【正文】 試驗的力值要求。（3）當(dāng)試驗機提供500噸拉力即大約500kN時，求成形的板料的最大厚度求出t≈在做成形極限試驗時。通過上述計算，可以得到如下結(jié)果： 一定板厚拉深變形時的最大試驗力Fmax kN55,2045（3mm）30(3mm)(10mm)132912401100360A(10mm)BZJ 311() 一定試驗力下能拉深的板料的最大厚度tmax mm55,2045（3mm）30(3mm)(10mm)360A(10mm)BZJ 311() 成形試驗的最大試驗力及能拉深的最大板厚4510360ABZJ 311Fmax(kN)15501115tmax(mm)第五章 模具的強度校核凸模在工作時受到交變載荷的作用，沖壓時受到軸向壓縮作用，所以當(dāng)沖壓過程中凸模有可能因受到壓應(yīng)力超過模具材料的許用壓應(yīng)力[σc]而損壞。如果凸模結(jié)構(gòu)的長徑比（l/d）＞10，又會因受壓失穩(wěn)而折斷。因此在設(shè)計或選用細(xì)長凸模時，必須對其抗壓強度和抗彎剛度進(jìn)行校核。分析 凸模抗壓強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?？箟菏Х€(wěn)校核細(xì)長凸?？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”長度（mm）；E——彈性模數(shù)，對于模具鋼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)的長度系數(shù)。由式（）可得： （）式中：K——安全系數(shù)，通常K=2~3。模具強度、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。 成形極限試驗根據(jù)式（）得所以，在最大工作載荷下滿足模具的強度要求。根據(jù)式（），取K=2，E=105MPa，μ=。得取l=200mm所以根據(jù)試驗機的空間要求，取lmax=200mm，完全滿足模具的剛度要求。 拉深試驗根據(jù)式（）得所以，所以，在最大工作載荷下滿足模具的強度要求。根據(jù)式（），取K=2，E=105MPa，μ=。得取l=200mm所以根據(jù)試驗機的空間要求，取lmax=200mm，完全滿足模具的剛度要求。 凸耳試驗根據(jù)式（）得所以，在最大工作載荷下滿足模具的強度要求。根據(jù)式（），取K=2，E=105MPa，μ=。得取l=200mm所以根據(jù)試驗機的空間要求，取lmax=200mm，完全滿足模具的剛度要求。 擴孔試驗根據(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)試驗機的空間要求，取lmax=200mm，完全滿足模具的剛度要求。 錐杯試驗 對于鋼球有對于鋼球有接觸應(yīng)力，在剛開始時， （）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）。但因試驗開始時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）。因為在此過程中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)在試驗結(jié)束時，P=500kN，R2接近于R1時，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（2） 取P=500kN，E=105，當(dāng)R1=，R2=9mm。時（3） 取P=500kN，E=105，當(dāng)R1=，R2=。時（4） 取P=500kN，E=105，當(dāng)R1=，R2=。時所以，在最大工作載荷下所有模具都滿足強度要求。 對凸模 凸?？箟簭姸刃：巳鐖D所示因為旋轉(zhuǎn)體是對稱結(jié)構(gòu)，所以取圖上的左半部分來分析。（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)試驗機的空間要求，取lmax=70mm，完全滿足模具的剛度要求。第六章 試驗機主體強度校核四承力柱的強度校核試驗機的材料是45，四承力柱只受軸向的載荷作用，且試驗機所能提供的最大成形力為500kN。所以當(dāng)F總=500kN時，更承力柱所承受的力都為F= F總/4=125kN由附錄A所示的TE成形試驗機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的彎曲強度校核因為這里梁的截面積都很大，所以強度不成的問題，所以在本段主要考慮的就是梁的彎曲問題。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，由于梁軸的長度保持不變，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。所以式（）亦代表撓曲軸的解析表達(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的曲率1/ρ(x)與該點橫截面上的彎矩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的校核。 上工作臺受力圖[8] 對于工作臺的彎曲要求是。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，工作臺的彎曲符合要求。第七章 結(jié)論本次畢業(yè)設(shè)計的課題是為板料成形試驗進(jìn)行模具設(shè)計，通過近三個月的工作，使我對模具的設(shè)計又有了一些新的認(rèn)識。三個月的畢業(yè)設(shè)計已接近尾聲，現(xiàn)在回想起來有很多東西也只有在這個時候才會使人的心靈受到觸動，使人受益。模具設(shè)計貫穿設(shè)計、制造、使用，維護(hù)的整個過程，設(shè)計師的疏忽總會在這些方面反映出來，成功與否是很容易判斷的。設(shè)計過程中，受制造的影響很大，亦就是說好的設(shè)計師不能脫離制造的，對制造越了解，越有助于提高設(shè)計水平。在模具設(shè)計過成中，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。通過板料成形試驗的力學(xué)性能極限分析及計算可知，對于金屬薄板成形性能試驗所需的最大成形力隨著凹模圓角半徑的增大而減小，試驗機能成形的板料也越厚。所設(shè)計的模具在使用于試驗時對幾種典型材料的成形是有一定的差別的。板料的抗拉強度越小，試驗機能成形的板料也越厚。雖然對于一些較厚的船用板仍然達(dá)不到其成形效果，但對于成形汽車類的薄板和中厚板卻有很好的效果。由模具的強度及剛度校核可知，在進(jìn)行金屬薄板成形性能試驗時模具的強度與剛度也都達(dá)到了試驗的要求。附錄附錄A 拉深試驗?zāi)＞?附錄B 擴孔試驗?zāi)＞?附錄C 錐杯試驗?zāi)＞?附錄D 凸耳試驗?zāi)＞?附錄E 成形極限圖試驗?zāi)＞?參考文獻(xiàn)[1] 金屬薄板成形性能與試驗方法 國家技術(shù)監(jiān)督局 GB/T ～[2] 田東 SolidWorks2005三位機械設(shè)計 北京 機械工業(yè)出版社[3] 孫勝 計算機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 機械工業(yè)出版社 1994[5] 王秀鳳 萬良輝 冷沖壓模具設(shè)計與制造 北京 北京航空航天大學(xué)出版社 2005：4447，115[6] 鄭可锽 實用沖壓模具設(shè)計手冊 宇航出版社[7] 梁炳文 板金沖壓工藝手冊 國防工業(yè)出版社[8] 胡世光 陳鶴崢 板料冷壓成形原理 7080[9] 實用沖壓技術(shù)手冊[10] 梁炳文 胡世光 板料成形塑性理論 北京 機械工業(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