導向板沖孔落料彎曲復合模模具設計

導向板沖孔落料彎曲復合模模具設計,導向板沖孔落料彎曲復合模模具設計,導向,沖孔,彎曲,曲折,復合,模具設計 中期檢查表學生姓名 學 號 指導教師 選題情況課題名稱導向板沖壓成型工藝及模具設計難易程度偏難適中偏易工作量較大合理較小符合規(guī)范化的要求任務書有無開題報告有無外文翻譯質量優(yōu)良中差學習態(tài)度、出勤情況好一般差工作進度快按計劃進行慢中期工作匯報及解答問題情況優(yōu)良中差中期成績評定：所在專業(yè)意見： 負責人： 年 月 日 任務書系 部： 材料工程系 專 業(yè)： 模具設計與制造 學生姓名: 學 號: 設計題目：導向板沖孔落料彎曲復合模模具設計起迄日期: 指 導 教 師: 2013年11月5日 任 務 書1本畢業(yè)設計（論文）課題來源及應達到的目的：本次的導向板零件設計來源于沖壓模具設計與制造。達到的目的：鞏固所學專業(yè)知識和熟練操作計算機的能力，同時也認識到了自己在各方面的不足，需要改進和向虛心地別人學習請教。2本畢業(yè)設計課題任務的內容和要求（包括原始數據、技術要求、工作要求等）：課題內容：設計一套零件為導向板零件的的沖孔落料彎曲模。 導向板 材料: 45鋼 料厚：1mm1.沖壓零件的工藝分析 2.沖壓工藝方案的確定 3.主要設計計算 4.模具總體設計 5.模具總裝配所在專業(yè)審查意見：負責人： 年 月 日系部意見：系領導： 年 月 日 說明書 題目：導向板沖壓成形工藝及模具設計系 部 材料工程系 專 業(yè) 模具設計與制造 班 級 學生姓名 學 號 指導教師 導向板沖壓成型工藝及模具設計 摘 要： 本設計題目為導向板沖壓復合模，體現了典型沖壓復合模的設計要求、內容及方向，有一定的設計意義。通過對該模具的設計，加強了設計者對沖壓復合模設計基礎知識的理解和運用，為設計更復雜的沖裁模具做好了鋪墊。本設計運用沖裁工藝及模具設計的基礎知識，首先分析了板材的性能要求，為選取模具的類型做好了準備；然后計算了沖裁件的沖裁力，便于選取壓力機噸位及確定壓力機型號；最后分析了沖壓件的特征，便于確定模具的設計參數、設計模具結構零件及定位，卸件裝置。本設計采用了沖孔落料彎曲復合模成形導向板。成形原理可劃分為三個個階段：沖孔凸模，凸凹模，彎曲凸模和落料凹模同時作用落料，沖出兩個4.1mm的孔并彎曲成型。關鍵詞： 復合模,沖孔凸模,壓力機噸位 Steering board stamping die desing and prototyping technologyAbstract ： The topic of design-oriented board of stamping die, reflects the typical compound die stamping the design requirements, the contents and direction of a certain design significance. Through the design of the mold, to strengthen the designer of stamping die design basis of the understanding and application of knowledge, for the design of more complex punching die well pave the way. The use of the design process and die design blanking the basis of knowledge, the first sheet of the performance requirements, select the type of mold prepared for the then calculate the blanking of the punching power, for select press tonnage and determine pressure Model; final analysis of the characteristics of the stamping, die for determining the design parameters, design and positioning die structure parts, dumping pieces of equipment. This design uses a punch - blanking - bending mode of forming oriented board. Forming principle can be divided into three stages: Punch Punch, Tuao die, bending punch and blanking die at the same time role-expected, the two 4.1 mm out of the hole and bending molding. Key words: Compound Die,punching,punch presses tonnage 目 錄緒論11導向板沖壓工藝的分析41.1 制件成形工藝分析41.2 沖壓工藝方案的確定52模具成形參數計算62.1排樣方案的確定及計算62.2、沖壓力的計算72.3壓力中心的確定及計算82.4初選壓力機92.5工作零件刃口尺寸的計算102.6彈簧的設計133模具的總體設計153.1模具類型的選擇153.2模具定位方式的選擇153.3卸料、出件方式的選擇153.4導向方式的選擇154主要零部件的結構設計164.1沖孔凸模的設計164.2 落料凹模的設計184.3 凸凹模的設計194.4 彎曲凸模的設計204.5 卸料板和導料銷及導料板的設計214.6 聯接件的選用與標準化234.7模架及其它零部件的設計235模具總裝配圖266模具零件的加工工藝28總 結33致 謝35參考文獻36 評語學生姓名： 班級: 班學號： 題 目：導向板沖壓成形工藝及模具設計 綜合成績： 良好 指導者評語：1. 設計說明書，內容完整，格式規(guī)范。2. 設計圖紙標注規(guī)范，設計圖紙合理。3. 零件工藝卡，零件加工過程比較合理。4. 達到畢業(yè)設計要求。 指導者(簽字)： 年 月 日 評語評閱者評語： 1.該生畢業(yè)設計說明書格式規(guī)范，內容完整，。2.該生模具設計圖紙結構較合理，繪圖規(guī)范。3.該生典型零件加工工藝路線比較合理，零件加工工藝卡填寫較規(guī)范。4.建議該生畢業(yè)成績?yōu)榱肌?評閱者(簽字)： 年 月 日答辯委員會（小組）評語：畢業(yè)設計說明書格式比較規(guī)范，內容完整。模具設計圖紙結構較合理，繪圖比較規(guī)范。繪圖表達有少許錯誤。評定該生畢業(yè)成績?yōu)榱肌?答辯委員會（小組）負責人(簽字)： 年 月 日 導向板沖壓成形工藝及模具設計 緒 論目前，我國沖壓技術與工業(yè)發(fā)達國家相比還比較落后，主要原因是我國在沖壓基礎理論及成形工藝、模具標準化、模具設計、模具制造工藝及設備等方面與工業(yè)發(fā)達的國家尚有相當大的差距，導致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產周期等方面與工業(yè)發(fā)達國家的模具相比差距相當大。大學三年的學習即將結束，畢業(yè)設計是在完成大學三年的課程學習和課程、生產實習其中最后一個實踐環(huán)節(jié)，是對以前所學的知識及所掌握的技能的綜合運用和檢驗。在學校的近三年學習中，已完成了模具專業(yè)教學計劃中所要求的理論課程。在畢業(yè)前夕，通過畢業(yè)設計的實踐環(huán)節(jié)，進行已學知識的全面總結和應用，提高綜合能力的培訓及擴大模具領域的新知識。畢業(yè)設計其目的在于鞏固所學知識，熟悉有關資料，樹立正確的設計思想，掌握設計方法，培養(yǎng)實際工作能力。通過設計，使我在工藝性分析、工藝方案論證、工藝計算、零件結構設計、編寫技術文件和閱讀技術文獻等方面受到一次綜合訓練。畢業(yè)設計要達到的具體要求是：1.系統(tǒng)總結，鞏固過去所學的基礎知識和專業(yè)課知識。2.運用所學知識解決模具技術領域內的實際工程問題，以此進行綜合知識的訓練。3.通過某項具體工程設計和實驗研究，達到多種綜合能力的培養(yǎng)，掌握設計和科研的基本過程和基本方法。改革開放以來，隨著國民經濟的高速發(fā)展，市場對模具的需求量不斷增長。近年來，模具工業(yè)一直以15左右的增長速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大的變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨資和私營也得到了快速的發(fā)展。廣東一些大集團公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，美的、康佳等集團紛紛建立了自己的模具制造中31導向板沖壓成型及模具設計心。隨著我國經濟的迅速發(fā)展，采用模具的生產技術得到愈來愈廣泛的應用。近年來，隨著我國經濟的騰飛和產品制造業(yè)的蓬勃發(fā)展，模具制造業(yè)也相應進入了高速發(fā)展的時期。據中國模具工業(yè)協會統(tǒng)計，1995年我國模具工業(yè)總產值約為145億，而2003年已達450億左右，年均增長14%，到2013年已達1.8萬億元。另據統(tǒng)計，我國（不含臺灣、香港、澳門地區(qū)）現有模具生產廠點已超過20000家，從業(yè)人員有60萬人，模具年產值在一億以上的企業(yè)已達十多家?？梢灶A見，我國經濟的高速發(fā)展將對模具提出更為大量、更為迫切的需求，特別需要發(fā)展大型、精密、復雜、長壽命的模具。同時要求模具設計、制造和生產周期達到全新的水平。我國模具制造業(yè)面臨著發(fā)展的機遇，無疑也面臨著更大的挑戰(zhàn)。我做的是冷沖壓模具設計，冷沖壓是利用安裝在壓力機上的沖模對材料施加壓力，使其產生分離或塑性變形，從而獲得需要零件（俗稱沖壓件或沖件）的一種壓力加工方法。因為它通常是在室溫下進行加工，所以稱為冷沖壓。冷沖壓與其他加工方法相比，具有獨到的特點，所以在工業(yè)生產中，尤其在大批量生產中應用十分廣泛。相當多的工業(yè)部門越來越多地采用冷沖壓加工產品零部件，如汽車、拖拉機、電器、儀表、電子、國防以及日用品等行業(yè)。在這些工業(yè)部門中，沖壓件所占的比重相當大。不少過去有鑄造、鍛造、切削加工方法制造的零件，現在已經被質量輕、剛度好的沖壓件所代替。通過沖壓加工制造，大大提高了生產效率，降低了成本?？梢哉f如果在生產中不廣泛采用沖壓工藝，許多工業(yè)部門的產品要提高生產率，提高質量，降低成本，進行產品的更新換代是難以實現的。在大學三年的課程學習和課程、生產實習，我熟練地掌握了機械制圖、機械設計、機械原理等專業(yè)基礎課和專業(yè)課方面的知識，對機械制造、加工的工藝有了一個系統(tǒng)、全面的理解，達到了學習的目的于模具設計這個實踐性非常強的設計課題，我們進行了大量的實習。經過在新飛電器有限公司、洛陽中國一拖的生產實習，我對于模具特別是沖壓模具的設計步驟有了一個全新的認識，豐富了各種模具的結構和動作過程方面的知識，而對于模具的制造工藝更是有了零的突破。在指導老師的協助下和在工廠師傅的講解下，同時在現場查閱了很多相關資料并親手拆裝了一些典型的模具實體，明確了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。并在圖書館借閱了許多相關手冊和書籍，設計中，充分利用和查閱各種資料，并與同學進行充分討論，盡了最大努力做畢業(yè)設計。在設計的過程中，雖然有一定的困難，但在指導老師的細心指導、同學間的討論和自己的努力下，自信會完滿的完成畢業(yè)設計任務。由于我的水平有限，而且缺乏經驗，設計中難免會出現疏漏和不妥之處，敬請各位老師指正。 1導向板沖壓工藝的分析原始資料:工件名稱：導向板工件簡圖：如（圖01）所示生產批量：中批量材料：45鋼材料厚度：1mm 圖1設計方案：復合模一次沖壓完成1.1 制件成形工藝分析該工件需要采用沖孔、落料和彎曲三道工序即可完成，材料為45鋼，強度高，塑性高。有良好的壓力加工性和焊接性能。用來制造載荷小的零件，墊鐵，鉚釘，地腳，螺栓，開口銷，拉桿。沖壓零件及焊接件。工件結構相對簡單，只有兩個4.1mm的孔，孔與孔之間的距離也滿足一次沖裁的要求。落料時落的料設計有R1的圓倒角，由沖壓工藝與模具設計表2.14查得當落料時的夾角為90度是合金的最小圓角為0.35t，即本件的最小圓角為0.5mm，現在制件采用1的圓角可以滿足沖裁的要求，沖裁時對孔徑也是有要求的，由沖壓工藝與模具設計表1.3查得45鋼的抗剪強度為440560Mpa,抗剪強度在440560Mpa的范圍時d1.3可以滿足沖孔時的最小孔徑的要求，而材料45鋼本身具有良好的沖裁性能，適合沖壓，圖中的孔距遠大于最小孔距a2t=2 mm的要求由于工件尺寸均為未標注公差，可視為自由公差，取IT14等級精度，這樣普通沖裁即可滿足工件的要求。1.2 沖壓工藝方案的確定該工件僅包含落料、彎曲和沖孔三個基本工序，可以采用以下三種工藝方案：第一：落料彎曲沖孔，采用單工序模生產。第二：落料彎曲沖孔，采用復合模生產。第三：沖孔落料彎曲，采用級進模生產。方案一：模具結構簡單，成本較低，但需要三道工序三副模具，由于三次定位使得工件的形位誤差難以保證，尺寸較小，制件的質量較差，成本高而生產效率低，難以滿足大批量生產要求，操作也不安全，故不宜采用。方案二：只需一副模具，由于一次成形，減少了多次定位出現的定位誤差，并且在模具結構中采用彈性壓料裝置，使其制件質量較好，工件的精度及生產效率都較高。方案三：也只需一副模具，生產效率高，操作較方便，工件精度也能滿足要求，但是成本較復合模高。通過對上述三種方案分析比較，雖然方案三也能滿足要求，但對工人要求較高并且經濟效率沒有復合模高，故：綜合考慮采用第二種沖壓工藝方案進行為好。 2模具成形參數計算2.1排樣方案的確定及計算設計復合模，首先要設計的就是排樣方式，該零件形狀比較規(guī)則，直排可以顯著地減少廢料，所以采用直排的方式排樣，根據零件的結構特點需要沖孔和落料兩個工序就可以完成零件的制造。工序方案如圖所示。 排樣圖 2下面對工件的搭邊值進行確定，各部分尺寸的確定由沖壓工藝與模具設計P 37表2.9查得最小搭邊值a=1.8mm，a1=1.5mm可取a1=1.5，a=1.8，由零件圖和排樣圖可以計算條料的寬度b=76.6mm，一個步距的長度s=31.5mm可以計算出一個步距的材料利用率為92.52%，查板料的標準可得適宜選用如下：板料的寬度為500mm，長度為1000mm,每張鋼板可裁下1000mm77.1mm規(guī)格條料6條，每條可沖出32個零件。故：可得下表：項目公式結果備注沖裁件的面積AA=7329.5-22.0522127.183m2查表 2.9得最小搭邊值a=1.8mma1=1.5mm 采用倒料銷倒料條料寬度BB=73+1.8276.6mm步距SS=29.5+1.531mm 一個步距材料利用率=nA/BS100%71.25%材料的利用率總=（12127.183）/（77.131）100%88.9%2.2、沖壓力的計算該模具采用的復合模，擬選擇彈性卸料,上出件，沖壓力的計課本P65表2.5.2課本P65表2.5.2課本P65表2.5.2課本P65表2.5.2課本P65表2.5.2課本P65表2.5.2課本P65表2.5.2算如下,由課本p29可得落料力課本P65表2.5.2課本P65表2.5.2 課本P65表2.5.2F=KLtb式中：F落料力L落料矩形的周長，這里為總長度L=2（73+29.5）=205mmt材料的厚度為1mmtb材料的抗剪強度由2可得=440560pa這里取500MPK安全系數是考慮到實際生產中，模具間隙值的波動和不均勻、刃口的磨損、板料力學性能和厚度波動等因素的影響而給出的修正系數。一般取1.3。根據以上數據得計算可得F=162500N該工件根據在生產中的實踐，采用經驗公式計算。U型件彎曲力 F自=(0.7KBt2b)/(r+t)式中：F自自由彎曲在沖壓行程結束時的彎曲力；B彎曲件的寬度；為5 mmt彎曲材料的厚度；為1mmr彎曲件的內彎曲半徑；取0.5mmb材料的抗拉強度由課本可得=440560Mpa這里取500MPK安全系數，一般取1.3；根據所給的零件圖相關數據得：F自=1516.67N下面對推件力進行計算：推件力 Ft=nKtF式中：F沖裁力 Kt推件力系數 由課本查表取0.05；n同時卡在凹模內的沖裁件或廢料的個數，根據凹模的修課本P65表2.5.2模余量的一般要求，取h=6mm 則n =h/t=6/1=6 Ft=48750N 因為采用的彈性卸料和上出料方式，可知沖壓的總工藝力為F總= F自+Ft+F=212766.67N 根據F總的大小由2P256初選壓力機的型號為JB23-63式壓力機。2.3壓力中心的確定及計算計算壓力中心，首先根據前面的設計畫出凹模型口圖如下圖，為了盡可能保證模柄軸線、壓力機滑塊的中心和壓力中心重合，依次防止偏載對模具和壓力機帶來的損害。計算步驟如下：1）建立坐標系XOY如圖所示 圖 3）由此圖形結構規(guī)則，即壓力中心為幾何中心?？梢缘玫綁毫χ行臑閳D坐標系中的位置坐標為（0，0）。這個壓力中心確定以后，在下面的設計中就要盡量保證這個中心和模柄的中心線重合，同時還要考慮到裝配和加工的方便的要求，還與壓力機的結構相關。當把壓力中心定于原點時，由于壓力中心偏離很小，不致超出所選壓力機允許范圍。故在次把壓力中心定于原點位置2.4初選壓力機通過校核，選擇開式雙柱可傾壓力機J23-63能夠滿足使用要求。其主要參數如下：公稱壓力：630KN滑塊行程：100mm公稱壓力行程：10.4mm滑塊行程次數：40次/min最大閉合高度：400mm封閉高度調節(jié)量：80mm滑塊底面前后尺寸：360mm工作臺墊板尺寸：570mm860mm主電機功率：30KW氣墊個數：1個氣墊單個推出力：6.3/40氣墊行程：150mm外形尺寸：2262mm*2070mm地面以上高度：5660mm壓力機整機質量：30.5T2.5工作零件刃口尺寸的計算 在確定工作零件刃口尺寸之前，首先要考慮到工作零件的加工方法和模具的裝配方法，結合該模具的特點，工作零件的形狀相對比較簡單，適宜采用線切割機床分別加工落料凸凹模、凹模、凹模固定板以及卸料板等，這種加工方法可以保證這些零件各孔的同軸度，使裝配工作簡化，因此工作零件刃口尺寸計算就按分別加工的方法來計算。1） 落料加工工序在落料加工工序中要完成的是對一個長為73mm寬為29.5mm的矩形進行落料，并帶有4個R=0.5mm的圓角，其尺寸公差均未標注，根據設計的規(guī)則取自由公差IT14，查課本表2.4查得沖模設計時的最大、最小間隙分別Zmax=0.140mm Zmin=0.100mm則Zmax- Zmin=（0.140-0.100）mm=0.040mm由于制件的精度為IT14級，所以加工方法安分別加工，x取0.5設凸、凹模的加工精度分別為IT6級和IT7級，可以滿足落料時的精度要求：長度方向： （mm）（mm）寬度方向: （mm）（mm）校核：|A|+|T|Zmax-Zmin寬度方向上的 |A|+|T|0.034mm長度方向上的 |A|+|T|0.041mm0.034mm0.04mm而0.0410.04也基本可以滿足公差條件。2） 沖孔加工工序同樣也是采用自由公差為IT14級精度，要同時沖2個4.1的孔，還要保證孔與孔的相互位置關系均為IT14級的制造精度，凸、凹模的加工精度同樣也取IT6級和IT7級進行加工制造。當沖4.1孔的時候，因為IT14級取0.5查表2.4可得最大、最小沖裁間隙分別為Zmax=0.140mm Zmin=0.100mm。計算如下：（mm）（mm）校核：|A|+|T|Zmax-Zmin0.009mm+0.009mm0.018mm0.040mm，滿足間隙公差條件3）孔心距孔心距屬于磨損后基本不變的尺寸。在同一工步中，在工件上沖出孔距為L/2L兩個孔時,其凹模型孔中心距可按下式計算.Ld=L+1/8即: Ld=64+1/80.09=64.011（mm） 式中 DA DT落料凹模和凸模的刃口尺寸，mm dA dT沖孔凹模和凸模的刃口尺寸，mm Dmax落料件最大極限尺寸; dmin沖孔件孔的最小極限尺寸;x磨損系數，IT14級時，取x=0.5。Zmin雙面間隙，mm工件公差，mm凸模和凹模的制造公差，mm 4） U彎曲件凸凹模尺寸與公差(1)彎曲加工工序 彎曲模工藝計算: 凸凹模間隙: Z/2=Tmax+CT=1.23mm 凸模尺寸: LT=(Lmin+0.45)0-t =19.97+0.450.2 =20.160-0.015mm 凹模尺寸: LA=LT+Z=20.16+1.23*2 =22.62+0.0250mm (2) 彎曲加工工序 由于凸凹模制造相對簡單,精度易保證所以采用分別加工法,查表2.3(沖壓課本)得Zmin=0.36 Zmax=0.5 磨損系數為X=0.5 沖模工藝計算: Zmax-Zmin=0.5-0.36=0.14mm t=0.056 dT=(dmin+X)0-t =(12+0.5*0.43)0-0.056 =12.2150-0.056 da=(dT+Zmin) =12.575 校核: |t|+|a |ZmaxZmin 0.056+0.084=0.140.14 mm （滿足間隙公差要求） 式中：LT、LA凸凹模橫向尺寸；Lmin彎曲件橫向的最小極限尺寸；彎曲件橫向尺寸公差，mm凸模和凹模的制造公差，mm Z彎曲凸凹模雙邊間隙；根據實踐經驗取0.004；2.6彈簧的設計由以上計算可知落料時卸料力和工件卸料力分別為F1=1567N,F2=3116.2N，這個力相對較小，采用彈簧卸料裝置較為合適。（1）彈簧的設計計算：1）根據分析此復合模沖壓力比較不大，采用彈性卸料力可以，所以采用彈簧是合適。2）根據總卸料力F卸 以及模具結構估計擬用彈簧個數n ,計算每個所承受的負荷F預 即 F預= F卸/n3) 根據F預的大小,從表中初選彈簧規(guī)格,使所選彈簧的工作極限負荷Fj大于F預.4)根據所選彈簧的工作極限負荷Fj和hj 工作極限負荷下的總變形量 ,作出該序號彈簧的特性曲線。 5)檢查彈簧最大允許壓縮量,如滿足下列條件,則彈簧選得合適。 hjh預+h工+h修磨式中 h預 彈簧預壓縮量; h工 卸料板工作行程,一般取料厚加1 h修磨 凸,凹模修模量,取6mm 如果hj h預+h工+h修 .則必須重新選擇彈簧。分別把F1和F2代入上公式中,計算并查表得所用的彈簧分別為:31575 GB2089-80 和 11020GB2089-80 。 3模具的總體設計3.1模具類型的選擇由沖壓工藝分析可知，采用復合沖壓，所以模具類型為復合模，凸凹模和沖孔凸模在上，落料凹模和彎曲凸模在在下模為典型的倒裝沖孔落料復合模。3.2模具定位方式的選擇因為該模具采用的是條料，控制條料的送進方向采用導料板，控制條料的送進步距采用擋料銷定距，簡單，可靠，定位方便。3.3卸料、出件方式的選擇因為工件料厚為1.0mm，相對較薄，卸料力也比較小，故可以采用彈性卸料。又因為是復合模生產，所以采用上出件比較便于操作和提高生產效率。3.4導向方式的選擇為了提高模具壽命和工件質量，方便安裝調整等因素該復合模采用后側導柱的導向方式。 4主要零部件的結構設計根據模具設計的基本形式，可以確定模具的基本零件的結構和尺寸。4.1沖孔凸模的設計根據制件的零件圖可以知道，沖孔凸模的結構為圓形，具體結構可以根據具體的設計需要而定。因為所用的沖孔凸模均為圓形，而且由 的數據可得，這里所用的圓形凸模都是不需要特殊保護的沖孔凸模，所以沖孔凸模均采用圓頭直桿圓凸模，其總長L可根據具體設計按如下方式計算： 圖 4其中： 沖孔凸模長度查 選標準件為 材料為Cr12, L=40由沖孔凸模刃口d=4.1mm查手冊2表2.54可知 h=3mm, D1=11mm, D=8mm, L=40沖孔凸模強度校核 要使凸模正常工作，必須使凸模最小斷面的壓應力不超過凸模材料的許用壓應力，即 對于圓形凸模 dmin式中 dmin圓形凸模最小截面直徑，mm t沖裁材料厚度，mm 沖裁材料的抗剪強度，MPa 凸模材料許用強度，取（1.01.6）103MPadmin=1.34mm 所以承壓能力足夠?？箍v向彎曲力校核對于圓形凸模（有導向裝置）270d2/ 式中 Lmax 允許的凸模最大自由長度，mm F 沖模力,N 凸模最小截面的直徑，mmLmax270d2/=2704.12/=55mm 所以長度適宜。凸模固定端面的壓力q =式中 q凸模固定端面的壓力，MPa F落料或沖孔的沖裁力，N模座材料許用壓應力，MPa q =122MPa凸模固定板端面壓力超過了8090a，為此應在凸模頂端與模座之間加一個淬硬的墊板。矩形墊板材料可用45鋼，根據結構形式和尺寸規(guī)格見手冊表15.60，查得7260284.2 落料凹模的設計結合工件外形并考慮加工，凹模采用組合式凹模，中心留有彎曲凸模的空間，所以中心為一定形狀的通孔。將落料凹模設計成直通式，各沖裁的凹模孔均采用線切割機床加工，4個M8的螺釘固定在墊板上，與凹模固定板配合按H6/m5。安排凹模在模架的位置時，要根據壓力中心的數據，將壓力中心和模柄中心重合，其落料凸模的長度根據沖孔凸模的長度進行設計，取L=40mm根據前面凸模的設計時的尺寸計算可以得出，下面對其輪廓尺寸進行計算：凹模的厚度 H=KB 取K=0.4由3P104表2.9.5 則H=0.446=18.4mm此為最小值圓整到18mm即H=20mm取凹模厚度為18壁厚為20mm凹模的寬度 L1 =80mm凹模的長度 取L2=88即凹模的輪廓尺寸為88mm80mm20mm結構詳圖如下所示: 圖 54.3 凸凹模的設計結合工件外形并考慮加工，凸凹模采用整體凸凹模，將落料凸凸模設計成直通式，沖裁的凸凹模外形及孔均采用線切割機床加工，4個M8的螺釘固定在下墊板上，與凸模固定板配合按H6/m5，其材料為Cr12。 圖64.4 彎曲凸模的設計根據彎曲件的結構，其設計為整體式，由于要卸小孔料，其中心加工為一個階梯孔，由于工件厚度為1 相對彎曲半徑不大，為了使工件成型后發(fā)生回彈采用背壓的作用來防止回彈。其工件設計形狀如下： 圖7 4.5 卸料板和導料銷及導料板的設計條料采用兩個導料銷導料，送進方向上采用一個擋料銷進行定位，導料定位都較可靠，方便，將其固定在卸料板上，在凹模板上設置避讓孔，其深度稍大于銷頭部高度。（1）卸料板的設計卸料板的周界尺寸與凹模的周界尺寸相同，厚度為6mm。卸料板采用45鋼制造，淬火硬度為4545HRC，尺寸如下圖。 圖 8（2）導料板的設計與標準化 經查表分析得導料板長度L=90mm，寬度B=12.7mm ，厚度h=6mm如圖15。如圖： 9 導料板的設計(3) 固定擋料銷的設計與標準化 固定擋料銷的設計根據標準件，選用此擋料銷如圖所示.如圖 10固定擋料銷的結構 選用直徑3mm，L=8mm材料為45鋼A型固定擋料銷（JB/T7649.1094）4.6 聯接件的選用與標準化本模具采用螺釘固定，銷釘定位。具體講內六角螺釘標記：45鋼M660 GB7085卸料螺釘標記：45鋼M880 GB2867.581螺釘標記：45鋼M650 GB6876圓柱銷釘標記：45鋼A660 GB 11986 圓柱銷釘標記：45鋼435 GB119864.7模架及其它零部件的設計該模具采用中后側導柱模架，這種模架的導柱在模具后側位置，模具較敞開。以凹模周界尺寸為依據，選擇模架規(guī)格。根據模具周界的具體尺寸，查模具標準應用手冊表3-6選后側導柱模架最合適的規(guī)格是：上模座12510035 GB/T2855.5下模座12510045 GB/T2855.681的標準模架，材料為HT200。上模座厚度H上模取35mm，墊板的厚度H墊取28mm，凸凹模厚度為45mm，落料凹模厚度為20mm，下模座的厚度45mm，那么，該模具的閉合高度:H閉= H上座+ H下座 + H墊 +H凸凹模+ H落料凹模- h2=35+45+28+44.5+20-1=251.5mm式中: H上座上模座厚度H下座下模座厚度 H墊墊板厚度H凸凹模凸凹模的長度 H落料凹模凹模厚度h2凸凹模沖裁后進入凹模的深度，此處取1mm.可見該模具閉合高度較小，綜合考慮因選壓力機J2363,最大裝模高度400,可以使用。根據設計出來的最大閉合高度設計導柱和導套，有模座上的導柱和導套的尺寸確定選擇的尺寸查模具標準應用手冊得：導柱A22h5130 GB/T2861.181導套A22H68033 GB/T2861.681模柄的設計根據壓力的相關參數，查模具標準應用手冊選擇模柄為壓入式模柄其參數為2580 ，JB/T7646.181Q235。模柄與上模座的聯接采用壓入式的結構如圖所示：圖 11 5模具總裝配圖通過以上設計，可得到如圖12所示的模具總裝圖。模具上模部分主要由上模座、墊板、凸模、凸模固定板及卸料板等組成。卸料方式采用彈性卸料，以彈簧為彈性元件。下模部分由下模座、凹模板、導料板等組成。沖孔廢料和成品件均由頂桿和卸料螺釘推出。條料送進時采用固定擋料銷作為粗定距，在落料凸模上安裝導料板，得用條料上兩邊兩個導料板進行導正，以此作為條料送進的精確定距。操作時完成第一步沖壓后，把條料抬起向前移動，用落料孔套在固定擋料銷上，并向前推緊，沖壓時凸模上的導正銷再作精確定距。圖 121卸料板 2上模板 3彈簧 4擋料銷5凸凹模 6墊板 7銷釘 8打料板 9打桿 10模柄 11內六角螺釘 12卸料螺釘 13導套 14活動銷 15沖孔凸模 16推料板 17導柱 18壓變圈；19落料凹模 20頂桿 21卸料螺釘 22彎曲凸模 23螺釘 24螺釘 25下模板 26彈簧 27卸料板 28螺母 6模具零件的加工工藝本套模具零件加工的關鍵在工作零件即落料凹模，彎曲凸模和凸凹模，若采用線切割加工技術，這些零件的加工就變得相對簡單。 落料凹模的工藝過程卡工序號工序名稱工序內容工序簡圖 1備料將毛坯鍛成長放體105mm85mm25mm2熱處理退火3刨平面刨各平面，厚度留磨削余量為0.6 mm 側面為0.4 mm4磨平面磨上下平面留磨削余量0.30.4 mm，相鄰側面保持垂直5鉗工劃線劃出對稱中心線，螺紋孔和銷孔線6型孔粗加工在仿銑床上加工型孔，流單邊加工余量0.15 mm7加工螺紋孔和銷孔按位置加工各孔8熱處理淬火回火，保證5862HRC9磨平面精磨上，下平面10線切割按圖要求切割型腔11鉗工精修全面達到設計要求12檢驗 彎曲凸模的工藝過程卡工序號工序名稱工序內容工序簡圖1下料按尺寸75mm35mm30mm將毛坯鍛成矩形2熱處理退火3粗加工毛坯 銑六平面，保證尺寸4磨平面磨上下平面留磨削余量0.30.4 mm，相鄰側面保持垂直5鉗工劃線劃刃口輪廓線，螺紋孔和固定孔6刨型面按線刨刃口型面，留單邊余量0.3 mm7鉗工修正加工螺紋孔和鉆孔，保證平面平整，余量均勻8熱處理淬火回火，保證5862HRC9磨端面精兩端面，保證與型面垂直10磨型面成行，磨刃口型面達設計要求11檢驗 沖孔凸模的工藝過程卡序 號工 序 名 稱工 序 內 容1 下 料18mm50 mm2 車車軸為階梯即11.6 mm3.5 mm ，8.6 mm20.5 mm，4.7 mm14.5 mm3熱 處 理退火至180-200HBS4 磨磨軸至尺寸11.04 mm3.03 mm ，8.04 mm20.03mm，4.13 mm14.03 mm5熱 處 理淬火至要求6鉗工修正研磨至尺寸要求 凸凹模的工藝過程卡工序號工序名稱工序內容工序簡圖1備料將毛坯鍛成長放體90mm70mm60mm2熱處理退火3銑平面銑各平面，厚度留磨削余量為0.6 mm 側面為0.4 mm4磨平面磨刃口平面留磨削余量0.30.4 mm，相鄰側面保持垂直5鉗工劃線劃出對稱中心線，螺紋孔和銷孔線，保證平面平整，余量均勻6型孔粗加工在仿銑床上加工型孔，流單邊加工余量0.15 mm7加工螺紋孔和銷孔按位置加工各孔，保證平面平整，余量均勻8熱處理淬火回火，保證5862HRC9磨平面精磨刃口面和型腔面，10鉗工精修全面達到設計要求11檢驗本模具屬于帶有壓邊圈的彎曲沖壓模。在裝置模具時，應邊試驗，邊調整，直到合適為止。 總 結本課程設計是我們進行完了三年的模具設計與制造專業(yè)課程后進行的，它是對我們三年來所學課程的又一次深入、系統(tǒng)的綜合性的復習，也是一次理論聯系實踐的訓練。它在我們的學習中占有重要的地位。通過這次畢業(yè)設計使我從新系統(tǒng)的復習了所學專業(yè)知識同時也鞏固了先前學到了的知識，同時感觸最深刻的是：所學知識只有在應用中才能在更深刻理解和長時間記憶。對一些原來一知半解的理論也有了進一步的的認識。特別是原來所學的一些專業(yè)基礎課：如機械制圖、模具材料、公差配合與技術測量、冷沖模具設計與制造等有了更深刻的理解，使我進一步的了解了怎樣將這些知識運用到實際的設計中。同時還使我更清楚了模具設計過程中要考慮的問題，如怎樣使制造的模具既能滿足使用要求又不浪費材料，保證工件的經濟性，加工工藝的合理性。在設計的過程中通過沖壓手冊、模具制造簡明手冊、模具標準應用手冊等隊要設計的問題進行查詢，我了解了通過更多的途徑去了解我要做的設計，使設計更具合理性。也使我學會了設計過程中對資料的查詢和運用。通過這次設計，我更加深入地學習了冷沖壓技術工作設計的內容。冷沖壓技術工作設計的內容包括冷沖壓工藝設計、模具設計及沖模制造三方面內容，盡管三者的工作內容不同，但三者之間存在著相互滲透、相互補充、相互依存的關系。冷沖壓工藝設計是針對給定的產品圖樣，根據其生產批量的大小、沖壓設備的類型規(guī)格、模具制造能力及工人技術水平等具體生產條件，從對產品零件圖的沖壓工藝性分析入手經過必要的工藝計算，制定出合理的工藝方案，最后編寫沖壓工藝卡的一個綜合分析、計算、設計過程。沖壓工藝方案的確定包括工序性質、數量的確定，工序順序的安排，工序組合方式及工序定位方式的確定等內容。沖壓模具設計則是依據制定的沖壓工藝規(guī)程，在認真考慮毛坯的定位、出件、廢料排出諸問題以及模具的制造維修方便、操作安全可靠等因素后，設計計算并構思出與沖壓設備相適應的模具總體結構，然后繪制出模具總裝圖和所有非標準零件圖的整個設計繪圖過程。歷經近三個月的畢業(yè)設計即將結束，在這次畢業(yè)設計中通過參考、查閱各種有關模具方面的資料，請教各位老師有關模具方面的問題，并且和同學的探討，模具設計在實際中可能遇到的具體問題，使我在這短暫的時間里，對模具的認識有了一個質的飛躍。從陌生到開始接觸，從了解到熟悉，這是每個人學習事物所必經的一般過程，我對模具的認識過程亦是如此。經過近三個月的努力，我相信這次畢業(yè)設計一定能為三年的大學生涯劃上一個圓滿的句號，為將來的事業(yè)奠定堅實的基礎。 致 謝本設計在設計過程中得到了丁海等指導老師的大力支持和幫助，再次表示誠摯的感謝！感謝各位老師在三年之中的教導和在做設計的過程中對我的幫助。使我在大學三年里不但學到了更多知識，而且學到了怎么做人、怎么做事。在此衷心對各位老師的辛勤教導表示感謝。雖然我就要走出校進入社會，但是老師對我的教導和幫助我想我一輩子也不會忘記！那講課的聲音在我耳邊久久回蕩，那寫字的身影在腦海里留下了深深的印記，如果還有下一次做學生我仍然選擇做您的學生！畢業(yè)之后，我一定會努力工作的，不辜負各位老師對我們的深切期望，在這里也說一聲：老師你辛苦了。祝各位老師，身體健康、萬事如意！參考文獻1王孝培主編.沖壓手冊.北京：機械工業(yè)出版社，19902李紹林主編.實用模具技術手冊M.上?？茖W技術出版社，19983陳錫棟、主編.實用模具技術手冊M.北京：機械工業(yè)出版社，20014模具實用技術叢書編委會.沖壓設計應用實例M.北京：機械工業(yè)出版社，19995楊玉英主編.實用沖壓工藝及模具設計手冊M. 北京：機械工業(yè)出版社，20046許發(fā)樾主編.實用模具設計與制造手冊M.北京：機械工業(yè)出版社，20007王芳主編.冷沖壓模具設計指導M. 北京：機械工業(yè)出版社，19988李易、于成功、聞小芝主編.現代模具設計、制造、調試與維修實用手冊M.北京：金版電子出版公司，20039翟德梅主編.模具制造技術M.河南機電高等?？茖W校10任嘉卉主編.公差與配合手冊M. 北京：機械工業(yè)出版社，200011劉建超主編.沖壓模具設計與制造 M. 北京：高等教育出版社，199612成虹主編.沖壓工藝與模具設計M.北京：電子科技大學出版社，200213駱志斌主編.模具工實用技術手冊M.南京：江蘇科學技術出版社，1999 畢業(yè)設計文獻翻譯院（系）名稱工學院機械系專業(yè)名稱機械設計制造及其自動化學生姓名周凱指導教師薛東彬2012年 03 月 10 日 黃河科技學院畢業(yè)設計（文獻翻譯） 第24頁沖壓半徑和角度對管向外卷曲過程的影響摘要：跟據更新的拉格朗日理論的公式，本研究采用彈塑性有限元法和擴展增量的測定方法，最小半徑法，包括元素的產生，節(jié)點接觸或分離的工具，最大應變和極限旋轉增量。使用改性的庫侖摩擦法建立有限元方法的計算機代碼。不同半徑和角度的錐形沖頭是用于模擬成的硬銅及銅合金管的兩端。影響的各種要素，包括沖床半頂角和半徑R的比值，管的平均直徑，管壁厚度比，力學性能，并對潤滑管向外卷曲，進行調查。模擬結果顯示，當沖床入口的彎曲半徑滿足的條件c，卷曲加工出現在管的末端。另一方面，如果c，管端遭受過擴口?？勺僣稱為臨界彎曲半徑。c的值隨著的值增加而增加。此外，研究結果還表明，c既不與管的材料，也不與潤滑劑有關。關鍵詞：彈塑性；有限元;半頂角;向外卷曲過程。1介紹形成金屬管的凸邊的過程中，經常被用于連接兩個管件，連接和鎖管的一部分，其組成部分，和流體管道連接管的末端相結合的互補與加固管道。它是一種常見的與管兩端相關的工業(yè)技術。攻絲機擴口，法蘭管端進程一般分為分為擴口，加強擴口，卷曲成型。本文所討論的管卷曲變形卷曲管的結束了一圈向外開放。管卷曲變形的模擬是一項復雜而艱巨的任務，因為變形過程是高度非線性的。由于非線性變形的特點是：1大位移，旋轉，變形過程中金屬變形。2金屬材料遇到大變形的非線性材料變形行為。3由摩擦產生的金屬和工具之間的界面，和他們的接觸條件的非線性邊界條件。這些特點，使有限元方法，使用最廣泛的金屬工藝分析。改善工藝和提高工業(yè)生產率，本研究開發(fā)的彈塑性有限元計算機代碼，使用選擇性降低集成（SRI）的模擬方法，它采用一個矩形的四個節(jié)點內四個整點元素。目標是到模擬的管卷曲的變形過程。Nadai在1943年研究管收口。理論歸納為弧形殼體理論的延伸。Nadai假設摩擦系數為常數，而忽略了殼的有效應力變化的存在?？唆數呛蜏丈M行了一系列管減噪實驗，建立管減噪的各種限制，并評估各種參數的影響。Manabe and Nishimura兩個錐形燃燒管和管減噪過程進行了一系列實驗，調查研究的參數包括不同角度的錐形打孔，潤滑，材料成形負荷和應力應變分布的各種參數的影響管壁厚度。唐和小林提出了剛塑性有限元理論，并開發(fā)出一種計算機代碼來模擬105毫米AISI1018鋼冷收口。黃等。模擬冷收口過程中，通過彈塑性和剛塑性有限元法的方法，并比較模擬結果與實驗數據來驗證剛塑性有限元分析的準確性。北澤等人。錐形沖頭，與假設的銅及黃銅材料進行實驗，管材料剛性完美的塑料，他們探討了以前的沖頭圓弧半徑，角度，管壁厚，管卷曲變形過程的影響。北澤采用碳鋼，銅，黃銅的管材管卷曲變形試驗。當在管端前緣擴口的能量增量是大于卷曲邊緣的能量增量。管底料的向外卷曲，是在不屈的情況下形成。另一方面，如果管端材料附著因為不屈的錐形打孔表面和失敗卷曲或形成擴口。能源規(guī)則被用來誘導管形成的比較和驗證的目的時的變形能，從而確立了向外卷曲的標準。在這項研究中，在其他研究中使用相同的材料常數和尺寸都采用向外卷曲過程的模擬結果相比，報告的結果驗證了彈塑性有限元計算機代碼的準確性。2基本理論的說明2.1剛度方程采用更新的拉格朗日公式（超低頻）金屬成形過程中的增量變形的應用框架（體積成形，板料成形）是描述塑性流動規(guī)則的增量特性的最切實可行的辦法。在每個變形階段的當前配置中的ULF用于評估一個小的時間間隔t變形，一階理論的精度要求是一致的，作為參考狀態(tài)。更新的拉格朗日方程的虛擬工作速率方程寫成是基爾霍夫應力的Jaumann率，是柯西應力，是變形率，這是笛卡爾坐標，是速度，的名義牽引速度，是速度梯度，是固定的空間直角坐標，V和材料的體積和表面上牽引規(guī)定。圖1.幾何初始向外卷曲變形管和一個特定階段的邊界條件。單位毫米;沖床半徑R，半頂點沖角，沖床入口彎曲半徑。J2流動規(guī)律的模型采用的彈塑性行為的金屬片，是應變硬化率，是有效應力，E是楊氏模量，是泊松比，是的偏量。取1為塑性狀態(tài)和0為彈性狀態(tài)或卸載。據推測，速度V，在離散化元素中的分布其中N是形函數矩陣和表示節(jié)點的速度。變形率和速度梯度寫成其中B和E中，分別代表應變率的速度矩陣和速度梯度速度矩陣。將式（4）和（5）代入式（1），得到元素的剛度矩陣。由于虛功率式的原則。本構關系是非線性方程。差餉，他們可以更換任何單調增加的措施方面定義的工具，如位移增量，增量。Alpha有限元的標準程序，以形成整體的整體剛度矩陣，在其中在這些方程中，K是全球切線剛度矩陣，元素彈塑性本構矩陣，表示位移增量，表示在規(guī)定的結點力增量。和被定義為應力校正矩陣，由于在電流應力變形的任何階段。圖2.（a）變形的幾何形狀，（b）節(jié)點速度分布在12個不同的形成階段管向外卷曲硬銅管，N= 0.05; T0 =0.8毫米;=60擄; r =3.4毫米。2.2斯里蘭卡方案由于四邊形元素充分整合計劃的實現，導致過度的約束效應時，材料近不可壓縮成型過程中的彈塑性情況13，休斯提出應變率的速度矩陣分解為擴張矩陣和偏差矩陣，即矩陣中和由傳統(tǒng)的四點一體化集成。當材料變形到幾乎不可彈塑性狀態(tài)，修改后的擴張矩陣是由一個點的一體化集成，即必須更換擴張矩陣，即是修改后的應變率速度矩陣。將式（8）代入式（7），修改后的應變率速度矩陣明顯的，速度梯度-速度矩陣，取而代之的是修改后的速度梯度速度矩陣3數值分析在分析模型管卷曲過程的是軸對稱。因此，只有右邊一半的中心軸是考慮過的。部分的有限元是由計算機自動處理。由于是從彎曲，并在管的末端卷曲的急劇變形，這一節(jié)需要更精細的單元劃分，以獲得精確的計算結果。如圖左邊一半。1表示零件和模具開始的尺寸。表1給出了詳細的尺寸。在局部坐標系，軸1表示的切線方向，管材料和工具之間的聯系而軸n為同一聯系的正常方向。常數（X，Y）坐標和地方坐標（l，n）描述結點力，位移和元素的應力和應變。圖3.正如圖2，但R= 3.8毫米。表1 沖頭的角度和半徑沖頭頂點角度（度）沖頭半徑R（毫米602.02.42.83.13.43.84.14.44.85.1652.42.83.13.43.84.14.44.85.55.4703.13.43.84.14.44.85.15.45.86.1753.43.84.14.44.85.15.45.86.16.4804.85.45.86.16.46.87.27.68.08.4855.86.16.46.87.49.09.49.810.210.611.0表2.所用材料的機械性能材料外徑厚度真空熱處理nF(Mpa)屈服應力(Mpa)銅25.40.8原樣0.09380220500 1 h0.5363026原樣0.05450280300 1 h0.09450260400 1 h0.4661050600 1 h0.506404270/3黃銅25.40.8原樣0.18730280 應力 ；應變表2給出了我們模擬的物質條件。管外半徑保持在25.4毫米不變;但也有三種不同的管壁厚度值，即，0.4，0.6和0.8毫米，在實驗和計算。硬銅管和黃銅管的泊松比和楊氏模量分別是0.33和110740兆帕，0.34和96500兆帕。3.1邊界條件如圖右手半管。1是指管卷曲變形在某一階段的變形形狀。邊界條件包括以下三個部分：1.FG和BC段的邊界：這里是節(jié)點的切向摩擦力增量，是普通的力量增量。假定涉及到摩擦材料，工具的接觸面積，和不等于零。，表示工具的配置文件的正常方向的位移增量，從規(guī)定的沖頭位移增量中確定。2.邊界上的CD，DE，EF，和GA部分：上述情況反映了這個邊界上的節(jié)點都是自由的。3.AB段的邊界：AB部分是固定在管底的邊界。在此位置沿Y軸方向的節(jié)點位移增量設置為零，而節(jié)點B是完全固定的沒有任何動靜。在管卷曲過程中，邊界將會改變。因此，有必要檢查FG和BC沿邊界部分的變形階段，在每個接觸節(jié)點的法向力。如果達到零，則節(jié)點將成為自由節(jié)點和邊界條件（1）（2）轉移。同時，GA和EF沿管段的自由節(jié)點還檢查了計算。如果該節(jié)點接觸到沖頭，自由邊界條件的約束條件（1）改變。3.2 彈塑性和接觸問題的處理當解釋以前明確暗示的邊界條件時，接觸條件應維持在一個增量變形過程。為了滿足這個要求，山田等人提出了最小值方法。 14采用擴展處理了彈塑性和接觸問題 15。每個加載增量的最小值均被控制，有以下六個標準。彈塑性狀態(tài)。元素的應力大于屈服應力時，R1的計算方法15因此，以確定達到一樣的表面屈服應力。最大應變增量。獲得R2默認的最大應變增量主應變增量比d，即，限制增長到這樣的規(guī)模，一階理論是有效的措施。最大旋轉增量。默認的最大旋轉增量的旋轉增量，即，限制增長到這樣的規(guī)模，一階理論是有效的措施。滲透條件。形成的收益時，管的自由節(jié)點可能滲透的工具。比16的計算方法等，剛剛接觸到的工具的自由節(jié)點。分離條件。當形成的收益，接觸節(jié)點可以脫離接觸面。 16 計算每個接觸節(jié)點，這種正常的組成部分，節(jié)點力為零。 滑粘摩擦條件。修正的庫侖摩擦定律提供了選擇的接觸狀態(tài)，即滑動或粘狀態(tài)。這種狀態(tài)檢查每個接觸節(jié)點由以下條件：（a）如果，還有節(jié)點處于滑動狀態(tài)(b)如果還有則節(jié)點處于固定狀態(tài)一個方向滑動節(jié)點是相反的方向前漸進的步驟，使接觸節(jié)點粘貼節(jié)點在下一個增量步。然后在這里得到比R，產生變化的摩擦狀態(tài)的基體，在是一個很小的公差。最大應變增量，最大的旋轉增量這里使用的常數是0.002o和0.5o，分別。這些常量都被證明是有效的一階理論。此外，一個小的檢查程序的滲透和分離條件是允許的。3.3 卸載過程卸載后的回彈現象是管形成過程中具有重要意義。假設是固定的，對管底的節(jié)點卸載程序執(zhí)行。所有的元素都將復位彈性。節(jié)點來接觸到的工具的力量在扭轉成為管規(guī)定力的邊界條件，即同時，核查的滲透，摩擦，分離條件被排除在仿真程序。四結果與討論圖2顯示沖角=60，圓弧半徑R=3.4毫米銅管卷曲成形仿真結果。圖2（a）表示的幾何形狀的變形，在最后的形狀是卸載后的最終形狀的一部分。圖2（b）顯示了變形過程中的節(jié)點的速度分布。最后圖顯示卸貨后節(jié)點的速度分布。這些數字表明，管端材料處于起步階段順利進入沿打孔表面。管底料后，逐漸彎曲向外卷曲，造成所謂向外卷曲成形。圖3顯示的R=3.8毫米的情況下的模擬結果。管端材料還顯示所謂的燃燒形成合格后，電弧感應部分和圓錐面形成。圖4顯示了=75，R=6.1毫米卷曲銅管的模擬的結果。相比之下，圖。5顯示了擴口中的R= 6.4毫米的情況下形成的模擬結果。圖4 如圖2條件，而=75o；R=6.1毫米圖5 如圖2條件，而=75o；R=6.4毫米圖6顯示了應變分布相應的那些圖2和圖3在沖床行程12毫米。圖7顯示了應變分布相應的那些圖4和圖5在沖床進步14毫米。變形主要是由于拉在圓周方向彎曲，在正北方向和厚度方向的剪切。最大直徑的管端擴口成形。因此，其應變值在圓周方向遠高于向外卷曲。減少管壁厚度也更重要的擴口成形。因此，在相同的條件下，在管端擴口比在其他情況下更容易斷裂。圖6計算硬銅管應變分布下的卷曲和擴口過程比較n=0.05;to=0.8毫米；=60o圖7 條件如圖6，而=75o圖8和圖9顯示仿真結果硬銅和黃銅，分別。同管壁厚，管半徑，潤滑條件，和半頂沖床是用來在模擬。然而，不同的價值觀的沖頭圓弧半徑的使用，從而產生不同類型的形成，即，擴口和卷曲。就是說，如果圓弧半徑，在沖頭入口大于臨界彎曲半徑，然后管端的材料形成沿電弧燃燒沖壓部分和圓錐面。反之，如果，管底材料葉片穿孔表面形成卷曲。這一數字表明臨界彎曲半徑隨半頂沖床增加。比較結果表明，我們的數值模擬是一致的實驗數據報告 12。所謂臨界彎曲半徑，可表示如下：圖8 影響壁厚硬銅管彎曲半徑和沖角之間至關重要的關系 n=0.05圖9 條件如圖8 黃銅管n=0.05這里R c=沖頭半徑相應的丙R fmin=最小值所需的耀斑沖壓半徑R cmax=最大值所需的卷曲沖壓半徑t0=壁厚管圖10和圖11表明之間的相關性無量綱臨界彎曲半徑（丙）和半頂角的2種不同壁厚徑比的情況下，努力按銅管，分別。價值可以定義如下：如果是無關的壁厚徑比，那么幾何相似定律的存在臨界彎曲半徑。事實判斷出來的曲線顯示在圖10和11是幾乎相同的，我們一定會存在的幾何相似的臨界彎曲半徑管材料。圖10圖11圖12和圖13表明之間的關系，最大半徑和半頂角的時候，在數值模擬的壁厚度值為0.4，0.6，和0.8毫米的情況下硬銅管和銅管分別發(fā)生卷曲。當雙方的半徑和相應的半頂角的沖落在曲線的條件，將導致擴口。另一方面，當兩個值低于曲線的條件，將導致冰壺。這些數字表明，最大半徑增加的半頂角的擴大。圖12圖13圖14顯示了相關材料的加工硬化指數（n）和臨界彎曲半徑。無論變化值之間的0.03和0.53，由于不同的管材料，數值模擬的結果表明，值的臨界彎曲半徑保持不變，從而形成一條直線。這些調查結果是幾乎相同的實驗數據表明 12 ，這意味著，臨界彎曲半徑的時候，卷曲是無關的加工硬化指數。圖14圖15顯示了影響潤滑的關系臨界彎曲半徑和半頂角的沖頭。臨界彎曲半徑的增加而增加半頂角的沖頭的情況=0.05和=0.20。此外，結果顯示，有一個微不足道的差異程度臨界彎曲半徑之間的潤滑條件。圖15黃銅管依賴的臨界彎曲半徑對潤滑條件。五總結從更新的拉格朗日公式，帶有一個圓錐形的沖壓工藝模擬管卷曲的彈塑性有限元計算機代碼開發(fā)。高非線性的過程是一個漸進的方式考慮與一個最小半徑技術是通過限制每個增量步的線性關系的大小。摩擦改性庫侖法開發(fā)是一個連續(xù)函數。如前所述，此功能可以處理工具和金屬界面的滑動和粘性很難與普通連續(xù)摩擦模型描述的現象。斯里蘭卡有限元是四節(jié)點四邊形單元中的4個集成點。然后再加上與大變形有限元分析的SRI進一步成功地應用于錐形管卷曲形成工藝的分析。根據上述分析和討論，可以得出以下結論：1、一個關鍵的彎曲半徑，存在。如果拱半徑在沖頭入口大于臨界彎曲半徑，然后管端的材料在沖壓拱感應部分和錐形面形成擴口。另一方面，如果，管底材料從表面和結果卷曲。彎曲半徑的臨界值隨沖頭的半頂角增加而增加。2、臨界彎曲半徑，遵循幾何相似定律。值隨沖床的半頂角的增加而增加。我們也知道，值是不相關的管材料，潤滑條件或壁厚直徑半徑比。3、擴口圓周應變大于卷邊的。擴口厚度也有比卷曲減少。因此，擴口更容易發(fā)生管端斷裂。相比之下，卷曲的產品可以保證處理的安全，并加強管材料的結束部分。4、模具的形狀表示為一個數值函數。因此，在這項研究中開發(fā)的有限元模型，可用于在連續(xù)形狀的任何工具，來模擬擴口或卷曲過程中的所有類型。參考文獻1、A. Nadai，塑性應力狀態(tài)在彎曲外殼：形成鋼制外殼，機頭高爆外殼鍛造所需的力量，在美國機械工程師學會年度會議，紐約，美國， 1943.11.23-12.1。2、A. K. Cruden 和 J. F. Thompson反向擠塑罐最終的關閉者，第511卷，國家工程實驗室，瑞典，格拉斯哥，1972。3、K. Manabe and H. Nishimura，成形載荷和成形極限，錐管收口收口與擴口管研究雜志，日本社會對技術的可塑性，23（255），335 -342頁，19824。4、K. Manabe and H. Nishimura，實驗應力應變分布在錐管收口收口與擴口管的研究雜志，日本社會對技術的可塑性，23（255），335 -342頁，19824。5、K. Manabe and H. Nishimura，應力分析和載荷在錐形收口管收口與擴口管的研究，日本社會的塑性技術學報，23（258），650 -657頁，19827。6、K. Manabe and H. Nishimura，錐形沖頭在擴口管形成負載收口與擴口管的研究雜志五“，日本社會對技術的可塑性，24（264），47 -52頁 19831。7、K. Manabe and H. Nishimura，擴口管與錐形沖頭的應力和應變分布收口與擴口管研究雜志六，日本社會對技術的可塑性，24（264），pp.276282，19833。8、M. C. Tang and S. Kobayashi，收口過程的有限元方法的調查，第1部分：在室溫下的收口（冷收口），交易應用工程學報，104， 305 -311頁，1982。9、Y. M. Huang, Y. H. Lu and M. C. Chen，分析過程中使用的彈塑性和塑性冷去噪方法，材料加工技術雜志，30， 351 -380頁，1992。10、K. Kitazawa and M. Kobayashi 在管端卷曲變形機制的實驗研究 - 殼的卷曲雜志，日本社會對技術的可塑性，28（323），pp.12671274，198712。11、K. Kitazawa, M. Kobayashi and S. Yamashita，管端卷曲的基礎能源分析 - 錐狀殼卷曲理論分析，29（331），845 -850頁，19888。12、K. Kitazawa，標準向外卷曲管，交易應用工程學報，115， 466 -471頁 1993。13、J. C. Nagtegaal, D. M. Parks and J. R. Rice,，準確的數值模擬，在全塑范圍內的有限元解決方案，交易中的計算方法應用于機械工程，4， 153 -177頁，1974。14、Y. Yamada, N. Yoshimura and T. Sakurai，塑性應力應變矩陣及其應用的解決彈塑性問題的有限元方法，國際機械科學學報，10， 343 -354頁，1968。15、A. Makinouchi，有限元建模用于加工鈑金，在K. Mattiasson，A. Samuelsson, R. D. Wood and O. C. Zienkiewicz， numiform86程序會議，哥德堡， 327332頁，1986。16、Y. M. Huang, Y. H. Lu and A. Makinouchi, 彈塑性有限元分析V形薄板彎曲，材料加工技術雜志，35， 129 -150頁，1992