【正文】 借助于對(duì)三個(gè)階段的聲發(fā)射信號(hào)的相對(duì)時(shí)間和振幅及聲發(fā)射總計(jì)數(shù)的分析，可了解胚料硬度的影響，當(dāng)胚料硬度變化時(shí)可觀察到下列結(jié)果：材料邊軟時(shí)，由于韌性的增加，引起了第而二階段的擴(kuò)異，因此第三階○ 1段開(kāi)始時(shí)間延遲；對(duì)軟胚料，第二和第三階段的聲發(fā)射信號(hào)振幅下降；○ 2聲發(fā)射總計(jì)數(shù)和材料極限強(qiáng)度之間存在良好的線形關(guān)系。本文調(diào)查研究了時(shí)間沖孔過(guò)程中所發(fā)射的總體聲發(fā)射信號(hào)的特征和材料硬度對(duì)聲發(fā)射信號(hào)的影響。 聲發(fā)射總計(jì)數(shù)=N ∝ = uTEW2即在聲發(fā)射總計(jì)數(shù)與極限強(qiáng)度之間存在線形關(guān)系。u 是屈服應(yīng)力。圖9 給出了聲發(fā)射能量 WAE。應(yīng)該知道在塑性變形階段所做的功大部分轉(zhuǎn)化為熱，在塑料屈服和塑性變形中的 AE 活動(dòng)處于很低的水平（焊接和塑性變形的 AE 信號(hào)處于微伏級(jí)，而本文研究的沖床 AE 信號(hào)高達(dá)幾百微伏的量級(jí)） ，所以可合理地假設(shè)，在兩個(gè)長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文39斷裂階段迅速釋放的能量就是橫發(fā)射源。 下面擬對(duì)上述線形關(guān)系作一解釋。對(duì)剪切波傳感器有 N = u133T 相關(guān)系數(shù)為 。圖 7 中聲發(fā)射總計(jì)數(shù) NT 和極限強(qiáng)度 248。材料韌性的增加使脆斷發(fā)生前凸模切入胚料更深，引起第二個(gè)階段擴(kuò)異和第三個(gè)階段延遲，在電鏡照片中可以清楚地看到，剪切帶增寬，斷裂帶變窄，由于軟材料的斷裂的聲發(fā)射振幅減小，還可以注意到線電壓—位移傳感器跡線偏離諧運(yùn)動(dòng)較小。下為對(duì)聲發(fā)射信號(hào)的觀察結(jié)果：發(fā)射信號(hào)在開(kāi)始點(diǎn)的相對(duì)時(shí)間以及線電壓—位移傳感器的電壓相同，并○ 1與胚料硬度無(wú)關(guān)，即相對(duì)時(shí)間和凸模位置在初始沖擊點(diǎn)是不變的；對(duì)于軟材料，聲發(fā)射第三個(gè)階段擴(kuò)異延長(zhǎng)；○ 2對(duì)于軟材料，聲發(fā)射第三個(gè)階段延遲，其振幅也較小。實(shí)驗(yàn)所用模具為壓配模，凸模直徑 厘米，凸模和凹模雙邊間隙 毫米。圖 5 表示這些材料在拉伸實(shí)驗(yàn)下的應(yīng)力—應(yīng)變曲線。 毫米）胚料經(jīng)過(guò)熱處理獲得不同的硬度，這樣薄的胚料只能用簡(jiǎn)單拉伸實(shí)驗(yàn)下測(cè)得的極限硬度通過(guò)轉(zhuǎn)換表?yè)Q算成 HB 硬度。因此可以認(rèn)為，了解硬度的影響是進(jìn)行其他參數(shù)研究的前提。四、胚料硬度的影響再許多可能的參數(shù)中，胚料硬度是首先要考察的。如彈簧卸料板，在凸模沖壓前會(huì)產(chǎn)生附加信號(hào)。第一點(diǎn)早已提到過(guò)，圖 3 和圖 4 所表示的發(fā)射信號(hào)是特定沖床和底板的特征信號(hào)。這兩個(gè)階段的斷裂很象疲勞斷裂，平滑斷裂表面是在慢速度裂紋擴(kuò)異階段逐步產(chǎn)生的，隨后是以災(zāi)難性斷裂宣告結(jié)束的疲勞壽命最后階段形成的剪切帶，而廢料上部粗糙的斷裂帶，形成的粗糙斷裂面。檢測(cè)掃描電鏡照片可清楚地發(fā)明兩個(gè)階段的斷裂現(xiàn)象。（3）當(dāng)胚料和模具到達(dá)圖 4 所示位置時(shí)，凸模和滑塊積蓄了足夠大的力以克服胚料的阻力，然后發(fā)生最后的脆斷，這種類(lèi)型的脆斷是瞬時(shí)的。（2）彈性階段后，胚料兩邊發(fā)生塑性變形，而且開(kāi)始產(chǎn)生擠壓力類(lèi)型的塑性剪斷。圖 3 中的蟲(chóng)牙信號(hào)早時(shí)間量程中被逐漸放大，在圖中可以看到，沖壓信號(hào)由三個(gè)不同階段組成：（1）持續(xù)約 毫秒的低振幅初始階段；（2）其次是接近 4 毫秒的中振幅階段；（3）具有后繼衰減的高振幅短突發(fā)階段；圖 4 表明了相同的聲發(fā)射信號(hào)和線電壓—位移傳感器跡線重疊的結(jié)構(gòu)（在圖 4 及以后的圖中，線電壓—位移傳感器跡線調(diào)節(jié)到脆斷開(kāi)始時(shí)凸模高度以上 毫米）及沖裁最后分離時(shí)凸、凹模的位置和廢料斷裂面的掃描斷鏡照片。這樣，從前一個(gè)窗口可觀察沖孔作業(yè)，從后一個(gè)窗口可檢測(cè)沖床循環(huán)的其余階段并探測(cè)異常情況，如零件松動(dòng)（當(dāng)從正常操作中獲得的聲發(fā)射計(jì)數(shù)上下限被預(yù)置的信號(hào)處理器后，本系統(tǒng)可探測(cè)到一個(gè)硬幣掉在墊板上并立即停止沖床運(yùn)轉(zhuǎn)） 。軸承和離合器的成分可在沖床進(jìn)行、喂料器不工作的情況下加以區(qū)分，喂料成分可手工步進(jìn)送料操作加以確定。如圖所示，最大的聲發(fā)射突發(fā)發(fā)生在凸模到達(dá)下止點(diǎn)前，并在沖完胚料后消失，這意味著，這一特別的突發(fā)信號(hào)是在實(shí)際沖孔時(shí)發(fā)生的。因此，為了顯示特征，首先要區(qū)分信號(hào)的兩大類(lèi)。后者是由軸承、離合器、喂料器所發(fā)生的，是沖床的特征信號(hào)。為了具有最大的敏感性，它的極性可沿著滑塊的運(yùn)動(dòng)方向（即胚料斷裂方向）布置。一般壓力波信號(hào)比剪切波信號(hào)強(qiáng)，但剪切波傳感器對(duì)振動(dòng)類(lèi)的機(jī)械噪聲如軸承噪聲、喂料噪聲等相對(duì)不敏感。壓力波和剪切波傳感器可用于這一研究。這一性能對(duì)分批生產(chǎn)作業(yè)是絕對(duì)必要的。為了調(diào)整以得到的數(shù)據(jù)，將信息儲(chǔ)存在軟盤(pán)上，然后將這些數(shù)據(jù)送入 PDD—10計(jì)算機(jī)中樹(shù)立。這樣聲發(fā)射計(jì)數(shù)的研究便具有直接的物理意義：波動(dòng)中彈性性能量平方根的相對(duì)量度。信號(hào)處理器在一特定階段測(cè)量的數(shù)字化包絡(luò)強(qiáng)度即為聲發(fā)射計(jì)數(shù)。壓力波和剪切波傳感器分別裝在墊板和底版上，可從其中任一傳感器接受聲發(fā)射信號(hào)，如放大信號(hào)的包絡(luò)線超過(guò)預(yù)置門(mén)檻值，其強(qiáng)度就由電壓/頻率轉(zhuǎn)換器作數(shù)字化處理，凸模的相對(duì)位置由裝在沖床架和滑塊間的線電壓一位移傳感器（LVDT）同時(shí)測(cè)出。沖床型號(hào)是Minster3(額定電壓 )22 噸，行程次數(shù) 150 次/分鐘，行程 5 厘米。本文對(duì)用于這些實(shí)驗(yàn)的硬件在第二節(jié)中加以描述，而典型的聲發(fā)射信號(hào)的全部特征在第三節(jié)中說(shuō)明，上述的影響參數(shù)中胚料硬度和影響在第四節(jié)中描述，第五節(jié)是關(guān)于研究的概要，其實(shí)參數(shù)如胚料厚度，模具大小和模具磨損的影響將在第二部分發(fā)表。然而來(lái)自沖床的復(fù)雜信號(hào)是如此復(fù)雜，以致以上信號(hào)特征不能提供任何有用的信息，本文所研究的聲發(fā)射信號(hào)的真實(shí)，有意義的特征是用鑒別，相對(duì)時(shí)間以及沖孔階段發(fā)射信號(hào)的影響。因?yàn)槁暟l(fā)生技術(shù)采用接觸式壓電晶傳感器和更多的信號(hào)處理技術(shù)各大學(xué)工業(yè)實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家和工程師發(fā)展了聲發(fā)生技術(shù)，因此本文不再做詳細(xì)的討論，文獻(xiàn)中集中介紹了聲發(fā)射技術(shù)在工業(yè)上的應(yīng)用，Lorol 最近的文章對(duì)聲發(fā)生領(lǐng)域作了全面的回顧。而且用拾音器探測(cè)空氣傳播的聲信號(hào)，這一方法受到有限的頻率范圍，空氣中信號(hào)的耗散環(huán)境噪聲干擾的限制。在政策條件下，人們認(rèn)為作為機(jī)器特征的聲信號(hào)是保持相對(duì)穩(wěn)定的，因此，信號(hào)強(qiáng)度的任何變化都可以視為異常的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。Aleen Steward 和 Koss 等人早已把空氣傳播的聲間分析技術(shù)應(yīng)用于噪聲控制和振動(dòng)分析，Mallick 也用這種方法監(jiān)測(cè)沖床，這種新概念也應(yīng)用在 Mallick 的工作中。長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文33參考資料馮炳亮 、 韓秦英 、 殷振海 、蔣文森編 《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》 上海出版社 由《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)》編寫(xiě)組編 《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè) 》 機(jī)械工業(yè)出版社 宋王恒 主編 《塑料注射模具設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》 航空工業(yè)出版社 田克華 主編 《互換性與測(cè)量技術(shù)設(shè)計(jì)》 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 大連理工大學(xué)工程畫(huà)教研室 《機(jī)械制圖》 高等教育出版社 陳作模 、孫恒 主編 《機(jī)械原理》 高等教育出版社 濮良貴 、紀(jì)各剛 主編 《機(jī)械設(shè)計(jì)》 高等教育出版社 打印機(jī)壓輪34聲發(fā)射(AE)監(jiān)測(cè)沖壓 美 金第一部分:信號(hào)特征和胚料硬度的影響前言隨著高速?zèng)_壓床在工業(yè)上的廣泛應(yīng)用,由于沖床操作時(shí)的安全可靠的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)變得益重要,其重要的理由用是可籍以避免模具和機(jī)床的嚴(yán)重?fù)p壞,并及早發(fā)現(xiàn)異常操作條件而減少昂貴的停機(jī)時(shí)間和模具費(fèi)用.送料錯(cuò)誤,潤(rùn)滑失效,零件松動(dòng)和廢料堵塞等這些沖床的典型損壞形式,在未被覺(jué)察的情況下,產(chǎn)生大量的不良的產(chǎn)品并加速成工具磨損和斷裂或使機(jī)架過(guò)載，這時(shí)高速部床來(lái)說(shuō)尤為嚴(yán)重，某些損壞可用光電管，微動(dòng)開(kāi)關(guān)或由監(jiān)視儀所控制的應(yīng)變儀檢測(cè)，然而這些監(jiān)視的性能是有有限的，但聲信號(hào)分析對(duì)全過(guò)程檢測(cè)具有更大的潛力。另一方面，由于對(duì)許多領(lǐng)域知識(shí)掌握不足和尚缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在整個(gè)設(shè)計(jì)中會(huì)出現(xiàn)一定程度的欠缺和不完善。設(shè)計(jì)不是孤立的，它是各種知識(shí)的綜合運(yùn)用，是一種知識(shí)分散重組的創(chuàng)造性活動(dòng)。d+D1=(+1)+108.=選用兩個(gè)端面均勻與鄰圈并緊并磨平的ＹＩ型打印機(jī)壓輪324．設(shè)計(jì)總結(jié)通過(guò)本次設(shè)計(jì)，使我對(duì)本專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)方向和專(zhuān)業(yè)知識(shí)的綜合運(yùn)用進(jìn)行了一次全面的實(shí)踐，圍繞著“ 以人為本，工程技術(shù)與藝術(shù)相融合” 的原則，對(duì)傳統(tǒng)的臺(tái)式鉆床進(jìn)行了一次全新的設(shè)計(jì)，從機(jī)械設(shè)計(jì)和藝術(shù)設(shè)計(jì)中得到了一次鍛煉。d+D1(6+1)+=9mmb、d=,D=14mm,p≈,Flim=,f’=,Ho=22～115mm, n=～ 圈,n 取 10 圈，1+,q=103kg,D1=D2=LI 型 Ho=(n+1)長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文31h2= = ==?E314503..2?本模具選 10mm ?∴模具底板合格。a、組合式凹模側(cè)壁剛度校核 )(.1)urPE1(h 1 ?????????? 本模具選 5mm 5∴模具側(cè)壁合格。推板的厚度 H 按下式計(jì)算：H=（ ）1/3 （cm）EBYQH—推板厚度（cm ）L—推板間距（cm ）Q—總脫模力（N）E—鋼材的彈性模量（N/cm2）一般中碳鋼 E=107B—推板寬度（cm）Y—推板允許的最大變形量（cm）則：)(?????∴推板強(qiáng)度合格推板與推桿孔之間的雙邊間隙，應(yīng)保證即不溢料而又能排氣，對(duì)于流動(dòng)性較好的塑料聚乙烯，應(yīng)大大于 ～。推桿的應(yīng)力校核根據(jù)《塑料模具手冊(cè)》244 頁(yè)打印機(jī)壓輪30)/(dn4Q22cmNs????式中 —推桿應(yīng)力（N/cm2）s—推桿鋼材的屈服極限強(qiáng)度（N/cm） 一般中碳鋼2/30cmNs??合金結(jié)構(gòu)鋼2/40cs??則：22 // csN???∴推桿的強(qiáng)度合格。S≥K1+K2+（5~10 ）K1—制品的脫模距離 mmK2—三板模澆道分型距離 mm本模具的脫模尺寸為 K1=50mm,K2=80mm, 則：S=35050+80+10= 140mm滿足開(kāi)模行程要求。注射機(jī)的最大開(kāi)模行程與厚度無(wú)關(guān)。同時(shí)校核模具的外形尺寸，使得模具從注射機(jī)拉桿間裝入。][2????本模具取 作用于螺釘?shù)目偫?NtgatgHbPRn 5252 ]15)([103])([ ????????? ??螺釘直徑尺寸 cmnd ][~05?????拉本模具取 10mm由《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》428 頁(yè) 模具厚度校核所設(shè)計(jì)的模具總厚度應(yīng)在注射機(jī)的最大模具厚度 250mm 和最小厚度250mm 之間。Ks 523P—型腔內(nèi)注射壓力強(qiáng)度（Mpa）PB—基本壓力（Mpa）Kc—依材料的系數(shù)Ks—依塑料幾何形狀的復(fù)雜程度而異的系數(shù) Ks=1~平均壁厚 t=3mm最長(zhǎng)流程為 86+7+55=148mm由圖 553 壁厚為 3mm 時(shí) L/t=148/3=≈50Ps=由表 525 查得 Kc=1塑件形狀復(fù)雜 Ks= 由公式 523 求得：P=1=≈27Mpa2 腔的總投影面積為： 222 )/3( cmA???????由公式 524 F=根據(jù)《塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》181 頁(yè)注射基本壓力 P=PB 鎖模力的校核當(dāng)高壓塑料熔體充滿型腔時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很大的壓力，使模具沿分型面脹開(kāi)，其值等于制件和澆注系統(tǒng)的面積之和的投影乘以型腔內(nèi)的塑料的壓力。)(mV???②分流道6176。從模具的設(shè)計(jì)角度來(lái)看，應(yīng)該了解的技術(shù)規(guī)范有：注射機(jī)的最大注射量、最大注射壓力、最大頂出力、最大成型面積、模具的最大厚度及最小厚度、最大開(kāi)模行程、以及機(jī)床安裝模板螺釘孔（或丁形槽）的位置與尺寸。? ?1211打印機(jī)壓輪26右視圖： .90.90.170.170.47575 9150.長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文27俯視圖： 模具和注射機(jī)的關(guān)系我們知道每副模具只能安裝在與其想適應(yīng)的注射機(jī)上進(jìn)行生產(chǎn)。導(dǎo)柱、導(dǎo)套的尺寸、形狀如下：長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文23圖 6 塑料模具設(shè)計(jì)如下左視圖：打印機(jī)壓輪24R10.限 位深 4?spspspspspspspspspKO170.170. 90. 90.5 sp. 5 6M8 7517