板料沖壓模具設(shè)計-彎曲模含13張CAD圖

板料沖壓模具設(shè)計-彎曲模含13張CAD圖,板料,沖壓,模具設(shè)計,彎曲,曲折,13,cad 1 摘 要 隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化的深入，模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中所發(fā)揮的作用越來越明顯。 模具設(shè)計水 平的高低直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量及生產(chǎn)效率。 設(shè)計本模具是為了制造卡夾圓形彎件。設(shè)計中分析了零件的結(jié)構(gòu)及工藝性，擬訂 該零件的沖壓工藝為“落料- 沖孔彎曲” ，討論了彎曲零件毛坯展開形狀和尺寸的確定 方法，設(shè)計了彎曲模，對關(guān)鍵零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計作了詳細(xì)闡述，并指出了模具設(shè)計時的 注意事項。其中，彎曲成形是本設(shè)計的重點， 由于模具設(shè)計是一種經(jīng)驗性較強的設(shè)計，經(jīng)過長期發(fā)展積累了大量豐富的沖壓工 藝技術(shù)資料， 在設(shè)計模具時必然要借鑒這些經(jīng)驗數(shù)據(jù)，含括了彎曲模、拉深模中常用 的工藝數(shù)，據(jù)以及模具材料的選取和壓力機(jī)基本參數(shù)等等. 本模具性能可靠，運行平穩(wěn)，能夠適應(yīng)大批量生產(chǎn)要求，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效 率，降低勞動強度和生產(chǎn)成本。 關(guān)鍵詞：彎曲模具 板料 彎曲成形 2 目錄 摘 要 .1 前言 .2 1.彎曲工藝性分析 .3 1.1 分析零件的沖壓工藝性并確定工藝方案 .3 1.2 彎曲件的工藝性 .3 1.3 最小相對彎曲半徑的確定 .4 2.彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 .5 2.1 最小彎曲半徑 .5 3.改進(jìn)零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 .6 3.1 采用熱處理工藝 .6 3.2 從模具結(jié)構(gòu)采取措施 .6 4.彎曲工藝力的計算 .8 4.1 自由彎曲時的彎曲力的計算公式 .8 4.2 壓力機(jī)噸位的確定 .8 5.毛坯尺寸及回彈量的計算的計算 .9 5.1 毛坯尺寸 .9 5.2 確定毛坯的尺寸 .9 5.3 回彈量的計算 .9 6.彎曲模主要工作零件結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定 .11 6.1 彎曲凸模和凹模的圓角半徑 .11 6.2 凹模工作部分深度 .11 6.3 彎曲凹、凸模的間隙 .12 7.彎曲件彎曲工序的安排 .13 8.模具總體設(shè)計 .14 8.1 模具主要零部件的設(shè)計 .14 8.2 彎曲設(shè)備的選擇 .15 8.3 選定設(shè)備 .16 8.4 繪制模具總圖 .16 8.5 繪制模具非標(biāo)準(zhǔn)零件圖 .17 9 模具總體設(shè)計 .18 9.1 模具類型的選擇： .18 9.2 定位方式的選擇 .18 9.3 卸料出件方式的選擇 .18 10.模具材料的選用及其他零部件的設(shè)計 .20 3 10.1 模具材料的選用 .20 11 沖裁模具的試沖 .22 總 結(jié) .24 致 謝 .25 參考文獻(xiàn) .26 4 前言 我國模具工業(yè)從起步到飛躍發(fā)展，歷經(jīng)了半個多世紀(jì)，近幾年來，我國模具技術(shù)有 了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。大型、精密、復(fù)雜、高效和長壽命模具又上了新 臺階。大型復(fù)雜沖模以汽車覆蓋件具為代表，我國主要汽車模具企業(yè)，已能生產(chǎn)部分轎 車覆蓋件模具。體現(xiàn)高水平制造技術(shù)的多工位級進(jìn)模、覆蓋面大增，已從電機(jī)、電鐵芯 片模具，擴(kuò)大到接插 件、電子零件、汽車零件、空調(diào)器散熱片等家電零件模具上。塑料 模已能生產(chǎn) 34、48大屏幕彩電塑殼模具，大容量洗衣機(jī)全套塑料模具及汽車保險杠和 整體儀表板等塑料模具。塑 料模熱流道技術(shù)更臻成熟，氣體鋪助注射技術(shù)已開始采用。 壓鑄模方面已能生產(chǎn)自動扶梯整體梯級壓鑄模及汽車后轎齒輪箱壓鑄模等。模具質(zhì)量、 模具壽命明顯提高；模具交貨期較前縮短。模具 CAD/CAM/CAE 技術(shù)相當(dāng)廣泛地得到應(yīng)用， 并開發(fā)出了自主版權(quán)的模具 CAD/CAE 軟件。電加工、數(shù)控加工在模具制造技術(shù)發(fā)展上發(fā) 揮了重要作用。 模具加工機(jī)床品種增多，水平明顯提高?？焖俳?jīng)濟(jì)制模技術(shù)得到了進(jìn)一步發(fā)展，尤 其這一領(lǐng)域的高新技術(shù)快速原型制造技術(shù)(RPM)進(jìn)展很快，國內(nèi)有多家已自行開發(fā)出達(dá)到 國際水平的相關(guān)設(shè)備。模具標(biāo)準(zhǔn)件應(yīng)用更加廣泛，品種有所擴(kuò)展。模具材料方面，由于 對模具壽命的重視，優(yōu)質(zhì)模具鋼的應(yīng)用有較大進(jìn)展。正由于模具行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，模具 水平得以提高 ，模具國產(chǎn)化取得了可喜的成就。歷年來進(jìn)口模具不斷增長的勢頭有所控 制，模具出口穩(wěn)步增長。 以大型沖模覆蓋件模具為代表。我國已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。如東風(fēng)汽車公 司沖模廠，已設(shè)計制造了富康轎車部分內(nèi)覆蓋件模具。一汽模具中心生產(chǎn)了捷達(dá)王轎車 外覆蓋件模具。轎車覆蓋件模具，具有設(shè)計和制造難度大，質(zhì)量和精度要求高的特點。 可代表覆蓋件模具的水平。在設(shè)計制造方法，手段上面已基本達(dá)到了國際水，模具結(jié)構(gòu) 功能方面也接近國 際水平，在轎車模具國產(chǎn)化進(jìn)程中前進(jìn)了一大步。但在制造質(zhì)量、精 度、制造周期和成本方面，與國外相比還存在一定的差距。 5 1.彎曲工藝性分析 材料:20； 厚度:2mm； 零件簡圖:如圖 1 所示； 圖 1-1 工件圖; 1.1 分析零件的沖壓工藝性并確定工藝方案 彎曲模沒有固定的結(jié)構(gòu)型式，有可能設(shè)計得很簡單，也可能設(shè)計得很復(fù)雜，這需要根 據(jù)工件的材料性能、形狀、精度要求和產(chǎn)量進(jìn)行綜合分析，確定模具結(jié)構(gòu)型式。本工件 屬于圓形彎曲，其外形要彎曲成如圖說是的封閉圓形，確定工藝方案為落料一沖孔一彎 曲三個工序。本次設(shè)計主要完成彎曲工藝，達(dá)到如圖 1 所示的半封閉工件。 1.2 彎曲件的工藝性 1.2.1 彎曲件的結(jié)構(gòu)特點 彎曲件的形狀左右對稱、寬度相同，相應(yīng)部位的圓角半徑左右相等，以保證彎曲時 毛坯不會產(chǎn)生側(cè)向滑動。 1.2.2 彎曲件的圓角半徑 6 材料只有產(chǎn)生塑性變形才能形成所需的形狀。為了實現(xiàn)彎曲件的形狀，彎曲圓角半 徑最大值沒有限制。例如，可以將 厚的鐵板卷成 圓桶，只要計算或?qū)嶒瀖3.0m30 出其回彈量，就可以制出所需的形狀。然而，板料彎曲的最小半徑是有限度的，如果彎 曲半徑過小，彎曲時外層材料拉伸變形量過大，而使拉應(yīng)力達(dá)到或超過抗拉強度 ，則b 板料外層將出現(xiàn)斷裂，致使工件報廢。 1.2.3 彎曲成形的工藝分析 彎曲件的工藝性是指彎曲件的形狀、尺寸、材料的選用及技術(shù)要求等是否滿足彎曲 加工的工藝要求。具有良好沖壓工藝性的彎曲件，不僅能提高工件質(zhì)量，減少廢品率， 而且能簡化工藝和模具結(jié)構(gòu)，降低材料消耗。 1.3 最小相對彎曲半徑的確定 1.3.1 最小相對彎曲半徑的概念 最小相對彎曲半徑是指：在保證毛坯彎曲時 外表面不發(fā)生開裂 的條件下，彎曲件內(nèi) 表面能夠彎成的最小圓角半徑與坯料厚度的比值，用 來表示。該值越小，板料彎trmin 曲的性能也越好。 1.3.2 影響最小彎曲半徑的因素 材料的力學(xué)性能、工件的彎曲中心角 、板料的表面質(zhì)量與剪切斷面質(zhì)量、板料寬度 的影響、板材的方向性。 表 1-1 最小相對彎曲半徑經(jīng)驗數(shù)值的確定 正火或退火 硬化 彎曲線方向材料 與軋文垂直 與軋文平行 與軋文垂直 與軋文平行 鋁 0.3 0.8 退火紫銅 1.0 2.0 黃銅 H68 0.4 0.8 05、 08F 0 0.3 0.2 0.5 08、10、Q215 0 0.4 0.4 0.8 15、20、Q235 0.1 0.5 0.5 1.0 25、30、Q255 0.2 0.6 0.6 1.2 35、40 0.3 0.8 0.8 1.5 7 2.彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 2.1 最小彎曲半徑 彎曲件的彎曲半徑必須小于最小彎曲半徑，否則要采用工藝措施，如:熱彎、多次彎 曲等。 2.2 彎曲件形狀與尺寸的對稱性 彎曲件的形狀與尺寸應(yīng)盡可能對稱、高度也不應(yīng)相差太大。當(dāng)沖壓不對稱的彎曲件時， 因受力不均勻，毛坯容易偏移，尺寸不易保證。為防止毛坯的偏移，在設(shè)計模具結(jié)構(gòu)時 應(yīng)考慮增設(shè)壓料板，或增加工藝孔定位。 彎曲件形狀應(yīng)力求簡單，邊緣有缺口的彎曲件，若在毛坯上先將缺口沖出，彎曲時會出 現(xiàn)叉口現(xiàn)象，嚴(yán)重時難以成形。這時必須在缺口處留有連結(jié)帶，彎曲后再將連接帶切除。 圖 2-1 彎曲件形狀對彎曲過程的影響 根據(jù)以上分析我們可以知道，此工藝件彎曲半徑為 ，厚度為 最小相對彎曲半1m0.8,m 徑取 之間。并且對稱性好，適宜彎曲加工。所以此最小相對彎曲半徑 取0.15 trin 0.6。 8 3.改進(jìn)零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 3.1 采用熱處理工藝 對一些硬材料和已經(jīng)冷作硬化的材料，彎曲前先進(jìn)行退火處理，降低其硬度以減少 彎曲時的回彈，待彎曲后再淬硬。在條件允許的情況下，甚至可使用加熱彎曲。 運用校 正彎曲工序，對彎曲件施加較大的校正壓力，可以改變其變形區(qū)的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)，以減 少回彈量。 采用拉彎工藝,對于相對彎曲半徑很大的彎曲件，由于變形區(qū)大部分處于彈性變形狀 態(tài)，彎曲回彈量很大，這時可以采用拉彎工藝。 3.2 從模具結(jié)構(gòu)采取措施 補償法,利用彎曲件不同部位回彈方向相反的特點，按預(yù)先估算或試驗所得的回彈量， 修正凸模和凹模工作部分的尺寸和幾何形狀，以相反方向的回彈來補償工件的回彈量 。 校正法,可以改變凸模結(jié)構(gòu)，使校正力集中在彎曲變形區(qū)，加大變形區(qū)應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)的改 變程度迫使材料內(nèi)外側(cè)同為切向壓應(yīng)力、切向拉應(yīng)變.縱向加壓法, 在彎曲過程完成后， 利用模具的突肩在彎曲件的端部縱向加壓, 使彎曲變形區(qū)橫斷面上都受到壓應(yīng)力，卸載 時工件內(nèi)外側(cè)的回彈趨勢相反，使回彈大為降低。利用這種方法可獲得較精確的彎邊尺 寸，但對毛坯精度要求較高。采用聚氨酯彎曲模 ,利用聚氨酯凹模代替剛性金屬凹模進(jìn) 行彎曲彎曲時金屬板料隨著凸模逐漸進(jìn)入聚氨酯凹模，激增的彎曲力將會改變圓角變形 區(qū)材料的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)，達(dá)到類似校正彎曲的效果，從而減少回彈。 圖 3-1 用補償法修正模具結(jié)構(gòu) 9 圖 3-2 用校正法修正模具結(jié)構(gòu) 10 4.彎曲工藝力的計算 彎曲力是設(shè)計彎曲模和選擇壓力機(jī)噸位的重要依據(jù)。生產(chǎn)中常用經(jīng)驗公式概略計算 彎曲力，作為設(shè)計彎曲工藝過程和選擇沖壓設(shè)備的依據(jù)。 4.1 自由彎曲時的彎曲力的計算公式 彎曲力的計算 彎曲變形分三步，第一步是 U 形彎曲，第二步是向內(nèi)彎曲。彎曲的 彎曲力均可用下面公式計算： 彎曲件彎曲力： 2b0.7ktRF自 式中： 自由彎曲力（ ）自 N 彎曲件寬度（ ）bm 彎曲件材料厚度（ ）t 彎曲內(nèi)半徑（ ）R 材料抗拉強度（ ）bMpa 安全系數(shù)，一般取K3.1K 代入公式得： 22b10.7kt.04780RFN 一共有四處彎曲力，則總的彎曲力為： 4289N 4.2 壓力機(jī)噸位的確定 自由彎曲時壓力機(jī)的噸位應(yīng)為： =26120NF總壓 機(jī) 可以看出需要的彎曲力較小，選擇壓力機(jī)時要根據(jù)模具的閉合高度就行選擇。先初 步選擇為壓力機(jī) J23-10. 11 5.毛坯尺寸及回彈量的計算的計算 5.1 毛坯尺寸 計算毛坯尺寸分析如圖 5 所示 圖 5-1 計算毛坯尺寸分析 展開料寬度為 20mm，長度為圖中的虛線所示。 5.2 確定毛坯的尺寸 表 3 查出中性層系數(shù) ,故0.32K 所以 91.74Lm 取為 .寬度尺寸為 .故毛坯尺寸為2 920m 表 5-1 中性層位置因素 K 與 比值的關(guān)系tR 5.3 回彈量的計算 彎曲過程并不是完全是材料的塑性變形過程，其彎曲部位還存在著彈性變形，彎曲 后零件的形狀因為回彈而與模具的形狀不完全一致。回彈的大小通常用角度回彈量 和 曲率回彈量 來表示。角度回彈是指模具在閉合狀態(tài)時工件彎曲角 與從模具中取出后 工件的實際角度 之差，即 ；曲率回彈量是指模具處于閉合狀態(tài)時壓在模具00 tR0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 1.0 1.2 1.3 1.5 2 2.5 3 k 0.21 0.22 0.23 0.24 0.25 0.26 0.27 0.3 0.32 0.33 0.34 0.36 0.38 0.39 0.40 12 中工件的曲率半徑 與從模具中取出后工件的實際曲率半徑 之差，即 。 00 當(dāng)要求工件的彎曲圓角半徑時，可根據(jù)材料的有關(guān)參數(shù)，用下列公式計算回彈補償時彎 曲凸模的圓角半徑 。只有當(dāng)彎曲工件的圓角半徑 為板料厚度的 5 倍以上時，計算才pRR 近似正確。 板料彎曲見下式： EtRSp31 式中： 、彎曲件圓角半徑 ；彎 曲 凸 模Rp. m 材料屈服極限sMpa 板料厚度tm 材料彈性模量E 所以工件的回彈量 21.930641398pSREtm 板料采用 20 鋼，查設(shè)計手冊可知，屈服點 ，彈性模數(shù) 。將有=asMP=1980aEMP 關(guān)數(shù)據(jù)代入上式，得出 .mpR 13 6.彎曲模主要工作零件結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定 6.1 彎曲凸模和凹模的圓角半徑 6.1.1 彎曲凸模的圓角半徑 tr 當(dāng)彎曲件的相對彎曲半徑 ，且不小于 時，凸模的圓角半徑一般等85trmin 于彎曲件的圓角半徑； 若彎曲件的圓角半徑小于最小彎曲半徑( )時，首次彎曲可先彎成較大的圓角minr 半徑，然后采用整形工序進(jìn)行整形，使其滿足彎曲件圓角的要求； 若彎曲件的相對彎曲半徑較大（ ） ，精度要求較高時，由于圓角半徑的回彈10tr 大，凸模的圓角半徑應(yīng)根據(jù)回彈值作相應(yīng)的修正。 由于本設(shè)計中屬于圓形彎曲，凸模為圓柱形，直徑就是 6.1mm。 6.1.2 凹模圓角半徑 Ar 凹模的圓角半徑的大小對彎曲變形力和制件質(zhì)量均有較大影響，同時還關(guān)系到凹模厚 度的確定。凹模圓角半徑過小，坯料拉入凹模的滑動阻力大，使制件表面易擦傷甚至出 現(xiàn)壓痕。凹模圓角半徑過大，會影響坯料定位的準(zhǔn)確性。凹模兩邊的圓角要求制造均勻 一致，當(dāng)兩邊圓角有差異時，毛坯兩側(cè)移動速度不一致，使其發(fā)生偏移。生產(chǎn)中常根據(jù) 材料的厚度來選擇凹模圓角半徑： 當(dāng) 時，mt2trA63 時，t4 時，trA 由式子 得，23Ar23246tm 取 R=6 或按有關(guān)設(shè)計資料選取。 6.2 凹模工作部分深度 彎曲凹模深度 要適當(dāng)。過小時，坯件彎曲變形的兩直邊自由部分長，彎曲件成形后0l 回彈大，而且直邊不平直。若過大，則模具材料消耗多，而且要求壓力機(jī)具有較大的行 程。彎曲 U 形件時，若彎邊高度不大，或要求兩邊平直，則凹模深度應(yīng)大于零件高度， 14 如圖 6.b)所示。如果彎曲件邊長較大，而對平直度要求不高時，可采用（圖 6.c）所示 的凹模形式。 圖 6-1 U 形件凹模尺寸 6.3 彎曲凹、凸模的間隙 V 形件彎曲模，凸模與凹模之間的間隙是由調(diào)節(jié)壓力機(jī)的裝模高度來控制。 對于 U 形件彎曲模，則必須選擇適當(dāng)?shù)拈g隙值。凸模和凹模間的間隙值對彎曲件的回彈、 表面質(zhì)量和彎曲力均有很大的影響。若間隙過大，彎曲件回彈量增大，誤差增加，從而 降低了制件的精度。當(dāng)間隙過小時，會使零件直邊料厚減薄和出現(xiàn)劃痕，同時還降低凹 模壽命。 表 6-1 彎曲 U 型件凹模的 值0ht板 料 厚 度 12345678100h345681525 表 6-2 彎曲 U 型件凹模深度 0l 材料厚度 t 彎曲件邊長 l124610505053352140455 15 7.彎曲件彎曲工序的安排 彎曲件的彎曲工序安排是在工藝分析和計算后進(jìn)行的工藝設(shè)計工作。形狀簡單的彎 曲件，如 V 形件、U 形件、Z 形件等都可以一次彎曲成形。形狀復(fù)雜的彎曲件，一般要多 次彎曲才能成形。彎曲工序的安排對彎曲模的結(jié)構(gòu)、彎曲件的精度和生產(chǎn)批量影響很大。 這副彎曲模一般分另存次彎成，第一步先彎曲成 U 形件，第二部向內(nèi)彎。考慮該工件 的批量較大，因此應(yīng)該盡量設(shè)計一種效率較高的模具，本方案就是采用了能一次成形的 滑塊式彎曲模。 16 8.模具總體設(shè)計 根據(jù)壓彎力的大小,初步考慮使用 可傾式壓力機(jī),模具結(jié)構(gòu)草圖如圖 8-1 所示,10KN 主要由上模板、凸模、轉(zhuǎn)軸式凹模、定位件、凹模支架、下模板、推件器等組成. 圖 8-1 模具結(jié)構(gòu)草圖 初步計算模具閉合高度 173Hm模 凹模座的外廓尺寸為 .102m 8.1 模具主要零部件的設(shè)計 (1) 凸模部分 該工件的斷面屬于向內(nèi)彎曲,把凸模制成整體型式,如圖 8-2 所示。 (2) (3) 凹模部分 凹模是滑塊式的，左右兩件相對稱。這種形狀的凹模也不應(yīng)該制成整體而應(yīng)是組合的， 且通過推板和彈簧、推桿連接，不但便于機(jī)械加工。而且可以來回滑動，完成工件的彎 曲。如圖 8-3 所示。 17 圖 8-2 凸模 圖 8-3 滑塊 8.2 彎曲設(shè)備的選擇 （1）彎曲設(shè)備類型的選擇原則 根據(jù)所要完成的彎曲工藝的性質(zhì)，生產(chǎn)批量的大小，彎曲件的幾何尺寸和精度要求等 來選擇設(shè)備的類型。 18 對于中小型的彎曲件或拉深件的生產(chǎn)，主要應(yīng)用開式機(jī)械壓力機(jī)，雖然開式?jīng)_床的剛 性差，在沖壓力的作用下床身的變形能夠破壞沖裁間隙分布，降低模具的壽命或沖裁件 的質(zhì)量。可是，由于它提供了極其方便的操作條件和非常容易安裝機(jī)械化附屬裝置的特 點，使它成為目前中、小型沖壓設(shè)備的主要形式。 對于大、中型彎曲件的生產(chǎn)，多采用閉式結(jié)構(gòu)形式的機(jī)械壓力機(jī)，其中有一般用途的 通用壓力機(jī)，也有臺面較小而剛度大的擠壓壓力機(jī)、精度機(jī)等。在大型拉深件的生產(chǎn)中， 應(yīng)盡量選用雙動拉深壓力機(jī)，因其可使所用模具結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整方便。 磨擦壓力機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉、不易發(fā)生超負(fù)荷損壞等特點，所以在小批量生 產(chǎn)中常用來完成彎曲、成形等沖壓工序。但是，摩擦壓力機(jī)的行程次數(shù)少，生產(chǎn)率低， 而且操作不太方便。 在大批量或形狀復(fù)雜零件的大量生產(chǎn)中，應(yīng)盡量選用高速壓力機(jī)或多工位自動壓力 機(jī)。 （2）沖壓設(shè)備規(guī)格的確定。 在沖壓設(shè)備的類型選定以后，應(yīng)該進(jìn)一步根據(jù)沖壓件的尺寸、模具的尺寸和沖壓力來 確定設(shè)備的規(guī)格。 8.3 選定設(shè)備 該零件所需的彎曲力 602FN 模具閉合高度 1Hm模 模具外廓尺寸 93 某工廠有 可傾式機(jī),其主要力學(xué)性能為:0KN 公稱壓力 1.5 最大閉合高度 8m 行程 4 臺面尺寸 2037 8.4 繪制模具總圖 總圖如圖 8-4 所示。 19 如圖 8-4 彎曲?？傃b圖 8.5 繪制模具非標(biāo)準(zhǔn)零件圖 見附圖 20 9 模具總體設(shè)計 9.1 模具類型的選擇： 模具類型分為三種分別是：單工序模、復(fù)合模和級進(jìn)模。 單工序模又稱簡單沖裁模，是指在壓力機(jī)一次行程內(nèi)只完成一種沖裁工序的模具， 如落料模、沖孔模、切斷模切口模等。 復(fù)合模是指在一次壓力機(jī)的行程中在模具的同一工位上同時完成兩道或兩到以上不 同沖裁工序的模具。復(fù)合模是一種多工序沖裁模，它在結(jié)構(gòu)上的主要特征是有一個或幾 個具有雙重作用的工作零件凸凹模，如落料沖孔復(fù)合模中有一個既能作落料凸模又 能作沖孔凹模的凸凹模。 由彎曲工藝分析可知，該工件要進(jìn)行批量生產(chǎn)，所以模具類型為轉(zhuǎn)軸模式壓彎模。 9.2 定位方式的選擇 定位方式的選擇通俗的說既是選擇定位零件。定位零件的作用是使坯料或工序件在 模具上有正確的位置，定位零件的結(jié)構(gòu)形式很多，用于對條料進(jìn)行定位的定位零件有擋 料銷、導(dǎo)料銷、導(dǎo)料板、側(cè)壓裝置、導(dǎo)正銷、側(cè)刃等，用于對工序進(jìn)行定位的定位零件 有定位銷、定位板等。 定位零件基本上都已標(biāo)準(zhǔn)化，可根據(jù)坯料和工序件形狀、尺寸、精度及模具的結(jié)構(gòu) 形式與生產(chǎn)效率要求等選用相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。 因為該模具采用是板料，控制板料的送進(jìn)方向采用導(dǎo)料板，無側(cè)壓裝置?？刂瓢辶?的送進(jìn)步距采用擋料銷初定距，導(dǎo)正銷精定距。 9.3 卸料出件方式的選擇 卸料與出件裝置的作用是當(dāng)沖模完成一次沖壓之后，把沖件或廢料從模具工作零件 上卸下來，以便沖壓工作繼續(xù)進(jìn)行。通常，把沖件或廢料從凸模上卸下來稱為卸料。 卸料裝置按卸料的方式分為固定卸料裝置彈性卸料裝置和廢料切刀三種。 固定卸 料裝置 , 固定卸料裝置僅由固定卸料板構(gòu)成，一般安裝在下模的凹模上；彈性卸料裝置 由卸料板、卸料螺釘和彈性元件（彈簧或橡膠）組成；彈性卸料裝置可安裝于上模或下 模，依靠彈簧或橡膠的彈力來卸料，卸料力不太大但沖壓時可兼起壓料作用，故多用于 沖裁料薄及平面度要求較高的沖件；廢料切刀是在沖裁過程中沖裁廢料切斷成數(shù)塊，從 而實現(xiàn)卸料的一種卸料零件。 出件裝置的作用是從凹模內(nèi)卸下沖件或廢料。我們通常把裝在上模內(nèi)的出件裝置稱 21 為推件裝置；把裝在下模內(nèi)的稱為頂件裝置。 綜合考慮該模具的結(jié)構(gòu)和使用方便，以及工件料厚為 2mm，卸料力也比較小，故可 采用彈性卸料。依靠彈簧或橡膠的彈力來卸料，卸料力不太大但沖壓時可兼起壓料作用， 故多用于彎曲平面度要求較高的沖件。 22 10.模具材料的選用及其他零部件的設(shè)計 10.1 模具材料的選用 10.1.1 彎曲模用鋼應(yīng)具有的力學(xué)性能： a.應(yīng)具有較高的變形抗力； b.應(yīng)具有較高的斷裂抗力； c.應(yīng)具有較高的耐磨性及抗疲勞性能； d.應(yīng)具有較高的冷熱加工工藝性。 10.1.2 彎曲模零件材料選用原則： a.要選擇能滿足模具工作要求的最佳綜合性能的材料； b.要針對模具失效形式選用鋼材； c.要根據(jù)制品的批量大小，以最低成本的選材原則選材； d.要根據(jù)彎曲零件的作用選擇材料； e.要根據(jù)彎曲精度程度選擇鋼材。 綜合各種材料進(jìn)行比較及材料的用途查下列表 10-1，可選擇 Gr12 為彎曲模工作零件 所用的鋼材。 表 10-1 彎曲模工作零件材料的選用 零件名稱 使用條件 選用材料 形狀簡單，彎曲材料厚度 t 小于等于 3mm，中小批量生 產(chǎn)的沖裁 T8、T8A、T10、T10A 彎曲厚度 t 小于等于 3mm， 形狀復(fù)雜，或彎曲厚度 t 大 于 3mm 的中小批量沖裁 Gr12、GrWMn、GGr15、Gr12 MoV 要求批量較大，使用壽命較 長的彎曲模 W18Gr4V、Gr4W2MoV、W6Mo5 GrV2、YG15、YG20 凸模，凹模，凸凹模，凸、 凹模鑲塊，連續(xù)模，側(cè)刃凸 模 需要加熱彎曲模 3Gr2W8V、5GrNiMo、6Gr4Mo 3NiWV 選擇說明：在選擇彎曲凸模、凹模材料時，應(yīng)根據(jù)模具的工作條件和失效特點，量 材而用。如形狀簡單、尺寸較小、受力較小的凸、凹模，只需要熱處理工藝適當(dāng)。性能 23 可以滿足使用，生產(chǎn)批量不大時，可選用碳素工具鋼，這樣可以降低成本；反之，就應(yīng) 該選用變形較小，耐磨性高的合金工具鋼。對于大、中型彎曲模，其材料成本與模具總 成本 10%18%左右，故應(yīng)選用變形小、耐磨性高的合金工具鋼較適宜。 24 11 沖裁模具的試沖 模具裝配以后，必須在生產(chǎn)條件下進(jìn)行試沖。通過試沖可以發(fā)現(xiàn)模具設(shè)計和制造的不 足，并找出原因給與糾正。并能夠?qū)δ＞哌M(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和修理，直到模具正常工作中 生產(chǎn)出合格的制件為止。 制件在彎曲過程中，由于材料回彈的影響，使彎曲制件在模具彎曲的形狀與取處后的 形狀不一致，從而影響制件的形狀和尺寸要求。又因為回彈的影響因素較多，很難用計 算的方法進(jìn)行消除，在試模合格后，才對凸、凹模進(jìn)行熱處理。另外，制件的毛坯尺寸 也要經(jīng)過試驗后才能確定。所以，彎曲模試沖的目的是找出模具的缺陷加以修整和確定 制件毛坯尺寸。 表 11-1 彎曲模具試沖時常見的缺陷、產(chǎn)生原因和調(diào)整方法 缺陷 產(chǎn)生原因 調(diào)整方法 彎曲制件底面不 平 1.卸料桿分布不均勻，卸 料時頂彎。 2.壓料力不夠。 1.均勻分布卸料桿. 2.增加壓料力 彎曲制件尺寸和 形狀不合格 沖壓件產(chǎn)生回彈造成制件 的不合格 1.修改凸模的角度和形 2.增加凸模的深 3.減少凸凹模之間的間隙 彎曲制件產(chǎn)生裂 紋 1.彎曲變形區(qū)內(nèi)應(yīng)力超過 材料強度極限。 2.彎曲變形過大 1. 3.彎曲線與板料的的纖維 方向平行 2. 4.凸模圓角小 1.更換塑性好的材料或?qū)⒉牧贤嘶鸷髲澢?2.分次彎曲，首次彎曲用較大彎曲半徑 3.加大途模圓角 彎曲制件產(chǎn)生裂 紋 1.凹模圓角大小或表面粗 糙 2.板料粘附在凹模內(nèi) 3.間隙小，擠壓變薄 1. 加大凹模圓角，降低表面粗糙度 2. 凹模表面鍍鉻或化學(xué)處理 3. 增加間隙 4. 減小壓料力 25 彎曲件出現(xiàn)撓度 或扭轉(zhuǎn) 中性層內(nèi)外變化收縮，彎 曲量不一樣 1. 對彎曲件進(jìn)行再校正 2. 材料彎曲前退火處理 3. 改變設(shè)計，將彈性變形設(shè)計在撓度方 向相反的方向上 26 總 結(jié) 通過近一個月的畢業(yè)設(shè)計，讓我更加明白了模具的含義，要想生產(chǎn)出一套合格的模 具是多么的不容易，模具的精度直接關(guān)系產(chǎn)品質(zhì)量的好壞。真正理解了模具是工業(yè)之母 的含義。模具生產(chǎn)的工藝水平及科技含量的高低，已成為衡量一個國家科技與產(chǎn)品制造 水平的重要標(biāo)志，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益、新產(chǎn)品的開發(fā)能力，決定 著一個國家制造業(yè)的國際競爭力。我國的沖壓模具設(shè)計制造能力與市場需要和國際先進(jìn) 水平相比仍有較大差距。這些主要表現(xiàn)在高檔轎車和大中型汽車覆蓋件模具及高精度沖 模方面，無論在設(shè)計還是加工工藝和能力方面，都有較大差距。轎車覆蓋件模具，具有 設(shè)計和制造難度大，質(zhì)量和精度要求高的特點，可代表覆蓋件模具的水平。雖然在設(shè)計 制造方法和手段方面已基本達(dá)到了國際水平，模具結(jié)構(gòu)功能方面也接近國際水平，在轎 車模具國產(chǎn)化進(jìn)程中前進(jìn)了一大步，但在制造質(zhì)量、精度、制造周期等方面，與國外相 比還存在一定的差距。 畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)階段非常重要的東西，它是對你大學(xué)期間所學(xué)專業(yè)知識的考察，對 你各項綜合素質(zhì)的檢驗。他你如何處理新事物的出現(xiàn)，組織協(xié)調(diào)能力、團(tuán)隊精神等各項 綜合素質(zhì)的考驗。設(shè)計過程中用到了很多以前上課時學(xué)的知識，這樣通過設(shè)計又讓我們 學(xué)到許多新的知識，而且對課本上所學(xué)知識有了更深的理解。也許你在學(xué)習(xí)課本上的知 識不是那么的明白，但是通過畢業(yè)設(shè)計自己動手去計算，這個知識點，你就理解了。也 許可能會用到?jīng)]有學(xué)過知識，通過自學(xué)研究順利解決。再我看來這是讓我們明白許多知 識是可以自學(xué)都能得到的。要想在本專業(yè)有更高的追求，僅僅靠課本所學(xué)的知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn) 不夠的。今后的工作還是學(xué)習(xí)都要有那種虛心學(xué)習(xí)的態(tài)度和勇于拼搏敢于吃苦的精神。 要有終身學(xué)習(xí)的準(zhǔn)備和打算，那樣才能不會落后，才能不斷進(jìn)步。 27 28 致 謝 “付出總有回報” 、 “一份耕耘，一份收獲” 。這幾句話讓我深有體會，經(jīng)過兩周緊 張而又忙碌的搜集整理和兩周的精心設(shè)計，整整一個月的時間總算沒有白費，我們的畢 業(yè)設(shè)計作品終于有所成效了。 此次畢業(yè)設(shè)計的順利完成,我要大力感謝我們的指導(dǎo)老師李秀副老師,他從一開始耐心 細(xì)致的講解,以及給我們提供一些相關(guān)的材料,我們在此表示大力的感謝。可以說,沒有李 老師的精心指導(dǎo),我們的畢業(yè)設(shè)計也不可能這樣順利的完成。李老師不僅從一開始就非常 關(guān)注我們的設(shè)計,而且在他很忙的情況下還幫我們指導(dǎo),我們對此衷心的感謝!同時還要感 謝三年當(dāng)中對我進(jìn)行教育的各位老師,沒有他們的培養(yǎng)也不可能有今天我們的成績。通過 三年課程的認(rèn)真學(xué)習(xí)，使我們在此基礎(chǔ)上利用所學(xué)東西順利進(jìn)行并完成了設(shè)計。 為此，再次感謝我們的指導(dǎo)老師在百忙之中給予我們的悉心指點與幫助。感謝他為我 們指點迷律、出謀劃策。同時，也感謝我們的這組的成員在這次設(shè)計中給予我的幫助！ 謝謝！ 29 參考文獻(xiàn) 1 王秀鳳，萬良輝. 冷沖壓模具設(shè)計與制造.北京航空航天大學(xué)出版 2005.4 2 王立剛.沖 模 設(shè) 計 手 冊 .機(jī) 械 工 業(yè) 出 版 社 2002.5 3 張超英.沖壓模具與制造 .北京：化學(xué)工業(yè)出版社 2003.6 4 李銘杰.沖模設(shè)計應(yīng)用實例.機(jī)械工業(yè)出版社 2003.8 5 郭 書 彬 .最新沖壓新工藝新技術(shù)與沖模設(shè)計圖集.機(jī)械工業(yè)出版社 2003.9 6 王芳.冷沖壓模具設(shè)計指導(dǎo).機(jī)械工業(yè)出版社 1998.10 7 成虹.沖壓工藝與模具設(shè)計.高等教育出版社 2006.7 8 楊玉英，崔令江.實用沖壓工藝及模具設(shè)計手冊.機(jī)械工業(yè)出版社 2005.1 9 彭建生.模具設(shè)計與加工速查手冊.機(jī)械工業(yè)出版社 2005.7 智能沖壓工藝規(guī)劃系統(tǒng)的研究摘要：本文對建立一個智能沖壓工藝設(shè)計知識為基礎(chǔ)的系統(tǒng)給出了一個簡單的介紹。研究該系統(tǒng)的框架，對模型和知識推理模式進(jìn)行了介紹。對有些關(guān)鍵技術(shù)如沖壓工藝的可行性、排樣的最佳算法、智能地帶的布局和內(nèi)力計算進(jìn)行了研究。該系統(tǒng)可以改善工藝規(guī)劃效率。關(guān)鍵詞： 排樣 KBS 知識模型 帶狀排樣法1簡介 沖壓工藝規(guī)劃是沖壓產(chǎn)品開發(fā)的一個核心項目。它是金屬成型應(yīng)用的一個重要組成部分，它與生產(chǎn)質(zhì)量、成本、生產(chǎn)率和工具壽命有直接的影響?，F(xiàn)代制造業(yè)的快速發(fā)展對沖壓提出了更高的要求，尤其是在沖壓工藝方面。多年來，相關(guān)研究已就如何在創(chuàng)新的環(huán)境加強工藝規(guī)劃的集成化和智能化程度進(jìn)行研究。近年來，通過生產(chǎn)金屬成形智能設(shè)計系統(tǒng)、自動化技術(shù)，整和了工藝規(guī)劃的原則。智能工藝規(guī)劃方法可以有效地提高設(shè)計效率與質(zhì)量、創(chuàng)新設(shè)計能力。1.對于冷鍛序列的設(shè)計開發(fā)了一種基于PC的專家系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用基于塑性理論和實際考慮的規(guī)則。在美國俄亥俄州立大學(xué)一個稱作FORMEX的規(guī)則系統(tǒng)被Altan和他的同事們寫入多級冷鍛的工藝規(guī)劃程序語言中。2.它依靠冷鍛零件各種形狀的廣泛分類。3 實施以知識為本的冷成形序列設(shè)計系統(tǒng)，采用設(shè)計規(guī)則確定建立一個可行的序列，然后使用有限元分析優(yōu)化這個序列。一個以知識為基礎(chǔ)的模具設(shè)計自動化系統(tǒng)被Cheok和他的同事精心設(shè)計出來。4 在新加坡國立大學(xué)。一些零件表象技術(shù)、沖壓零件識別和模具構(gòu)成也存在于這項工作中。在中國，華中科技大學(xué)的科學(xué)技術(shù)研究者們也開發(fā)出了基于知識系統(tǒng)的用于對小型金屬件沖壓級進(jìn)模的程序包。5.使用特點，用戶可以在3D立體構(gòu)架下設(shè)計產(chǎn)品。在手工設(shè)置排樣后，用戶可以使用交互命令來開發(fā)帶裝布局設(shè)計。來自利物浦大學(xué)工業(yè)研究部門的研究者們也在研究沖壓工藝和沖裁模的專用系統(tǒng)。6.他們的研究集中在分解較小的橋型廢料的形狀編碼和識別技術(shù)。7在上海沖壓模具和工具技術(shù)研究所的研究者們也開發(fā)出了級進(jìn)模的CAD/CAM系統(tǒng)。他們研究的該系統(tǒng)依靠特殊的相關(guān)數(shù)據(jù)來描繪工件和模具結(jié)構(gòu)。上述研究的研究工作的目的是為了促進(jìn)金屬成形的發(fā)展。從金屬智能成型的回顧和分析中，使用智能設(shè)計的理論和方法來研究沖壓工藝規(guī)劃的步驟。在本文中介紹了應(yīng)用于沖壓工藝規(guī)劃的智能的系統(tǒng)。該智能系統(tǒng)在處理一些復(fù)雜的設(shè)計問題時是種強有力的工具。由專門知識構(gòu)成的智能系統(tǒng)可以用一種交互的方式協(xié)助用戶解決各種各樣的問題或疑問。8.智能系統(tǒng)是一種計算機(jī)系統(tǒng)，它試圖代表人類知識和專業(yè)知識, 以一種實際和有效的途徑提供快捷、方便的知識。智能系統(tǒng)能夠完成一般需要專家才能完成的任務(wù)。它能自動化實時利用現(xiàn)有的專業(yè)知識,并解釋它的推理過程。沖壓工藝規(guī)劃是一個含有豐富知識的復(fù)雜設(shè)計過程。整合在沖壓工藝規(guī)劃設(shè)計中智能系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)是至關(guān)重要的。使用智能理論的沖壓工藝規(guī)劃智能系統(tǒng)被提出來。對一些關(guān)鍵技術(shù),如集成產(chǎn)品知識建模和戰(zhàn)略規(guī)劃的綜合沖壓成形過程進(jìn)行了研究。在沖壓設(shè)計中包括各種各樣的知識，如專業(yè)領(lǐng)域知識、多任務(wù)知識、非標(biāo)準(zhǔn)知識。每一種知識都需要集成到該系統(tǒng)中。沖壓模具的核心是沖壓工藝。必須考慮到多種因素,如幾何形狀、技術(shù)要求、材料性能、沖壓件的可行性、工作程序安排、模具工具的結(jié)構(gòu)。沖壓工藝規(guī)劃是一種基于專家知識的創(chuàng)造性程序。智能系統(tǒng)技術(shù)可以改善制定沖壓工藝規(guī)劃的效率。2系統(tǒng)構(gòu)架和框架智能系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)是建立和應(yīng)用的信息化模型制作。該產(chǎn)品信息模型,包括三個階段：一種基于幾何的模型、一種基于特征的模型、一種基于智能的模型。基于幾何的模型描述零件的幾何拓?fù)湫畔?。由于零件的?shù)據(jù)信息不能被完整的描述、數(shù)據(jù)分離水平太低，幾何模型被特征模型取代。這個信息模型包括一組幾何實體。依靠此模型的工程語義模型，許多與設(shè)計相關(guān)的功能可以被實現(xiàn)。隨著人工智能的發(fā)展，智能模型開始被應(yīng)用。專業(yè)知識、設(shè)計過程的知識,和相關(guān)的知識都包含在知識模型中9、10。智能模型支持表達(dá)和傳遞有用的信息。本文主要概括了一種沖壓工藝規(guī)劃的智能系統(tǒng)。該智能系統(tǒng)對產(chǎn)品的定義有效且完整。它幾何了不同模型的優(yōu)點且能滿足幾何設(shè)計和推理過程。面向?qū)ο蠹夹g(shù)應(yīng)用到整合各種各樣的知識。此集成的知識系統(tǒng)模型可被共享和用于智能設(shè)計和產(chǎn)品信息溝通。這個關(guān)于沖壓模具工藝規(guī)劃的智能系統(tǒng)構(gòu)架已經(jīng)被設(shè)計出來。這個零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計,包括一個圖形用戶界面,一個應(yīng)用程序系統(tǒng)、設(shè)計資源、知識工具,混合推理機(jī)制、基礎(chǔ)模型。在這個構(gòu)架中知識模型有不同的分類。知識模型從設(shè)計資源中獲取有用的信息，支持知識獲取和知識表達(dá)的程序。這個模型把有用信息轉(zhuǎn)移到知識庫。知識庫由CAD軟件支持。設(shè)計結(jié)果以3D模型、圖畫和資料庫的形式保存在知識庫中，它對在知識庫中不同零件的知識傳遞來說非常的重要。3 實施方法和應(yīng)用 3.1沖壓智能模型的可行性論證 智能系統(tǒng)對沖壓工件的質(zhì)量、成本、模具壽命進(jìn)行評價。該評價基于成熟的智能模型。此模型集成了規(guī)則庫、零件信息和結(jié)論庫。系數(shù)根據(jù)知識規(guī)則推理在知識庫得出。沖壓成型可行性可以從信息庫中零件信息和相關(guān)系數(shù)推出。在設(shè)計過程中被新結(jié)論擴(kuò)大的結(jié)果保存在結(jié)論庫中。 模型的智能推理過程和零件的規(guī)格相比有一定限度范圍的工藝參數(shù)。此規(guī)格包括輸入輸出半徑、孔徑、孔板、孔網(wǎng)、槽、槽網(wǎng)。結(jié)果來證實零件的形狀是否符合模具工具加工。智能推理用于自動和交互的方式。這樣做的目的是來研究沖壓該產(chǎn)品的可行性。智能推理的關(guān)鍵是確定基于零件厚度和相關(guān)系數(shù)的加工極限值。圖二所示為產(chǎn)品可行性論證模型的流程圖。知識規(guī)則和設(shè)計結(jié)果保存在機(jī)械推理的數(shù)據(jù)庫中。零件的形狀可以在知識模型中修改。由知識模型決定的沖壓工藝規(guī)劃是非常重要的一步，它同時也提供了選擇一個單步工序刀具或是復(fù)合工具或是一個改進(jìn)工具的方法。各種不同領(lǐng)域的知識、經(jīng)驗和專業(yè)知識都被保存在工藝規(guī)劃專業(yè)系統(tǒng)中。知識庫的發(fā)展是基于規(guī)則表達(dá)的共同原則。這一步的目的是集成專業(yè)經(jīng)驗和零件的形狀3.2基于優(yōu)化算法的智能排樣模型為了達(dá)到較高的材料利用率，空白的知識模型被建立，保存在知識庫中的結(jié)果是其他模塊建立的基礎(chǔ)。在知識庫中有四種排樣類型： 一排列布局模式 與一排列相對的模式 兩排列布局模式 與兩排列布局相對的模式建立這個知識模型的目的是改善材料的利用。由知識庫提供的限制情況可以由人類專家來選擇。這個知識模型控制著整個排樣的設(shè)計過程。圖三所示為平面布局的等級體系結(jié)構(gòu)第一種模式的作用是選擇粗略數(shù)值和計算工作區(qū)域的總體輪廓。此模式提供了原始參數(shù)。粗略數(shù)值的全部信息都由此得到，不管這個數(shù)字是否被概略畫出或是被選中。第二種模式用來確定布局類型、角度范圍、布局大小和條帶區(qū)的寬度。第三種模式中應(yīng)用了優(yōu)化算法。設(shè)計結(jié)果包括材料利用率、材料寬度和每步間隙都被保存在此模式中，不同布局的繪圖也同時生成。在第四種模式中可以修改布局規(guī)劃的結(jié)果。最終參數(shù)包括每步間隙、材料寬度、各類網(wǎng)格和轉(zhuǎn)換能力。當(dāng)參數(shù)有所改變時，布局規(guī)劃圖可以被更新。該知識的主要作用是布局規(guī)劃的算法優(yōu)化。該算法共有六步。1.在圖形周圍最適合的矩形第一次生成。復(fù)制件和原件之間的距離是包含在接洽網(wǎng)中的。圖四說明了此種算法。 2.在兩個環(huán)形中間的值是經(jīng)過計算的。這兩個環(huán)形分解成線和圓弧的單元。每對元素中間的距離需要重新補償。然后就可以找到最短的距離。3.計算出的最小值和所要求的值之間的差異就是誤差。當(dāng)誤差小于允許值時，排樣規(guī)劃就可以完成。另外，布局圖形需要沿著視野的方向移動。4.材料利用率可以以布局規(guī)劃的角度上被計算出來。5.排樣圖形旋轉(zhuǎn)一定的角度。旋轉(zhuǎn)中心是矩形中心點附近的粗略數(shù)值。材料利用率在當(dāng)前角度下被計算出來。6.排樣圖形旋轉(zhuǎn)到另外一個角度。重復(fù)第三部的的步驟，直到角度達(dá)到180度。 3.3帶狀布局的開發(fā) 帶狀布局的工序規(guī)則被集成于知識基礎(chǔ)級進(jìn)刀具設(shè)計。該智能模型的功能是：選擇零件位置，設(shè)計方位和安排帶狀工步距離。為了解決運行程序，該規(guī)則應(yīng)該被制定的合理和有效。自動設(shè)計模塊是智能模型中最重要的模塊。人工智能技術(shù)被應(yīng)用于此模塊中。此模型中的預(yù)處理模塊，包括定位產(chǎn)品模塊和從產(chǎn)品模塊中提取精確的信息。為了在修改模塊中生成一個模型，最初的設(shè)計工程被修改11。被修改的模塊代替了處理模塊。3.3.1 自動帶狀布局設(shè)計的預(yù)處理1）確定零件的位置和排列。用戶可以用界面來確定預(yù)處理模塊中的一些參數(shù)。確定位置的過程可以和其他元素一起來做，例如：零件形狀、尺寸精度、和用戶要求。零件的形狀也在智能模型中定義，結(jié)果被保存在知識庫中。2）獲取零件精確信息。此精確信息應(yīng)該在帶狀布局知識庫中得到。有用的信息包括沖孔的精確信息和相對位置信息。由此種類型信息組成的知識模型將會決定零件的沖壓順序。這個設(shè)計過程的主要要求是為位置精度開發(fā)一種知識模型12。首先，零件的形狀被分成封閉的輪廓。輪廓的數(shù)目為nK = k1, k2, . . ., ki, . . ., kn (1)這里 ki 表示零件的第i個輪廓。所有輪廓間的相對關(guān)系包含在關(guān)系P中。如果在輪廓ki 和kj 之間要求精準(zhǔn)，這里存在(ki , kj) p。p = . . ., (ki , kj), . . . ki , kj K, 1 i, j n(i _= j). (2)每種類型的精確信息通過相關(guān)矩陣被保存在知識模型中。3.3.2帶狀布局自動設(shè)計帶狀布局的自動設(shè)計模塊在知識模型中是最重要的一個。在知識模型中包含很多重要的規(guī)則，例如在一次單沖程中沖壓所有內(nèi)輪廓比較好。在下一個階段這個部分被切斷。有時候，如果沖壓點之間的距離非常小，一些內(nèi)輪廓就要被搬到下一階段進(jìn)行加工。如果沖壓點離分餾點太近的話，分餾點就需要被更改到下一階段。如果這里仍然有不合適的尺寸，一些點可以被移動到下一階段。重復(fù)整個過程直到矩陣點間的每個尺寸都可以被接受。布局智能設(shè)計的核心是開發(fā)干涉點的智能模型13。零件坯料被分成許多點的形式。這些點的名字是k1, k2, . . ., kn. 這里dij 是ki和 kj 之間最小的距離。矩陣的臨界值是S。如果dijS ，ki和 kj不能在相同的步驟中得出。這種情況是智能模型中兩個點的沖突。開發(fā)干涉點的智能模型的目的是確定沖突點的存在。此矩陣是一個系統(tǒng)矩陣。為了使設(shè)計過程更方便，可以把矩陣中的上半部分元素置零。 此處，ij 是關(guān)聯(lián)系數(shù)，它表示了每對點之間的不同關(guān)系。如果兩個點之間有沖突，它們中的一個則要被移到下一步。在每一步中重復(fù)上述步驟直到?jīng)_突點消失。最后矩陣M成為空矩陣。3.3.3對帶狀布局結(jié)果的處理帶狀布局的子處理知識模型中有兩部分：修改結(jié)果和創(chuàng)建布局圖形。從帶狀布局自動設(shè)計模型中得出的結(jié)果是慣用的。它們可能滿足不了用戶的所有要求。依靠知識模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，通過移動點和改變步驟，增加空步和刪除空步的目的可以被實現(xiàn)。我們能夠通過處理步驟的數(shù)據(jù)結(jié)果來修改帶狀布局的設(shè)計結(jié)果。工步改變可以通過交換兩個位置的編碼來實現(xiàn)，工步增加或減少可以通過插入或移除編碼的操作來完成。當(dāng)我們想移動一些點時，我們可以從第一步到最后一步轉(zhuǎn)移鏈表中相當(dāng)?shù)狞c。3.4確定沖壓中心和力計算的智能模型。沖壓中心設(shè)計模型的目的是建立組合力的工作點11。模具工具中心和沖壓中心的一致非常重要，只有那樣沖壓工具才能在一起正常的工作。沖壓中心從知識模型的每一個輪廓位置的計算中得出。設(shè)計的第一部是得到工具的工作區(qū)域。CAD平臺上的零件圖形的輪廓提供了零件的外矩形。依靠沖壓中心和外矩形之間的關(guān)系可以生成工作區(qū)域。因為不平衡力的結(jié)果的可能性，同時也提供了沖壓中心的再生成。再生成的步驟由人機(jī)接口軟件來完成。圖八所示為復(fù)合模打孔機(jī)工 作區(qū)域的設(shè)計結(jié)果。保存在知識庫中的內(nèi)容包括模具工具的每種類型、零件落料、廢料移除等等。不同情況下的力計算的方法是不同的。力方程是由知識規(guī)則庫的推理得到的。首先，加工力和切削力是基于零件的輪廓長度和知識庫中的知識規(guī)則得到的。然后，通過設(shè)計結(jié)果和合零件情況，可以得到脫離力、阻力和推件力?？偟牧Π凑罩R庫中的導(dǎo)向一步一步計算。4 結(jié)論和進(jìn)一步工作計算機(jī)輔助設(shè)計工具的應(yīng)用在金屬成型中的應(yīng)用，節(jié)省了大量的時間和金錢。由于復(fù)雜零件沖壓工藝設(shè)計的復(fù)雜性，開發(fā)一種自動生成工藝步驟的系統(tǒng)非常重要。這個研究開發(fā)了一個集成的CAD系統(tǒng)，該系統(tǒng)開發(fā)了一種工藝規(guī)劃系統(tǒng)使對不規(guī)則零件在高速下進(jìn)精密加工得以實現(xiàn)。該系統(tǒng)有一下特點：1. 在設(shè)計過程中不斷改變的數(shù)據(jù)以不同的方式保存，包括數(shù)字形式和圖片形式的。用戶在設(shè)計過程中可以自由使用它們作為參考。2. 加工可行性檢查模型檢查沖壓的可行性，同時能對復(fù)雜零件的沖壓工藝規(guī)劃提供一些建議。3. 排樣模塊生成最佳排樣圖以到達(dá)材料的最大利用率。產(chǎn)品成本的減少取決于排樣最優(yōu)化計算。不僅最佳規(guī)劃而且每個合理的規(guī)劃被保存在知識庫中。用戶可以選擇任意一個作為它們的最終設(shè)計結(jié)果。4. 帶狀排樣模塊生成自動工藝規(guī)劃圖。根據(jù)用戶的要求帶狀排樣的結(jié)果可以在設(shè)計過程的任意時期修改。在工藝規(guī)劃中協(xié)助設(shè)計者的此系統(tǒng)將會是一種有用的工具。它將會足夠的靈活允許設(shè)計者具有創(chuàng)造性，同時用計算機(jī)來執(zhí)行幾何計算和自動得到設(shè)計結(jié)果。它提供了一個非常靈活的設(shè)計環(huán)境，用戶可以完全掌握即使是復(fù)雜零件的沖壓工藝規(guī)劃設(shè)計。該系統(tǒng)擁有圖形交互界面，用戶可以在設(shè)計過程中交互式地改變各種設(shè)計參數(shù)。進(jìn)一步的工作將會集中在排樣優(yōu)化的效率改善上，優(yōu)化用時將會減少。為排樣規(guī)劃，更多的設(shè)計方案的類型應(yīng)該被添加到知識模型中。根據(jù)沖壓工藝規(guī)劃的結(jié)果，沖壓模具設(shè)計應(yīng)用也將會在進(jìn)一步的工作中被研究。Intelligent stamping process planning system research Abstract: this paper to build a intelligent stamping process design knowledge based system gives a brief introduction. Study the system framework of model, and knowledge reasoning model are introduced. For some key technologies such as the feasibility of stamping process and exhaust kind of best algorithm, intelligent zone layout and internal force calculation is studied. This system can improve process planning efficiency. Keywords: arrangement a KBS knowledge model ribbon arrangement method introduction Stamping process planning is one of the core punching product development project. It is the metal molding application an important component part of it and the production quality, cost, productivity and tool life have direct influence. The rapid development of modern manufacturing for stamping put forward higher request, especially in stamping process. For many years, the related research has the environment in innovation to strengthen the integration and process planning study intelligentize degree. In recent years, through the production of metal forming intelligent design system, automation technology, the whole and the process planning principles. Intelligent process planning method can effectively improve the design efficiency and quality, innovative design ability. 1. For cold forging sequence of designing and developing a kind of expert system based on PC, this system based on practical considerations plasticity theory and the rules. At the Ohio state university, a called FORMEX rules system is Altan and his colleagues write multistage cold forging process planning and programming language. 2. It depends on a cold forging parts of various shapes widely classification. 3 implement knowledge based cold forming sequence design system, adopting the design rule sure to establish a feasible sequence, then using finite element analysis optimization this sequence. A knowledge based mold design automation system is Cheok and his colleagues carefully designed. 4 in the national university of Singapore. Some parts representation techniques, stamping parts recognition and mould constitute also exists in this work. In China, huazhong university of science and technology researchers also developed based on knowledge system for small metal parts stamping progressive die program packages. 5. Use features, users can under 3D architecture design products. In manually set arrangement, user can use interactive command to development zones outfit layout design. From Liverpool university industrial research departments researchers are also studying stamping process and punch die special system. 6. The focus of their study in decomposed smaller bridge waste shape coding and recognition technology. 7 in Shanghai stamping mould and tools institute of technology researchers also developed progressive die CAD/CAM system. They study the system depend on special relevant data to describe the workpiece and mould structure. The findings of the research work purpose is to promote the development of metal forming process. From metal intelligence review and analysis of the forming of intelligent design, use the theory and method to study the stamping process planning steps. In this paper introduces applied in stamping process planning of intelligent system. This intelligent system in dealing with some complex design problem is a powerful tool. By special knowledge construction intelligent systems can use an interactive way help user to solve all kinds of problems or questions. 8. Intelligent system is a computer system, it tried to represent human knowledge and professional knowledge, and to a practical and effective way to provide fast, convenient and knowledge. Intelligent system can accomplish generally require experts to complete tasks. It can automatic real-time use existing professional knowledge, and explain its reasoning process. Stamping process planning is a rich knowledge of the complex design process. Integration in the stamping process planning and design of the key techniques of intelligent system is of vital importance. The use of intelligence theory stamping process planning intelligent systems have been proffered. Some key technologies, such as integrated product knowledge modeling and strategic planning comprehensive stamping process was studied. In stamping design including all kinds of knowledge, such as domain knowledge, multitasking knowledge, non-standard knowledge. Each kind of knowledge all need to be integrated into the system. Stamping mould that is the core of stamping process. Must consider the various factors, such as geometry, technical requirements, material properties and stamping feasibility, working procedures arrangement, the structure of mould tool. Stamping process planning is a kind of creative program based on experts knowledge. Intelligent system technology can improve the efficiency of the stamping process planning. 2 system frame and the frame Intelligent system key technology is built and application of information model making. This product information model, including three stages: a kind of the model, based on geometric model based on features based on intelligence, the model. Based on geometric model describing the geometric topology information parts. Because parts of data message cannot be fully described, data separation level is too low, geometric model was characteristic model replaced. This information model includes a set of geometric entities. Rely on this model, the engineering semantic model with design of related functions many can be realized. Along with the development of artificial intelligence, the intelligent model begins to be used. Professional knowledge, design process of knowledge, and relevant knowledge are included in the knowledge model 9, 10. Intelligent model support expression and transfer of useful information. This paper mainly summarizes a stamping process planning of intelligent system. This intelligent system for product definition effective and complete. It has the advantages of different geometrical model and can satisfy the geometric designs and reasoning process. Object-oriented technology is applied to integrate all kinds of knowledge. This integrated knowledge system model can be Shared and used in intelligent design and product information communication. Figure 1 shows the stamping process planning intelligent system frame This about stamping mould process planning of intelligent system frame has been designed. The components of the structure design, including a graphical user interface, an application system, design resources, knowledge tool, mixed reasoning mechanism, basic model. In this architecture knowledge model have different classification. Knowledge model from the design resource to extract useful information, support knowledge acquisition and knowledge expression program. This model is useful information transferred to knowledge. Comprising CAD software support. Design results as a 3D model, pictures and database is stored in the repository, it in different parts of the knowledge base is very important knowledge transfer. 3 implementation method and application 3.1 stamping feasibility of intelligent model Intelligent system for stamping workpiece quality, cost, die life is evaluated. This evaluation based on mature intelligent model. This model has integrated rule library, parts information and conclusion library. Coefficient of knowledge rule reasoning in knowledge according to that. Stamping forming feasibility can from a database of information and related coefficient parts launch. In the design process of the extension of the new conclusion preserved in conclusion library. Model of intelligent reasoning process and parts specification limits range compared with the technological parameters. This specification Including input/output radius, aperture, orifice plate, hole nets, chamfer, trough nets. Results to confirm whether accord with the shape of mould parts processing tools. Intelligent reasoning is used in the automatic and interactive way. Its purpose is to study the feasibility of pressing the product. Intelligent reasoning based on the key is to determine the thickness and the correlation coefficient parts processing limit. Figure 2 shows the feasibility of the model for product flow chart. Figure 2 shows the feasibility of the model for product flow chart. Knowledge rules and design results stored in the database of mechanical reasoning. Parts in knowledge model shape can modify. The decision by the knowledge model stamping process planning is very important step, it also provides to choose a single step process tool or composite tools or a method of improvement tools. All sorts of different domain knowledge, experience and expertise are kept in the process planning of professional system. Based on the development of knowledge base is the common principle rules expression. The purpose of this step is to integrate professional experience and parts shape 3.2 based on optimization algorithm of intelligent strip layout model In order to achieve higher material utilization, blank knowledge model was established, the results are stored in knowledge base established basis other modules. In the knowledge base there are four arrangement type: Arranged layout pattern determined With an array of Washington relative pattern Second-ranking arranged layout mode two With two second-ranking arranged layout relative mode The purpose of establishing the knowledge model is to improve the material utilization. The restrictions by knowledge can provide human experts to choose from. This knowledge model control over the whole arrangement design process. Figure 3 shows the layout rating system structure The first kind of mode selection function is roughly calculated the numerical and working area general outline. This model provides the original parameters. All the information is roughly value resulting from them, no matter the figures are outlined draw or selected. The second mode used to determine the layout type, Angle range, layout size and strip the width. The third kind of mode applied optimization algorithm. Design results include material utilization, material width and every step clearance are kept in this mode, the different layout drawing also generate. In the fourth mode can modify layout results. Eventually parameters include clearance, material each step of grid, and the width, the ability to switch. When the parameters change, layout plans can be updated. This knowledge is the main purpose of the algorithm to optimize the layout planning. This algorithm six steps. 1. The most suitable around in graphics rectangular first generation. The original copy and the distance between the approach is included in the net. Figure 4 shows the algorithm. 2. The value of the two ring is among a computation. The two ring is decomposed into line and arc units. The distance between each element needs to compensation. And then you can find the shortest distance. 3. The minimum value and calculated the value of the required the difference between is error. When the error less than value, arrangement planning can be completed. In addition, graphic layout to follow the direction of the view movement. Graph 4: arrangement algorithm. A primitive Angle graphics. B rotation Angle of graphics after 4. Material utilization in layouts point of view is calculated. 5. Arrangement graphics rotating certain Angle. Rotating center near the center is the rectangular roughly value. Material utilization in the current Angle was calculated. 6. Arrangement graphics rotated to another Angle. Repeat the steps of the third part, until Angle reached 180 degrees. Figure 5 shows is the arrangement design results. Graph 5: row kind of intelligent design results. The development of 3.3 ribbon layout The layout of the shingles rule was integration process in knowledge base level into tool design. This intelligent model function is: select parts location, design azimuth and arrange ribbon work step distance. In order to solve the operational procedures, and the rules should be reasonable and effective formulated. Automatic design module is intelligent model in the most important modules. Artificial intelligence technology has been applied in this module. This model, including the pretreatment module orientating products module and extracted from the product modularization accurate information. In order to modify module generates a model, initial design engineering is modified 11. The modified module instead of processing module. Figure 6 shows the layout of the model and the algorithm for shingles. 3.3.1 automatic ribbon layout design preprocessing 1) determine the position and permutations. Parts The user can use interface to determine some of the preconditioning module parameter. The process can determine the position and other elements, such as: to do together shape and size accuracy, parts and user requirements. Parts in the shape of the intelligent model definition, the results are stored in a knowledge base. 2) get parts precise information. The precise information should get in ribbon layout knowledge base. Useful information including punching accurate information and relative location information. This type of knowledge model of information will decide parts stamping sequence. The design process is the main requirements for the position precision to develop a knowledge model 12. First, the shape of the parts were divided into closed contour. Outline the number of n K = k1, k2,., ki,., kn (1) Here the first I ki says parts an outline. The relative relations between all contour contained in the relationship of P. If in contour kj ki and precision, there exists between requirements ki, kj) (p. P = ., (ki, kj),. ki, kj K, 1 acuities were I, j acuities n (I _ = j). (2) The position precision from P get relevant matrix is: (3) Each type of accurate information through the correlation matrices is preserved in knowledge model. 3.3.2 ribbon layout a