【正文】 試驗(yàn)的力值要求。（3）當(dāng)試驗(yàn)機(jī)提供500噸拉力即大約500kN時(shí)，求成形的板料的最大厚度求出t≈在做成形極限試驗(yàn)時(shí)。通過(guò)上述計(jì)算，可以得到如下結(jié)果： 一定板厚拉深變形時(shí)的最大試驗(yàn)力Fmax kN55,2045（3mm）30(3mm)(10mm)132912401100360A(10mm)BZJ 311() 一定試驗(yàn)力下能拉深的板料的最大厚度tmax mm55,2045（3mm）30(3mm)(10mm)360A(10mm)BZJ 311() 成形試驗(yàn)的最大試驗(yàn)力及能拉深的最大板厚4510360ABZJ 311Fmax(kN)15501115tmax(mm)第五章 模具的強(qiáng)度校核凸模在工作時(shí)受到交變載荷的作用，沖壓時(shí)受到軸向壓縮作用，所以當(dāng)沖壓過(guò)程中凸模有可能因受到壓應(yīng)力超過(guò)模具材料的許用壓應(yīng)力[σc]而損壞。如果凸模結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)徑比（l/d）＞10，又會(huì)因受壓失穩(wěn)而折斷。因此在設(shè)計(jì)或選用細(xì)長(zhǎng)凸模時(shí)，必須對(duì)其抗壓強(qiáng)度和抗彎剛度進(jìn)行校核。分析 凸?？箟簭?qiáng)度校核凸模正常工作的條件是其斷面承受的軸向壓應(yīng)力不應(yīng)超過(guò)模具材料的許用[5]，即 （）式中：σc——凸模斷面承受的壓應(yīng)力（MPa）；FΣ——作用在凸模端面上的總沖壓力（N）；S——凸模斷面面積（mm2）；[σc]——模具鋼的許用壓應(yīng)力（MPa）。 凸模抗壓失穩(wěn)校核細(xì)長(zhǎng)凸?？故Х€(wěn)條件，可用壓桿失穩(wěn)的歐拉公式確定。求壓桿失穩(wěn)臨界載荷Fcr的歐拉公式為 （）式中：Fcr——壓桿（凸模）失穩(wěn)時(shí)的臨界載荷（N）；lmax——臨界載荷作用下，壓桿（凸模伸出固定板）的“許用”長(zhǎng)度（mm）；E——彈性模數(shù)，對(duì)于模具鋼E=（~）105（MPa）；J——凸模最小端面的慣性矩（mm4），圓形凸模，J=πd4/64；μ——與支撐情況有關(guān)的長(zhǎng)度系數(shù)。由式（）可得： （）式中：K——安全系數(shù)，通常K=2~3。模具強(qiáng)度、剛度校核這里用T10A為凸模材料，它的許用應(yīng)力[σc]=981~1569MPa，對(duì)于小直徑、有導(dǎo)向的凸模此值可取為2000~3000MPa。在這里取[σc]=2000MPa。 成形極限試驗(yàn)根據(jù)式（）得所以，在最大工作載荷下滿足模具的強(qiáng)度要求。根據(jù)式（），取K=2，E=105MPa，μ=。得取l=200mm所以根據(jù)試驗(yàn)機(jī)的空間要求，取lmax=200mm，完全滿足模具的剛度要求。 拉深試驗(yàn)根據(jù)式（）得所以，所以，在最大工作載荷下滿足模具的強(qiáng)度要求。根據(jù)式（），取K=2，E=105MPa，μ=。得取l=200mm所以根據(jù)試驗(yàn)機(jī)的空間要求，取lmax=200mm，完全滿足模具的剛度要求。 凸耳試驗(yàn)根據(jù)式（）得所以，在最大工作載荷下滿足模具的強(qiáng)度要求。根據(jù)式（），取K=2，E=105MPa，μ=。得取l=200mm所以根據(jù)試驗(yàn)機(jī)的空間要求，取lmax=200mm，完全滿足模具的剛度要求。 擴(kuò)孔試驗(yàn)根據(jù)式（）得（1）凸模直徑dp=25mm：（2）凸模直徑dp=40mm：（3）凸模直徑dp=55mm，所以，在最大工作載荷下所有模具都滿足強(qiáng)度要求。根據(jù)式（），取K=2，E=105MPa，μ=。得（1）凸模直徑dp=25mm（2）凸模直徑dp=40mm（3）凸模直徑dp=55mm取l=200mm所以根據(jù)試驗(yàn)機(jī)的空間要求，取lmax=200mm，完全滿足模具的剛度要求。 錐杯試驗(yàn) 對(duì)于鋼球有對(duì)于鋼球有接觸應(yīng)力，在剛開始時(shí)， （）式中：σmax——最大接觸壓應(yīng)力（MPa）；P——集中載荷（N）；E——彈性模量（MPa）；R——球半徑，如圖所示（m）。但因試驗(yàn)開始時(shí)P趨于0，所以σmax也趨于0。 （）式中：R1——球半徑，如圖所示（m）；R2——球半徑，如圖所示（m）。因?yàn)樵诖诉^(guò)程中P和R2都是在不斷的變化著的，P逐漸增加，R2逐漸減小。設(shè)在試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，P=500kN，R2接近于R1時(shí)，得出最大接觸壓應(yīng)力。在這里取鋼球的需用應(yīng)力[σc]=3000MPa。（1） 取P=500kN，E=105，當(dāng)R1=，R2=。時(shí)（2） 取P=500kN，E=105，當(dāng)R1=，R2=9mm。時(shí)（3） 取P=500kN，E=105，當(dāng)R1=，R2=。時(shí)（4） 取P=500kN，E=105，當(dāng)R1=，R2=。時(shí)所以，在最大工作載荷下所有模具都滿足強(qiáng)度要求。 對(duì)凸模 凸?？箟簭?qiáng)度校核如圖所示因?yàn)樾D(zhuǎn)體是對(duì)稱結(jié)構(gòu)，所以取圖上的左半部分來(lái)分析。（1）凸模直徑dp=均小于許用壓應(yīng)力。（2）凸模直徑dp=均小于許用壓應(yīng)力。（3）凸模直徑dp=均小于許用壓應(yīng)力。（4）凸模直徑dp=均小于許用壓應(yīng)力。 凸模抗壓失穩(wěn)校核根據(jù)式（），取K=2，E=105MPa，μ=。得（1）凸模直徑dp=（2）凸模直徑dp=（3）凸模直徑dp= （4）凸模直徑dp=l=70mm 所以根據(jù)試驗(yàn)機(jī)的空間要求，取lmax=70mm，完全滿足模具的剛度要求。第六章 試驗(yàn)機(jī)主體強(qiáng)度校核四承力柱的強(qiáng)度校核試驗(yàn)機(jī)的材料是45，四承力柱只受軸向的載荷作用，且試驗(yàn)機(jī)所能提供的最大成形力為500kN。所以當(dāng)F總=500kN時(shí)，更承力柱所承受的力都為F= F總/4=125kN由附錄A所示的TE成形試驗(yàn)機(jī)可知承力柱是階梯形的都小于45鋼的屈服應(yīng)力。 承力柱的受力上下工作臺(tái)的彎曲強(qiáng)度校核因?yàn)檫@里梁的截面積都很大，所以強(qiáng)度不成的問(wèn)題，所以在本段主要考慮的就是梁的彎曲問(wèn)題。在外力作用下，梁的軸線（即橫截面形心的連接線）由直線變?yōu)榍€，變彎后的梁軸稱為撓曲軸，它是一條連續(xù)二光滑的曲線[11]。橫截面的形心在垂直于梁軸方向的位移，稱為撓度，并用w表示。不同截面的撓度一般不同，所以如果沿變形前的梁軸建立坐標(biāo)軸x，則 W=w(x) （）當(dāng)梁彎曲時(shí)，由于梁軸的長(zhǎng)度保持不變，因此，截面形心沿梁軸方向也存在位移，但在小變形的條件下，截面形心的軸向位移遠(yuǎn)小于橫向位移，因此可以忽略不計(jì)。所以式（）亦代表?yè)锨S的解析表達(dá)式，或稱為撓曲軸方程。純彎曲的中性層曲率表示的彎曲變形公式：如果忽略剪力對(duì)梁變形的影響，則上式也可用于一般非純彎曲。在這種情況下，由于彎矩M與曲率半徑 ρ均為x的函數(shù)，上式變?yōu)? （）即撓曲軸上任意一點(diǎn)的曲率1/ρ(x)與該點(diǎn)橫截面上的彎矩M(x)成正比，而與該截面的彎曲剛度EI成反比。有高等數(shù)學(xué)可知，平面曲線w=w(x)上任一點(diǎn)的曲率為將上述關(guān)系用于分析梁的變形，于是有式（）得 （）上式稱為撓曲軸微分方程。在工程實(shí)際中，梁的轉(zhuǎn)角一般均很小，因此(dw/dx)2之值遠(yuǎn)小于1，所以，式（）簡(jiǎn)化為 （）上式即為撓曲軸近似微分方程。將撓曲軸近似方程相繼幾分兩次，得 （）式中，C與D微積分常數(shù)。上述積分常數(shù)可利用梁上的某些截面的已知位移來(lái)確定。例如，在固定端處，橫截面的撓度為零；在鉸支座處，橫截面的撓度為零等。積分常數(shù)確定后，將其帶入式（），即得梁的撓曲軸方程。w=f(x)所以，有下列公式適用于該工作臺(tái)的校核。 上工作臺(tái)受力圖[8] 對(duì)于工作臺(tái)的彎曲要求是。式中 F=Fc+Fp=50kN+500kN，l=690mm，E=105MPa,Me=F39。l39。=500kN410mm=108NmmI=bh3/12=6901003=107mm4所以有：所以，工作臺(tái)的彎曲符合要求。第七章 結(jié)論本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是為板料成形試驗(yàn)進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，通過(guò)近三個(gè)月的工作，使我對(duì)模具的設(shè)計(jì)又有了一些新的認(rèn)識(shí)。三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)已接近尾聲，現(xiàn)在回想起來(lái)有很多東西也只有在這個(gè)時(shí)候才會(huì)使人的心靈受到觸動(dòng)，使人受益。模具設(shè)計(jì)貫穿設(shè)計(jì)、制造、使用，維護(hù)的整個(gè)過(guò)程，設(shè)計(jì)師的疏忽總會(huì)在這些方面反映出來(lái)，成功與否是很容易判斷的。設(shè)計(jì)過(guò)程中，受制造的影響很大，亦就是說(shuō)好的設(shè)計(jì)師不能脫離制造的，對(duì)制造越了解，越有助于提高設(shè)計(jì)水平。在模具設(shè)計(jì)過(guò)成中，我們還要注意的是創(chuàng)新，即在繼承前人的基礎(chǔ)上作出更好的。通常創(chuàng)新分為兩種，一種就是構(gòu)成事物舊有元素的重新組合，一種就是在舊有元素上加一些新的元素。所以，不管怎樣，創(chuàng)新的東西總是含有一些舊有事物的影子是不可否認(rèn)的。正像哲學(xué)中所講，新事物都是在肯定中否定，否定中有肯定中產(chǎn)生的。不能為了創(chuàng)新，把舊有的東西全盤拋棄。所以我們強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新，但不能忘記繼承，只有繼承，沒有創(chuàng)新，那是因循守舊，而只有創(chuàng)新，沒有繼承，那是空中樓閣。通過(guò)板料成形試驗(yàn)的力學(xué)性能極限分析及計(jì)算可知，對(duì)于金屬薄板成形性能試驗(yàn)所需的最大成形力隨著凹模圓角半徑的增大而減小，試驗(yàn)機(jī)能成形的板料也越厚。所設(shè)計(jì)的模具在使用于試驗(yàn)時(shí)對(duì)幾種典型材料的成形是有一定的差別的。板料的抗拉強(qiáng)度越小，試驗(yàn)機(jī)能成形的板料也越厚。雖然對(duì)于一些較厚的船用板仍然達(dá)不到其成形效果，但對(duì)于成形汽車類的薄板和中厚板卻有很好的效果。由模具的強(qiáng)度及剛度校核可知，在進(jìn)行金屬薄板成形性能試驗(yàn)時(shí)模具的強(qiáng)度與剛度也都達(dá)到了試驗(yàn)的要求。附錄附錄A 拉深試驗(yàn)?zāi)＞?附錄B 擴(kuò)孔試驗(yàn)?zāi)＞?附錄C 錐杯試驗(yàn)?zāi)＞?附錄D 凸耳試驗(yàn)?zāi)＞?附錄E 成形極限圖試驗(yàn)?zāi)＞?參考文獻(xiàn)[1] 金屬薄板成形性能與試驗(yàn)方法 國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局 GB/T ～[2] 田東 SolidWorks2005三位機(jī)械設(shè)計(jì) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社[3] 孫勝 計(jì)算機(jī)在金屬塑性變形中的應(yīng)用技術(shù) 廣東 廣東科技出版社[4] 李志剛 模具CAD/CAM 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1994[5] 王秀鳳 萬(wàn)良輝 冷沖壓模具設(shè)計(jì)與制造 北京 北京航空航天大學(xué)出版社 2005：4447，115[6] 鄭可锽 實(shí)用沖壓模具設(shè)計(jì)手冊(cè) 宇航出版社[7] 梁炳文 板金沖壓工藝手冊(cè) 國(guó)防工業(yè)出版社[8] 胡世光 陳鶴崢 板料冷壓成形原理 7080[9] 實(shí)用沖壓技術(shù)手冊(cè)[10] 梁炳文 胡世光 板料成形塑性理論 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1987：453473[11] 單輝祖 材料力學(xué)（Ⅱ）北京高等教育出版社 1999：143151，174184[12] 李碩本 沖壓工藝學(xué) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1984[13] 薛啟翔 沖壓模具與制造 化學(xué)工業(yè)出版社 [14] 甄瑞麟 模具制造工藝學(xué) 北京 清華大學(xué)出版社