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沖床的設計原理是將圓周運動轉換為直線運動,由主電動機出力,帶動飛輪,經離合器帶動齒輪、曲軸(或偏心齒輪)、連桿等運轉,來達成滑塊的直線運動,從主電動機到連桿的運動為圓周運動。
連桿和滑塊之間需有圓周運動和直線運動的轉接點,其設計上大致有兩種機構,一種為球型,一種為銷型(圓柱型),經由這個機構將圓周運動轉換成滑塊的直線運動。沖床對材料施以壓力,使其塑性變形,而得到所要求的形狀與精度,因此配合一組模具(分上模與下模),將材料置于其間,由機器施加壓力,使其變形,加工時施加于材料之力所造成之反作用力,由沖床機械本體所吸收。
依滑塊運動方式分類有單動、復動、三動等沖床,唯現今使用多者為一個滑塊之單動沖床,復動及三動沖床主要使用在汽車車體及大型加工件的引伸加工,其數量非常少。