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學(xué)校代碼：10410
序 號：050405
本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計
題目： 墊片落料沖孔倒裝復(fù)合模
學(xué) 院： 工 學(xué) 院
姓 名： 韓平
學(xué) 號： 20050405
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化
年 級： 05
指導(dǎo)教師： 楊衛(wèi)平
二OO九年 五 月
i
墊片落料沖孔倒裝復(fù)合模
1.1引言
改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，市場對模具的需求不斷增長。近年來，模具工業(yè)一直以15%左右的增長速度發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體，合資，獨(dú)資和私營也得到了快速發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)”；廣東一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍，美的，康佳等集團(tuán)紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨(dú)資的模具企業(yè)以有幾千家。
隨著與國際接軌的腳步不斷加快，市場競爭的日益加劇，人們已經(jīng)越來越認(rèn)識到產(chǎn)品質(zhì)量，成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性。而模具制造是整個鏈條中最基礎(chǔ)的要素之一，模具自主技術(shù)現(xiàn)已成為衡量一個國家制造也水平高低的重要標(biāo)志，并在很大程度上決定企業(yè)的生存空間。
近年來許模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度，將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。一些國家內(nèi)模具企業(yè)以普及了二維CAD，并陸續(xù)開始使用UG,
PRO/E,I-DE等國際通用軟件，個別廠家還引進(jìn)了Moldflow,C-flow,和MAGMASOFT等CAE軟件，并已成為應(yīng)用于沖壓模的設(shè)計中。
以汽車覆蓋模具為代表的大型沖壓模具的制造技術(shù)已已取得進(jìn)步，東風(fēng)汽車公司模具廠，一汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分橋車覆蓋件模具。此外，許多研究機(jī)構(gòu)和大專院校開展模具技術(shù)的研究和開發(fā)。經(jīng)過多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)方面取得顯著進(jìn)步；在提高質(zhì)量和縮短模具設(shè)計制造周期等方面做出了巨大貢獻(xiàn)。
例如，吉林大學(xué)汽車覆蓋件成型技術(shù)所獨(dú)立研制的汽車覆蓋件沖壓成型分析KAMS軟件，華中理工大學(xué)模具技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)開發(fā)的注塑模，汽車覆蓋件模具和級進(jìn)模CAD/CAE/CAM軟件，上海交通大學(xué)模具CAD國家工程研究中心開發(fā)的冷沖壓模和精沖研究中心開發(fā)的冷沖模和經(jīng)沖模CAD軟件等在國內(nèi)模具行業(yè)用有不少的用戶。
雖然中國模具工業(yè)在過去十多年內(nèi)取得了令人矚目的成就，但在許多方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比例比較低；CAD/CAE/CAM普及率不高；許多先進(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛等等，致使相當(dāng)一部分大型，精密，復(fù)雜和長壽命的模具依賴進(jìn)口。
未來沖壓模具技術(shù)發(fā)展應(yīng)該為適應(yīng)模具產(chǎn)品“交貨期短”“精度高”“質(zhì)量好”“價格低”的要求服務(wù)。全面推廣CAD/CAE/CAM技術(shù)是模具設(shè)計制造的發(fā)展方向。隨著微機(jī)軟件的發(fā)展和進(jìn)步，普及CAD/CAE/CAM技術(shù)條件已成熟，各企業(yè)將加大CAD/CAE/CAM技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)的力度；進(jìn)一步擴(kuò)大CAE技術(shù)的應(yīng)用范圍。計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正使CAD/CAE/CAM技術(shù)跨越地區(qū)，跨企業(yè)，跨院所地在整個行業(yè)中推廣成為可能，實(shí)現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。國外近年來發(fā)展的高速銑削加工，大幅度提高了加工效率，并可獲得極高表面光潔度。另外，還可加工高硬度模塊，還有溫度低，熱變形小等優(yōu)點(diǎn)。高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展，對汽車，家電行業(yè)中大型型腔模具制造豬肉了新的活力。目前它已成為向更高的敏捷化，智能化，集成化方向發(fā)展。模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)高速掃描機(jī)和模具掃描系統(tǒng)提高了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪Ｐ退枰闹T多功能，大大縮短了模具的研制制造周期。有些快速掃描系統(tǒng)，可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上，實(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集，自動生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序，不同格式的CAD數(shù)據(jù)，用于模具制造業(yè)的“逆向工程”。模具掃描系統(tǒng)已在汽車，摩托車，家電等行業(yè)得到成功應(yīng)用，相信在未來將發(fā)揮更大的作用。
零件簡圖：如圖所示。
墊片零件圖
生產(chǎn)批量：大批量
材料：H62
材料厚度：0.5mm
2. 墊片落料沖孔復(fù)合模分析計算
2.1墊片沖壓工藝性分析
由零件圖可知，該零件形狀簡單，對稱，是由圓弧和直線組成的。由表2-1.2-2.2-3【1】得：沖裁件內(nèi)外所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度為IT12~IT13,孔中心與邊緣距離尺寸公差為0.5mm；兩孔中心距離公差為0.1mm;將以上精度與零件圖所標(biāo)注的尺寸公差相比較，可認(rèn)為改零件精度能夠在沖裁件加工中得到保證。其它標(biāo)注尺寸.生產(chǎn)批量等情況也均符合沖裁件的工藝要求。另外，對于沖壓材料一般要求的力學(xué)性能是強(qiáng)度低.塑性高。本設(shè)計材料是H62，其硬度不高，塑性好，同樣符合沖壓工藝要求。
表 2-1 沖裁件外形所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度
基本尺寸/mm
材料厚度t/mm
≤3
3～6
6～10
10～18
18～500
≤1
IT12～I(xiàn)T13
IT11
1～2
IT14
IT12～I(xiàn)T13
IT11
表2-2 孔中心與邊緣距離尺寸公差
材料厚度t
孔中心與邊緣距離尺寸
≤50
50～120
≤2
±0.5
±0.6
2～4
±0.6
±0.7
≥4
±0.7
±0.8
表2-3 兩孔中心距離公差
材料厚度t
一般精度（模具）
較高精度（模具）
孔距基本尺寸
≤50
50～150
≤50
50～150
≤1
±0.1
±0.15
±0.03
±0.05
1～2
±0.12
±0.2
±0.04
±0.06
2.2沖壓工藝方案的確定
完成此工件需要沖孔落料兩道工序。其加工方案分以下3種
.第一種方案 采用單工序逐步加工
（1）沖孔，落料單工序模。工序簡圖見圖2-1
(2)落料，沖孔單工序模。工序簡圖見圖2-2.
特點(diǎn)：由于采用單工序模模具制造簡單，維修方便，但生產(chǎn)效率低，工件精度低，很不適合大批量生產(chǎn)。
.第二種方案 采用復(fù)合模加工成形。工序圖見圖2-3
特點(diǎn)：生產(chǎn)率高，工件精度高。但模具制造較復(fù)雜，調(diào)整維修麻煩，使用壽命低。
.第三種方案 采用連續(xù)模加工成形。工序圖見圖2-4.
特點(diǎn)：生產(chǎn)率高，便于實(shí)現(xiàn)自動化。但模具制造復(fù)雜，調(diào)整維修麻煩，工件精度低。
根據(jù)本零件設(shè)計要求，以及各種方案的特點(diǎn)，決定采用第二種方案比較合理。
復(fù)合沖裁模方案的比較
復(fù)合?？煞譃檎b式復(fù)合模和倒裝式復(fù)合模
（1） 正裝式復(fù)合模的特點(diǎn)：工件和沖孔廢料都將在凹模表面上，必須加以清除后才能進(jìn)行下一次沖裁。因此，操作不方便，也不安全，多孔工件不宜采用，但是工件的表面較平直。
（2） 倒裝式復(fù)合模的特點(diǎn)：沖孔廢料由沖孔凸模沖入凹模洞口中積聚到一定數(shù)量，由下模漏料孔排出，不必清除廢料，操作方便，應(yīng)用很廣。但工件表面平直度較差。凸凹模承受的張力較大。因此，凸凹模的壁厚應(yīng)嚴(yán)格控制。以免強(qiáng)度不足。
經(jīng)分析：工件由三個孔，若采用正裝式復(fù)合模，操作很不方便。另外，此工件不要求很高的平直度。所以從操作方便，模具結(jié)構(gòu)制造簡單考慮，決定采用倒裝式復(fù)合模。
2.3沖裁過程
圖2-5所示為本例的模具總圖。該復(fù)合模將凹模及小凸模裝在上模上，凸凹模裝在下模上，是典型的倒裝式結(jié)構(gòu)。
兩個導(dǎo)料銷控制條料送進(jìn)的方向。固定擋料銷控制送料的進(jìn)距。卸料采用彈性卸料裝置。彈性卸料裝置由卸料板卸料螺釘和橡膠組成。工作時，條料沿兩個導(dǎo)料銷送至固定擋料銷處定位。沖裁時上模向下運(yùn)動，因彈壓卸料板與安裝在凹模型孔內(nèi)的推料板分別壓緊；上模繼續(xù)向下，先沖出孔和孔，后落料；沖孔廢料直接由沖孔凸模從凸凹模內(nèi)孔推下，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便；卡在凹模內(nèi)的沖件由彈性卸料裝置推出。
圖2-5
2.4工件的排樣與搭邊
方案一：采用直對排
圖2-6
根據(jù)零件形狀，可查表 得搭邊值
a=2.2mm a=2.5mm
則步距s=23+15+2.5=40.5mm
條料寬度B=50+2*2.2+2.5=62.9mm
取B=63mm
一個進(jìn)距的材料利用率η=( nA / bh)×100%
A——沖裁件的面積
（A=5*20+30*17+23*46+5*36+--2*=1747.4mm）
η=*100%=68.6%
方案二：采用直排
圖2-7
搭邊值
a=2.2mm a=2.5mm
則步距s=46+2.5=48.5mm
條料寬度B=50+2*2.2=54.4mm
一個進(jìn)距的材料利用率η=( nA / bh)×100% =
顯然方案一的材料利用率更高。但考慮到材料太薄，若采用方案一，條料易變形翹起，導(dǎo)致零件平直度不夠高。因此采用方案二的直排方案。橫向從右向左的手動送料方式。
2.5沖裁力的計算
該模具采用彈性卸料和上出料方式。查表 H62的=410~630Mpa
1).落料力
F落= K· L·t· =1.3*【20+2*（40+16）+36+4*】*0.5*600
=77766N=77.8KN
K——沖裁力系數(shù) 取k=1.3
L——沖裁刃口周長
2）.沖孔力
F孔 =K· L·t· =1.3*(*8)*0.5*600=9.8KN
F孔 =K· L·t· =1.3*(*5)*0.5*600=6.1KN
F孔 =K· L·t· =1.3*(*5)*0.5*600=6.1KN
總的最大沖壓力P=F落+F孔+F孔+F孔=99.8KN
3).推件力
0.065*99.8=25.948KN
n——為同時梗塞在凹模內(nèi)的工件的個數(shù)
——為推件力系數(shù),查表1-2【7】取0.065.
卸料力
——為卸料力系數(shù)，查表1-2【7】取0.055.
頂件力
——為頂件力系數(shù)，查表1-2【7】取0.08.
2.6模具壓力中心的計算
按比例畫出零件形狀，選定坐標(biāo)系XOY。因零件左右對稱，即。
故只需計算。
圖2-8
2.7凸凹模刃口尺寸的計算
為了提高沖裁件的斷面質(zhì)量與模具壽命，需選擇合理的沖裁間隙，經(jīng)查表2-4【1】H62的始用間隙
表2-4 沖裁模刃口始用間隙
材料名稱
H62、H68（硬）
H62、H68（半硬）
H62、H68（軟）
力學(xué)性能
HBS＝140～190
δb＝400～600 Mpa
HBS＝70～140
δb＝300～400 Mpa
HBS≤70
δb≤300 Mpa
厚度t
初始間隙Z
Zmin
Zmax
Zmin
Zmax
Zmin
Zmax
0.5
0.06
0.08
0.04
0.06
0.025
0.045
0.8
0.10
0.13
0.07
0.10
0.045
0.075
1.2
0.16
0.19
0.13
0.16
0.075
0.105
1).落料刃口尺寸
由于落料外形不是單一的直線或弧線，故凸模與凹模采用配合加工。落料與凹模為基準(zhǔn)件，凸模按凹模尺寸配作，保證雙面間隙為~。凹模磨損后刃口尺寸都增大，因此均屬于A類尺寸。
查表2-13【1】得磨損因數(shù)X為：當(dāng)x=0.5
當(dāng) X=0.75
按式D凹 = （D﹣ x△） 【1】得
D凸、D凹 ——沖孔凸、凹模基本尺寸，mm；
Δ ——工件制造公差，mm；
X ——磨損因數(shù)
46凹=（46-0.18*0.75）=45.865
28凹=（28-0.16*0.75）=27.88
30凹=（30-0.14*0.75）=29.895
50凹=（50-0.18*0.75）=49.865
R5凹=（5-0.30*0.75）=4.775
2）. 對沖孔5mm、8mm采用凸、凹模分開加工的方法。其凸、凹模刃口部分尺寸計算如下：
對孔8：
查表2-12【1】得凸、凹模制造公差：
δ凸=0.020mm δ凹=0.020mm
校核： -=0.045-0.025=0.02mm
δ凸+δ凹=0.04mm
顯然 不符合 δ凸+δ凹-要求
現(xiàn)對δ凸.δ凹適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整：
取δ凸0.4（-）=0.4*0.02=0.008mm
δ凹0.6（-）=0.6*0.02=0.012mm
此時 δ凸+δ凹0.008+0.012=0.02=- 符合要求
查表2-13【1】得磨損因數(shù)x=0.5
按式d凸=（d + x△）0-δ凸 【2】
d凹＝（d凸＋Zmin ） =（d＋x△+Zmin ） 【2】
得8凸=（8+0.5*0.008）=8.004
8凹=（8+0.5*0.008+0.025）=8.029）4
對孔5： 同理δ凸=0.008mm δ凹=0.012mm
查表2-13得磨損系數(shù)x=0.75
5凸=（5+0.75*0.008）=5.006
5凹=（5+0.75*0.008+0.025）=5.031
孔心距由表2-5【4】得31 ，28.
表2-5 孔中心與邊緣距離尺寸公差
材料厚度t
孔中心與邊緣距離尺寸
≤50
50～120
≤2
±0.5
±0.6
2～4
±0.6
±0.7
≥4
±0.7
±0.8
2.8凸凹模結(jié)構(gòu)尺寸計算
1）.沖孔凸模采用B型圓凸模
圖2-9
沖孔凸模長度 L=h+h+h+l
h ——凸模固定板的厚度
h——卸料板厚度
h——凸模進(jìn)入凹模的厚度
l——凸模修磨量 .取6~12mm
孔8凸模 L=20+6+1+10=37mm 取38mm.
孔5凸模L=20+6+1+8=35mm 取35mm.
2).落料凹模側(cè)壁采用階梯形直壁形孔
凹模厚度H=ks
k——系數(shù)，考慮板料厚度的影響。查表3-15[4]k=0.4.
s——垂直送料方向的凹模刃壁間最大距離.
H=0.4*50=20mm
凹模壁厚C=(1.5~2)H=15mm
垂直送料的凹模寬度B=S+2C=50+2*15=80mm
送料方向的凹模長度L=s+2s.=46+2*28=100mm
s——送料方向的凹模刃壁間最大距離.
s——送料方向的凹模刃壁至凹模邊緣的最小距離.查表
3-14 【4】s=28mm
2.9模具閉合高度與壓力機(jī)的關(guān)系
模具的閉合高度H是指模具在最低位置時上模座的上平面與下模座的下平面之間的高度。模具的閉合高度必須與壓力機(jī)的裝模高度相適應(yīng)。由于壓力機(jī)的連桿長度可以調(diào)節(jié)，所以壓力機(jī)的裝模高度可以調(diào)節(jié)的。當(dāng)連桿調(diào)節(jié)到最短時為壓力機(jī)的最大裝模高度Hmax: 當(dāng)連桿調(diào)節(jié)到最長時為壓力機(jī)的最小裝模高度Hmin.模具的閉合高度H應(yīng)介于壓力機(jī)的最大裝模高度Hmax與最小裝模高度Hmin之間，否則就不能保證正常的安裝與工作。其關(guān)系為：
Hmax－5≥H ≥Hmin＋10
由選擇的模座可知Hmax=145mm , Hmin=120mm
因此有134mm≥H ≥124mm
取H=130mm.
3.模具標(biāo)準(zhǔn)件的選用
1）. 凸模固定板的選用
由式H=(1~1.5)D [3]
H —— 固定板的厚度
D——凸模與固定板相配合部分的直徑
H=1.5*8=12mm
查閱表7-1【3】選取“固定板100*80*20-45鋼JB/T 7643.2”
技術(shù)條件：無需熱處理淬硬.
圖3-1
2）.墊板的選用
墊片的作用是直接承受和擴(kuò)散凸凹模傳遞的壓力，以降低模板所受的單位的壓力，防止模板局部破壞導(dǎo)致模具在壽命的降低。點(diǎn)半到的外形與凸模固定板外形應(yīng)相同。查表7-3【3】選取“墊板 100*80*6 45鋼JB/T 7643.3”,技術(shù)條件為淬火硬度43~48HRC.
3).卸料裝置的選用
卸料裝置是將條料、廢料從凸模上卸下的裝置，有剛性和彈性兩種。剛性卸料板卸料力大，但卸料板不起壓料作用，而彈性卸料板的卸料力較小，但在沖壓成形過程中還能起到壓料的作用，沖裁質(zhì)量較好，多用于薄板的卸料，鑒于本設(shè)計材料較薄，宜采用彈性卸料板。卸料板厚度取H=10mm,板孔與凸模按H7/h6配合。
4）.模柄的選用
模柄采用壓入式，形式如下圖：
圖3-2
材料為Q235-AF，模柄與上模座孔采用H7/m6過度配合并加銷釘防轉(zhuǎn)。
5）.模架
模架的形式 在標(biāo)準(zhǔn)模架中，應(yīng)用最廣泛的是用導(dǎo)柱和導(dǎo)套作為導(dǎo)向裝置的模架。根據(jù)導(dǎo)柱和導(dǎo)套配置的不同有以下四種基本形式：
（1）后側(cè)導(dǎo)柱模架 后側(cè)導(dǎo)柱送料方便，可以縱向和橫向送料。但是沖壓時如果有偏心載荷，則導(dǎo)柱、導(dǎo)套會單邊磨損。它不能用于模柄與上模座浮動連接的模具。
圖 3-3
后側(cè)導(dǎo)柱模架
（2）中間導(dǎo)柱模架 兩導(dǎo)柱左右對稱分布，受力平衡，所以導(dǎo)柱、導(dǎo)套磨損均勻。但是只有一個送料方向。
圖3-4
中間導(dǎo)柱模架
（3）對角導(dǎo)柱模架 導(dǎo)柱的布置是對稱的，而且縱橫都能送料。對角導(dǎo)柱模架的兩導(dǎo)柱之間距離較遠(yuǎn)，在導(dǎo)柱、導(dǎo)套之間同樣間隙的條件下，這種模架的導(dǎo)向精度較高。
圖3-5
對角導(dǎo)柱模架
（4）四導(dǎo)柱模架 其導(dǎo)向精度與剛度都較好，用于大型沖模。
圖3-6
四周導(dǎo)柱模架
本設(shè)計中采用的是橫向右向左的送料方式，因此選用后側(cè)導(dǎo)柱模架。
查表 附表J【2】H，Hmin=120mm
上模座：100*80*25 GB/T2855.5 材料HT200
下模座：100*80*30 GB/T2855.6 材料HT200
導(dǎo)柱：A20h5*110 GB/T2861.1 20鋼滲碳深度0.8~1.2mm,硬度58~62HRC
導(dǎo)套：A20H6*70*28 GB/T2861.6 20鋼滲碳深度0.8~1.2mm,硬度58~62HRC
6).卸料螺釘
查表5-5【3】
M8*80 JB/T7650.5-94 材料為45鋼，熱處理硬度為35~45HRC.
7).檔料銷 本設(shè)計選用的是彈性卸料裝置，因此檔料銷用彈簧彈頂擋料銷。
查表22.5-52 【5】6*22JB/T 7649.5 材料為45鋼，硬度為43~48HRC.
圖3-7
8).導(dǎo)料銷 查表22.5-35【5】選用“導(dǎo)料銷6*2*32JB/T7647.1”材料為T8A,硬度為50~54HRC.
圖 3-8
9）.壓力機(jī)的選擇
選擇開式雙柱可傾壓力機(jī)J23-25
公稱壓力250KN
滑塊行程100mm
最大閉合高度250mm
連桿調(diào)節(jié)兩80mm
工作太尺寸630mm*420mm
模柄孔尺寸ф20*70
最大傾斜角30.
4.心得與體會
通過本次畢業(yè)設(shè)計，在理論致使的指導(dǎo)下，結(jié)合實(shí)習(xí)生產(chǎn)中所獲得的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)真獨(dú)立地完成了本次畢業(yè)設(shè)計。在本次設(shè)計的過程中，通過自己的實(shí)際的操作計算，我對以前所學(xué)過的專業(yè)知識有了更進(jìn)一步的，更深刻的理解。同時也認(rèn)識到了自己的不足之處。到此時才深刻體會到，以前所學(xué)的專業(yè)知識還是很有用的，而且都是模具設(shè)計與制造最基礎(chǔ)，最根本的知識。
本次設(shè)計歷時兩個月左右，從最的領(lǐng)會畢業(yè)設(shè)計要求，到拿到自己手上的沖壓件的分析計算，對要進(jìn)行設(shè)計的沖壓件有了一個比較全面深刻的認(rèn)識，并在此基礎(chǔ)上綜合考慮生產(chǎn)中的各種因素，最后確定本次畢業(yè)設(shè)計的工藝方案。從某種意義上講，通過本次畢業(yè)設(shè)計的訓(xùn)練，培養(yǎng)和鍛煉餓自己一種查閱資料，獲取有價值信息的能力。
總之，通過本次畢業(yè)設(shè)計的鍛煉，使我對模具設(shè)計與制造的整個過程都有了比較深刻的認(rèn)識和全面的掌握。我很感謝學(xué)校和各位老師給我這次鍛煉機(jī)會。但是由于水平有限，錯誤和不足之處在所難免，懇請各位老師批評指正，不勝感激。
參考文獻(xiàn)
【1】.陳錫棟.沖模設(shè)計應(yīng)用舉例.北京.機(jī)械工業(yè)出版社 .1999.6
【2】.王孝培.實(shí)用沖壓技術(shù)手冊.北京.機(jī)械工業(yè)出版社.2001.3
【3】.高軍.修大鵬.沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件選用與設(shè)計指南.北京.化學(xué)工業(yè)出版社.2007.7
【4】.翁其金.沖壓工藝及沖模設(shè)計.北京.機(jī)械工業(yè)出版社.2001.3
【5】.夏巨諶李志剛.中國模具設(shè)計大典.中國工程學(xué)會.2003.5
【6】.齊民.于永泗.機(jī)械工程材料.大連理工出版社1988.1
【7】.王新華.沖模設(shè)計與制造實(shí)用計算手冊.北京.機(jī)械工業(yè)出版社.2003.3
22
編 號 20050405
江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計材料
題 目
墊片落料沖孔復(fù)合模
專 業(yè)
機(jī)械設(shè)計制造及其自動化
學(xué)生姓名
韓平
材 料 目 錄
序號
附 件 名 稱
數(shù)量
備注
1
畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書
1
2
畢業(yè)設(shè)計說明書
1
3
CAD圖紙
9
二〇〇九年五月
江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)任務(wù)書
設(shè)計（論文）
課題名稱
學(xué)生姓名
院（系）
工學(xué)院
專 業(yè)
指導(dǎo)教師
職 稱
學(xué) 歷
畢業(yè)設(shè)計（論文）要求：
畢業(yè)設(shè)計（論文）內(nèi)容與技術(shù)參數(shù)：
畢業(yè)設(shè)計（論文）工作計劃：
接受任務(wù)日期 年 月 日 要求完成日期 年 月 日
學(xué) 生 簽 名 年 月 日
指導(dǎo)教師簽名 年 月 日
院長（主任）簽名 年 月 日
工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計、畢業(yè)論文指導(dǎo)老師評分表
（畢業(yè)設(shè)計、畢業(yè)論文指導(dǎo)老師專用）
答辯學(xué)生姓名_____________ 專業(yè)__________班級__________
課題名稱：_________________________________________________
（僅供畢業(yè)生指導(dǎo)老師對學(xué)生工作作風(fēng)評分使用）
評價項目
分值
評 分 等 級
得分
備
注
優(yōu)秀
良好
中等
及格
不及格
國內(nèi)外文獻(xiàn)查閱
5
5
4
3.5
3
3以下
畢業(yè)設(shè)計作風(fēng)
5
5
4
3.5
3
3以下
工作完成情況
10
10
8
7
6
5以下
得分__________ 等級__________ 指導(dǎo)老師簽名__________
備注：以上表格由指導(dǎo)老師填寫所指導(dǎo)學(xué)生的得分和等級，并在答辯前一天交到答辯專業(yè)組長處，答辯專業(yè)組長處統(tǒng)一編號。
江西農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會制
2008年5月 日
工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計、畢業(yè)論文答辯評分表
（答辯老師專用）
答辯學(xué)生姓名_____________ 專業(yè)__________班級__________
課題名稱：_________________________________________________
評價項目
分值
評 分 等 級
得
分
備
注
優(yōu)秀
良好
中等
及格
不及格
答辯效果
10
10
8
7
6
5以下
創(chuàng)新程度
10
10
8
7
6
5以下
技術(shù)路線
10
10
8
7
6
5以下
技術(shù)難度
20
20
16
14
12
11以下
工 作 量
30
30
24
21
18
17以下
得分__________ 等級__________ 評分老師簽名__________
答辯情況的評分標(biāo)準(zhǔn)（供參考）（百分制）
（1）90～100分：獨(dú)立、全面地完成畢業(yè)設(shè)計任務(wù)、質(zhì)量優(yōu)良，答辯時回答問題正確，反映出有堅實(shí)的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識，工作態(tài)度端正，有創(chuàng)新或新見解。
（2）80～89分：獨(dú)立、全面地完成畢業(yè)設(shè)計任務(wù)，質(zhì)量較好，回答問題較正確，工作態(tài)度端正。但設(shè)計中有些小的缺點(diǎn)。
（3）70～79分：設(shè)計內(nèi)容基本符合任務(wù)要求，論述和設(shè)計較好，計算無大錯誤，工藝文件 及圖紙較好，回答問題無大的錯誤，工作態(tài)度一般。
（4）60～69分：設(shè)計內(nèi)容基本符合任務(wù)要求，論述和設(shè)計基本正確，計算大錯誤不多，工藝文件及圖紙基本符合要求，回答問題大錯誤不多，工作態(tài)度一般。
（5）60分以下：有四分之一時間未參加設(shè)計工作，或草率從事，大部分內(nèi)容不符合任務(wù)要求，有較大原則性錯誤并且回答問題有較多概念性錯誤；工作態(tài)度差或有抄襲現(xiàn)象。
江西農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計（畢業(yè)論文）答辯委員會制
2008年 5月
江西農(nóng)業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)論文(設(shè)計)評審意見表
學(xué)院:
姓 名
學(xué) 號
專業(yè)
班級
指導(dǎo)老師
單 位
職 稱
指導(dǎo)教師意見：
指導(dǎo)教師： (簽字)
年 月 日
教研室評審意見：
教研組長： (簽字)
年 月 日
學(xué)院評審意見：
院(系)領(lǐng)導(dǎo)： (簽字)
年 月 日
對論文評定意見包括成績評定（按優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格五級記分）和評語。
江江西西農(nóng)農(nóng)業(yè)業(yè)大大學(xué)學(xué)20092009屆屆本本科科生生畢畢業(yè)業(yè)論論文文（設(shè)設(shè)計計）成成績績呈呈報報表表學(xué)院：(簽章）年 月 日序 號專業(yè)班級學(xué) 號姓 名性 別畢業(yè)論文（設(shè)計）題目成 績指導(dǎo)教師智能沖壓工藝規(guī)劃系統(tǒng)的研究
摘要：本文對建立一個智能沖壓工藝設(shè)計知識為基礎(chǔ)的系統(tǒng)給出了一個簡單的介紹。研究該系統(tǒng)的框架，對模型和知識推理模式進(jìn)行了介紹。對有些關(guān)鍵技術(shù)如沖壓工藝的可行性、排樣的最佳算法、智能地帶的布局和內(nèi)力計算進(jìn)行了研究。該系統(tǒng)可以改善工藝規(guī)劃效率。
關(guān)鍵詞： 排樣 KBS 知識模型 帶狀排樣法
1簡介
沖壓工藝規(guī)劃是沖壓產(chǎn)品開發(fā)的一個核心項目。它是金屬成型應(yīng)用的一個重要組成部分，它與生產(chǎn)質(zhì)量、成本、生產(chǎn)率和工具壽命有直接的影響。現(xiàn)代制造業(yè)的快速發(fā)展對沖壓提出了更高的要求，尤其是在沖壓工藝方面。多年來，相關(guān)研究已就如何在創(chuàng)新的環(huán)境加強(qiáng)工藝規(guī)劃的集成化和智能化程度進(jìn)行研究。近年來，通過生產(chǎn)金屬成形智能設(shè)計系統(tǒng)、自動化技術(shù)，整和了工藝規(guī)劃的原則。智能工藝規(guī)劃方法可以有效地提高設(shè)計效率與質(zhì)量、創(chuàng)新設(shè)計能力。
[1].對于冷鍛序列的設(shè)計開發(fā)了一種基于PC的專家系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用基于塑性理論和實(shí)際考慮的規(guī)則。在美國俄亥俄州立大學(xué)一個稱作FORMEX的規(guī)則系統(tǒng)被Altan和他的同事們寫入多級冷鍛的工藝規(guī)劃程序語言中。[2].它依靠冷鍛零件各種形狀的廣泛分類。[3] 實(shí)施以知識為本的冷成形序列設(shè)計系統(tǒng)，采用設(shè)計規(guī)則確定建立一個可行的序列，然后使用有限元分析優(yōu)化這個序列。一個以知識為基礎(chǔ)的模具設(shè)計自動化系統(tǒng)被Cheok和他的同事精心設(shè)計出來。[4] 在新加坡國立大學(xué)。一些零件表象技術(shù)、沖壓零件識別和模具構(gòu)成也存在于這項工作中。在中國，華中科技大學(xué)的科學(xué)技術(shù)研究者們也開發(fā)出了基于知識系統(tǒng)的用于對小型金屬件沖壓級進(jìn)模的程序包。[5].使用特點(diǎn)，用戶可以在3D立體構(gòu)架下設(shè)計產(chǎn)品。在手工設(shè)置排樣后，用戶可以使用交互命令來開發(fā)帶裝布局設(shè)計。來自利物浦大學(xué)工業(yè)研究部門的研究者們也在研究沖壓工藝和沖裁模的專用系統(tǒng)。[6].他們的研究集中在分解較小的橋型廢料的形狀編碼和識別技術(shù)。[7]在上海沖壓模具和工具技術(shù)研究所的研究者們也開發(fā)出了級進(jìn)模的CAD/CAM系統(tǒng)。他們研究的該系統(tǒng)依靠特殊的相關(guān)數(shù)據(jù)來描繪工件和模具結(jié)構(gòu)。
上述研究的研究工作的目的是為了促進(jìn)金屬成形的發(fā)展。從金屬智能成型的回顧和分析中，使用智能設(shè)計的理論和方法來研究沖壓工藝規(guī)劃的步驟。在本文中介紹了應(yīng)用于沖壓工藝規(guī)劃的智能的系統(tǒng)。該智能系統(tǒng)在處理一些復(fù)雜的設(shè)計問題時是種強(qiáng)有力的工具。由專門知識構(gòu)成的智能系統(tǒng)可以用一種交互的方式協(xié)助用戶解決各種各樣的問題或疑問。[8].智能系統(tǒng)是一種計算機(jī)系統(tǒng)，它試圖代表人類知識和專業(yè)知識, 以一種實(shí)際和有效的途徑提供快捷、方便的知識。智能系統(tǒng)能夠完成一般需要專家才能完成的任務(wù)。它能自動化實(shí)時利用現(xiàn)有的專業(yè)知識,并解釋它的推理過程。沖壓工藝規(guī)劃是一個含有豐富知識的復(fù)雜設(shè)計過程。整合在沖壓工藝規(guī)劃設(shè)計中智能系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)是至關(guān)重要的。使用智能理論的沖壓工藝規(guī)劃智能系統(tǒng)被提出來。對一些關(guān)鍵技術(shù),如集成產(chǎn)品知識建模和戰(zhàn)略規(guī)劃的綜合沖壓成形過程進(jìn)行了研究。在沖壓設(shè)計中包括各種各樣的知識，如專業(yè)領(lǐng)域知識、多任務(wù)知識、非標(biāo)準(zhǔn)知識。每一種知識都需要集成到該系統(tǒng)中。沖壓模具的核心是沖壓工藝。必須考慮到多種因素,如幾何形狀、技術(shù)要求、材料性能、沖壓件的可行性、工作程序安排、模具工具的結(jié)構(gòu)。沖壓工藝規(guī)劃是一種基于專家知識的創(chuàng)造性程序。智能系統(tǒng)技術(shù)可以改善制定沖壓工藝規(guī)劃的效率。
2系統(tǒng)構(gòu)架和框架
智能系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)是建立和應(yīng)用的信息化模型制作。。該產(chǎn)品信息模型,包括三個階段：一種基于幾何的模型、一種基于特征的模型、一種基于智能的模型。基于幾何的模型描述零件的幾何拓?fù)湫畔?。由于零件的?shù)據(jù)信息不能被完整的描述、數(shù)據(jù)分離水平太低，幾何模型被特征模型取代。這個信息模型包括一組幾何實(shí)體。依靠此模型的工程語義模型，許多與設(shè)計相關(guān)的功能可以被實(shí)現(xiàn)。隨著人工智能的發(fā)展，智能模型開始被應(yīng)用。專業(yè)知識、設(shè)計過程的知識,和相關(guān)的知識都包含在知識模型中[9、10]。智能模型支持表達(dá)和傳遞有用的信息。
本文主要概括了一種沖壓工藝規(guī)劃的智能系統(tǒng)。該智能系統(tǒng)對產(chǎn)品的定義有效且完整。它幾何了不同模型的優(yōu)點(diǎn)且能滿足幾何設(shè)計和推理過程。面向?qū)ο蠹夹g(shù)應(yīng)用到整合各種各樣的知識。此集成的知識系統(tǒng)模型可被共享和用于智能設(shè)計和產(chǎn)品信息溝通。
這個關(guān)于沖壓模具工藝規(guī)劃的智能系統(tǒng)構(gòu)架已經(jīng)被設(shè)計出來。這個零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計,包括一個圖形用戶界面,一個應(yīng)用程序系統(tǒng)、設(shè)計資源、知識工具,混合推理機(jī)制、基礎(chǔ)模型。在這個構(gòu)架中知識模型有不同的分類。知識模型從設(shè)計資源中獲取有用的信息，支持知識獲取和知識表達(dá)的程序。這個模型把有用信息轉(zhuǎn)移到知識庫。知識庫由CAD軟件支持。設(shè)計結(jié)果以3D模型、圖畫和資料庫的形式保存在知識庫中，它對在知識庫中不同零件的知識傳遞來說非常的重要。
3 實(shí)施方法和應(yīng)用
3.1沖壓智能模型的可行性論證
智能系統(tǒng)對沖壓工件的質(zhì)量、成本、模具壽命進(jìn)行評價。該評價基于成熟的智能模型。此模型集成了規(guī)則庫、零件信息和結(jié)論庫。系數(shù)根據(jù)知識規(guī)則推理在知識庫得出。沖壓成型可行性可以從信息庫中零件信息和相關(guān)系數(shù)推出。在設(shè)計過程中被新結(jié)論擴(kuò)大的結(jié)果保存在結(jié)論庫中。
模型的智能推理過程和零件的規(guī)格相比有一定限度范圍的工藝參數(shù)。此規(guī)格
包括輸入輸出半徑、孔徑、孔板、孔網(wǎng)、槽、槽網(wǎng)。結(jié)果來證實(shí)零件的形狀是否符合模具工具加工。智能推理用于自動和交互的方式。這樣做的目的是來研究沖壓該產(chǎn)品的可行性。智能推理的關(guān)鍵是確定基于零件厚度和相關(guān)系數(shù)的加工極限值。圖二所示為產(chǎn)品可行性論證模型的流程圖。
知識規(guī)則和設(shè)計結(jié)果保存在機(jī)械推理的數(shù)據(jù)庫中。零件的形狀可以在知識模型中修改。
由知識模型決定的沖壓工藝規(guī)劃是非常重要的一步，它同時也提供了選擇一個單步工序刀具或是復(fù)合工具或是一個改進(jìn)工具的方法。各種不同領(lǐng)域的知識、經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識都被保存在工藝規(guī)劃專業(yè)系統(tǒng)中。
知識庫的發(fā)展是基于規(guī)則表達(dá)的共同原則。這一步的目的是集成專業(yè)經(jīng)驗(yàn)和零件
的形狀
3.2基于優(yōu)化算法的智能排樣模型
為了達(dá)到較高的材料利用率，空白的知識模型被建立，保存在知識庫中的結(jié)果是其他模塊建立的基礎(chǔ)。
在知識庫中有四種排樣類型：
● 一排列布局模式
● 與一排列相對的模式
● 兩排列布局模式
● 與兩排列布局相對的模式
建立這個知識模型的目的是改善材料的利用。由知識庫提供的限制情況可以由人類專家來選擇。這個知識模型控制著整個排樣的設(shè)計過程。
圖三所示為平面布局的等級體系結(jié)構(gòu)
第一種模式的作用是選擇粗略數(shù)值和計算工作區(qū)域的總體輪廓。此模式提供了原始參數(shù)。粗略數(shù)值的全部信息都由此得到，不管這個數(shù)字是否被概略畫出或是被選中。
第二種模式用來確定布局類型、角度范圍、布局大小和條帶區(qū)的寬度。
第三種模式中應(yīng)用了優(yōu)化算法。設(shè)計結(jié)果包括材料利用率、材料寬度和每步間隙都被保存在此模式中，不同布局的繪圖也同時生成。
在第四種模式中可以修改布局規(guī)劃的結(jié)果。最終參數(shù)包括每步間隙、材料寬度、各類網(wǎng)格和轉(zhuǎn)換能力。當(dāng)參數(shù)有所改變時，布局規(guī)劃圖可以被更新。
該知識的主要作用是布局規(guī)劃的算法優(yōu)化。該算法共有六步。
1.在圖形周圍最適合的矩形第一次生成。復(fù)制件和原件之間的距離是包含在接洽網(wǎng)中的。圖四說明了此種算法。
2.在兩個環(huán)形中間的值是經(jīng)過計算的。這兩個環(huán)形分解成線和圓弧的單元。每對元素中間的距離需要重新補(bǔ)償。然后就可以找到最短的距離。
3.計算出的最小值和所要求的值之間的差異就是誤差。當(dāng)誤差小于允許值時，排樣規(guī)劃就可以完成。另外，布局圖形需要沿著視野的方向移動。
4.材料利用率可以以布局規(guī)劃的角度上被計算出來。
5.排樣圖形旋轉(zhuǎn)一定的角度。旋轉(zhuǎn)中心是矩形中心點(diǎn)附近的粗略數(shù)值。材料利用率在當(dāng)前角度下被計算出來。
6.排樣圖形旋轉(zhuǎn)到另外一個角度。重復(fù)第三部的的步驟，直到角度達(dá)到180度。 3.3帶狀布局的開發(fā)
帶狀布局的工序規(guī)則被集成于知識基礎(chǔ)級進(jìn)刀具設(shè)計。該智能模型的功能是：選擇零件位置，設(shè)計方位和安排帶狀工步距離。為了解決運(yùn)行程序，該規(guī)則應(yīng)該被制定的合理和有效。
自動設(shè)計模塊是智能模型中最重要的模塊。人工智能技術(shù)被應(yīng)用于此模塊中。此模型中的預(yù)處理模塊，包括定位產(chǎn)品模塊和從產(chǎn)品模塊中提取精確的信息。為了在修改模塊中生成一個模型，最初的設(shè)計工程被修改[11]。被修改的模塊代替了處理模塊。
3.3.1 自動帶狀布局設(shè)計的預(yù)處理
1）確定零件的位置和排列。用戶可以用界面來確定預(yù)處理模塊中的一些參數(shù)。確定位置的過程可以和其他元素一起來做，例如：零件形狀、尺寸精度、和用戶要求。
零件的形狀也在智能模型中定義，結(jié)果被保存在知識庫中。
2）獲取零件精確信息。此精確信息應(yīng)該在帶狀布局知識庫中得到。有用的信息包括沖孔的精確信息和相對位置信息。由此種類型信息組成的知識模型將會決定零件的沖壓順序。這個設(shè)計過程的主要要求是為位置精度開發(fā)一種知識模型[12]。首先，零件的形狀被分成封閉的輪廓。輪廓的數(shù)目為n
K = {k1, k2, . . ., ki, . . ., kn} (1)
這里 ki 表示零件的第i個輪廓。所有輪廓間的相對關(guān)系包含在關(guān)系P中。如果在輪廓ki 和kj 之間要求精準(zhǔn)，這里存在(ki , kj) ∈ p。
p = {. . ., (ki , kj), . . .} ki , kj ∈ K, 1 ≤ i, j ≤ n(i _= j). (2)
每種類型的精確信息通過相關(guān)矩陣被保存在知識模型中。
3.3.2帶狀布局自動設(shè)計
帶狀布局的自動設(shè)計模塊在知識模型中是最重要的一個。在知識模型中包含很多重要的規(guī)則，例如在一次單沖程中沖壓所有內(nèi)輪廓比較好。在下一個階段這個部分被切斷。有時候，如果沖壓點(diǎn)之間的距離非常小，一些內(nèi)輪廓就要被搬到下一階段進(jìn)行加工。如果沖壓點(diǎn)離分餾點(diǎn)太近的話，分餾點(diǎn)就需要被更改到下一階段。如果這里仍然有不合適的尺寸，一些點(diǎn)可以被移動到下一階段。重復(fù)整個過程直到矩陣點(diǎn)間的每個尺寸都可以被接受。布局智能設(shè)計的核心是開發(fā)干涉點(diǎn)的智能模型[13]。
零件坯料被分成許多點(diǎn)的形式。這些點(diǎn)的名字是k1, k2, . . ., kn. 這里dij
是ki和 kj 之間最小的距離。矩陣的臨界值是S。如果dij
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