【正文】 第 29 頁 形 工 藝方法 （圖 )。若 H＜ 2t，在彎曲成形過程中，不能產(chǎn)生足夠 的彎矩 。 圖 帶孔的彎曲件 如果工件的結(jié)構(gòu)允許，可以在工件彎曲變形區(qū)上預(yù)先沖出工藝孔或工藝 槽 ，以改變變形范圍，即使工藝孔變形，可以保持所需的孔不產(chǎn)生變形。首先將切口沖出 ，彎曲時(shí)切口處會(huì)發(fā)生叉口現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)難以成形。 第 26 頁 圖 在彎曲區(qū)內(nèi)側(cè)開出槽口 彎曲件形狀應(yīng)對(duì)稱，彎曲半徑左 右應(yīng)一致，以保證板料不會(huì)因摩擦阻力不均勻而產(chǎn)生滑動(dòng)．造成工件偏移 ．如 圖 所示。 其值不能小于 材 料的許可最小彎曲半徑，否則會(huì)產(chǎn)生拉裂。 第 25 頁 圖 連續(xù)模彎曲工序設(shè)計(jì) 彎曲件工藝性 分析 彎曲件的結(jié)構(gòu)應(yīng)具有良好的工藝性，這樣可簡化工藝過程，并可提高彎曲件的公差等級(jí)。 (2) 形狀復(fù)雜的彎曲件一般需要兩次或 多次彎 曲成形，并應(yīng)正確選 擇 彎曲順序 (圖 和圖 )。一般彎曲件 均屬于寬板 彎曲，因此彎曲前后板料寬度方 第 23 頁 向基本不變形。它 可 用一個(gè)撓度指標(biāo) δ 來 表示．如圖 (b)所示，翹曲的立體圖如圖 所示；窄板彎 曲時(shí)，由于寬度力向不受約束，矩形斷向變成扇形。這種變形現(xiàn)象只有在相對(duì)彎曲半徑較小時(shí)才比較明顯 [27]。 (3) 相 對(duì)彎曲半徑 r/t 較小時(shí)，變形區(qū)在變形后產(chǎn)生變薄現(xiàn)象。 bb)； 內(nèi)區(qū)的正方形網(wǎng)格 面積減小，表示材料受切向壓縮作用而縮短 (a39。由圖 可知： (1) 彎曲件的變形區(qū)主要在圓角部分，此處的 四 方形網(wǎng)格變成了扇形。 供給生產(chǎn)用的板料，其機(jī)械性能在板面內(nèi)的各方向并不相同，表現(xiàn)出各向異性。當(dāng)相對(duì)彎曲半徑小到一定程度后，毛料外層纖維的切向應(yīng)變將因超過材料的許可變形程度而斷裂。圖 (c)，(d)， (e)分別表示視材料為線性硬化、無硬化、冪函數(shù)硬化時(shí)切向應(yīng)力 ?? 沿板厚的分布情況。對(duì)于常見的金屬材料，一般認(rèn)為當(dāng)相對(duì)彎曲半徑 r/t＞ 200 時(shí)，變形區(qū)板料中心附近處于彈性變形狀態(tài)的材料層厚度還處于相當(dāng)大的比例，彎曲變形處于彈 — 塑性變形階段。這時(shí)，如果去掉外力矩，變形將 隨之消失。這是彎曲工藝與沖裁工藝 (材料分離機(jī)理成形 )在變形特性上的根本區(qū)別 [3]。先落料是為了以外輪廓定位進(jìn)行其他工序的沖裁，使基準(zhǔn)統(tǒng)一，減少定位誤差，避免過多地進(jìn)行尺寸轉(zhuǎn)換。先沖孔的目的是為后續(xù)工序提供定位基準(zhǔn)。因此精度要求高的零件應(yīng)采用復(fù)合模進(jìn)行沖裁。復(fù)合沖裁因零件被頂?shù)侥＞吖ぷ髅嫔希栌檬只驒C(jī)械把它取走，生產(chǎn)率低于連續(xù)沖裁，操作不安全。 工序組合可提高生產(chǎn)率，成本降低。 制定工藝方案的原則 制定沖裁工藝的主要工作是確定工序的順序和工序組合、工序性質(zhì)與數(shù)目等。搭邊值過小，在沖裁過程中會(huì)被拉斷，妨礙順利送料，零件會(huì)產(chǎn) 生毛刺，有時(shí)會(huì)拉入凸、凹模間隙中，損壞模具刃口，降低模 具壽命。 表 排樣類型 序號(hào) 排樣類型 排樣簡圖 應(yīng)用情況 有廢料 無廢料或少廢料 1 直排 比較簡單的方形、矩形 2 斜排 橢圓形，十字、 T字、 г字、和角尺形件 3 對(duì)排 梯形、三角形、半圓形、 山字、п字形件 4 多排 大批量生產(chǎn)中尺寸不太大 的圓形，六角形 5 混合排 材料計(jì)厚度均相同的兩種 或兩種以上 的工件 6 沖裁搭邊 細(xì)而長的工件 或?qū)挾? 均勻的板料只在工件的 長度方向沖定形狀 第 17 頁 搭邊值 的確定 排樣時(shí)，工件之間以及工件與條料側(cè)邊之間留下的余料稱為搭邊。 采用少、無廢料排樣除節(jié)約原材料外，還可簡化模具結(jié)構(gòu)、降低沖裁力，但也存在著一些缺點(diǎn)，即工件 質(zhì)量和精度較差，模具壽命較低。工件與工件之間、工件與條料側(cè)邊之間都存在有 搭邊廢料，如 圖 所示． 因?yàn)橛写钸?，這種排樣 能保證沖裁質(zhì)量，模具壽命也長，但材料利用率低。進(jìn)行合理排樣的目的就是減少工 藝廢料 。衡量排樣經(jīng)濟(jì)性的標(biāo)準(zhǔn)是材料利用率 ，即沖裁件的實(shí)際有效面積 0A 與沖裁此工件所用板料面積 A 之比值 [3] %100AA 0 ??? () 式中； 0A —— 工件有效面積 (mm2)； A —— 沖裁此工件所用的板料面積 (mm2)。選擇哪種方案較好所依據(jù)的原則就是：在保證產(chǎn)品精度和產(chǎn)量要 求 前提 下、以最好的經(jīng)濟(jì)效益來 確定所采用的工藝方案 [6]。例如圖 (a)所示零件 ，在不影響使用條件下，只需對(duì)形狀稍加改進(jìn)，就可進(jìn)行無廢料沖裁，材料利用率可提高 40％，生產(chǎn)率可提 高 一倍 [5]。只 有在大批量生產(chǎn)時(shí)，沖裁加工才能取得明顯的經(jīng)濟(jì)效益。 如要求外形簡單、對(duì)稱，最好是由圓 第 13 頁 弧和直線組成，避免沖裁 件上有過長的懸臂和窄槽，其寬度應(yīng)大于料厚 t 的兩倍，即 圖 中的 b 應(yīng)大于 2t。在技術(shù)方面，根據(jù)沖裁件產(chǎn)品圖紙，主要分析該沖裁件的形狀特點(diǎn)、尺寸大小、精度要求和材料性能等因素，檢查是否符合沖裁工藝的要求 ，在經(jīng)濟(jì)性方面，主要根據(jù)其產(chǎn)量和批量，分析產(chǎn)品成本，闡明采用沖裁 工藝可取得的經(jīng)濟(jì)效益。 C 點(diǎn) —— 沿材料纖維方向?yàn)槔瓚?yīng)力 1? ，垂直于纖維方向?yàn)閴簯?yīng)力 3? 。 (4)沖裁時(shí)變形區(qū)的應(yīng)力狀態(tài) 板料由于受到上述外力的作用，會(huì)產(chǎn)生剪切、彎曲等各種變形，因此其變 形區(qū)及臨域的應(yīng)力狀態(tài)是很復(fù)雜的，并且與變形過程有關(guān)。因此自由沖裁時(shí)工件的不平整程度是有限度的。此彎矩使板料產(chǎn)生彎曲變形，造成凹?？谕獾陌辶仙下N，凸模端面下的板料下凹。因此沖裁時(shí)凸模和凹模實(shí)際接觸板料的面積只限于刃口附近窄小的環(huán)形區(qū)域內(nèi)，其寬度約為料后的 1/52/5。圖中左邊是不加壓料板沖裁時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力 (符號(hào) )，因此，沖裁過程中的裂縫一般無產(chǎn)生于凹模一側(cè)的材料上。當(dāng)凸 模進(jìn)入到材料內(nèi)部某一深度時(shí)，變形區(qū)還是從刃口開始的紡錘形范圍，初始紡錘形中的一部分成為了已變形區(qū)，如圖 (b)2 區(qū)所示。 第 8 頁 (a) 彈性變形； (b) 塑性變形； (c) 出現(xiàn)裂紋； (d) 裂紋貫通； (e) 板料完全斷裂分離； (f) 剪切斷面 1— 凸模； 2— 板料； 3— 凹模； 4— 沖孔為工件，落料為 廢料； 5— 落料為工件，沖孔為廢料 圖 沖裁變形過程及沖裁件剪切斷面 沖裁變形區(qū)及受力 沖裁變形區(qū) 沖裁變形區(qū)是指材料被分離斷開的那一部分區(qū)域，但具體的模型尚未有統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。被沖入 孔的 — 塊料在落料時(shí)為工件，沖 孔時(shí)為廢料。這表明塑性剪切變形的終止和斷裂分離的開始。塑性變形階段如圖 (b)所示，凸模繼續(xù)下壓，板料變形區(qū)的應(yīng)力將繼續(xù)增大。 2 沖壓件常用成形方法及技術(shù)特點(diǎn) 沖壓件成形方法有 許多種，在本文中著重介紹最基本的沖壓成形方法：沖裁、彎曲 第 7 頁 和拉深。 第 6 頁 國內(nèi)學(xué)者和技術(shù)人員在運(yùn)用有限元數(shù)值模擬方法來解決生產(chǎn)實(shí)際問題方面，雖然有了很大的進(jìn)步，但與國外不論在規(guī)模上，還是問題復(fù)雜程度方面都有相當(dāng)?shù)牟罹?，要縮短這一差距，甚至超越發(fā)達(dá)國家，還有很長的一段路要走 [16]。在汽車覆蓋件模擬方面， Ford 公司的 作了長期的卓 有成效的研究，早在 1980 年就用小變形有限元程序分析了當(dāng)汽車車身零件成形中采用曲面壓料面時(shí)，壓邊圈夾緊階段工件的變形。北京航空航天大學(xué)對(duì)板料成形過程中的接觸摩擦和懸 空區(qū)起皺進(jìn)行數(shù)值模擬。我國在板料成形數(shù)值模擬方面起步較晚，較發(fā)達(dá)國家 (美、日等 )晚了十幾年。 國內(nèi)外研究狀況 隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的發(fā)展，眾多融合了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、有限元技術(shù)和塑性成形理 論 的 模 擬 軟 件 開 始 出 現(xiàn) ， 例 如 DYNAFORM, PAMSTAMP. LSDYNA3D, AUTOFORM,OPTRIS, ABAQUS/EXPLICIT 等，得到了許多工業(yè)部的重視和應(yīng)用。因?yàn)樗饕糜诩庸ぐ辶狭慵砸卜Q板料沖壓。目前，除一般的成型方法外，又出液壓成形，強(qiáng)力旋壓成形，超塑成形，爆炸成形，以及精密沖裁和高速?zèng)_壓等加工技術(shù)。板金沖壓具有勞動(dòng)生產(chǎn)率和材料利用率高，重量輕等優(yōu)點(diǎn)。 ：任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。 作者簽名： 日 期： 第 2 頁 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交 的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。 第 1 頁 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 第 3 頁 注 意 事 項(xiàng) （論文）的內(nèi)容包括： 1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作） 2）原創(chuàng)性聲明 3）中文摘要（ 300 字左右）、關(guān)鍵詞 4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁（附件不統(tǒng)一編入） 6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論 7） 參考文獻(xiàn) 8）致謝 9）附錄（對(duì)論文支持必要時(shí)） ：理工類設(shè)計(jì)（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于 1 萬字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于 萬字。由此可見，其工藝在國民經(jīng)濟(jì)與軍事諸方面所占的位置是極其重要的。 近年來，隨著飛機(jī)、汽車、電子、儀表、日用工業(yè)品等工業(yè)的發(fā)展，沖壓加工技術(shù)得到了高速的發(fā)展。 冷沖壓是塑性加工的基本方法之一，它是利用安裝在壓力機(jī)上的模具，在室溫下對(duì)板料施加壓力使其變形和分離，從而獲得具有一定形狀、尺寸的零件的壓力加工方法。沖壓加工在汽車、拖拉機(jī)、電機(jī)、電器、儀表和日用品的生產(chǎn)中，已占據(jù)十分重要的地位 [1]。美國、 第 5 頁 日本等世界一流的科學(xué)研究中心采用有限元數(shù)值模擬和網(wǎng)格技術(shù)對(duì)零件、模具、沖壓工藝和材料性能之間的相互適應(yīng)性進(jìn)行了三維動(dòng)態(tài)仿真分析，涉及領(lǐng)域之廣泛、研究成果之顯著，引人矚目。哈爾濱工業(yè)大學(xué)采用剛粘塑性本構(gòu)關(guān)系，開發(fā)了粘塑性板殼成形有限元分析程序，并對(duì)方盒件的成形過程進(jìn)行了分析； :對(duì)板料粘性介質(zhì)脹形過程中的