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1 端蓋沖壓模具設(shè)計(jì) 摘要 本設(shè)計(jì)題目為端蓋沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì) 體現(xiàn)了板類沖壓零件的設(shè)計(jì)要求 內(nèi)容及方向 有一定的設(shè)計(jì)意義 通過對(duì)該零件模具的設(shè)計(jì) 進(jìn)一步加強(qiáng)了設(shè)計(jì)者沖 壓模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí) 為設(shè)計(jì)更復(fù)雜的沖壓模具做好了鋪墊并吸取了更深刻的經(jīng)驗(yàn) 本設(shè)計(jì)運(yùn)用沖壓成型工藝及模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí) 首先分析了工件的成形工藝及 模具成形結(jié)構(gòu)對(duì)制件質(zhì)量的影響 介紹了端蓋沖壓模具設(shè)計(jì)時(shí)要注意的要點(diǎn) 通過對(duì) 制件進(jìn)行工藝分析 可確定制件的成形加工用一套復(fù)合模即可 從控制制件尺寸精度 出發(fā) 對(duì)端蓋沖壓模具的各主要尺寸進(jìn)行了理論計(jì)算 以確定各工作零件的尺寸 從 模具設(shè)計(jì)到零部件的加工工藝以及裝配工藝等進(jìn)行詳細(xì)的闡述 并應(yīng)用 CAD 進(jìn)行各重 要零件的設(shè)計(jì) 關(guān)鍵詞 復(fù)合模 工藝分析 模具零部件的加工工藝 2 the shell cover stamps forminghandicraft and design for die Abstract The topic of this design is the shell cover stamps forming handicraft and design for die The requirement content and direction of the design of the stamps forming plate parts are embodied on this stamping die design The designer s 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 shell cover 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 Embarks from the control workpiece size precision counter shell cover 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 3 1 緒 論 目前 我國沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比還相當(dāng)?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(biāo)準(zhǔn)化 模具設(shè)計(jì) 模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā) 達(dá)的國家尚有相當(dāng)大的差距 導(dǎo)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(dá)國家的模具相比差距相當(dāng)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 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì) 2003 年我國模具生產(chǎn)廠點(diǎn)約有 2 萬多 家 從業(yè)人員約 50 多萬人 2004 年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢頭 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 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)口量較大的國家 在 2 萬多家生產(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 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 及私營企業(yè)發(fā)展迅速 國企股份制改造步伐加快等 雖然說我國模具業(yè)發(fā)展迅速 但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要 我國尚存在 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)中國模具工業(yè)的發(fā)展起了 積極的推動(dòng)作用 私營企業(yè)近年來發(fā)展較快 國企改革也在進(jìn)行之中 但總體來看 體制和機(jī)制尚不適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì) 再加上國內(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) 在市場中經(jīng)常處于被動(dòng)地位 我國每個(gè)模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值 約合 1 萬美元 國外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國家大多是 15 20 萬美元 有的高達(dá) 25 30 萬美 元 與之相對(duì)的是我國相當(dāng)一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理 真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化 企業(yè)管理的企業(yè)較少 4 第三 工藝裝備水平低 且配套性不好 利用率低 雖然國內(nèi)許多企業(yè)采用了先 進(jìn)的加工設(shè)備 但總的來看裝備水平仍比國外企業(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)備利用率低的問題長期得不到較好解決 裝備 水平低 帶來中國模具企業(yè)鉗工比例過高等問題 第四 專業(yè)化 標(biāo)準(zhǔn)化 商品化的程度低 協(xié)作差 由于長期以來受 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 國產(chǎn)模具鋼與國外進(jìn)口鋼相比 無論是質(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 國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢 巨大的市場需求將推動(dòng)中國模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展 雖然我國的模具工業(yè)和技術(shù)在 過去的十多年得到了快速發(fā)展 但與國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍存在較大差距 尚不能 完全滿足國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求 未來的十年 中國模具工業(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 模具的精度將越來越高 8 模具研磨拋光將自動(dòng)化 智能化 5 9 研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(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(jī) 電器 儀器儀表 家電和通訊器材等產(chǎn)品中 60 80 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 全球模具市場呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面 世界模具市場年交易總額為 600 650 億美元左右 美國 日本 法國 瑞士等國家年出口模具量約占本國模具年總產(chǎn)值的三分之一 國外模具總量中 大型 精密 復(fù)雜 長壽命模具的比例占到 50 以上 國外模具 企業(yè)的組織形式是 大而專 大而精 2004 年中國模協(xié)在德國訪問時(shí) 從德國工 模具行業(yè)組織 德國機(jī)械制造商聯(lián)合會(huì) VDMA 工模具協(xié)會(huì)了解到 德國有模具企業(yè) 約 5000 家 2003 年德國模具產(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 我國每個(gè)職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合 1 萬美元左右 而國外模具工 業(yè)發(fā)達(dá)國家大多 15 20 萬美元 有的達(dá)到 25 30 萬美元 國外先進(jìn)國家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá) 70 以上 而我國才達(dá)到 45 1 3 帶凸緣圓筒拉深模具設(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)際問題 從而 進(jìn)一步提高制件質(zhì)量 6 帶凸緣圓筒件是最典型的拉深件 其工作過程很簡單就一個(gè)落料拉深 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 端蓋沖壓工藝的分析 2 1 拉深件工藝分析 原始資料 如圖所示 材料 08 鋼 厚度 1 5mm 圖 1 7 此工件為帶凸緣圓筒形工件 形狀簡單對(duì)稱 所有尺寸均為自由公差 對(duì)工件厚 度變化也沒有作要求 由于沒有公差等級(jí)標(biāo)注 所以可以按未標(biāo)公差等級(jí)處理 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 采用單工序模生產(chǎn) 方案二 落料 拉深復(fù)合沖壓 采用復(fù)合模生產(chǎn) 方案三 拉深級(jí)進(jìn)沖壓 采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn) 方案一模具結(jié)構(gòu)簡單 但需要兩道工序兩副模具 生產(chǎn)效率低 難以滿足該工件 大批量生產(chǎn)的要求 方案二只需一副模具 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單對(duì)稱 模具制造并不困難 方案三也只需一副模具 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 1 5mm 1mm 故按板厚中徑尺寸計(jì) dt 55 6mm d 36 2mm H 16 5mm 凸緣相對(duì)直徑 查表 4 3 2 2 得 修邊余量5 6 321 54td R 3 0mm 故按實(shí)際外徑 dp 55 6 3 0 2 61 6mm 計(jì)算 2 計(jì)算毛坯直徑 D 有表 4 33 2 得22461 43 165 4376 25 pDdhR m 2 3 2 確定工件是否能一次拉深成形 8 板料的相對(duì)厚度 查表 4 5 1 2 得極限拉深系數(shù)10 576102 dD 為 0 58 0 48 零件 0 58 0 48 故可以一次拉深成形 34H 2 3 3 確定是否用壓邊圈 板料的相對(duì)厚度 由表 4 4 4 2 查得可用可不用10 576102 dD 壓料裝置為了保證制件質(zhì)量 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 圖 2 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 5 2 2 得搭邊值 a1 1 0mm a 1 2mm 條料寬度的計(jì)算 擬采用無側(cè)壓裝置 的送料方式 得 條料寬度 2 5 5 00maxD2 cB 導(dǎo)料板間距離 2 5 6 A 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 5 3 2 查得 0 6 9 c 導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙 其最小值見表 2 5 5 2 查得 cmin 0 5mm 代入數(shù)據(jù)計(jì)算 取得條料寬度為 A 79mm 0B 0 6785m 3 材料利用率的計(jì)算 根據(jù)一般的市場供應(yīng)情況 查表 1 2 3 950 mm 1500 mm 1 5 mm 的冷軋薄鋼板 每塊可剪 1500mm 78 5 mm 規(guī)格條料 12 條 材料剪切利用率達(dá) 99 2 由材料利用率 通用計(jì)算公式式 2 5 1 2 10 BsnA 式中 A 一個(gè)步距內(nèi)沖裁件的面積 mm 2 n 一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的沖裁件數(shù)量 B 條料寬度 mm s 進(jìn)距 mm 得 77 6 4839 10 75 一張板料上總的材料利用率 式 2 5 2 2 10nALB 總 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 mm 2 n 一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的沖裁件數(shù)量 B 板料寬度 mm L 板料長度 mm 得 2164839 0 87 15 總 10 可見材料的利用率較高 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)簡單的圓形 因沖裁此類工件的凸 凹模制造相對(duì)簡單 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 2 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 4 1 和 2 4 2 2 得 2 4 1 maxAD A0 2 4 2 maxT0in T Z 式中 D A D T 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 3 3 2 得 Zmin 0 132mm x 0 5 查表 2 4 1 2 A 0 025mm T 0 020mm 0 74mm 代入數(shù)據(jù)得 0 250 2575 6473ADm 98T m 0 0 2 2 1 11 校核 查表 2 3 2 2 得 Zmax 0 240mm Zmia 0 132mm A T 0 025 0 020 mm 0 045mm 0 240 0 132 mm 0 108mm 2 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 2 4 8 12 min0 4Td T 4 8 13 in A0 A Z 式中 凹 凸模的尺寸 DT 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 查表 0 62mm 查表 5 A 0 09mm T 0 060mm 由公式 4 8 8 2 得 1 1 1 t2 t 板料厚度 mm Z 2 1 1 1 1 5 3 3 3mm 取 Z 3 15 mm 則 34 70 6234 5Tdm 0 0 6 0 9 81A m 0 91 2 3 6 選取凸模與凹模的圓角半徑 12 因?yàn)閳A角 R 3mm 屬于過渡尺寸 要求不高且 R 3mm 2t 可以一次成形 為簡單 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 落 料凹模 落料凸模拉深凹模的結(jié)構(gòu)如零件圖所示 由落料凹模厚度 H Kb 15 式 2 9 3 2 凹模壁厚 C 1 5 2 H 30 40 式 2 9 4 2 式中 b 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 9 5 2 K 0 22 0 35 則 H 0 22 0 35 75 23 16 55 26 33 mm 取 H 25mm C 1 5 2 25 37 5 50 mm 根據(jù)上述計(jì)算查表 4 13 4 選用標(biāo)準(zhǔn)凹模板 125 125 25 CrWMn JB T 7643 1 凹模刃口 h 由書表 2 9 4 2 得 h 6mm 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 其長度 L 可按下式計(jì)算 H固 凹 低 式中 拉深凸模固定板的厚度 mm 固 落料凹模的厚度 mm 凹 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 H低 決定 3mm 低 L 28 5 3 0m 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)而無法卸件 查表 本凸模出氣孔的直 徑為 5mm 13 3 落料凸模拉深凹模的長度可由下式計(jì)算 L H固 卸 h 式中 落料凸模拉深凹模固定板的厚度 mm 固 卸料板的厚度 mm 卸 h 拉深凸模深入凹模的深度 mm L 321 5 8 6m 關(guān)于工作零件圖可參考零件圖 2 4 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)又沒有沖裁件卡在凹模內(nèi) 所以落料 力就是沖裁力 由式 2 6 1 2 得 2 6 1 KLF 沖 裁 b t 式中 L 沖裁周邊長度 t 材料厚度 材料抗剪強(qiáng)度 b K 系數(shù) 一般取 1 3 由表 1 3 6 2 查得 260 360M Pa 取 310M Pa b b 則 14 1 3475 231042 8FKN 沖 裁 2 拉深力的計(jì)算 采用壓料圈由式 4 4 8 2 得 Fd 拉 深 b1 tK 式中 t 材料厚度 d 拉深后的工件直徑 拉深件材料的抗拉強(qiáng)度 b 修正系數(shù) 1K 由表 1 3 6 2 查得 215 410M Pa 取 300M Pa b b 由表 4 4 6 2 查得 K1 1 27 則 3 46 2301 2764 9FKN 拉 深 5 2 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 214 85 6FKN 沖 裁 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 40 公稱壓力 KN 滑塊行程 mm 最大閉合高度 mm 最大裝模高度 mm 400 100 330 265 連桿調(diào)節(jié)長度 mm 模柄孔尺寸 mm 65 50 70 15 3 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)尺寸見表 3 1 表 3 1 模 架 規(guī) 格 選 用 名稱 尺寸 材料 熱處理 上模座 160 160 40 HT200 下模座 160 160 45 HT200 導(dǎo)柱 28 170 32 170 20 滲碳 58 62 導(dǎo)套 28 110 43 32 110 4 3 20 滲碳 58 62 16 Hmin 180mm Hmax 220mm 模具的閉合高度 HH閉 模 上 墊 上 固 卸 落 下 固 下 40 6 32 1 5 28 45 1 m 開 模 閉 模 卸 制 件 h 2 18 5 8 由此可見模具的實(shí)際開模高度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于所采用模架的最大閉合高度 所以此制 件不能采用標(biāo)準(zhǔn)模架 為了節(jié)省加工時(shí)間 只有在模具標(biāo)準(zhǔn)模架的基礎(chǔ)上進(jìn)行修改 因?yàn)?要使模具具有足夠的封閉高度 只有改變導(dǎo)柱和導(dǎo)套的高度 導(dǎo)柱 28 200 32 200 導(dǎo)套 28 110 43 30 110 43 3 2 其它模具零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3 2 1 固定板 查表 7 2 4 拉深凸模固定板選用 125 125 28 45 鋼 JB T 7643 2 落料凸模拉深凹模固定板選用 125 125 32 45 鋼 JB T 7643 2 3 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 是否需要用墊板 可按下式校核 FzAp 式中 p 凸模頭部端面對(duì)模座的單位壓力 N 凸模承受的總壓力 N z A 凸模頭部端面支撐面積 mm 2 沖裁時(shí) 2 314 8043 86 759 1pPaM 拉深時(shí) 6 9 340 17 HT200 的許用壓應(yīng)力為 90 140Mpa 但是因?yàn)橥ㄟ^上模座固定的模柄與壓力機(jī)相連 且上模座閉下模座薄 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 查表 7 4 4 選用墊板 125 125 6 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 靠兩者的自重把工件打出來 打料 塊與拉深凹模間隙配合 圖 3 打料塊 3 2 4 壓邊圈 壓邊圈的作用是防止凸緣部分起皺 同時(shí)還起到頂件的作用 圖 4 打料塊 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 18 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 1 HT200 160 160 45 2 導(dǎo)柱 1 20 鋼 28 200 滲碳 58 62HR C 3 導(dǎo)柱 1 20 鋼 32 200 滲碳 58 62HR C 4 導(dǎo)套 1 20 鋼 28 110 4 3 滲碳 58 62HR C 5 導(dǎo)套 1 20 鋼 32 110 4 3 滲碳 58 62HR C 6 上模座 1 HT200 160 160 40 7 內(nèi)六角 螺釘 4 Cr12 M10 45 58 62HR C 8 內(nèi)六角 螺釘 4 Cr12 M10 100 58 62HR C 9 模柄 1 Q235 1 F A50 110 10 銷釘 2 45 鋼 6 60 19 11 銷釘 2 45 鋼 8 80 12 止轉(zhuǎn)銷 1 45 鋼 8 14 13 打桿 1 45 鋼 M14 220 14 緊定螺 釘 6 45 鋼 M4 12 15 固定擋 料銷 1 45 鋼 A6 43 48HR C 3 3 模具總裝圖 由以上設(shè)計(jì) 可得到模具的總裝圖 其工作過程是 模具在工作時(shí) 壓力機(jī)滑塊 下行 通過模柄帶動(dòng)上模座下行 凸凹模先落料 緊接著進(jìn)行拉深 拉深完成以后 壓力機(jī)滑塊上行 通過模柄帶動(dòng)上模座上行 當(dāng)凹模隨上?；厣龝r(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 20 4 結(jié)束語 帶凸緣圓筒件屬于簡單的拉深件 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 分析了制件在生產(chǎn)過程中可能出現(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)候才可以減少廢品的產(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) 為國民經(jīng)濟(jì)的 騰飛做出應(yīng)有的貢獻(xiàn) 21 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 三年來所學(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 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我在溫習(xí)學(xué)過的知識(shí)的同時(shí)又學(xué)習(xí)了許多新知識(shí) 一些原來一知 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 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(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 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) 通過對(duì)墊板制件冷沖模的設(shè)計(jì) 我對(duì)沖裁模有了更為深刻的認(rèn)識(shí) 特別是這種沖 孔落料級(jí)進(jìn)模具的設(shè)計(jì) 在模具的設(shè)計(jì)過程中也遇到了一些難以處理的問題 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)過程作最后檢查 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中通過參考 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)的一般過程 我 對(duì)模具的認(rèn)識(shí)過程亦是如此 經(jīng)過近三個(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) 為將來的事業(yè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ) 22 參考文獻(xiàn) 1 趙志偉等 模具發(fā)展現(xiàn)狀 J 模具制造 2007 6 2 4 2 劉建超 張寶忠主編 沖壓模具設(shè)計(jì)與制造 M 高等教育出版社 2004 6 1 23 3 馮炳堯 韓泰榮 蔣文森 編 丁戰(zhàn)生 審 沖壓設(shè)計(jì)與制造簡明手冊(cè) 上海科學(xué)技術(shù) 出版社 M 4 高軍 李熹平 修大鵬等編著 沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件選用與設(shè)計(jì)指南 M 化學(xué)工業(yè)出版 社 2007 7 1 5 中國機(jī)械工程學(xué)會(huì) 中國模具設(shè)計(jì)大典編委會(huì)等主編 中國模具設(shè)計(jì)大典 江西科學(xué) 技術(shù)出版社 M 2003 6 郝濱海編 沖壓模具簡明設(shè)計(jì)手冊(cè) 化學(xué)工業(yè)出版社 2005 1 中文 4900 字 沖壓變 形 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 坯 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 其中有以沖孔 落料應(yīng)用最廣 變形工序是使坯 料的一部分相對(duì)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 沖壓成形就是毛坯的變形區(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)的應(yīng)力狀態(tài)和變形性質(zhì)是決定沖壓成形性質(zhì)的基本因素 因 此 根據(jù)變形區(qū)應(yīng)力狀態(tài)和變形特點(diǎn)進(jìn)行的沖壓成形分類 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)行系統(tǒng)化的研究 絕大多數(shù)沖壓成形時(shí)毛坯變形區(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 板面方向的應(yīng)力為零 使板材毛坯產(chǎn)生塑性變形的是作用于板面方向上相互垂 直的兩個(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 基于這樣的分析 可以把各種形式?jīng)_壓成形中的毛坯變形區(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 沖 壓 應(yīng) 力 圖 與 相 應(yīng) 的 兩 向 應(yīng) 變 坐 標(biāo) 系 中 沖 壓 應(yīng) 變 圖 以 應(yīng) 力 與 應(yīng) 變 坐 標(biāo) 決 定 的 位 置 來 表 示 也 就 是 說 沖 壓 應(yīng) 力 圖 與 沖 壓 應(yīng) 變 圖 中 的 不 同 位 置 都 代 表 著 不 同 的 受 力 情 況 與 變 形 特 點(diǎn) 1 沖 壓 毛 坯 變 形 區(qū) 受 兩 向 拉 應(yīng) 力 作 用 時(shí) 可 以 分 為 兩 種 情 況 即 0 t 0 和 0 t 0 再這兩種情況下 絕對(duì)值最大的應(yīng)力都是拉應(yīng)力 以下 對(duì)這兩種情況進(jìn)行分析 1 當(dāng) 0 且 t 0 時(shí) 安全量理論可以寫出如下應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系式 1 1 m m t t m k 式中 t 分別是軸對(duì)稱沖壓成形時(shí)的徑向主應(yīng)變 切向主應(yīng)變 和 厚度方向上的主應(yīng)變 t 分別是軸對(duì)稱沖壓成形時(shí)的徑向主應(yīng)力 切向主應(yīng)力和厚度 方向上的主應(yīng)力 m 平均應(yīng)力 m t 3 k 常數(shù) 在平面應(yīng)力狀態(tài) 式 1 1 具有如下形式 2 3 2 3 2 t 3 t t k 1 2 因 為 0 所以必定有 2 0 與 0 這 個(gè) 結(jié) 果 表 明 在 兩 向 拉 應(yīng) 力 的 平 面 應(yīng) 力 狀 態(tài) 時(shí) 如 果 絕 對(duì) 值 最 大 拉 應(yīng) 力 是 則 在 這 個(gè) 方 向 上 的 主 應(yīng)變一定是正應(yīng)變 即是伸長變形 又因?yàn)?0 所以必定有 t 0 與 t2 時(shí) 0 當(dāng) 0 的變化范圍是 0 在雙向等拉力狀態(tài)時(shí) 有 式 1 2 得 0 及 t 0 且 t 0 時(shí) 有式 1 2 可知 因?yàn)?0 所以 1 定有 2 0 與 0 這個(gè)結(jié)果表明 對(duì)于兩向拉應(yīng)力的平面應(yīng)力狀 態(tài) 當(dāng) 的絕對(duì)值最大時(shí) 則在這個(gè)方向上的應(yīng)變一定時(shí)正的 即一定是 伸長變形 又因?yàn)?0 所以必定有 t 0 與 t 0 當(dāng) 0 的變化范圍是 0 當(dāng) 時(shí) 0 也 就 是 在雙 向等拉力狀態(tài)下 在兩個(gè)拉應(yīng)力方向上產(chǎn)生數(shù)值相同的伸長變形 在受單 向 拉應(yīng)力狀態(tài)時(shí) 當(dāng) 0 時(shí) 2 也就是說 在受單向拉應(yīng)力狀態(tài) 下 其變形性質(zhì)與一般的簡單拉伸是完全一樣的 這種變形與受力情況 處于沖壓應(yīng)變圖中的 AOC 范圍內(nèi) 見圖 1 1 而 在沖壓應(yīng)力圖中則處于 AOH 范圍內(nèi) 見圖 1 2 上述兩種沖壓情況 僅在最大應(yīng)力的方向上不同 而兩個(gè)應(yīng)力的性質(zhì)以及 它們引起的變形都是一樣的 因此 對(duì)于各向同性的均質(zhì)材料 這兩種變形是 完全相同的 1 沖壓毛坯變形區(qū)受兩向壓應(yīng)力的作用 這種變形也分兩種情況分析 即 o t 0 和 0 t 0 1 當(dāng) 0 且 t 0 時(shí) 有 式 1 2 可 知 因 為 0 一定 3 有 2 0 與 0 這個(gè)結(jié)果表明 在兩向壓應(yīng)力的平面應(yīng)力狀態(tài)時(shí) 如果 4 絕對(duì)值最大拉應(yīng)力是 0 則 在 這 個(gè) 方 向 上 的 主 應(yīng) 變 一 定 是 負(fù) 應(yīng) 變 即 是 壓 縮變形 又因?yàn)?0 與 t 0 即在板料厚度 方 向上的應(yīng)變是正的 板料增厚 在 方向上的變形取決 于 與 的數(shù)值 當(dāng) 2 時(shí) 0 當(dāng) 2 時(shí) 0 當(dāng) 0 這時(shí) 的變化范圍是 與 0 之間 當(dāng) 時(shí) 是 雙 向 等 壓 力 狀 態(tài) 時(shí) 故有 0 當(dāng) 0 時(shí) 是受單向壓應(yīng)力狀態(tài) 所以 2 這種變形情況處于沖壓應(yīng)變圖中的 EOG 范 圍 內(nèi) 見 圖 1 1 而 在 沖 壓 應(yīng) 力 圖 中則處于 COD 范圍內(nèi) 見圖 1 2 2 當(dāng) 0 且 t 0 時(shí) 有 式 1 2 可 知 因 為 0 所 以 一定有 2 0 與 0 這個(gè)結(jié)果表明 對(duì)于兩向壓應(yīng)力的平面應(yīng) 力狀 態(tài) 如果絕對(duì)值最大是 則在這個(gè)方向上的應(yīng)變一定時(shí)負(fù)的 即一 定是壓 縮變形 又因?yàn)?0 與 t 0 即在板料厚度 方 向上的應(yīng)變是正的 即為壓縮變形 板厚增大 在 方向上的變形取決 于 與 的數(shù)值 當(dāng) 2 時(shí) 0 當(dāng) 2 0 當(dāng) 0 這時(shí) 的數(shù)值只能在 0 之間變化 當(dāng) 時(shí) 是雙 向 等壓力狀態(tài) 所以 0 這種變形與受力情況 處于沖壓應(yīng)變圖中的 GOL 范圍內(nèi) 見圖 1 1 而在沖壓應(yīng)力圖中則處于 DOE 范圍內(nèi) 見圖 1 2 1 沖 壓 毛 坯 變 形 區(qū) 受 兩 個(gè) 異 號(hào) 應(yīng) 力 的 作 用 而 且 拉 應(yīng) 力 的 絕 對(duì) 值 大 于 壓 應(yīng) 力的絕對(duì) 值 這種變形共有兩種情況 分別作如下分析 1 當(dāng) 0 時(shí) 由 式 1 2 可 知 因 為 0 所以一定有 2 0 及 0 這個(gè)結(jié)果表明 在異號(hào) 的 平面應(yīng)力狀態(tài)時(shí) 如果絕對(duì)值最大應(yīng)力是拉應(yīng)力 則在這個(gè)絕對(duì)值最大的 拉應(yīng) 力方向上應(yīng)變一定是正應(yīng)變 即是伸長變形 又因?yàn)?0 所 以 必 定 有 0 0 0 時(shí) 由式 1 2 可知 用與 前 項(xiàng) 相 同 的 方 法 分 析 可 得 0 即 在 異 號(hào) 應(yīng) 力 作 用 的 平 面 應(yīng) 力 狀 態(tài) 下 如 果 絕 對(duì)值最大應(yīng)力是拉應(yīng)力 則 在 這 個(gè) 方 向 上 的 應(yīng) 變 是 正 的 是 伸 長 變 形 而 在 壓應(yīng)力 方 向 上 的 應(yīng) 變 是 負(fù) 的 0 0 0 時(shí) 由式 1 2 可知 因?yàn)?0 所以一定有 2 0 及 0 0 必定有 2 0 即在拉應(yīng)力方向 上 的應(yīng)變是正的 是伸長變形 這時(shí) 的變化范圍只能在 與 0 的范圍內(nèi) 當(dāng) 時(shí) 0 0 0 時(shí) 由式 1 2 可知 用 與前 項(xiàng)相同的方法分析可得 0 0 AON GOH 伸長類雙向受拉 o 0 0 o AOC AOH 伸長類 o EOG COD 壓縮類雙向受壓 o 0 0 o MON FOG 伸長類異號(hào)應(yīng)力 o 0 LOM EOF 壓縮類 COD AOB 伸長類異號(hào)應(yīng)力 o 0 DOE BOC 壓縮類 表 1 2 伸長類成形與壓縮類成形的對(duì)比 項(xiàng)目 伸長類成形 壓縮類成形 9 變形區(qū)質(zhì)量問題的表 現(xiàn)形式 變形程度過大引起變形區(qū) 產(chǎn)生破裂現(xiàn)象 壓力作用下失穩(wěn)起皺 成形極限 1 主要取決于板材的塑 性 與厚度無關(guān) 2 可用伸長率及成形極 限 DLF 判斷 1 主要取決于傳力區(qū)的 承載能力 2 取決于抗失穩(wěn)能力 3 與板厚有關(guān) 變形區(qū)板厚的變化 減薄 增厚 提高成形極限的方法 1 改善板材塑性 2 使變形均勻化 降低局 部變形程度 3 工序間熱處理 1 采用多道工序成形 2 改變傳力區(qū)與變形區(qū) 的力學(xué)關(guān)系 3 采用防起皺措施 擴(kuò)口 圖 1 3 沖壓應(yīng)變圖 1 0 圖 1 3 體系化研究方法舉例 1 1 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 form 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 form 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 to 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 it is assumed that the stress perpendicular to the blank surface equal 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 that the two principal stresses distribute uniformly along the thickness direction Based on this analysis the stress state and 10 the deformation characteristics of the deformation zone in all kind of stamping forming can be denoted by the point in the coordinates of the plane princ ipal stress diagram of the stamping stress and the coordinates of the corresponding plane principal stains diagram of the stamping strain The different points in the figures of the stamping stress and strain possess different stress state and deformation characteristics 1 When the deformation zone of the stamping blank is subjected toplanetensile stresses it can be divided into two cases that is 0 t 0and 0 t 0 In both cases the stress with the maximum absolute value is always a tensile stress These two cases are analyzed respectively as follows 2 In the case that 0and t 0 according to the integral theory the relationships between stresses and strains are m m t t m k 1 1 where t are the principal strains of the radial tangential and thickness directions of the axial symmetrical stamping forming and tare the principal stresses of the radial tangential and thickness directions of the axial symmetrical stamping forming m is the average stress m t 3 k i s a constant In plane stress state Equation 1 1 3 2 3 2 t 3 t t k 1 2 Since 0 so 2 0 and 0 It indicates that in plane stress state with two axial tensile stresses if the tensile stress with the maximum absolute value is the principal strain in this direction must be positive that is the deformation belongs 11 to tensile forming In addition because 0 therefore t 0 and t2 0 and when 0 The range of is 0 In the equibiaxial tensile stress state according to Equation 1 2 0 and t 0 and t 0 according to Equation 1 2 2 0 and 0 This result shows that for the plane stress state with two tensile stresses when the absoluste value of is the strain in this direction must be positive that is it must be in the state of tensile forming Also because 0 therefore t 0 and t 0 and when 0 12 The range of is 0 When 0 that is in equibiaxial tensile stress state the tensile deformation with the same values occurs in the two tensile stress directions when 0 2 that is in uniaxial tensile stress state the deformation characteristic in this case is the same as that of the ordinary uniaxial tensile This kind of deformation is in the region AON of the diagram of the stamping strain see Fig 1 1 and in the region GOH of the diagram of the stamping stress see Fig 1 2 Between above two cases of stamping deformation the properties of and and the deformation caused by them are the same only the direction of the maximum stress is different These two deformations are same for isotropic homogeneous material 1 When the deformation zone of stamping blank is subjected to two compressive stresses and t 0 it can also be divided into two cases which are 0 t 0 and 0 t 0 1 When 0 and t 0 according to Equation 1 2 2 0 與 0 This result shows that in the plane stress state with two compressive stresses if the stress with the maximum absolute value is 0 the strain in this direction must be negative that is in the state of compressive forming Also because 0 and t 0 The strain in the thickness direction of the blank t is positive and the thickness increases The deformation condition in the tangential direction depends on the values 13 of and When 2 0 when 2 0 and when 0 The range of is 0 When it is in equibiaxial tensile stress state hence 0 when 0 it is in uniaxial tensile stress state hence 2 This kind of deformation condition is in the region EOG of the diagram of the stamping strain see Fig 1 1 and in the region COD of the diagram of the stamping stress see Fig 1 2 2 When 0and t 0 according to Equation 1 2 2 0 and 0 This result shows that in the plane stress state with two compressive stresses if the stress with the maximum absolute value is the strain in this direction must be negative that is in the state of compressive forming Also because 0 and t 0 The strain in the thickness direction of the blank t is positive and the thickness increases The deformation condition in the radial direction depends on the values of and When 2 0 when 2 0 and when 0 The range of is 0 When it is in equibiaxial tensile stress state hence 0 This kind of deformation is in the region GOL of the diagram of the stamping strain see Fig 1 1 and in the region DOE of the diagram of the stamping stress see Fig 1 2 3 The deformation zone of the stamping blank is subjected to two stresses with opposite signs and the absolute value of the tensile stress is larger than that of the compressive stress There exist two cases to be analyzed as follow 14 1 When 0 according to Equation 1 2 2 0 and 0 This result shows that in the plane stress state with opposite signs if the stress with the maximum absolute value is tensile the strain in the maximum stress direction is positive that is in the state of tensile forming Also because 0 therefore When then 0 0 0 according to Equation 1 2 by means of the same analysis mentioned above 0 that is the deformation zone is in the plane stress state with opposite signs If the stress with the maximum absolute value is tensile stress the strain in this direction is positive that is in the state of tensile forming The strain in the radial direction is negative When then 0 0 0 according to Equation 1 2 2 0 and 0 and 0 therefore 2 0 The strain in the tensile stress direction is positive or in the state of tensile forming The range of is 0 When then 0 0 0 according to Equation 1 2 and by means of the same analysis mentioned above When then 0 0 AON GOH TensileBiaxial tensile stress state 0 0 AOC AOH Tensile EOG COD Compress ive Biaxial compressive stress state 0 0 MON FOG TensileStateof stress with opposite signs 0 LOM EOF Compress ive COD AOB TensileState of stress with opposite signs 0 DOE BOC Compress ive 20 Table 1 2 Comparison between tensile and compressive forming Item Tensile forming Compressive forming Representation of the quality problem in the deformation zone Fracture in the deformation zone due to excessive deformation Instability wrinkle caused by compressive stress Forming limit 3 Mainly depends on the plasticity of the material and is irrelevant to the thickness 4 Can be estimated by extensibility or the forming limit DLF 4 Mainly depends on the loading capability in the force transferring zone 5 Depends on the anti instability capability 6 Has certain relationship to the blank thickness Variation of the blank thickness in the deformation zone Thinning Thickening Methods to improve forming limit 4 Improve the plasticity of the material 5 Decrease local 4 Adopt multi pass forming process 5 Change t he mechanics 21 deformation and increase deformation uniformity 6 Adopt a n intermediate heat treatment process relationship between the force transferring and deformation zones 6 Adopt anti wrinkle measures Fig 1 1 Diagram of stamping strain 4 4 expanding Fig 1 2 Diagram of stamping stress 22 Fig 1 3 Examples for systematic research methods