【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 ，彎曲時切口處會發(fā)生叉口現(xiàn)象，嚴重時難以成形。 第 26 頁 圖 在彎曲區(qū)內(nèi)側(cè)開出槽口 彎曲件形狀應(yīng)對稱，彎曲半徑左 右應(yīng)一致，以保證板料不會因摩擦阻力不均勻而產(chǎn)生滑動．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，否則會產(chǎn)生拉裂。 第 25 頁 圖 連續(xù)模彎曲工序設(shè)計 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。 (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 用一個撓度指標 δ 來 表示．如圖 (b)所示，翹曲的立體圖如圖 所示；窄板彎 曲時，由于寬度力向不受約束，矩形斷向變成扇形。這種變形現(xiàn)象只有在相對彎曲半徑較小時才比較明顯 [27]。 (3) 相 對彎曲半徑 r/t 較小時，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。當相對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)硬化時切向應(yīng)力 ?? 沿板厚的分布情況。對于常見的金屬材料，一般認為當相對彎曲半徑 r/t＞ 200 時，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大的比例，彎曲變形處于彈 — 塑性變形階段。這時，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行其他工序的沖裁，使基準統(tǒng)一，減少定位誤差，避免過多地進行尺寸轉(zhuǎn)換。先沖孔的目的是為后續(xù)工序提供定位基準。因此精度要求高的零件應(yīng)采用復(fù)合模進行沖裁。復(fù)合沖裁因零件被頂?shù)侥＞吖ぷ髅嫔?，需用手或機械把它取走，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，在沖裁過程中會被拉斷，妨礙順利送料，零件會產(chǎn) 生毛刺，有時會拉入凸、凹模間隙中，損壞模具刃口，降低模 具壽命。 表 排樣類型 序號 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 材料計厚度均相同的兩種 或兩種以上 的工件 6 沖裁搭邊 細而長的工件 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，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，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． 因為有搭邊，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。進行合理排樣的目的就是減少工 藝廢料 。衡量排樣經(jīng)濟性的標準是材料利用率 ，即沖裁件的實際有效面積 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，只需對形狀稍加改進，就可進行無廢料沖裁，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，沖裁加工才能取得明顯的經(jīng)濟效益。 如要求外形簡單、對稱，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、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)濟效益。 C 點 —— 沿材料纖維方向為拉應(yīng)力 1? ，垂直于纖維方向為壓應(yīng)力 3? 。 (4)沖裁時變形區(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。因此沖裁時凸模和凹模實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產(chǎn)生的應(yīng)力 (符號 )，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。當凸 模進入到材料內(nèi)部某一深度時，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)一的認識。被沖入 孔的 — 塊料在落料時為工件，沖 孔時為廢料。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 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)學者和技術(shù)人員在運用有限元數(shù)值模擬方法來解決生產(chǎn)實際問題方面，雖然有了很大的進步，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?shù)牟罹?，要縮短這一差距，甚至超越發(fā)達國家，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汽車車身零件成形中采用曲面壓料面時，壓邊圈夾緊階段工件的變形。北京航空航天大學對板料成形過程中的接觸摩擦和懸 空區(qū)起皺進行數(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)達國家 (美、日等 )晚了十幾年。 國內(nèi)外研究狀況 隨著計算機軟硬件技術(shù)的發(fā)展，眾多融合了計算機圖形學、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。因為它主要用于加工板料零件，所以也稱板料沖壓。目前，除一般的成型方法外，又出液壓成形，強力旋壓成形，超塑成形，爆炸成形，以及精密沖裁和高速沖壓等加工技術(shù)。板金沖壓具有勞動生產(chǎn)率和材料利用率高，重量輕等優(yōu)點。 ：任務(wù)書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學位論文作者完全了解學校有關(guān)保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關(guān)部門或機構(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)下獨立進行研究所取得的研究成果。 第 1 頁 畢業(yè)設(shè)計（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（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進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 大學關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學?？梢圆捎糜坝?、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?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。 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 （論文）的內(nèi)容包括： 1）封面（按教務(wù)處制定的標準封面格式制作） 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 8）致謝 9）附錄（對論文支持必要時） ：理工類設(shè)計（論文）正文字數(shù)不少于 1 萬字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字數(shù)不少于 萬字。由此可見，其工藝在國民經(jīng)濟與軍事諸方面所占的位置是極其重要的。 近年來，隨著飛機、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上的模具，在室溫下對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、電機、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研究中心采用有限元數(shù)值模擬和網(wǎng)格技術(shù)對零件、模具、沖壓工藝和材料性能之間的相互適應(yīng)性進行了三維動態(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，并對方盒件的成形過程進行了分析； :對板料粘性介質(zhì)脹形過程中的