t 分別表示凹模洞口的直刃壁高度與板料厚度 t 其中 查表取 普通碳素鋼 B3 的抗剪強度 GB 700 1988 MPa30 3 1 K 卸料力系數(shù) Kx 0 055 推件力系數(shù) KT 0 063 同時梗塞在凹模內(nèi)的工件數(shù) n h t 1 沖孔力 N F孔 bLt 54 1230923 1 卸料力 NX孔 654 0 推件力 NTTn孔 7 12123 54 666 49 1527 57 14317Nz孔 X孔 2 落料力 N45 3719605 3741 0265 3 1 b LtF 落 卸料力 NKX落 42896 推件力 N Tn落 50 371964 45 20458 04 23433 78 415856 27Nz落 X落 本設計中模具使用沖孔和落料結構形式 因此沖壓力 可由下式計算得出 總沖壓力 14317 415856 27 430173 27NFzzz落孔 止動件沖壓模設計 第 10 頁 共 30 頁 4 3 沖床選用 壓力機的公稱壓力必須大于或等于沖壓力 計算總沖壓力 FZ 原則上只計算 同時發(fā)生的力 并應根據(jù)不同的模具結構分別對待 則壓力機的公稱壓力應大于或等于 43KN 由此查詢國家標準沖壓手冊 GB T 14347 1993 選擇公稱壓力為 63KN 的 類開式可傾標準工作臺 圖 4 2 壓力機 公稱壓力 40KN 滑塊行程 40mm 行程次數(shù) 次數(shù) 200mm nm1 最大閉合高度 160mm 封閉高度調(diào)節(jié)量 350mm 滑塊中心到床身距離 100mm 立柱間的距離 130mm 工作臺尺寸 左右 mm 前后 mm 1802 工作臺厚度 35mm 工作臺孔尺寸 左右 mm 前后 mm 直徑 mm 130 60 100 墊板厚度 30mm 模柄尺寸 直徑 深度 m4035 最大傾斜角度 30 4 4 計算壓力中心 模具的壓力中心應該通過壓力機滑塊的中心線 對于有模柄沖模來說 須使 壓力中心通過模柄的中心線 否則 沖壓時滑塊就會承受偏心載荷 導致滑塊 止動件沖壓模設計 第 11 頁 共 30 頁 導軌和模具導向部分不正常的磨損 還會使合理間隙得不到保證 從而影響制 件質量和降低模具壽命甚至損壞模具 在實際生產(chǎn)中 可能出現(xiàn)沖模壓力中心 在沖壓過程中發(fā)生變化的情況 或者由于沖件的形狀特殊 從模具結構考慮 不宜于使壓力中心與模柄中心相重合的情況 這時應注意使壓力中心的偏離不 致超出所選用壓力機允許的范圍 圖 4 4 凸模落料時的壓力中心 根據(jù)工件圖分析可知 工件圖雖是對稱圖形 但形狀有一定的復雜性 所以 需按沖裁復雜形狀零件的壓力中心時的公式計算 即先選定坐標軸 X 和 Y 將 組成圖形的輪廓線劃分為若干簡單的線段 求出各線段長度和各線段的重心位 置 然后按以下公式計算壓力中心坐標 0 xy 012 nxxLL 012 nyy 則壓力中心為 8 6040 134201650910 x 6 023 52 32 6591 0 y 0 止動件沖壓模設計 第 12 頁 共 30 頁 4 5 沖裁模間隙值的計算 確定凸 凹模合理間隙的方法有理論法和查表法兩種 由于理論計算法在生 產(chǎn)中使用不方便 常用查表法來確定間隙值 對于尺寸精度 斷面垂直度要求 不高的板料的普通沖裁 以提高模具壽命為主 可采用大間隙值 查我國 沖 裁間隙指導性技術文件 推薦的間隙值表可得 Zmin 0 040mm Zmax 0 060mm 根據(jù)凸凹模的加工方法的不同 刃口的計算方法也不同 基本上可 分為兩類 凸模與凹模分別加工法 凸模與凹模配合加工法 凸凹模配合加工法就是先按設計尺寸制出一個基準件 凸?;虬寄?然后根據(jù) 基準件的實際尺寸按間隙配制另一件 因為這種加工方法的特點是模具的間隙 由配置保證 工藝比較簡單 并且還可以適當放大基準件的制造公差 使得制 造也容易 且精度要求不高 故采用此方法 目前 一般工廠也常常采用此方 法 因 4 6 計算模具刃口尺寸 4 6 1 沖孔部分 圖 4 6a 圖 4 6a 為凸模局部圖 實線為沖裁該工件所用沖孔凸模刃口的輪廓線 圖中 虛線表示凸模刃口磨損后尺寸的變化情況 凸模磨損后刃口尺寸有變大 變小 和不變?nèi)N情況 由圖可知 此凸模刃口尺寸磨損后變小 按一般沖孔凸模尺 寸計算公式計算 即 0max TT 相應的凸模刃口尺寸 Ta 止動件沖壓模設計 第 13 頁 共 30 頁 工件孔的最大極限尺寸 max 工件公差 凸摸制造偏差通常取 T 4T 系數(shù) 為了避免沖裁件尺寸都偏向極限尺寸 應使沖裁x 件的實際尺寸盡量接近沖裁件公差帶的中間尺寸 x 值在 0 5 1 之間 與沖裁 件的精度等級有關 工件精度 IT10 以上 x 1 工件精度 IT x 0 75 工件精度 IT14 x 0 5 因工件精度 IT14 所以取 x 0 5 0 360 941 9 365 18a 以上是沖孔凸摸刃口尺寸的計算方法 沖孔用的凹模刃口尺寸 按凸模實際尺 寸配制 并保證最小間隙 Zmin 故在凹模上只標注基本尺寸 不標注偏差 同 時在圖樣技術要求上注明 凹模刃口尺寸按凸模實際尺寸配制 保證雙面間 隙為 Zmin Zmax 即保證最小雙面間隙為 0 040 mm 4 6 2 落料部分 圖 4 6b 圖 4 6b 實線為沖裁該工件所用落料凹模刃口的輪廓線 圖中虛線表示凹模 刃口磨損后尺寸的變化情況 凹模磨損后刃口尺寸有變大 變小和不變?nèi)N情 況 1 凹模磨損后變大的尺寸 圖中 A1 A2 A3 A4 按落料尺寸公式計算 即 0max AA 止動件沖壓模設計 第 14 頁 共 30 頁 相應的凹模刃口尺寸 A 工件的最大極限尺寸 max 工件公差 凹摸制造偏差通常取 T 4T 系數(shù) 為了避免沖裁件尺寸都偏向極限尺寸 應使沖裁件的實x 際尺寸盡量接近沖裁件公差帶的中間尺寸 X 值在 0 5 1 之間 與沖裁件的精 度等級有關 查表可得 0 5x0 720 1841 65 63A 5 02 009 43 13 0 60 844152 2 凹模磨損后不變的尺寸 圖中 C1 其基本計算公式為 為方便使用 隨工件尺寸的標注方法不同 將其分min AACc 為三種情況 而圖中 C1 是符合其第三種情況 即 0 437 1AC 相應的凹模刃口尺寸 A 工件的最小極限尺寸 min 工件偏差 凹模制造偏差 通常取 4A 0 437 1AC 以上是落料凹模刃口尺寸的計算方法 落料用的凸模刃口尺寸 按凹模實際尺 寸配制 并保證最小間隙 Zmin 故在凸模上只標注基本尺寸 不標注偏差 同 時在圖樣技術要求上注明 凸模刃口尺寸按凹模實際尺寸配制 保證雙面間 隙為 Zmin Zmax 即保證最小雙面間隙為 0 040 mm 止動件沖壓模設計 第 15 頁 共 30 頁 五 復合模主要零件的設計計算 5 1 凸模 由于沖件的形狀和尺寸不同 沖模結構與加工以及裝配工藝等實際條件也不 同 所以實際生產(chǎn)中使用的凸模的結構形式很多 其截面形狀有圓形和非圓形 刃口形狀有平刃和斜刃等 根據(jù)設計要求 本設計采用截面形狀為圓形凸模 凸模長度計算 凸模長度需根據(jù)沖模的結構要求和凸模刃磨量等因素確定 可 按下式計算 L h 1 h2 h3 式中 h1 凸模固定板厚度 h2 卸料板厚度 h3 增加長度 本設計取 44 mm 則 L 20 16 25 61mm 5 2 凹模 凹模類型很多 凹模的外形有圓形和矩形 結構有整體式和鑲拼式 刃口有 平刃和斜刃 在實際生產(chǎn)中 由于沖裁件的形狀和尺寸千變?nèi)f化 因而大量使 用外形為圓形或矩形的凹模板 在其上面開設所需要的凹模洞口 用螺釘和銷 釘直接固定在模板上 本設計也采用此種設計結構 值得注意的是 凹模采 用螺釘和銷釘定位固定時 要保證螺孔 或沉孔 間 螺孔與銷孔間及螺孔 銷孔與凹模刃壁間的距離不能太近 否則會影響模具壽命 孔距的最小值可參 考相關設計手冊 對于孔口的結構形式 本設計采用常用的適用于非圓型孔的 階梯形直刃壁型孔 凹模厚度 H Ks mm0 36519 凹模寬度 B s mm22 513 7H 凹模邊長 L mm14 0s 查表可得凹模板外形為 止動件沖壓模設計 第 16 頁 共 30 頁 六 沖模結構的確定 6 1 定位裝置 1 本設計中 在送料方向的垂直方向上需用上一個始用擋料銷對首次沖裁時定 位用 其結構如下 查表得采用初始擋料銷 44 6 JB t7649 1 彈簧 0 8 8 20 彈簧心柱 6 16 止動件沖壓模設計 第 17 頁 共 30 頁 2 在第二次送料始用擋料銷將不用 將采用固定擋料銷對料進行粗定位其結構 如下 A 型固定擋料銷 直徑 d h11 80 0 075 mm 的 A 型固定擋料銷 固定擋料銷 A6 JB T 7649 10 d1 m6 8 0 008 0 002 mm h 2mm L 8 mm 材料 45 熱處理硬度 43 48HRC 技術條件 按 JB T 7653 1994 的規(guī)定 3 使用導正銷的目的是消除送進導向和送料固定板等粗定位的誤差 保證孔與 外形相對位置公差的要求 其結構如下圖 A 型導正銷 導正銷的基本尺寸可按下次計算 d d 導正銷的基本尺寸 Ta 沖孔凸模的直徑 T 導正銷與沖孔凸模直徑的差值 查表得 0 06a a 即 d 9 18 0 06 9 12 查表得 d 10T 導正銷高度查表得 h 1 L 36 13 C 3 d2 止動件沖壓模設計 第 18 頁 共 30 頁 標記 A 型導正銷 10832 764 1JBT 材料為 T8A 熱處理硬度為 50 54HRC 技術條件按 59 卸料裝置其作用是當沖模完成一次沖壓之后 把沖件或廢料從模具工件零件上 卸下來 以便沖壓工作繼續(xù)進行 6 2 卸料裝置 1 卸料螺釘其結構如下圖 標記 圓柱頭卸料螺釘 M1042 7650 JBT 材料為 35 熱處理硬度為 28 38HRC 技術條件按 398 G 2 橡膠彈簧具有重量輕 彈性大 變形不受限制 較高的內(nèi)阻 可吸收沖擊和 高頻振動能量 工作平穩(wěn) 噪聲小 安裝和調(diào)試方便 便于維護和保養(yǎng)等優(yōu)點 另外 橡膠彈簧可同時承受多向載荷 可使系統(tǒng)簡單 所以本設計采用橡膠彈 簧 橡膠的選用和計算原則 1 保證橡膠正常工作應使橡膠在預壓縮狀態(tài)下的預壓力滿足 0 xF 式中 橡膠在預壓縮狀態(tài)下的壓力 卸料力x 取043FKN 045FKN 6 3 2 為保證橡膠不過早失效 其允許最大壓縮量不超過其自由高的 45 一 般取 20 HH 止動件沖壓模設計 第 19 頁 共 30 頁 式中 橡膠允許的總壓縮量2H 橡膠的自由高度0 所選橡膠彈簧必須滿足 H 工預許 由于 0H35 4 許 010 5H 預 故 式中 2工 3 4 2 工 工 h 工 工 作 修 磨 t1m 5 一般取 5 10mm 取 5mm修 磨 h修 磨 則 取 則 28mm 取H6 57 A 0H4 工 0 28mm 2 8mm0 1 預FP 式中 A 橡膠橫截面積 2m2Aa P 橡膠產(chǎn)生的單位面積壓力 Mpa 取彈簧壓縮量為 35 查表得 P 2 1Mpa 所以 045162 Fa 校核 符合 設計合理 08 9146HD0 51 HD 橡膠彈簧的安裝高度 028 5 2m AA 6 3 導向零件 1 導柱使用滑動導柱 止動件沖壓模設計 第 20 頁 共 30 頁 B 型導柱 直徑 d1 r6 mm 直徑 d2 r6 mm 公差帶 h6 長度 L 0 1325 0 1325 150mm B 型導柱 導柱 A25h6 150 GB T 2861 2 d1 r6 mm d2 r6 0 13 0 13 技術條件 按 JB T 8070 1995 的規(guī)定 R 由制造廠決定 2 導套 止動件沖壓模設計 第 21 頁 共 30 頁 A 型導套 直徑 d mm 公差帶 H7 長度 L 80mm H 30mm D r6 33mm b 0 132 3 mm a 1 mm 的 A 型導套 導套 A20H7 80 33 GB T 2861 6 技術條件 按 JB T 8070 1995 的規(guī)定 R 由制造廠決定 為保證使用中的安全性與可靠性 設計與裝配模具時 還應注意下列事項 當模具處于閉合位置時 導柱上端面與上模座的上平面應留 10 15mm 的距離 導柱下端面與下模座平面應留 2 5mm 的距離 導套與上模座上平面應留不小于 3mm 的距離 同時上模座開橫槽 以便排氣和出油 3 導柱導套 裝配圖 止動件沖壓模設計 第 22 頁 共 30 頁 6 4 模架 本設計采用適用于所有中小型模具的壓入式模柄 它與模座孔采用 H7 m6 過 渡配合 具體標準如下 A 型壓入式模柄 直徑 d js10 mm 高度 L 75mm 的 A 型壓入式模柄 0 425 模柄 A25 75JB T 7646 1 d1 m6 mm d2 33mm d4 H7 mm0 2186 0 126 L1 30mm L2 4mm L3 2 5mm 材料 Q235 A F 技術條件 按 JB T 7653 1994 的規(guī)定 8 導向零件的種類和標準的確定 止動件沖壓模設計 第 23 頁 共 30 頁 七 支撐板結構與設計 7 1 矩形固定板 固定板 設計與標準 根據(jù)模具結構分析 本設計只在凸模采用矩形的固定板固定 其平面輪廓尺寸 除應保證凸模安裝孔外 應還考慮螺釘和銷孔的位置 厚度一般取為凹模的 60 80 固定板孔與凸模采用過渡配合 H7 m6 壓裝后端面磨平 以保證沖 模的垂直度 墊板主要用于直接承受和擴散凸 凹 模傳來的壓力 防止模座承受過大壓力 而出現(xiàn)凹坑 影響模具正常工作 墊板厚度一般取 6 12mm 外形尺寸按固定板 形狀決定 常用材料為 45 鋼 T8 固定板 墊板的基本結構 尺寸可按 GB2858 1 81 GB2858 6 GB2859 GB2859 6 選取 尺寸選擇如下 矩形固定板 長度 L 125mm 寬度 B 125mm 厚度 H 16mm 材料為 45 鋼的矩形固定板 固定板 100 80 16 45 鋼 JB T 7643 2 材料 45 技術條件 按 JB T 7653 1994 的規(guī)定 止動件沖壓模設計 第 24 頁 共 30 頁 7 2 矩形墊板 矩形墊板設計與標準 摘自 JB T 7643 3 1994 圖 2 11 長度 L 125mm 寬度 B 125mm 厚度 H 6 mm 材料為 45 鋼的矩形墊板 墊板 125 125 6 45 鋼 JB T 7643 3 材料 45 技術條件 按 JB T 7653 1994 的規(guī)定 7 3 卸料板標準及確定 本設計采用彈壓卸料板作為壓料和卸料的裝置 其寬度和長度均與固定板的 長度 寬度一致 再根據(jù)沖件料厚查 實用模具設計與制造手卸料板冊 中表 2 95 得 長度 L 125mm 寬度 B 125mm 厚度 H 16mm 材料為 45 鋼 的 模柄與標準 止動件沖壓模設計 第 25 頁 共 30 頁 八 模座的設計 模具中導向副的作用是保證上模相對于下模有一精確的位置關系 根據(jù)設計 要求及成本考慮 本設計采用在中 小型模具中應用最廣的滑動導向副結構 其布置形式采用操作方便的后側導柱形式 滑動導向副由導柱 導套組成 導套和上模座采用 H7 r6 過盈配合 導套孔與 導套柱間采用 H6 h5 H7 h6 的間隙配合 為使導套內(nèi)便于貯油并經(jīng)常保持摩擦 副潤滑 導套內(nèi)孔開有油槽 導套 導柱均有國家標準 國標中對導套 導柱 的尺寸 材料 表面質量等都有相應的規(guī)定 具體可查 GB2861 1 1990 GB2861 7 1990 本設計采用 A 型導柱和型導套 模架由上下模座 導柱 導套等組成 模架是模具的主體結構 模具的全部零件都固定在它上面 并承受沖壓過程中 的全部載荷 模具的上 下模之間靠模架的導向裝置來保持其精確位置 以引 導凸模的運動 保證沖裁過程中間隙均勻 模架的種類很多 模架允許的凹模周界長 L 寬 B 直徑 D 及最大最小 閉合高度等基本尺寸均有國標 滑動導向模架 GB2851 1 GB2851 7 本設 計根據(jù)設計要求與成本的估計選擇對角導柱模架 GB2851 3 81 各尺寸查國標 如下 8 1 上模座 凸模周界 L 125mm B 125mm 厚度 H 40mm 的對角導柱上模座 上模座 125 125 40mm GB T 2855 1 止動件沖壓模設計 第 26 頁 共 30 頁 130 130 200 190 170 175 R 38 60 1L1B2L2S12l D 22 25D 材料 HT200 技術條件 按 JB T 8070 1995 的規(guī)定 8 2 下模座 下模座凸模周界 L 125mm B 100mm 厚度 H 45mm 的對角導柱上模座 下模座 125 100 45mm GB T 2855 1 130 130 200 190 170 175 R 38 60 1122S12l D 22 25D 材料 HT200 技術條件 按 JB T 8070 1995 的規(guī) 止動件沖壓模設計 第 27 頁 共 30 頁 九 其他零件的選擇 9 1 螺釘 螺釘主要承受拉應力 用來連接零件 常用的有內(nèi)六角螺釘和各種帶槽的柱 頭螺釘 螺釘旋進的深度等尺寸參見圖 2 11 本設計除特殊說明外都使用 M10 50 的內(nèi)六角圓柱頭螺釘緊固 直徑 d 10 六角圓柱頭螺釘 10mm 長度 L 50mm 的圓柱頭卸料螺栓 圓柱頭卸料螺栓 M6 60 GB65 85 p 1mm n 1 6mm r 0 25mm 50mm l t 1 6mm k 3 9 10mm k 材料 35 熱處理硬度 35 40HRC 技術條件 按 JB T 3098 3 2000 的規(guī)定 9 2 銷釘 圓柱銷釘 本設計除特殊說明外 一律選用 10 60 的銷釘定位 配合間隙為 m6 h8 防動銷選用 6 12 配合間隙為 H8 h7 材料 35 熱處理硬度 35 40HRC 止動件沖壓模設計 第 28 頁 共 30 頁 9 3 導正塊 185926 材料 35 熱處理硬度 35 40HRC 止動件沖壓模設計 第 29 頁 共 30 頁 參 考 文 獻 1 翁其金 沖壓工藝與沖模設計 北京 機械工業(yè)出版社 1999 10 2 潭建榮 圖學基礎教程 北京 高等教育出版社 1999 10 3 余桂英 紀林 AutoCAD 實用教程 大連 大連理工大學出版社 2006 1 4 胡照海 公差配合與測量技術 北京 人民郵電出版社 2006 1 5 夏巨諶 李志剛 中國模具設計大典 電子版 北京 中國機械工程學會 2003 6 涂光祺 沖壓技術 北京 機械工業(yè)出版社 2002 8 7 于永泗 齊民 機械工程材料 大連 大連 大連理工大學出版社 2007 2 8 劉鴻文 材料力學 第四版 高等教育出版社 2004 9 譚雪松 王濤 楊仁強 PRO 北京 人民郵電出版社 2006 1 止動件沖壓模設計 第 30 頁 共 30 頁 致 謝 在經(jīng)過將近兩個月的忙碌和工作 本次畢業(yè)設計已經(jīng)接近尾聲 作為一個本 科生的畢業(yè)設計 由于經(jīng)驗的匱乏 難免有許多考慮不周全的地方 如果沒有 導師的督促指導 以及一起工作的同學們的支持 想要完成這個設計是難以想 象的 在這里首先要感謝我的導師胡淑芬老師 胡淑芬平日里工作繁多 但在我做 畢業(yè)設計的每個階段 從設計草案的確定和修改 中期檢查 后期詳細設計 裝配草圖等整個過程中都給予了我悉心的指導 我的設計雖不復雜煩瑣 但是 胡老師仍然細心地糾正圖紙中的錯誤 除了敬佩胡老師的專業(yè)水平外 她的治 學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣 并將積極影響我今后的學習 和工作 還要感謝大學四年來所有的老師 為我打下機械專業(yè)知識的基礎 同時還要 感謝所有的同學們 正是因為有了你們的支持和鼓勵 此次畢業(yè)設計才會順利 完成 最后感謝工學院和我的母校 江西農(nóng)業(yè)大學四年來對我的大力栽培
江西農(nóng)業(yè)大學畢業(yè)設計(論文)任務書
設計(論文)
課題名稱
止動件沖壓模設計
學生姓名
徐淼華
院(系)
工學院
專 業(yè)
機械設計制造及自動化
指導教師
胡淑芬
職 稱
副教授
學 歷
本科
畢業(yè)設計(論文)要求:
1、好學上進,能吃苦耐勞,刻苦鉆研,有相應專業(yè)知識,具備獨立工作能力;
2、能及時地查閱到國內(nèi)外與本課題相關的資料和文件;
3、會計算機繪圖,能通過計算機繪圖繪制相應的零件、部件和組件,繪制出總裝配圖;
4、工作量要符合我院畢業(yè)設計的要求;
5、根據(jù)畢業(yè)設計的要求在規(guī)定的時間內(nèi)完成畢業(yè)答辯所需要的全部工作。
畢業(yè)設計(論文)內(nèi)容與技術參數(shù):
1、在實際生產(chǎn)線了解沖壓模的生產(chǎn)過程和工藝;
2、查閱國內(nèi)外有關資料和文件分析沖壓模的工藝特點;
3、研究其它沖壓模的工作原理,提出沖壓模的設計思想,并畫出工作草圖;
4、通過計算機繪圖繪制相應的零件和部件,繪制出沖壓??傃b配圖;
5、撰寫出8000字左右的設計說明書;
6、根據(jù)畢業(yè)設計的要求在規(guī)定的時間內(nèi)完成畢業(yè)答辯所需要的所有工作。
畢業(yè)設計(論文)工作計劃:
第一階段:參觀實際生產(chǎn)線,了解沖壓模的生產(chǎn)過程;查閱國內(nèi)外有關資料和文件分析沖壓模的工藝特點,查找相關的裝置;
第二階段:研究其它沖壓模的工作原理,提出沖壓模的設計思想;
第三階段:給出總體方案,畫出工作草圖,通過計算機繪圖繪制相應的零件和部件,繪制出沖壓模總裝配圖;
第四階段:撰寫出設計說明書;根據(jù)畢業(yè)設計的要求在規(guī)定時間內(nèi)完成畢業(yè)答辯所需要的所有工作。
接受任務日期 08 年 2月 20 日 要求完成日期 09 年 5 月 20 日
學 生 簽 名 徐淼華 09 年 5 月 20 日
指導教師簽名 年 月 日
院長(主任)簽名 年 月 日
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,所以在沖壓技術中關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。
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發(fā)展的需要,而且也促進了鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)技術的發(fā)展,為其提高板材的質量提供了一個可靠的基礎與依據(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)和模具結構,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果的可靠性與通用性,規(guī)定了私分具體的關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)出的基本性質與規(guī)律進行分析與研究的基礎上,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,所以它的變形性質和應力狀態(tài)也不同于沖壓變形。因此間接試驗所得的結果(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.