【正文】 wski sum’. Fundamentally, they simplify the process of determining relative positions of shapes such that the shapes touch but do not overlap. Through the use of this construction (in this paper, the particular version used is the Minkowski sum), efficient algorithms can be created that find the globally optimal strip layout.For the particular problem of strip layout for pair rotation algorithm [7, 16] and simulated annealing [11], but so far no exact algorithm has been available. In what follows, the Minkowski sum and its application to strip layout is briefly introduced, and its extension to nesting pairs of parts is described. The Minkowski SumThe shape of blanks to be nested is approximated as a polygon with n vertices, numbered consecutively in the CCW direction. As the number of vertices increases, curved edges on the blank can be approximated to any desired accuracy. Given two polygons, A and B, the Minkowski sum is defined as the summation of each point in A with each point in B,(1)Intuitively, one can think of this process as ‘growing’ shape A by shape B, or by sliding shape –B (., B rotated 180186。, and for pairs of different parts nested together. This algorithm is ideally suited for incorporation into die design CAE systems.Keywords: Stamping, Die Design, Optimization, Material Utilization, Minkowski Sum, Design ToolsIntroductionIn stamping, sheet metal parts of various levels of plexity are produced rapidly, often in very high volumes, using hard tooling. The production process operates efficiently, and material costs can typically represent 75% of total operating costs in a stamping facility [1]. Not all of this material is used in the parts, however, due to the need to trim scrap material from around irregularlyshaped parts. The amount of scrap produced is directly related to the efficiency of the stamping strip layout. Clearly, using optimal strip layouts is crucial to a stamping firm’s petitiveness.The degree of this trim loss is determined at the tooling design stage when the strip layout is created. As a part or parts are laid out on the strip, the designer chooses the orientation of the part(s), width of the strip, and, in the case of multiple parts blanked together, their relative positions. Ideally, the material utilization is maximized. The value of even tiny improvements in material utilization can be great。由于資質(zhì)有限，很多知識(shí)掌握的不是很牢固，因此在設(shè)計(jì)中難免要遇到很多難題，由于有了課程設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)及老師的不時(shí)指導(dǎo)和同學(xué)的熱心幫助下，克服了一個(gè)又一個(gè)的困難，使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)日趨完善。在這畢業(yè)之際，作為一名工科類學(xué)校的學(xué)生，做畢業(yè)設(shè)計(jì)是一件必不可少的事情。在模具的設(shè)計(jì)過(guò)程中也遇到了一些難以處理的問(wèn)題，雖然對(duì)它們做出了解決 ，但是感覺這些方案還是不能盡如人意，如壓力計(jì)算時(shí)的公式的選用、凸凹模間隙的計(jì)算、卸件機(jī)構(gòu)選用，都還可以進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)整，使生產(chǎn)效率提高。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中通過(guò)沖壓手冊(cè)、模具制造簡(jiǎn)明手冊(cè)、模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊(cè)等隊(duì)要設(shè)計(jì)的問(wèn)題進(jìn)行查詢，我了解了通過(guò)更多的途徑去了解我要做的設(shè)計(jì)，使設(shè)計(jì)更具合理性。最后，裝機(jī)試沖并根據(jù)試沖結(jié)果作相應(yīng)的調(diào)整。具體為，將上模部分的所用部件固定在上模座上，根據(jù)設(shè)定的零部件的相對(duì)位置定位，并根據(jù)劃出壓力中心線，使壓力中心線與上模座中心線對(duì)正、鉆、攻螺孔，將下模座、凸凹模、進(jìn)行校配，校正導(dǎo)尺間距后，鉆、鉸銷釘孔。下面預(yù)裝下模座，劃出凹模板相應(yīng)螺孔、銷孔位置，并鉆絞螺孔、銷孔。凸模的裝配，為了下一步裝配的方便，因?yàn)槁淞夏５耐鼓５牟糠直容^復(fù)雜，所以要先裝配凸模的部分，即將各個(gè)凸模插入到的相應(yīng)孔內(nèi)。具體的裝配如下：首先，凸、凹模的預(yù)裝配，這個(gè)過(guò)程就是仔細(xì)檢查一下各凸模形狀及尺寸以及凹模形孔，是否符合圖紙要求的尺寸精度、形狀。與凸模配合的凸模固定板如下圖42。安裝好模柄后用角尺檢查模柄與上模座上平面的垂直度。 主要組件的裝配： 模柄的裝配 因?yàn)檫@副模具的模柄是從上模座的下面向上壓入的，所以在裝凸模固定板和墊板之前，應(yīng)裝好模柄。第4章 模具的裝配和調(diào)整要制造出一副合格的冷沖模，除了要保證模具零件的加工精度外，還必須做好裝配工作。 圖36 模具裝配圖 模具工作零件的加工工藝本副模具，模具零件加工的關(guān)鍵在工作零件、固定板以及卸料板，若采用線切割加工技術(shù)，這些零件的加工就變得相對(duì)簡(jiǎn)單。條料送進(jìn)時(shí)采用活動(dòng)擋料銷和落料凹模上安裝的兩個(gè)導(dǎo)料銷，利其進(jìn)行導(dǎo)正，以此作為條料送進(jìn)的精確定距。圖35 推件塊橡膠的選用原則： 1．為保證橡膠正常工作，所選橡膠應(yīng)滿足預(yù)壓力要求： F0 ≧Fd式中： F0為橡膠在預(yù)壓縮狀態(tài)下的壓力（N） Fd為頂件力（N）2．為保證橡膠不過(guò)早失效，其應(yīng)許最大壓縮量不應(yīng)超過(guò)其自由高度的45%，一般取 △H2=(～)H0式中： △H2為橡膠應(yīng)許的總壓縮量（mm） H0為橡膠的自由高度（mm） 橡膠的預(yù)壓縮量一般取自由高度的10%～15%即 △H1=△H2△H0=（～）H0式中 △H0為橡膠預(yù)壓縮量（mm）故 △H1=△H1△H2=（～）H0 而 △H1=△H＇+△H＇＇ 式中 △H＇為頂件塊的工作行程（mm），△H＇=t+1，t為板料厚； △H＇＇為凸模刃口修模量（mm）3. 橡膠高度與直徑之比應(yīng)按下式校核： ≤≤ 模具總裝圖通過(guò)以上的設(shè)計(jì)，可得到如圖36所示的模具總裝圖：模具上模部分主要由上模墊板、凸模、凸模固定板及卸料板等組成。這種結(jié)構(gòu)的頂件力容易調(diào)節(jié)，工作可靠，沖件平直度較高。卸料釘尾部應(yīng)留有足夠的行程空間。卸料釘尾部應(yīng)留有足夠的行程空間。導(dǎo)料銷采用H7/m6安裝在落料凹模端面，導(dǎo)料銷導(dǎo)正部分與導(dǎo)正孔采用H9/h9配合。熱處理硬度為40~，導(dǎo)料板的進(jìn)料端安裝有承料板。而第一件的沖壓位置因?yàn)闂l料長(zhǎng)度有一定的余量，可以靠操作工來(lái)目測(cè)定。底板厚度：40 mm； 模柄孔尺寸：?40 mm60 mm。 校驗(yàn)是不是滿足?Hmax。由于該彈性頂出裝置在沖裁時(shí)能壓住工件，并及時(shí)地將工件從凹模內(nèi)頂出，因此可使沖出的工件表面平整。凹模具的外形尺寸：參考[2]P97（47）和式（48），取凹模的厚度H=21mm，凹模壁厚C=35mm. 凹模具零件簡(jiǎn)圖如下圖23：圖23 凹模 第3章 模具總體設(shè)計(jì)及主要零部件設(shè)計(jì) 模具結(jié)構(gòu)的選擇 由零件圖分析該模具采用正裝下頂出落料模。按比例畫出工件形狀，將工件輪廓線分為L(zhǎng)1，圖22 零件輪廓圖分析L2….L5的基本線段，并選定坐標(biāo)系XOY，計(jì)算步驟如下：1. 建立坐標(biāo)系XOY如圖所示,因工件左右對(duì)稱，其壓力中心一定在對(duì)稱軸Y上，即X0=02. 確定各個(gè)凹模的壓力中心在XOY坐標(biāo)系中的坐標(biāo)：L1=126214=98（mm）； Y1=0L2=6（3422）=72(mm): Y2=1/2(3422)=6（mm）L3=27=44（mm）Y3=22+7 (）=（mm）L4=222=（mm）Y4=22+=（mm）L5=82（mm） Y5=34（mm）Y0==（mm） 工作零件刃口尺寸計(jì)算在確定工作零件刃口尺寸計(jì)算方法之前，首先要考慮工作零件的加工方法及模具裝配方法。= mm178。直排,斜排,直對(duì)排和混合排,.根據(jù)零件的形狀和復(fù)雜程度，本設(shè)計(jì)我采用直排的方式排樣。方案一：模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只需一副模具，生產(chǎn)效率高，操作方便，工件精度也能滿足要求；方案二：模具制造的精度高，成本高，難以滿足大批量生產(chǎn)要求。方案二：落料沖孔復(fù)合沖壓。即可滿足零件的精度要求，也均符合沖裁的工藝要求，并且只需一次落料即可，圖中的孔距遠(yuǎn)大于最小孔距a≥2t的要求．工件其它尺寸的公差未標(biāo)注，全部視為自由公差，為IT12的尺寸精度一般的普通沖裁能夠滿足工件的要求。,切斷模,剖切模,切口模,整修模,精沖模.按工序組合程度分。成型工序的目的是使沖壓毛胚在不破壞其完整性的條件下產(chǎn)生塑性變形，并轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品所需要的形狀：成形工序又分為彎曲、拉深、翻邊、翻孔、脹形、擴(kuò)孔、縮孔和旋壓等。模具設(shè)計(jì)必須滿足工藝要求，最終滿足產(chǎn)品的形狀、尺寸和精度的要求。隨著汽車和家用電器等行業(yè)的飛速發(fā)展，在工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家，對(duì)發(fā)展冷沖壓生產(chǎn)給予了高度重視。與切削加工相比，冷沖壓靠模具和設(shè)備完成加工過(guò)程，所以具有生產(chǎn)效率高、加工成本低、材料利用率高 、產(chǎn)品一致性好、操作簡(jiǎn)單、便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化與自動(dòng)化等一系列優(yōu)點(diǎn)。利用安裝在壓力機(jī)上的模具對(duì)材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。汽車、摩托車、家電行業(yè)是模具最大的市場(chǎng)，占整個(gè)市場(chǎng)的60%以上。近十年來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，作為工業(yè)品基礎(chǔ)的模具行業(yè)，也得到了蓬勃發(fā)展，已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的重要產(chǎn)業(yè)。本設(shè)計(jì)是第一工序（沖裁）的模具。本設(shè)計(jì)共分四章分別論述了產(chǎn)品工藝分析，沖壓方案的確定，工藝計(jì)算，模板及零件設(shè)計(jì)，模具組立等問(wèn)題。作為基礎(chǔ)工業(yè)，模具的質(zhì)量、精度、壽命對(duì)其他工業(yè)的發(fā)展起著十分重要的作用，在國(guó)際上稱為“工業(yè)之母”。其中，冷沖壓模具歷史悠久、用途廣、技術(shù)成熟，在各種模具中所占比重最多。沖壓是在室溫下。在沖壓零件的生產(chǎn)中，合理的成形工藝、先進(jìn)的模具、高效的沖壓設(shè)備是比不可少的三要素。在國(guó)防方面，飛機(jī)、導(dǎo)彈、各種槍支與炮彈等產(chǎn)品中，冷沖壓加工的零件比例也是相當(dāng)大的。沖壓模具作為制造產(chǎn)品（或半產(chǎn)品）的一種工具，其作用是完成某種工藝。分離工序的目的是在沖壓過(guò)程中將沖壓件與板料按一定的輪廓線進(jìn)行分離：分離工序又可分為落料、沖孔和剪切等。 其結(jié)構(gòu)必須滿足沖壓生產(chǎn)的要求,既要沖出合格的坯料或工件,又要與生產(chǎn)批量相適應(yīng),而且還要具有操作安全,方便,使用壽命長(zhǎng),容易制造和維修等特點(diǎn),沖裁模的結(jié)構(gòu)形式很多.按工序性質(zhì)分。,按[1]，用一般精度的模具可達(dá)到的兩孔中心距公差為177。采用單工序模生產(chǎn)。采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。但由任務(wù)書可知，對(duì)于這個(gè)工件要求采用單工序正裝下頂出落料沖裁模進(jìn)行沖裁 排樣方式的確定排樣是指沖裁在條料,..排樣的方式有多種多樣,如。]mm178。根據(jù)以上數(shù)據(jù)得計(jì)算可得F=下面我們分別對(duì)卸料力、推件力和頂件力進(jìn)行計(jì)算：卸料力Fx=KxF （23）推件力Ft=nKtF （24）式中：F——kx——卸料力系數(shù)Kt——推件力系數(shù)