接線端子板沖孔、落料、壓彎復(fù)合模設(shè)計(jì)【說(shuō)明書(shū)+CAD】
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計(jì)算機(jī)與運(yùn)籌學(xué)研究一種最佳切割方式的確定算法席林,邁克爾喬治艾迪斯*汽巴精化公司的CH - 1870 Monthey,瑞士研究與技術(shù)中心 - 海拉斯,化工過(guò)程工程研究所,寶盒361熱敏電阻57001,希臘塞薩洛尼基摘要本文提出了在確定問(wèn)題的一個(gè)新的數(shù)學(xué)規(guī)劃的制定,最佳的方式,給定大小的幾個(gè)產(chǎn)品輥要切出一個(gè)或多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)件,標(biāo)準(zhǔn)類型。其目的是執(zhí)行這項(xiàng)任務(wù),從而最大限度地考慮到從銷售收入,原卷成本,改變切削模式的成本和費(fèi)用。出售的裝飾。一個(gè)混合整數(shù)線性規(guī)劃(混合整數(shù)線性規(guī)劃)模型提出了一種解決的全局最優(yōu)使用標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。有不少的例子,包括工業(yè)界的實(shí)際,研究中,被提出來(lái)驗(yàn)證電子$ ciency和該模型的適用性。范圍和宗旨一維下料(修剪虧損)生產(chǎn)項(xiàng)目時(shí)出現(xiàn)問(wèn)題,有可能在物理上,成片的大小分成了一維的多樣性(例如,當(dāng)主人的紙分切卷成卷筒,寬度窄)。這些問(wèn)題發(fā)生時(shí),有規(guī)模沒(méi)有與相關(guān)經(jīng)濟(jì),生產(chǎn)規(guī)模較大的原材料(主)卷。一般來(lái)說(shuō),在解決這些問(wèn)題的目的有如下5點(diǎn):1.盡量減少修剪損失;2.避免生產(chǎn)過(guò)度運(yùn)行和/或;3.避免不必要的分切機(jī)設(shè)置。4.上述問(wèn)題,尤其是在紙張加工工業(yè)的重要一卷紙時(shí),需要一套要削減從原料紙卷。由于產(chǎn)品的寬度是充分的原紙寬度無(wú)關(guān),一個(gè)高度組合問(wèn)題出現(xiàn)了。一般來(lái)說(shuō),切割產(chǎn)生的必然過(guò)程始終修剪損,已被燒毀或在某些廢物處理廠處理。在造紙行業(yè)的修剪,丟失問(wèn)題,在最近幾年,主要是解決了采用啟發(fā)式規(guī)則。實(shí)際問(wèn)題的表述。因此,在大多數(shù)情況下被事實(shí)限制了解決的方法應(yīng)該能夠處理整個(gè)問(wèn)題。因此,只有次優(yōu)解到原來(lái)的問(wèn)題,并已取得5.通訊作者。電話:30-31-498-143,傳真:。30-31-498-180。E - mail地址:georgiadcperi.certh.gr(只限喬治艾迪斯)。0305-0548/02 / $ - 見(jiàn)前面的問(wèn)題2002年Elsevier科學(xué)有限公司保留所有權(quán)利。有價(jià)證券投資收益:秒0 3 0 5 - 0 5 4 8(0 0)0 0 1 0 2 - 7席林1042克,M.C.喬治艾迪斯/計(jì)算機(jī)與運(yùn)籌學(xué)研究29(2002)1041 1058 很多時(shí)候,這個(gè)不能離開(kāi)經(jīng)濟(jì)的問(wèn)題留給了制造業(yè)。這項(xiàng)工作提出,為電子新算法的確定的文件轉(zhuǎn)換過(guò)程最佳切割方式。一個(gè)混合整數(shù)線性規(guī)劃模型,提出這是解決全球最優(yōu)利用現(xiàn)有計(jì)算機(jī)工具。大量的問(wèn)題,包括工業(yè)為例,提出說(shuō)明該算法的適用性。 2002年Elsevier科學(xué)有限公司保留所有權(quán)利。關(guān)鍵詞:整數(shù)規(guī)劃;優(yōu)化;修剪損耗問(wèn)題;紙加工行業(yè)1。簡(jiǎn)介一個(gè)重要的問(wèn)題,這是經(jīng)常遇到的,如造紙行業(yè)與有關(guān)最經(jīng)濟(jì)的方式,給定大小的幾個(gè)產(chǎn)品推出要產(chǎn)生,切割在一個(gè)或多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)寬度更廣的一個(gè)或多個(gè)可用的原始卷。這種解決方案問(wèn)題涉及幾個(gè)交互決定: 其各項(xiàng)尺寸的產(chǎn)品數(shù)量,生產(chǎn)卷。這可能是由于允許各不相同下限和上限。在訂單室目前突出,而后者則對(duì)應(yīng)的最大市場(chǎng)容量。但是,一定的折扣哦,可能要到銷售超過(guò)定單,以上數(shù)量為其中訂單可室。每間標(biāo)準(zhǔn)寬度原始輥數(shù)量將會(huì)被削減。勞斯萊斯,可在一個(gè)或多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)寬度,對(duì)一臺(tái)直噴!erent單位單價(jià)。針對(duì)每個(gè)原始滾切模式。切割發(fā)生在一個(gè)雇用一個(gè)在并行操作上一卷刀號(hào)機(jī)的地方,標(biāo)準(zhǔn)寬度。雖然刀的位置可能會(huì)更改從一個(gè)滾動(dòng)到下一個(gè),這樣的變化可能會(huì)產(chǎn)生一定的費(fèi)用。此外,可能有一定的技術(shù)的限制,刀位置可實(shí)現(xiàn)任何特定的切割機(jī)。上述問(wèn)題的最優(yōu)解往往與最小化的trima廢物一般是不可避免的,因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)寬度輥使用。然而,修剪丟失最小化,并不一定意味著對(duì)原材料的成本最小化(卷)特別是如果正在使用的幾種標(biāo)準(zhǔn)卷筒尺寸可供選擇。一個(gè)更直接的經(jīng)濟(jì)標(biāo)準(zhǔn)是同時(shí)考慮到經(jīng)營(yíng)噸最大化:從產(chǎn)品銷售輥,包括任何批量折扣常態(tài)收入;該卷的實(shí)際使用成本;的費(fèi)用,如果有的話,換在切割機(jī)刀職位;廢物的處置費(fèi)用的削減。以上是一個(gè)高度組合的問(wèn)題,這并不奇怪,傳統(tǒng)的解決方案往往是對(duì)人體進(jìn)行手動(dòng)的專業(yè)知識(shí)為基礎(chǔ)。這個(gè)問(wèn)題類似于切割下料問(wèn)題在行動(dòng),研究文獻(xiàn)中,凡訂購(gòu)件數(shù)需要削減噢!更大的存儲(chǔ)塊以最經(jīng)濟(jì)時(shí)尚。在60年代和70年代,一些文章對(duì)這一問(wèn)題盡量減少修剪損失,例如1,2。 Hinxman 3提出了一種可用的解決方案,很好地概括修剪方法損益和各種各樣的問(wèn)題。Gilmore和戈莫里1提出了一個(gè)基本的線性規(guī)劃的方法來(lái)削減庫(kù)存問(wèn)題,同時(shí)放寬一些問(wèn)題整數(shù)字符。 Gilmore和戈莫里2去scribed迭代求解方法,是非常大的訂單數(shù)量適當(dāng),計(jì)算便宜,但對(duì)于削減模式的數(shù)量所產(chǎn)生的值會(huì)用于非整數(shù),這是無(wú)法證明的最優(yōu)性或指示的優(yōu)選保證金。這些切割方式。因此,四舍五入值,得到由吉爾摩和算法戈莫里2可能很可能導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)表現(xiàn)不佳。 Wascher 4提出線性規(guī)劃方法下料問(wèn)題考慮到多重目標(biāo),如原料成本,倉(cāng)儲(chǔ)成本的生產(chǎn)過(guò)剩,修剪損耗搬遷費(fèi)等。斯維尼5提出了求解一維下料問(wèn)題的啟發(fā)式程序多個(gè)質(zhì)量等級(jí)。費(fèi)雷拉等。 6認(rèn)為兩階段滾切問(wèn)題,基于啟發(fā)式的方法。 Gradisar等。 7提出一個(gè)電子序列啟發(fā)式$古程序以及為在服裝行業(yè)的最優(yōu)化軟件工具推出。后來(lái),Gradisar等。 8開(kāi)發(fā)了一個(gè)改進(jìn)方案的戰(zhàn)略基礎(chǔ)上的近似組合,系統(tǒng)蒸發(fā)散和啟發(fā)式領(lǐng)先的一維下料幾乎最優(yōu)解問(wèn)題。一種軟件工具,還制定。 近年來(lái),整數(shù)規(guī)劃技術(shù)已用于裁切損耗的解決方案和生產(chǎn)在造紙行業(yè)的優(yōu)化問(wèn)題。和工作的韋斯特倫德在一博Akademi大學(xué)是芬蘭的同事在這方面的重要貢獻(xiàn)。 Harjunkoski9考慮到修剪損耗問(wèn)題的數(shù)學(xué)規(guī)劃方法,提出了兩個(gè)制定erent的類型。這對(duì)需要在使用和切割模式對(duì)輥切而必須根據(jù)每個(gè)這樣的模式處理數(shù)為未知數(shù)。在整數(shù)非線性數(shù)學(xué)問(wèn)題,這結(jié)果(INLP)涉及雙線性問(wèn)題每次切割的變量描述模式和相應(yīng)數(shù)量的本卷切方式。兩地!的線性化INLP獲得一個(gè)混合整數(shù)線性規(guī)劃erent方式(混合整數(shù)規(guī)劃)模式進(jìn)行了介紹。然而,這些linearizations往往導(dǎo)致signi“不能增加變量和約束數(shù)量,以及作為一個(gè)大型的完整性的差距。第二種類型,由Harjunkoski 9提出的制定是基于采用“xed切割模式集是先天決定。在一個(gè)混合整數(shù)規(guī)劃,有一個(gè)比一個(gè)更小的差距,這結(jié)果的完整性從INLP制定線性造成上述。然而,解決的辦法獲得的最佳保證只有當(dāng)所有非劣切削模式是鑒定出“ED和考慮。這種模式的數(shù)量可能相當(dāng)龐大的現(xiàn)實(shí)工業(yè)問(wèn)題。上述工作的延伸,Harjunkoski 10提出的線性和凸配方解決非凸修剪丟失的問(wèn)題。韋斯特倫德11考慮了二維修剪損耗在轉(zhuǎn)換文件的問(wèn)題。阿非凸優(yōu)化模型,同時(shí)提出在寬度和長(zhǎng)度的原紙被視為變量。兩步求解過(guò)程是用在所有可行的切割模式是生成一個(gè)混合整數(shù)線性規(guī)劃問(wèn)題,然后解決了。在一個(gè)類似的方式,生產(chǎn)中的紙張加工工業(yè)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化問(wèn)題已解決的韋斯特倫德12。調(diào)度紙張加工方面的切割機(jī),同步了CON -sidered與由韋斯特倫德13修剪丟失的問(wèn)題。最近,Harjunkoski 14成立成一個(gè)總體框架的環(huán)境影響因素的修剪丟失最小化。本文提出了一種替代的數(shù)學(xué)規(guī)劃模型的直接結(jié)果在小的差距混合整數(shù)線性規(guī)劃的完整性。這一模式的突出特點(diǎn)是,它不需要所有可能的切割方式先驗(yàn)枚舉。接下來(lái)的部分介紹了正式聲明正在審議的問(wèn)題和符號(hào)使用。第3節(jié)認(rèn)為數(shù)學(xué)制定的目標(biāo)函數(shù)和業(yè)務(wù)限制。其次是一些例如工業(yè)問(wèn)題,其中包括一個(gè)案例研究說(shuō)明了適用性和計(jì)算,周志武行為的建議制定。2。問(wèn)題陳述和數(shù)據(jù)正在考慮的任務(wù)是向他們出示我公司產(chǎn)品輥迪類型,類型寬度我被記為B,我我從一個(gè)或多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)卷。所有原料及輥的長(zhǎng)度該產(chǎn)品由他們?cè)斐傻能堓伇徽J(rèn)為是相同的。這是超越這項(xiàng)工作的范圍,考慮二維的問(wèn)題,即無(wú)論是寬度和長(zhǎng)度原紙卷和切割模式被認(rèn)為是變量。軋輥生產(chǎn)的產(chǎn)品大多是命令。最低訂購(gòu)數(shù)量為卷筒產(chǎn)品我記的寬度授予,所以是對(duì)應(yīng)的單位價(jià)格p。然而,客戶可能會(huì)愿意購(gòu)買額外卷I型最多以數(shù)量n主題的每超出一般最低人數(shù)全產(chǎn)品推出折扣,在這種方式出售額外的輥數(shù)量往往是由于主要誘因,而從小生產(chǎn)廠家的角度來(lái)看這樣的折扣僅僅是為了減少損失通過(guò)修剪。該產(chǎn)品將被卷從erent標(biāo)準(zhǔn)類型的原始輥切。單位價(jià)格一噸的原料輥式記為C的標(biāo)稱寬度的B.然而,有用的寬度T類型是由輥切割機(jī)使用。特別是,每個(gè)原始輥式,T“的一,的特點(diǎn)是最大可能的總的參與,所有產(chǎn)品的總寬度可以從這種類型的原料輥切卷。也可能有最低需要這種類型的總接觸輥乙。在一般最大卷數(shù)N的產(chǎn)品可切割的原始類型T將推出一般是由刀和可用機(jī)器等特點(diǎn)。此外,在某些情況下,有可能在給定數(shù)目的原始輥Jh的限制T型針對(duì)每個(gè)原始滾切模式,是由刀的位置。頻繁在這些位置的變化一般都不可取。因此,每一個(gè)這樣的變化可能相關(guān)聯(lián)與非零成本角作者從可用原料輥輥生產(chǎn)所需的產(chǎn)品可能會(huì)導(dǎo)致修剪廢物可能需要處置。這種處理單位修剪寬度成本記在給定的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),我們獲得的原始輥數(shù)量的上限j的可能需要削減。這是假設(shè)得到數(shù)N的最大的軋輥產(chǎn)品每種類型我會(huì)產(chǎn)生,這類型噸原料卷,允許的最小最小參與B將被使用;并且每個(gè)原始卷將被用來(lái)生產(chǎn)產(chǎn)品的軋輥只有一個(gè)單一類型。總體而言,這將導(dǎo)致以下上界原卷數(shù) 我們還可以計(jì)算其對(duì)原卷數(shù)最低下限要滿足現(xiàn)有訂單的最低需求。我們通過(guò)這個(gè)假設(shè)輥類型噸,允許最大可能參與B的使用,是沒(méi)有修剪生產(chǎn)。然而,我們還必須采取的數(shù)目可能的局限刀。總體而言,這會(huì)導(dǎo)致較低的軋輥,可能次數(shù)的上限以下須:3。數(shù)學(xué)公式該數(shù)學(xué)公式的目的是確定每個(gè)原始輥型的T J被削減和每種類型的卷數(shù)我的產(chǎn)品要生產(chǎn)如此。3.1。關(guān)鍵變量下面的整數(shù)變量的條件為:I型產(chǎn)品的數(shù)量,減少軋輥原始推出第i種類型的產(chǎn)品生產(chǎn)了數(shù)卷和高于最低數(shù)量排序。我們注意到,n不能超過(guò):數(shù)N的最大的I型,可銷售的產(chǎn)品輥;在寬度為B產(chǎn)品,可容納在一個(gè)卷的最大數(shù)量最多,對(duì)于類型T的原料輥達(dá)到最佳的參與B組;數(shù)N的最大的可應(yīng)用到原始類型的輥刀噸這導(dǎo)致對(duì)n以下范圍:我們注意到,必須包含在模型中僅當(dāng)N全我們還介紹了以下這些二進(jìn)制變量:1,如果第j個(gè)滾被削減的類型噸,如果為紙卷切割模式是不同的軋輥j的!1然而,制將提交將只分配一個(gè)類型T的原始輥j的實(shí)際使用。因此,總輥?zhàn)拥臄?shù)目,也將削減了優(yōu)化問(wèn)題的解決決定。這將成為下一小節(jié)清楚。3.2。輥式?jīng)Q心限制每個(gè)原始輥切必須是一個(gè)獨(dú)特的類型T在以下的限制這樣的結(jié)果:請(qǐng)注意,對(duì)于jJ號(hào),它可能是y“后,所有類型T 0,這僅僅意味著它不要削減滾因子。此外,給定類型的軋輥有限噸原料可表示在以下方面約束3.3。切割的限制我們必須確保,如果一個(gè)rollj要切斷,然后在最低和最高的局限性參與得到遵守。這是實(shí)現(xiàn)通過(guò)的限制,我們注意到,數(shù)量乙n表示所有產(chǎn)品卷筒總寬度被削減了生滾因子。如果y“對(duì)于一些輥式T,那么約束確保另一方面, 這體現(xiàn)了明顯的事實(shí)是,如果rollj實(shí)際上不是削減,那么沒(méi)有任何類型的產(chǎn)品可以滾動(dòng)從它產(chǎn)生。我們還需要確保產(chǎn)品的數(shù)量削減任何輥輥型的T J不出來(lái)超過(guò)可以在部署這種類型的卷數(shù)刀。3.4。生產(chǎn)的制約因素每種類型的是我生產(chǎn)的產(chǎn)品包括卷筒總數(shù)最低訂購(gòu)此加上產(chǎn)能過(guò)剩的數(shù)量:再加上這些限制的界限,確保輥型產(chǎn)品數(shù)量我公司生產(chǎn)之間的最小和最大邊界N和N,分別所在。3.5。轉(zhuǎn)換限制如果更改裁剪招致非零成本C 0,我們需要確定這樣的變化會(huì)發(fā)生。為此,我們包括以下約束:請(qǐng)注意,這將使Z到僅當(dāng)n是零“為我所有產(chǎn)物N卷,也就是說(shuō),如果rollsj andj!1在完全相同的方式削減。在這里,M是n個(gè)常數(shù)的上限(見(jiàn)3.1節(jié))。3.6。目標(biāo)函數(shù)該優(yōu)化目標(biāo)是最大化的經(jīng)營(yíng)噸同時(shí)考慮到 從各類型產(chǎn)品的銷售收入這包括從銷售收入的最低訂購(gòu)數(shù)量?jī)r(jià)格p,加上額外數(shù)量的銷售單價(jià)在貼現(xiàn)收該卷的費(fèi)用被削減。一般來(lái)說(shuō),每卷成本取決于它的類型??偝杀究蓪?xiě)為CY。我們注意到,對(duì)于每個(gè)rollj,最多一個(gè)長(zhǎng)期的內(nèi)在總和不為零。改變了刀具的位置的費(fèi)用。一般來(lái)說(shuō),刀位置必須改變,如果切割為給定的模式所使用的軋輥erent為上個(gè)季度。這是由變量z和在成本結(jié)果那里的總和等于變化所必需的總數(shù)。在處置成本的任何削減生修剪產(chǎn)生的寬度原rollj給出了由迪!erence輥之間的寬度和所有產(chǎn)品的總寬度卷筒切斷它。前者的數(shù)量取決于類型軋輥,可表示為通過(guò);再次,在這個(gè)總和最多的詞匯之一。在下面的成本削減長(zhǎng)期處理結(jié)果,以上條款現(xiàn)在可以收集在下面的目標(biāo)函數(shù)。3.7。簡(jiǎn)并減少和限制收緊在一般情況下,上面介紹的基本配方是高度退化:由于任何可行點(diǎn),人們可以簡(jiǎn)單地生成所有可能的選擇形成要削減軋輥訂貨等等。此外,提供了同一類型所有原料連續(xù)輥切,所有這些將可行點(diǎn)內(nèi)容對(duì)應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)值相同。上述財(cái)產(chǎn)可能產(chǎn)生不利e!在E美元的搜索過(guò)程ciency常態(tài)。因此,為了減少損失沒(méi)有任何解決方案的最優(yōu)性退化,我們引入下列順序限制:這確保了產(chǎn)品的總?cè)藬?shù)輥切生肉rollj!一出永遠(yuǎn)不會(huì)比低相應(yīng)數(shù)量的軋輥,所有完全未使用的原料輥?zhàn)笊洗卧谶@個(gè)順序。另一種做法是為了在不增加用電秩序的原始卷。然而,我們的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明,這是不是作為約束。我們還注意到,約束(7)隱式征收較低的總?cè)藬?shù)的約束產(chǎn)品卷筒n剪切出原始輥因子。一個(gè)強(qiáng)有力的約束有時(shí)可能會(huì)得到考慮T類型的軋輥使用在最低可能的最廣泛的接觸,以產(chǎn)生可能的產(chǎn)品名單。這導(dǎo)致了約束3.8。評(píng)論目標(biāo)函數(shù)和在本節(jié)所介紹的所有約束是線性的。由于所有的變數(shù)是整數(shù)重視,制定頒發(fā)對(duì)應(yīng)一個(gè)整數(shù)線性規(guī)劃(指令級(jí)并行)問(wèn)題。然而,限制(9)確保變量將自動(dòng)承擔(dān)整數(shù)提供的值變量n這樣做。因此,可視為連續(xù)的數(shù)量,這留下一個(gè)混合整數(shù)線性規(guī)劃(混合整數(shù)規(guī)劃)問(wèn)題我們。原則上,后者可解決了使用標(biāo)準(zhǔn)的混合整數(shù)線性規(guī)劃求解。4。例題在本節(jié)中,我們考慮四個(gè)問(wèn)題日益復(fù)雜的例子,以研究了我們的配方計(jì)算的行為。另外一個(gè)工業(yè)案例研究。還介紹了。在所有情況下,我們認(rèn)為最大的原料輥接觸乙等于相應(yīng)的輥寬度B的GAMS本身/ CPLEX求解器比6.0已經(jīng)解決方案中使用15和所有的計(jì)算,進(jìn)行了一個(gè)Alpha服務(wù)器4100。為0.1,完整性差距承擔(dān)了所有問(wèn)題的解決。4.1。例1我們的“rst例子是根據(jù)Harjunkoski 9給出的。一些不同的翻譯成本安科$ cients是為輕微迪要帳號(hào)!erences中所用的目標(biāo)函數(shù)兩種制劑。還要注意,這些作家使用的目標(biāo)是成本最小化為反對(duì)噸的最大化,因此,他們的目標(biāo)函數(shù)符號(hào)相反對(duì)我們的。表1例如1原料的滾動(dòng)輥式寬度B最高。灑乙!B最高。削減成本c 1 1900毫米200毫米5一千九英鎊表2例如1生產(chǎn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品幅寬乙分鐘。數(shù)量最多。數(shù)量?jī)r(jià)格折扣I型(毫米)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)電腦,這個(gè)問(wèn)題的目的是確定生產(chǎn)四迪!的erent類型的最佳切削模式從原始單一類型產(chǎn)品的軋輥輥。后者的特點(diǎn)見(jiàn)表1。生產(chǎn)要求如表2總結(jié)。為改變切削模式的成本是1英鎊,而招致的任何費(fèi)用修剪處理。Harjunkoski 9假設(shè)一家四迪!erent最大切割圖案,從而導(dǎo)致一個(gè)模型的規(guī)??s小。在我們的情況下,這種模式的數(shù)量是由解決方案。同時(shí),從表現(xiàn)形式(1)及(2),我們確定J“的10和J”8。解決方案,我們得到的是相同的,報(bào)告由Harjunkoski 9涉及生產(chǎn)最低訂購(gòu)量的產(chǎn)品輥加一額外的2型3型輥和另一個(gè)。形象地提出了解決方案圖。 1,對(duì)應(yīng)于目標(biāo)函數(shù)值!1622.0英鎊,因此給定的操作招致的損失的經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)。最佳的解決方案(在一個(gè)最優(yōu)利潤(rùn)率為0.1)被發(fā)現(xiàn)在不到1個(gè)CPU的s在節(jié)點(diǎn)分支定界算法49使用廣度“rst搜索策略。必須指出,我們制定的完整性差距媲美的配方,為一由Harjunkoski 9提出的事實(shí),盡管它不使用任何先驗(yàn)的枚舉切割模式。我們還研究制定,以少量的節(jié)點(diǎn)檢測(cè)最佳點(diǎn)(見(jiàn)表3)。每個(gè)豎條對(duì)應(yīng)一個(gè)DI!erent輥被削減。相應(yīng)的輥式顯示上方每個(gè)酒吧。每個(gè)酒吧分為相應(yīng)的部分指定類型的張數(shù)。黑暗的陰影在酒吧上段是修剪損耗,其寬度為百分比顯示在底部的數(shù)值例如1計(jì)算統(tǒng)計(jì)充分放松的最佳節(jié)點(diǎn)變量約束的完整性客觀的客觀差距()在BB酒店(斌/詮釋/續(xù))(?。?622.0(!)1619.4 0.18 49 60(13/44/3)1154.2。例2對(duì)這個(gè)問(wèn)題的數(shù)據(jù)載于表4和5。沒(méi)有改變的成本削減用于裝飾圖案或處置。使用表達(dá)式(1)及(2),它可以計(jì)算出一個(gè)先驗(yàn)的所需將于11至15號(hào)原卷。雖然這個(gè)問(wèn)題涉及的產(chǎn)品,只有9卷類型,有一個(gè)3971直接投資總!erent切割方式,所有這些都是相對(duì)于最小和最大允許總可行聘用軋輥,該可應(yīng)用于輥和刀的最大數(shù)量最大的紙張數(shù)量排序。因此,任何制定明確的模式,依賴于枚舉就必須涉及到大量的離散變量。這是,當(dāng)然,與傳統(tǒng)的方法來(lái)削減庫(kù)存問(wèn)題人所共知的問(wèn)題。我們的算法獲得關(guān)于這個(gè)問(wèn)題,準(zhǔn)確的(0的最優(yōu)利潤(rùn)率)的最佳解決方案在不到1個(gè)CPU秒提出這個(gè)解決方案是在圖。 2。計(jì)算性能統(tǒng)計(jì)資料載于表6。例如2卷原始特征輥式寬度B最高。灑乙!B最高。削減成本c 1 1900毫米200毫米5一六英鎊例2和3的生產(chǎn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品幅寬乙分鐘。數(shù)量最多。數(shù)量?jī)r(jià)格折扣I型(毫米)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)電腦對(duì)例2,第3和第4計(jì)算統(tǒng)計(jì)充分放松的最佳配方節(jié)點(diǎn)變量約束的完整性客觀的客觀差距。例如3卷原始特征輥式寬度B最高。灑乙!B最高。削減成本c 4.3。范例3這個(gè)例子是類似的實(shí)例2中,只有迪!erence是,高達(dá)6成卷的迪生!erent一種是現(xiàn)在也可被削減(見(jiàn)表7)。由于現(xiàn)在可以更廣泛地輥,最低所需卷數(shù)減少到9 J是(從11例2),但最高數(shù)量軋輥保持不變,即15。準(zhǔn)確的(0的最優(yōu)保證金),獲得最佳的解決方案,在不到1個(gè)CPU秒該圖提出的解決方案。 3計(jì)算性能如表6所示的統(tǒng)計(jì)數(shù)字。該最高2型原料輥數(shù)量是使用。有趣的是,提及的是,如果沒(méi)有對(duì)2型原料輥數(shù)量的上限是強(qiáng)加的,只有這種類型的軋輥實(shí)際從事。在更高的親“的C三千三百八十噸這就結(jié)果。4.4。范例4這個(gè)例子是類似的實(shí)例2中,只有迪!erence正科的成本為$ cients變廢為裝飾,切割處理模式,C和等于10和1,分別。在計(jì)算性能見(jiàn)表6。我們注意到,有相當(dāng)數(shù)量較大的節(jié)點(diǎn)分支定界樹(shù)是需要比較例2。然而,完整性差距相對(duì)較小。4.5。例5一justi“與我們制定教育署關(guān)注的是何種方式計(jì)算成本可能隨著訂單要令人滿意“版人數(shù)有所增加。這是因?yàn)楦嗟挠嗀洉?huì)例如5計(jì)算統(tǒng)計(jì)例2中的節(jié)點(diǎn)的CPU全面優(yōu)化變量約束的數(shù)目軋輥通常意味著更多的原料輥不得不被切割考慮,(例如,更高的J)。的數(shù)量變量和約束在我們的配方與后者呈線性增加。為了研究如何制訂了該計(jì)算性能隨對(duì)訂購(gòu)產(chǎn)品的軋輥的數(shù)目,我們進(jìn)行了三次另外的實(shí)驗(yàn)中使用原始例2,但數(shù)據(jù)乘以2,4,10和15的訂購(gòu)數(shù)量的因素(見(jiàn)附表8),分別。結(jié)果如表8總結(jié)。正如預(yù)期的更大的訂購(gòu)產(chǎn)品的數(shù)量軋輥,造成較大的數(shù)學(xué)問(wèn)題和DI美元的解決方案culty。例如,問(wèn)題的最優(yōu)解的兩倍的訂單數(shù)量使得25迪使用!erent這是自動(dòng)切割的算法確定模式。然而,即使有了最大的問(wèn)題(涉及1340產(chǎn)品從268張卷筒生產(chǎn)原料),但仍可能確定在不到1分鐘計(jì)算在桌面上的最優(yōu)解工作站。整體性的差距也仍然在所有的例子非常小。同樣的問(wèn)題還解決了的情況下有兩個(gè)迪!erent輥可用的類型(如例3)以及訂單總數(shù)超過(guò)600張。該解決方案對(duì)應(yīng)一個(gè)目標(biāo)函數(shù)的C 31550零完整性的差距。所生產(chǎn)的總數(shù)為660張來(lái)自120個(gè)原始卷。這個(gè)問(wèn)題涉及到1823整數(shù)變量和解決方案,得到43秒的CPU4.6。工業(yè)個(gè)案研究這是一個(gè)工業(yè)為例,每天修剪損設(shè)在馬其頓優(yōu)化問(wèn)題造紙廠(梅爾)在希臘北部S.A.公司。褪黑素是主要的造紙生產(chǎn)企業(yè)之一在希臘超過(guò)年產(chǎn)10萬(wàn)噸。通常包括每日秩序5 15迪!輥erent類型的產(chǎn)品以10總重量100噸。到目前為止,盡量減少修剪的損耗,目前已進(jìn)行采用啟發(fā)式為基礎(chǔ)的技術(shù)和人力的專業(yè)知識(shí)與修剪平均損耗4 7的順序而定。對(duì)這個(gè)問(wèn)題的所有數(shù)據(jù)都依從表9和10,對(duì)應(yīng)于近似的值。假設(shè)的廢物處置修剪以及改變切削模式的解決方案不花錢(qián)被描繪圖。 4。請(qǐng)注意,9原始輥滿足生產(chǎn)需要。阿總數(shù)1100節(jié)點(diǎn)審查了分支定界樹(shù),需要的計(jì)算時(shí)間少。表9工業(yè)原料的滾動(dòng)個(gè)案研究輥式寬度B最高。灑乙!B最高。削減成本c 1三百六十厘米40厘米515 9 表10為工業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)為例產(chǎn)品幅寬乙(厘米)最小。數(shù)量最多。數(shù)量?jī)r(jià)格折扣I型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)電腦圖。 4。解無(wú)廢物處置和變化的成本削減工業(yè)為例。5。解決方案與廢物處置和變化的成本削減工業(yè)為例。超過(guò)5秒的CPU該目標(biāo)函數(shù)代表親“噸最優(yōu)值是C3105.8它等于完全放松的目的。修剪的平均損耗是1.126,并代表大約55的改善比較,現(xiàn)時(shí)的做法基于純粹的人專業(yè)知識(shí)。同樣的問(wèn)題也解決了假設(shè)美元的成本安科廢物處置cients為改變切削模式是等于0.39和58.8,分別為(見(jiàn)圖4)。該最優(yōu)值噸,而現(xiàn)在C2842的完全松弛問(wèn)題的價(jià)值是C3044。大約9000點(diǎn)被認(rèn)為需要1分鐘的CPU計(jì)算時(shí)間。這是值得注意的是,既然改變裁剪成本考慮在內(nèi),只有三這樣的變化,而平均修剪損耗仍然與前面的情況相同。然而,應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是,在削減節(jié)省的時(shí)間,由于同時(shí)minimiz -改變切割圖案,通報(bào)BULLETIN已signi植物tability“親上不能影響”。這是由于生產(chǎn)速度增長(zhǎng)比例幾乎與總切削減少時(shí)間。5。結(jié)論本文介紹了優(yōu)化確定為一個(gè)新的數(shù)學(xué)公式切一維問(wèn)題的圖案。在前面的配方,其主要優(yōu)勢(shì)在于它的小的差距,其完整性變量和約束較少。為達(dá)到這個(gè)目的,而不需要訴諸先天生成的切割方式,并在問(wèn)題規(guī)模增加而組合從這樣一種做法。在中等大小混合整數(shù)規(guī)劃問(wèn)題的結(jié)果,在制訂目前的范圍提供商業(yè)解決者。配方的完整性差距普遍偏小,雖然迪的解決方案增加$ culty,涉及轉(zhuǎn)換和廢物處置費(fèi)用的問(wèn)題。無(wú)論是這里提出的制定和審查了本文前面的大部分主要是與確保各項(xiàng)訂單ful關(guān)注“l(fā)led。只有韋斯特爾工作隆德13其實(shí)認(rèn)為倍,由于此類訂單。一個(gè)有趣的方面提出制定明確的特點(diǎn)是,它的卷已被削減順序兩個(gè)條款的類型的每種原料輥和裁剪為它用。這將打開(kāi)的可能性引進(jìn)更多的變量和約束特征的時(shí)間點(diǎn)是每卷切斷,從而確定最佳切割調(diào)度。致謝致謝感謝博士Iiro Harjunkoski有關(guān)問(wèn)題的一些有益的討論本文研究。筆者也感謝議員Sotiris Kiourtsides,生產(chǎn)經(jīng)理馬其頓造紙廠薩,為工業(yè)提供了個(gè)案研究和討論,對(duì)一些有價(jià)值的在修剪損耗問(wèn)題的實(shí)際問(wèn)題。參考文獻(xiàn)1吉爾摩電腦,戈莫里再生能源。一個(gè)線性規(guī)劃的方法來(lái)削減庫(kù)存問(wèn)題。運(yùn)籌學(xué)1961; 9:849 59。2吉爾摩電腦,戈莫里再生能源。一個(gè)線性規(guī)劃的方法來(lái)削減庫(kù)存問(wèn)題*第二部分。行動(dòng)研究1963; 11:863 88。3 Hinxman人工智能。裁切損耗和品種問(wèn)題。一項(xiàng)調(diào)查。歐洲運(yùn)籌學(xué)雜志1980; 5:8 18。4 Wascher克線性規(guī)劃為基礎(chǔ)的方法來(lái)削減庫(kù)存的多目標(biāo)問(wèn)題。歐洲雜志運(yùn)籌學(xué)1990; 44:175 84。5斯威尼體育,哈斯勒刻錄。一維與多輥下料質(zhì)量等級(jí)的決定。歐洲運(yùn)籌學(xué)雜志1990; 44:224 31。6費(fèi)雷拉綏,內(nèi)韋斯碩士,體育豐塞卡卡斯特羅兩階段滾切的問(wèn)題。歐洲雜志 業(yè)務(wù)研究1990; 44:185 96。7 Gradisar男,Jesenko 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61。15布魯克甲,肯德里克研發(fā),Meeraus甲,拉曼河GAMS本身。用戶的指南。只要GAMS開(kāi)發(fā)公司,1998年。邁克爾喬治艾迪斯,博士是在化工過(guò)程工程研究所專職研究員希臘塞薩洛尼基。他獲得薩洛尼卡亞里斯多德大學(xué)和他的化學(xué)工程文憑收到他的碩士和博士學(xué)位在過(guò)程系統(tǒng)工程帝國(guó)學(xué)院,倫敦。他的研究興趣在于為在制造過(guò)程工業(yè)領(lǐng)域exible混合整數(shù)和計(jì)算機(jī)輔助優(yōu)化技術(shù),生產(chǎn)調(diào)度,規(guī)劃和動(dòng)態(tài)建模和仿真。他是雜志的作者和超過(guò)15會(huì)議出版物。難解的席林,博士,是一個(gè)過(guò)程,發(fā)展的汽巴精化公司在瑞士的化學(xué)工程師。他獲得了來(lái)自聯(lián)邦理工學(xué)院,蘇黎世他的文憑,并獲得工程博士學(xué)位從過(guò)程系統(tǒng)工程中倫敦帝國(guó)學(xué)院。湖南工學(xué)院2011 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)課題任務(wù)書(shū)系: 機(jī)械工程系 專業(yè): 材料成型及控制工程 指導(dǎo)教師曽立平學(xué)生姓名柳澤宇課題名稱接線端子板沖孔、落料、壓彎復(fù)合模設(shè)計(jì)內(nèi)容及任務(wù)擬達(dá)到的要求或技術(shù)指標(biāo)進(jìn)度安排起止日期工作內(nèi)容備注主要參考資料教研室意見(jiàn)年 月 日系主管領(lǐng)導(dǎo)意見(jiàn)年 月 日附表三湖南工學(xué)院2011 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)指導(dǎo)教師評(píng)閱表 系: 機(jī)械工程系 專業(yè): 材料成型及控制工程 學(xué)生姓名柳澤宇學(xué) 號(hào)212070339班 級(jí)成型0703專 業(yè)材料成型及控制工程指導(dǎo)教師姓名曽立平課題名稱接線端子板沖孔、落料、壓彎復(fù)合模設(shè)計(jì)評(píng)語(yǔ):(包括以下方面,學(xué)習(xí)態(tài)度、工作量完成情況、材料的完整性和規(guī)范性;檢索和利用文獻(xiàn)能力、計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力;學(xué)術(shù)水平或設(shè)計(jì)水平、綜合運(yùn)用知識(shí)能力和創(chuàng)新能力;)是否同意參加答辯:是 否指導(dǎo)教師評(píng)定成績(jī)分值:指導(dǎo)教師簽字: 年 月 日湖南工學(xué)院2011 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)答辯及最終成績(jī)?cè)u(píng)定表 系:機(jī)械工程系 專業(yè):材料成型及控制工程學(xué)生姓名柳澤宇學(xué)號(hào)212070339班級(jí)成型0703班答辯日期課題名稱接線端子板沖孔、落料、壓彎復(fù)合模設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師成 績(jī) 評(píng) 定分值評(píng) 定小計(jì)課題介紹思路清晰,語(yǔ)言表達(dá)準(zhǔn)確,概念清楚,論點(diǎn)正確,實(shí)驗(yàn)方法科學(xué),分析歸納合理,結(jié)論嚴(yán)謹(jǐn),設(shè)計(jì)(論文)有應(yīng)用價(jià)值。30答辯表現(xiàn)思維敏捷,回答問(wèn)題有理論根據(jù),基本概念清楚,主要問(wèn)題回答準(zhǔn)確大、深入,知識(shí)面寬。必答題40自由提問(wèn)30合 計(jì)100答 辯 評(píng) 分分值:答辯小組長(zhǎng)簽名:答辯成績(jī)a: 40指導(dǎo)教師評(píng)分分值:指導(dǎo)教師評(píng)定成績(jī)b: 40評(píng)閱教師評(píng)分分值:評(píng)閱教師評(píng)定成績(jī)c: 20最終評(píng)定成績(jī): 分?jǐn)?shù): 等級(jí):答辯委員會(huì)主任簽名: 年 月 日說(shuō)明:最終評(píng)定成績(jī)a+b+c,三個(gè)成績(jī)的百分比由各系自己確定,但應(yīng)控制在給定標(biāo)準(zhǔn)的10左湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi)題報(bào)告題目接線端子板沖孔、落料、壓彎復(fù)合模設(shè)計(jì)學(xué)生姓名柳澤宇班級(jí)學(xué)號(hào)212070339專業(yè)材料成型及控制工程提綱(開(kāi)題報(bào)告2000字以上):1. 對(duì)指導(dǎo)教師下達(dá)的課題任務(wù)的學(xué)習(xí)與理解2. 閱讀文獻(xiàn)資料進(jìn)行調(diào)研的綜述3. 根據(jù)任務(wù)書(shū)的任務(wù)及文獻(xiàn)調(diào)研結(jié)果,初步擬定的執(zhí)行(實(shí)施)方案(含具體進(jìn)度計(jì)劃)指導(dǎo)教師批閱意見(jiàn) 指導(dǎo)教師(簽名): 年 月 日湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作中期檢查表題目接線端子板沖孔、落料、壓彎復(fù)合模設(shè)計(jì)學(xué)生姓名柳澤宇班級(jí)學(xué)號(hào)212070339專業(yè)材料成型及控制工程指導(dǎo)教師填寫(xiě)學(xué)生開(kāi)題情況學(xué)生調(diào)研及查閱文獻(xiàn)情況畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)原計(jì)劃有無(wú)調(diào)整學(xué)生是否按計(jì)劃執(zhí)行工作進(jìn)度學(xué)生是否能獨(dú)立完成工作任務(wù)學(xué)生的英文翻譯情況學(xué)生每周接受指導(dǎo)的次數(shù)及時(shí)間畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)過(guò)程檢查記錄情況學(xué)生的工作態(tài)度在相應(yīng)選項(xiàng)劃“”認(rèn)真一般較差尚存在的問(wèn)題及采取的措施:指導(dǎo)教師簽字: 年 月 日系部意見(jiàn): 負(fù)責(zé)人簽字:年 月 日湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)答辯資格審查表題 目接線端子板沖孔、落料、壓彎復(fù)合設(shè)計(jì)學(xué)生姓名柳澤宇學(xué) 號(hào)212070339專 業(yè)材料成型及控制工程指導(dǎo)教師曽立平內(nèi)容綜述(對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)或論文的研究步驟和方法、主要內(nèi)容及創(chuàng)新之處進(jìn)行綜述,提出答辯申請(qǐng)): 申請(qǐng)人簽名: 日期:資 格 審 查 項(xiàng) 目是否01工作量是否達(dá)到所規(guī)定要求02文檔資料是否齊全(任務(wù)書(shū)、開(kāi)題報(bào)告、外文資料翻譯、定稿論文及其相關(guān)附件資料等)03是否完成任務(wù)書(shū)規(guī)定的任務(wù)04完成的成果是否達(dá)到驗(yàn)收要求05是否剽竊他人成果或者直接照抄他人設(shè)計(jì)(論文)指導(dǎo)教師簽名: 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)答辯資格審查小組意見(jiàn):符合答辯資格,同意答辯 不符合答辯資格,不同意答辯審查小組成員簽名: 年 月 日注:此表中內(nèi)容綜述由學(xué)生填寫(xiě),資格審查項(xiàng)目由指導(dǎo)教師填寫(xiě)。湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)評(píng)閱評(píng)語(yǔ)表題目接線端子板沖孔、落料、壓彎復(fù)合模設(shè)計(jì)學(xué)生姓名柳澤宇班級(jí)學(xué)號(hào)212070339專業(yè)材料成型及控制工程評(píng)閱教師姓名職稱工作單位評(píng)分內(nèi)容具 體 要 求總分評(píng)分開(kāi)題情況調(diào)研論證能獨(dú)立查閱文獻(xiàn)資料及從事其他形式的調(diào)研,能較好地理解課題任務(wù)并提出實(shí)施方案,有分析整理各類信息并從中獲取新知識(shí)的能力。10外文翻譯摘要及外文資料翻譯準(zhǔn)確,文字流暢,符合規(guī)定內(nèi)容及字?jǐn)?shù)要求。10設(shè)計(jì)質(zhì)量論證、分析、設(shè)計(jì)、計(jì)算、結(jié)構(gòu)、建模、實(shí)驗(yàn)正確合理。35創(chuàng)新工作中有創(chuàng)新意識(shí),有重大改進(jìn)或獨(dú)特見(jiàn)解,有一定實(shí)用價(jià)值。10撰寫(xiě)質(zhì)量結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn),文字通順,用語(yǔ)符合技術(shù)規(guī)范,圖表清楚,書(shū)寫(xiě)格式規(guī)范,符合規(guī)定字?jǐn)?shù)要求。15綜合能力能綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能發(fā)現(xiàn)與解決實(shí)際問(wèn)題。20總評(píng)分評(píng)閱教師評(píng)閱意見(jiàn)評(píng)閱成績(jī)總評(píng)分20%評(píng)閱教師簽名日期 接線端子板沖孔、落料、壓彎復(fù)合模設(shè)計(jì) 摘 要 摘 要:闡述了沖孔、落料、壓彎復(fù)合模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工作原理。通過(guò)工藝分析,在沖壓材料厚度較薄的小型彎曲件時(shí),采用沖孔、落料、彎曲復(fù)合模比采用連續(xù)或級(jí)進(jìn)模簡(jiǎn)單。通過(guò)沖裁力、頂件力、卸料力等計(jì)算,確定模具類型。該模具采用后側(cè)導(dǎo)柱模架結(jié)構(gòu)形式。廢料從凸凹模和下底座中所開(kāi)的槽中排出。本模具性能可靠,運(yùn)行平穩(wěn),能夠適應(yīng)大批量生產(chǎn)要求,提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率,降低勞動(dòng)強(qiáng)度和生產(chǎn)成本。關(guān)鍵字:沖壓;沖孔、落料、彎曲;復(fù)合模ABSTRACT Abstract: Expounded punching, blanking, bending modulus of the composite structure design and principle. Process analysis by the stamping of thinner material thickness small curved pieces, will use the punching, blanking, flexural modulus composites than continuous or Progressive Die simple. Punching through, the top pieces, such as the discharge of calculation to determine the type mold. The posterior mold using derivative-scale structures form. Waste from the punch and die and the base under which opened the tank discharges. The mold reliable, stable operation to adapt to the requirements of large-scale production, improve product quality and production efficiency. reduce labor intensity and the cost of production. Keywords: Ramming; The punch holes, Fall the material curving; Superposable die 目 錄第一章 緒 論11.1、冷沖壓與模具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介11.2、我國(guó)沖壓模具水平狀況11.3、沖壓模具的發(fā)展重點(diǎn)與展望41.4、本次設(shè)計(jì)的意義6第二章 沖壓件工藝性分析及沖裁方案的確定72.1沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性72.2沖裁件尺寸精度和表面粗糙度要求92.3沖裁件的尺寸基準(zhǔn)92.4 沖裁件經(jīng)濟(jì)性分析102.5沖裁方案的確定10第三章 排樣圖的設(shè)計(jì)及材料利用率的計(jì)算123.1排樣的設(shè)計(jì)123.2搭邊的選取143.3材料利用率的計(jì)算15第四章 沖裁工藝力的計(jì)算174.1沖裁力的計(jì)算174.1.1沖壓力的行程曲線174.1.2沖裁力的計(jì)算公式184.1.3降低沖裁力的方法184.2卸料力、推件力、和彎曲力等其他力的計(jì)算1943沖壓壓力中心21第五章 沖壓設(shè)備的選擇245.1沖壓設(shè)備類型的選擇245.2確定設(shè)備的規(guī)格24第六章 沖裁模工作部分設(shè)計(jì)計(jì)算276.1沖裁間隙276.1.1對(duì)沖裁件質(zhì)量的影響276.1.2 對(duì)模具壽命的影響286.1.3 對(duì)沖裁力、卸料力的影響296.2合理間隙的選用306.3 模具刃口尺寸的計(jì)算32第七章 模具總體設(shè)計(jì)397.1模具類型的選擇397.2確定送料方式397.3定位方式的選擇397.4卸料、出件方式的選擇397.5導(dǎo)向方式的選擇39第八章 主要零部件設(shè)計(jì)418.1模具材料的選擇418.1.1模具材料與熱處理418.1.2 H62軟黃銅的性能418.2落料凹模設(shè)計(jì)428.2.1落料凹模刃口形式428.2.2落料凹模外形和尺寸的確定428.3凸、凹模設(shè)計(jì)438.3.1模具的結(jié)構(gòu)形式和固定方法438.3.2凸凹模長(zhǎng)度的確定448.3.3凸凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)448.4沖孔凸模458.4.1沖孔凸模的固定形式458.4.2沖孔凸模長(zhǎng)度的確定458.4.3凸模強(qiáng)度校核458.4.4 沖孔凸模的結(jié)構(gòu)478.5卸料彈簧的選擇478.6 打桿的選擇488.7 活動(dòng)彎曲凹模的設(shè)計(jì)49第九章 標(biāo)準(zhǔn)件的選擇509.1模架及模柄的選擇509.2凸模固定板及墊板的選擇509.3 導(dǎo)尺的選擇519.4模具閉合高度的校核519.6推桿的選擇529.7螺釘及銷釘?shù)倪x擇52第十章 總裝圖的設(shè)計(jì)及繪制54結(jié) 論55參考文獻(xiàn)56致 謝57附 錄5857 第一章 緒 論1.1、冷沖壓與模具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介我國(guó)沖壓模具無(wú)論在數(shù)量上,還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都已有了很大發(fā)展,但與國(guó)民經(jīng)濟(jì)需求和世界先進(jìn)水平相比,差距仍很大,一些大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命的高檔模具每年仍大量進(jìn)口,特別是中高檔轎車的覆蓋件模具,目前仍主要依靠進(jìn)口。一些低檔次的簡(jiǎn)單沖模,已趨供過(guò)于求,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈。據(jù)中國(guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的統(tǒng)計(jì)材料,2004年我國(guó)沖壓模具總產(chǎn)出約為220億元,其中出口0.75億美元,約合6.2億元。 根據(jù)我國(guó)海關(guān)統(tǒng)計(jì)資料,2004年我國(guó)共進(jìn)口沖壓模具5.61億美元,約合46.6億元。從上述數(shù)字可以得出2004年我國(guó)沖壓模具市場(chǎng)總規(guī)模約為266.6億元。其中國(guó)內(nèi)市場(chǎng)總需求為260.4億元,總供應(yīng)約為213.8億元,市場(chǎng)滿足率為82%。在上述供求總體情況中,有幾個(gè)具體情況必須說(shuō)明:一是進(jìn)口模具大部分是技術(shù)含量高的大型精密模具,而出口模具大部分是技術(shù)含量較低的中低檔模具,因此技術(shù)含量高的中高檔模具市場(chǎng)滿足率低于沖壓模具總體滿足率,這些模具的發(fā)展已滯后于沖壓件生產(chǎn),而技術(shù)含量低的中低檔模具市場(chǎng)滿足率要高于沖壓模具市場(chǎng)總體滿足率;二是由于我國(guó)的模具價(jià)格要比國(guó)際市場(chǎng)低格低許多,具有一定的競(jìng)爭(zhēng)力,因此其在國(guó)際市場(chǎng)的前景看好,2005年沖壓模具出口達(dá)到1.46億美元,比2004年增長(zhǎng)94.7%就可說(shuō)明這一點(diǎn);三是近年來(lái)港資、臺(tái)資、外資企業(yè)在我國(guó)發(fā)展迅速,這些企業(yè)中大量的自產(chǎn)自用的沖壓模具無(wú)確切的統(tǒng)計(jì)資料,因此未能計(jì)入上述數(shù)字之中。1.2、我國(guó)沖壓模具水平狀況近年來(lái),我國(guó)沖壓模具水平已有很大提高。大型沖壓模具已能生產(chǎn)單套重量達(dá)50多噸的模具。為中檔轎車配套的覆蓋件模具國(guó)內(nèi)也能生產(chǎn)了。精度達(dá)到12m,壽命2億次左右的多工位級(jí)進(jìn)模國(guó)內(nèi)已有多家企業(yè)能夠生產(chǎn)。表面粗糙度達(dá)到Ra1.5m的精沖模,大尺寸(300mm)精沖模及中厚板精沖模國(guó)內(nèi)也已達(dá)到相當(dāng)高的水平。 1.模具CAD/CAM技術(shù)狀況 我國(guó)模具CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展已有20多年歷史。由原華中工學(xué)院和武漢733廠于1984年共同完成的精沖模CAD/CAM系統(tǒng)是我國(guó)第一個(gè)自行開(kāi)發(fā)的模具CAD/CAM系統(tǒng)。由華中工學(xué)院和北京模具廠等于1986年共同完成的冷沖模CAD/CAM系統(tǒng)是我國(guó)自行開(kāi)發(fā)的第一個(gè)沖裁模CAD/CAM系統(tǒng)。上海交通大學(xué)開(kāi)發(fā)的冷沖模CAD/CAM系統(tǒng)也于同年完成。20世紀(jì)90年代以來(lái),國(guó)內(nèi)汽車行業(yè)的模具設(shè)計(jì)制造中開(kāi)始采用CAD/CAM技術(shù)。國(guó)家科委863計(jì)劃將東風(fēng)汽車公司作為CIMS應(yīng)用示范工廠,由華中理工大學(xué)作為技術(shù)依托單位,開(kāi)發(fā)的汽車車身與覆蓋件模具CAD/CAPP/CAM集成系統(tǒng)于1996年初通過(guò)鑒定。 在此期間,一汽和成飛汽車模具中心引進(jìn)了工作站和CAD/CAM軟件系統(tǒng),并在模具設(shè)計(jì)制造中實(shí)際應(yīng)用,取得了顯著效益。1997年一汽引進(jìn)了板料成型過(guò)程計(jì)算機(jī)模擬CAE軟件并開(kāi)始用于生產(chǎn)。 21世紀(jì)開(kāi)始CAD/CAM技術(shù)逐漸普及,現(xiàn)在具有一定生產(chǎn)能力的沖壓模具企業(yè)基本都有了CAD/CAM技術(shù)。其中部分骨干重點(diǎn)企業(yè)還具備各CAE能力。 模具CAD/CAM技術(shù)能顯著縮短模具設(shè)計(jì)與制造周期,降低生產(chǎn)成本,提高產(chǎn)品質(zhì)量,已成為人們的共識(shí)。在“八五”、“九五”期間,已有一大批模具企業(yè)推廣普及了計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù),數(shù)控加工的使用率也越來(lái)越高,并陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量的CAD/CAM系統(tǒng)。如美國(guó)EDS的UG,美國(guó)ParametricTechnology公司的Pro/Engineer,美國(guó)CV公司的CADS5,英國(guó)DELCAM公司的DOCT5,日本HZS公司的CRADE及space-E,以色列公司的Cimatron,還引進(jìn)了AutoCAD、CATIA等軟件及法國(guó)Marta-Daravision公司用于汽車及覆蓋件模具的Euclid-IS等專用軟件。國(guó)內(nèi)汽車覆蓋件模具生產(chǎn)企業(yè)普遍采用了CAD/CAM技術(shù)。DL圖的設(shè)計(jì)和模具結(jié)構(gòu)圖的設(shè)計(jì)均已實(shí)現(xiàn)二維CAD,多數(shù)企業(yè)已經(jīng)向三維過(guò)渡,總圖生產(chǎn)逐步代替零件圖生產(chǎn)。且模具的參數(shù)化設(shè)計(jì)也開(kāi)始走向少數(shù)模具廠家技術(shù)開(kāi)發(fā)的領(lǐng)域。 在沖壓成型CAE軟件方面,除了引進(jìn)的軟件外,華中科技大學(xué)、吉林大學(xué)、湖南大學(xué)等都已研發(fā)了較高水平的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的軟件,并已在生產(chǎn)實(shí)踐中得到成功應(yīng)用,產(chǎn)生了良好的效益。 快速原型(RP)與傳統(tǒng)的快速經(jīng)濟(jì)模具相結(jié)合,快速制造大型汽車覆蓋件模具,解決了原來(lái)低熔點(diǎn)合金模具靠樣件澆鑄模具,模具精度低、制件精度低,樣件制作難等問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)了以三維CAD模型作為制模依據(jù)的快速模具制造,并且保證了制件的精度,為汽車行業(yè)新車型的開(kāi)發(fā)、車身快速試制提供了覆蓋件制作的保證,它標(biāo)志著RPM應(yīng)用于汽車車身大型覆蓋件試制模具已取得了成功。 圍繞著汽車車身試制、大型覆蓋件模具的快速制造,近年來(lái)也涌現(xiàn)出一些新的快速成型方法,例如目前已開(kāi)始在生產(chǎn)中應(yīng)用的無(wú)模多點(diǎn)成型及激光沖擊和電磁成型等技術(shù)。它們都表現(xiàn)出了降低成本、提高效率等優(yōu)點(diǎn)。 2.模具設(shè)計(jì)與制造能力狀況 在國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的正確引導(dǎo)下,經(jīng)過(guò)幾十年努力,現(xiàn)在我國(guó)沖壓模具的設(shè)計(jì)與制造能力已達(dá)到較高水平,包括信息工程和虛擬技術(shù)等許多現(xiàn)代設(shè)計(jì)制造技術(shù)已在很多模具企業(yè)得到應(yīng)用。 雖然如此,我國(guó)的沖壓模具設(shè)計(jì)制造能力與市場(chǎng)需要和國(guó)際先進(jìn)水平相比仍有較大差距。這些主要表現(xiàn)在高檔轎車和大中型汽車覆蓋件模具及高精度沖模方面,無(wú)論在設(shè)計(jì)還是加工工藝和能力方面,都有較大差距。轎車覆蓋件模具,具有設(shè)計(jì)和制造難度大,質(zhì)量和精度要求高的特點(diǎn),可代表覆蓋件模具的水平。雖然在設(shè)計(jì)制造方法和手段方面已基本達(dá)到了國(guó)際水平,模具結(jié)構(gòu)功能方面也接近國(guó)際水平,在轎車模具國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程中前進(jìn)了一大步,但在制造質(zhì)量、精度、制造周期等方面,與國(guó)外相比還存在一定的差距。 標(biāo)志沖模技術(shù)先進(jìn)水平的多工位級(jí)進(jìn)模和多功能模具,是我國(guó)重點(diǎn)發(fā)展的精密模具品種。有代表性的是集機(jī)電一體化的鐵芯精密自動(dòng)閥片多功能模具,已基本達(dá)到國(guó)際水平。 但總體上和國(guó)外多工位級(jí)進(jìn)模相比,在制造精度、使用壽命、模具結(jié)構(gòu)和功能上,仍存在一定差距。 汽車覆蓋件模具制造技術(shù)正在不斷地提高和完善,高精度、高效益加工設(shè)備的使用越來(lái)越廣泛。高性能的五軸高速銑床和三軸的高速銑床的應(yīng)用已越來(lái)越多。NC、DNC技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越成熟,可以進(jìn)行傾角加工和超精加工。這些都提高了模具型面加工精度,提高了模具的質(zhì)量,縮短了模具的制造周期。 模具表面強(qiáng)化技術(shù)也得到廣泛應(yīng)用。工藝成熟、無(wú)污染、成本適中的離子滲氮技術(shù)越來(lái)越被認(rèn)可,碳化物被覆處理(TD處理)及許多鍍(涂)層技術(shù)在沖壓模具上的應(yīng)用日益增多。真空處理技術(shù)、實(shí)型鑄造技術(shù)、刃口堆焊技術(shù)等日趨成熟。激光切割和激光焊接技術(shù)也得到了應(yīng)用。 3.專業(yè)化程度及分布狀況 我國(guó)模具行業(yè)專業(yè)化程度還比較低,模具自產(chǎn)自配比例過(guò)高。國(guó)外模具自產(chǎn)自配比例一般為30%,我國(guó)沖壓模具自產(chǎn)自配比例為60%。這就對(duì)專業(yè)化產(chǎn)生了很多不利影響?,F(xiàn)在,技術(shù)要求高、投入大的模具,其專業(yè)化程度較高,例如覆蓋件模具、多工位級(jí)進(jìn)模和精沖模等。而一般沖模專業(yè)化程度就較低。由于自配比例高,所以沖壓模具生產(chǎn)能力的分布基本上跟隨沖壓件生產(chǎn)能力的分布。但是專業(yè)化程度較高的汽車覆蓋件模具和多工位、多功能精密沖模的專業(yè)生產(chǎn)企業(yè)的分布有不少并不跟隨沖壓件能力分布而分布,而往往取決于主要投資者的決策。例如四川有較大的汽車覆蓋件模具的能力,江蘇有較強(qiáng)的精密沖模的能力,而模具的用戶大都不在本地。1.3、沖壓模具的發(fā)展重點(diǎn)與展望 發(fā)展重點(diǎn)的選取應(yīng)根據(jù)市場(chǎng)需求、發(fā)展趨勢(shì)和目前狀況來(lái)確定??砂串a(chǎn)品重點(diǎn)、技術(shù)重點(diǎn)和其他重點(diǎn)分別敘述。 1、沖壓模具產(chǎn)品發(fā)展重點(diǎn)。 沖壓模具共有7小類,并有一些按其服務(wù)對(duì)象來(lái)稱呼的一些種類。目前急需發(fā)展的是汽車覆蓋件模具,多功能、多工位級(jí)進(jìn)模和精沖模。這些模具現(xiàn)在產(chǎn)需矛盾大,發(fā)展前景好。 汽車覆蓋件模具中發(fā)展重點(diǎn)是技術(shù)要求高的中高檔轎車大中型覆蓋件模具,尤其是外覆蓋件模具。高強(qiáng)度板和不等厚板的沖壓模具及大型多工位級(jí)進(jìn)模、連續(xù)模今后將會(huì)有較快的發(fā)展。多功能、多工位級(jí)進(jìn)模中發(fā)展重點(diǎn)是高精度、高效率和大型、高壽命的級(jí)進(jìn)模。精沖模中發(fā)展重點(diǎn)是厚板精沖模大型精沖模,并不斷提高其精度。 2、沖壓模具技術(shù)發(fā)展重點(diǎn)。 模具技術(shù)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)主要是朝信息化、高速化生產(chǎn)與高精度化發(fā)展。因此從設(shè)計(jì)技術(shù)來(lái)說(shuō),發(fā)展重點(diǎn)在于大力推廣CAD/CAE/CAM技術(shù)的應(yīng)用,并持續(xù)提高效率,特別是板材成型過(guò)程的計(jì)算機(jī)模擬分析技術(shù)。模具CAD、CAM技術(shù)應(yīng)向宜人化、集成化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展,并提高模具CAD、CAM系統(tǒng)專用化程度。 為了提高CAD、CAE、CAM技術(shù)的應(yīng)用水平,建立完整的模具資料庫(kù)及開(kāi)發(fā)專家系統(tǒng)和提高軟件的實(shí)用性十分重要。從加工技術(shù)來(lái)說(shuō),發(fā)展重點(diǎn)在于高速加工和高精度加工。高速加工目前主要是發(fā)展高速銑削、高速研拋和高速電加工及快速制模技術(shù)。高精度加工目前主要是發(fā)展模具零件精度1m以下和表面粗糙度Ra0.1m的各種精密加工。提高模具標(biāo)準(zhǔn)化程度,搞好模具標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)供應(yīng)也是沖壓模具技術(shù)發(fā)展重點(diǎn)之一。 為了提高沖壓模具的壽命,模具表面的各種強(qiáng)化超硬處理等技術(shù)也是發(fā)展重點(diǎn)。 對(duì)于模具數(shù)字化制造、系統(tǒng)集成、逆向工程、快速原型/模具制造及計(jì)算機(jī)輔助應(yīng)用技術(shù)等方面形成全方位解決方案,提供模具開(kāi)發(fā)與工程服務(wù),全面提高企業(yè)水平和模具質(zhì)量,這更是沖壓模具技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)。 3、其他發(fā)展重點(diǎn)及展望。 其他發(fā)展重點(diǎn)及展望的內(nèi)涵十分豐富,這里只就管理、專業(yè)化與標(biāo)準(zhǔn)化及行業(yè)調(diào)整三個(gè)方面作一些分析。 企業(yè)管理是一個(gè)系統(tǒng)工程,是一門(mén)學(xué)問(wèn),是科學(xué)技術(shù)。與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家模具企業(yè)相比,在某種意義上說(shuō),我們的管理落后更甚于技術(shù)落后。因此改進(jìn)管理十分重要,且任務(wù)繁重,目前模具企業(yè)的管理有許多形式,各有其適應(yīng)對(duì)象,但搞好信息化建設(shè),逐步實(shí)現(xiàn)信息化管理已成為發(fā)展方向,行業(yè)也對(duì)此有共識(shí)。 由于歷史和體制上的原因,我國(guó)模具專業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)化水平一直很低,其中沖壓模具的專業(yè)化比塑料模和壓鑄模更低。這在一定程度上妨礙了沖壓模具的發(fā)展,根據(jù)國(guó)內(nèi)外模具專業(yè)化情況來(lái)看,專業(yè)化可以有多層意思:1)模具生產(chǎn)獨(dú)立于其他產(chǎn)品生產(chǎn),專業(yè)生產(chǎn)模具外供;2)按模具種類劃分,專門(mén)從事某一類模具(如沖壓模具)生產(chǎn);3)在某一類模具中,按其服務(wù)對(duì)象或模具工藝及尺寸大小,選取該類模具中的某種模具(例如汽車覆蓋件模具、多工位級(jí)進(jìn)模具、精沖模具等等)進(jìn)行專業(yè)化生產(chǎn);4)專業(yè)生產(chǎn)模具中的某一些零件(如模架、沖頭、彈性元件等)供給模具生產(chǎn)企業(yè);5)按工序開(kāi)展專業(yè)化協(xié)作。例如目前社會(huì)上專門(mén)從事模具設(shè)計(jì)的公司、專門(mén)進(jìn)行型腔加工或電加工協(xié)作的企業(yè)、專門(mén)接受測(cè)量或熱處理委托業(yè)務(wù)的企業(yè)及專業(yè)從事拋光業(yè)務(wù)的企業(yè)等等,這種多層次的專業(yè)化促進(jìn)了模具行業(yè)的發(fā)展。但專業(yè)化的路途仍舊遙遠(yuǎn),必須加快進(jìn)程才能適應(yīng)形勢(shì)。因此,這也是發(fā)展重點(diǎn)。 行業(yè)調(diào)整是一個(gè)十分繁重的任務(wù),模具行業(yè)更是如此。模具行業(yè)面臨的調(diào)整任務(wù)主要有: (1)模具企業(yè)組織結(jié)構(gòu)的調(diào)整。使模具分廠(車間)獨(dú)立出來(lái),成為面向社會(huì)、自負(fù)盈虧的獨(dú)立法人是調(diào)整的方向。模具企業(yè)按小而精、小而專、小而特的方向發(fā)展,并且在條件成熟情況下企業(yè)之間進(jìn)行聯(lián)合,以及發(fā)展產(chǎn)、學(xué)、研和科、工、貿(mào)相結(jié)合的聯(lián)合體,也是調(diào)整的方向。規(guī)模效應(yīng)也引起大家的重視。 (2)模具產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整。隨著汽車工業(yè)、電子信息工業(yè)和家電工業(yè)的發(fā)展,沖壓模具市場(chǎng)結(jié)構(gòu)正在發(fā)生很大變化。與此相適應(yīng),沖壓模具產(chǎn)品結(jié)構(gòu)必須進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。例如汽車覆蓋件模具、汽車零件精沖模具、高精度高難度的引線框架沖模、接插件多工位級(jí)進(jìn)模、各種電機(jī)定轉(zhuǎn)子級(jí)進(jìn)沖模等,其產(chǎn)品種類和產(chǎn)量必將有很大發(fā)展,有關(guān)企業(yè)必須根據(jù)市場(chǎng)需求來(lái)調(diào)整其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)??傮w來(lái)看,應(yīng)不斷提高技術(shù)含量的大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的比例。 (3)模具技術(shù)結(jié)構(gòu)的調(diào)整。21世紀(jì)已進(jìn)入信息時(shí)代,信息時(shí)代的發(fā)展日新月異,模具行業(yè)和企業(yè)要發(fā)展必須把握時(shí)代脈搏,自覺(jué)主動(dòng)地調(diào)整自已的技術(shù)結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)制造技術(shù)必須用先進(jìn)適用的高新技術(shù)進(jìn)行改造,模具的技術(shù)含量必將逐步而快速地提高,現(xiàn)代化工業(yè)企業(yè)管理技術(shù)也必將逐步替代作坊式的管理模式。模具行業(yè)和模具企業(yè),只有不斷進(jìn)行技術(shù)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,才能在瞬息萬(wàn)變的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中立于不敗之地。 (4)模具進(jìn)出口結(jié)構(gòu)的調(diào)整。2005年,我國(guó)沖壓模具進(jìn)口7.26億美元,出口1.97億美元,進(jìn)出口相抵后凈進(jìn)口5.29億美元,進(jìn)出口之比3.7:1。我國(guó)的沖壓模具出口量只占生產(chǎn)量的5%。這樣的結(jié)構(gòu)明顯不合理。模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家,模具產(chǎn)出中一般都有30%左右的出口,出口模具大大多于進(jìn)口模具。我們雖然不可能在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家一樣的進(jìn)出口結(jié)構(gòu),但努力擴(kuò)大出口,逐步改善結(jié)構(gòu),經(jīng)過(guò)若干年努力,盡量做到進(jìn)出口基本平衡,則應(yīng)該是我們調(diào)整的目標(biāo)。在信息化帶動(dòng)工業(yè)化發(fā)展的今天,在經(jīng)濟(jì)全球化趨向日漸加速的情況下,我國(guó)沖壓模具必須盡快提高水平。通過(guò)改革與發(fā)展,采取各種有效措施,在沖壓模具行業(yè)全體職工的共同努力奮斗之下,我國(guó)沖壓模具也一定會(huì)不斷提高水平,逐漸縮小與世界先進(jìn)水平的差距?!笆晃濉逼陂g,在科學(xué)發(fā)展觀指導(dǎo)下,不斷提高自主開(kāi)發(fā)能力、重視創(chuàng)新、堅(jiān)持改革開(kāi)放、走新型工業(yè)化道路,將速度效益型的增長(zhǎng)模式逐步轉(zhuǎn)變到質(zhì)量和水平效益型軌道上來(lái),我國(guó)的沖壓模具的水平也必然會(huì)更上一層樓。1.4、本次設(shè)計(jì)的意義 這次畢業(yè)設(shè)計(jì),是對(duì)我四年大學(xué)學(xué)習(xí)效果的有效檢驗(yàn)方式。通過(guò)這次設(shè)計(jì),能把課本上的知識(shí)和現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)工作有機(jī)結(jié)合在一起,對(duì)即將走上社會(huì)工作的我們是一個(gè)很好的鍛煉。在設(shè)計(jì)過(guò)程中,要查閱大量的資料,和老師、同學(xué)做良好的溝通,這也能培養(yǎng)我細(xì)心的習(xí)慣和團(tuán)隊(duì)合作精神,這對(duì)我以后的工作、生活是有很大幫助的。第二章 沖壓件工藝性分析及沖裁方案的確定沖裁件的工藝性,是指沖裁件對(duì)沖裁工藝的適應(yīng)性,即沖裁件的形狀結(jié)構(gòu)、尺寸大小、尺寸偏差、形位公差與尺寸基準(zhǔn)等是否符合沖裁工藝的要求。沖裁件的工藝性對(duì)沖裁工件的質(zhì)量、材料利用率、生產(chǎn)率、模具制造難易、模具壽命、操作方式及沖壓設(shè)備的選用等都有很大的影響。一般情況下,對(duì)沖裁件工藝性影響最大是幾何形狀、尺寸、精度要求。良好的沖裁件工藝性能滿足材料省、工序少、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、模具較易加工、操作方便且壽命較高等要求,從而顯著降低沖裁件的制造成本。2.1沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性沖裁材料為H62軟黃銅。板厚:d=0.5mm圖1特性及適用范圍為:有極為良好的塑性(是黃銅中最佳者)和較高的強(qiáng)度,可切削加工性能好,易焊接,對(duì)一般腐蝕非常安定,但易產(chǎn)生腐蝕開(kāi)裂。為普通黃銅中應(yīng)用最為廣泛的一個(gè)品種;力學(xué)性能為:抗剪強(qiáng)度 t=235MPa抗拉強(qiáng)度 b=294MPa屈服強(qiáng)度 s=98MPa伸長(zhǎng)率 10(%)=40 熱處理規(guī)范:熱加工溫度750830;退火溫度520650;消除內(nèi)應(yīng)力的低溫退火溫度260270。沖裁件的結(jié)構(gòu)形狀應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單、對(duì)稱、避免復(fù)雜形狀的曲線,在許可的情況下,把沖裁件設(shè)計(jì)成少、無(wú)廢料排樣的形狀,以減少?gòu)U料,矩形孔兩端宜用圓弧連接,以利于模具加工。該工件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,也無(wú)復(fù)雜形狀的曲線。沖裁件各直線或曲線的連接處,盡量避免銳角,嚴(yán)禁尖角如圖2。除在少、無(wú)廢料排樣或采用鑲拼模結(jié)構(gòu)時(shí),都應(yīng)有適當(dāng)?shù)膱A角相連,以利于模具制造和提高模具壽命。該工件直線連接處是直角,并非圓角。故在此擬采用鑲拼模結(jié)構(gòu),以利于模具制造和提高壽命。沖裁件的孔徑因受沖孔凸模和剛度的限制,不宜太小,否則容易折斷和壓彎,沖孔的最小尺寸取決于沖壓材料的力學(xué)性能,凸模強(qiáng)度和模具結(jié)構(gòu)。該沖裁件的孔徑d=2.6mm1.5t=1.50.5=0.75mm,查文獻(xiàn):姜奎華主編沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)P75表2-18,用無(wú)保護(hù)套凸模沖孔。 沖孔件上孔與孔、孔與邊緣間的距離不能過(guò)小,以避免工件變形、模壁過(guò)薄或材料易被拉入凹模而影響模具壽命。一般孔邊距?。簩?duì)圓孔為(11.5)t。對(duì)矩形孔為(1.52)t,如圖3。該工件所需沖的4個(gè)孔中上面2孔的孔邊距為1.9mm,大于(11.5)t=1.21.8mm,下面兩孔的空邊距為2.4mm,同樣大于1.21.8mm。上面一對(duì)孔的孔間距為42.5mm,遠(yuǎn)大于文獻(xiàn)沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)P76表2.20提供的最小孔間距3.1t=3.11.2=3.72mm,下面一對(duì)孔的孔間距為31mm,也滿足條件。 圖3最小孔邊距離的確定 表1 最小孔間距孔 形圓 孔方 孔厚料t(mm)1.552.3最小孔距(mm)3.1t2t4.6t2t 在彎曲件或拉深件上沖孔時(shí),為避免凸模受水平推力而折斷,孔壁與工件直壁之間應(yīng)保持一定距離,如圖2-3示使LR+0.5t。 a) 彎曲件 b) 拉深件 圖4 彎曲件或拉深件沖孔位置2.2沖裁件尺寸精度和表面粗糙度要求沖裁件的精度要求,應(yīng)在經(jīng)濟(jì)精度的范圍內(nèi),對(duì)于普通沖裁件,其經(jīng)濟(jì)精度不高于IT11級(jí),沖孔件比落料件高一級(jí)。沖裁外形與內(nèi)孔尺寸工差有一定的要求。查文獻(xiàn)姜奎華主編沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)P76表2-21:落料外形公差為0.08mm,內(nèi)孔公差為0.05mm,該工件并無(wú)外形和內(nèi)孔公差,故普通沖裁應(yīng)該能滿足要求。另外,沖裁件的斷面的表面粗糙度和容許的毛刺高度都沒(méi)有具體要求。 圖5 沖裁件的尺寸標(biāo)注2.3沖裁件的尺寸基準(zhǔn) 沖裁件的尺寸基準(zhǔn)應(yīng)盡可能和制模具時(shí)的定位基準(zhǔn)重合,以避免產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差??孜怀叽缁鶞?zhǔn)應(yīng)盡量選擇在沖裁過(guò)程中始終不參加變形的面上,切不要與參加變形的部位聯(lián)系起來(lái)。如圖2-4,a)圖孔心距尺寸標(biāo)注不合理,圖b)的標(biāo)注,兩孔的孔心距才不會(huì)受磨損的影響,比較合理。本次設(shè)計(jì)的工件圖標(biāo)注符合這點(diǎn)要求,所以尺寸基準(zhǔn)合理。2.4 沖裁件經(jīng)濟(jì)性分析 所謂經(jīng)濟(jì)性,就是以盡可能少的生產(chǎn)消費(fèi)獲得盡可能大的經(jīng)濟(jì)效益,在進(jìn)行沖壓工藝設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)該運(yùn)用經(jīng)濟(jì)分析的方法找到降低成本,取得優(yōu)異經(jīng)濟(jì)效果的工藝途徑。沖裁件的制造成本 C總材工模 式中 C材:材料費(fèi);C工加工費(fèi)(工人工資、設(shè)備折舊費(fèi)、管理費(fèi)等 );C模:模具費(fèi)。上述成本中,模具費(fèi)、設(shè)備折舊費(fèi)一般與產(chǎn)量無(wú)關(guān),加工費(fèi)中的工人工資和其它經(jīng)費(fèi)只要在一定時(shí)間內(nèi),基本上也是不變的,因此,叫做固定費(fèi)用。 而材料費(fèi)、外購(gòu)件費(fèi)等,將隨生產(chǎn)量大小而變化,屬可變費(fèi)用 .本設(shè)計(jì)所用的工件材料是H62軟黃銅,屬于常見(jiàn)材料,價(jià)格便宜。由此,可變費(fèi)用將得到有效降低。結(jié)論:材料經(jīng)濟(jì)性比較好。2.5沖裁方案的確定工藝方案的內(nèi)容是確定沖裁件的工藝路線,主要包括確定工序數(shù)、工序的組合和工序的順序安排等,應(yīng)在工藝分析的基礎(chǔ)上制定幾種可能的方案,再根據(jù)工件的批量、形狀、尺寸等多方面的因素,全面考慮、綜合分析,選取一個(gè)較為合理的方案。沖裁工序按工序的組合程度可分為單工序沖裁、復(fù)合沖裁和級(jí)進(jìn)沖裁。復(fù)合沖裁是在壓力機(jī)的一次行程中,在模具的同一位置同時(shí)完成兩個(gè)或兩個(gè)以上的工序;級(jí)進(jìn)沖裁是把一個(gè)沖裁件的幾個(gè)工序,排列成一定順序,組成級(jí)進(jìn)模,在壓力機(jī)的一次行程中,模具的不同位置同時(shí)完成兩個(gè)或兩個(gè)以上的工序,除最初幾次沖程外,每次沖程都可完成一個(gè)沖裁件。該工件包括沖孔、落料、彎曲三個(gè)基本工序,可以有以下三種工藝方案:方案一:先沖孔,再落料,最后彎曲。采用單工序模生產(chǎn)。方案二:沖孔-落料-彎曲復(fù)合沖壓。采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案三:沖孔-落料-彎曲級(jí)進(jìn)沖壓。采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。方案一結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但需三道工序、三副模具才能完成,生產(chǎn)效率也低,如此則浪費(fèi)了人力、物力、財(cái)力,從經(jīng)濟(jì)性的角度來(lái)考慮不妥當(dāng),難以滿足大批量的生產(chǎn)要求。方案三是一種多工位、效率高的加工方法,但級(jí)進(jìn)模輪廓尺寸較大,制造復(fù)雜,成本較高,一般適用于大批量、小型沖壓件。而且工作周期長(zhǎng),模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜,生產(chǎn)成本過(guò)高。方案二采用復(fù)合模具生產(chǎn),只需一副模具即可成型,模具結(jié)構(gòu)緊湊,沖出的制件的精度及生產(chǎn)效率都比較高,適合大批量生產(chǎn)。制件質(zhì)量由于壓料沖裁同時(shí)得到校平,制件平正不彎曲,且有較好的剪切斷面。沖裁件內(nèi)孔和外緣的相對(duì)位置精度容易保證,而且板料的定位精度要求比級(jí)進(jìn)模低。沖裁薄材小型彎曲件,模具制造工作量和成本比級(jí)進(jìn)模低。通過(guò)上述三種方案的分析比較,該工件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳。 第三章 排樣圖的設(shè)計(jì)及材料利用率的計(jì)算3.1排樣的設(shè)計(jì)沖裁件在板、條等材料上的布置方法稱為排樣。排樣的合理與否,影響到材料的經(jīng)濟(jì)利用率,還會(huì)影響到模具結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)率、制件質(zhì)量、生產(chǎn)操作方便與安全等,因此,排樣是沖裁工藝與模具設(shè)計(jì)中一項(xiàng)很重要的工作。沖壓件大批量生產(chǎn)成本中,毛坯材料費(fèi)用占60%以上,排樣的目的就在于合理利用原材料。衡量排樣經(jīng)濟(jì)性、合理性的指標(biāo)是材料利用率。要提高材料利用率,就必須減少?gòu)U料面積,沖裁過(guò)程中所產(chǎn)生的廢料,可分為兩種情況。(如圖6所示)1 結(jié)構(gòu)廢料 由于工件結(jié)構(gòu)形狀的需要,如工件內(nèi)孔的存在而產(chǎn)生的廢料稱為結(jié)構(gòu)廢料,它取決于工件的形狀,一般不能夠改變。2 工藝廢料 工件之間和工件與條料邊緣之間存在的搭邊,定位需要切去的料邊與定位孔,不可避免的料頭和料尾廢料稱為工藝廢料,它決定沖壓方式和排樣方式。因此,提高材料利用率要從減少工藝廢料著手,同一個(gè)工件,可以有幾種不同的排樣方法。根據(jù)材料的利用情況,排樣的方法可以有三種:(一)有廢料排樣沿工件的全部外形沖裁,工件與工件之間,工件與條料側(cè)邊之間都有工藝余料(搭邊)存在,沖裁后搭邊成為廢料,如圖7 a所示。(二)少?gòu)U料排樣 沿工件的部分外形輪廓切斷或沖裁,只在工件之間或是工件與條料側(cè)邊之間有搭邊存在,如圖7 b所示。(三)無(wú)廢料排樣工件與工件之間。工件與條料側(cè)邊之間均無(wú)搭邊存在,條料沿直線或曲線切斷而得工件。如圖7 c所示。 圖7 排樣方法a) 有廢料排樣 b) 少?gòu)U料排樣 c)無(wú)廢料排樣有廢料的排樣法材料利用率較低,但制件的質(zhì)量和沖模壽命較高,常用于工件形狀復(fù)雜、尺寸精度要求較高的排樣。少、無(wú)廢料排樣法的材料利用率較高,在無(wú)廢料排樣時(shí)只有料頭、料尾損失,材料利用率可達(dá)85%95%,少?gòu)U料排樣法也可達(dá)70%90%。少、無(wú)廢料排樣法有利于一次沖裁多個(gè)工件,可以提高生產(chǎn)率。由于這種排樣法沖切周邊減少,所以還可以簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu),降低沖裁力。但是,少、無(wú)廢料排樣的應(yīng)用范圍有一定的局限性,受到工件形狀結(jié)構(gòu)的限制,且由于條料本身的寬度公差,條料導(dǎo)向與定位所產(chǎn)生的誤差,會(huì)直接影響工件尺寸而使工件的精度降低。在幾個(gè)工件的匯合點(diǎn)容易產(chǎn)生毛刺。由于采用單邊剪切,也會(huì)加快模具磨損而降低沖模壽命,并直接影響工件的斷面質(zhì)量,所以少、無(wú)廢料排樣常用于精度要求不高的工件排樣。有廢料、少?gòu)U料或無(wú)廢料排樣。按工件的外形特征、排樣的形式又可分為直排、斜排、對(duì)排、混合排、多排和裁搭邊等。對(duì)于簡(jiǎn)單形狀的工件,可以用就算方法選擇合理的排樣方式,而對(duì)于形狀復(fù)雜的工件要作出正確判斷則比較困難,通常用放樣的方法,即用厚紙片剪35個(gè)樣件,擺出各種可能的排樣方案,從中選擇一個(gè)比較合理的方案。合理的排樣方法,應(yīng)是將工藝廢料減到最少??紤]到該工件的外形特征和材料的利用情況,此采用有廢料直排的排樣方式,如圖8所示: 圖8沖裁件的排樣3.2搭邊的選取排樣中相鄰兩工件之間的余料或工件與條料邊緣間的余料稱為搭邊。其作用是補(bǔ)償定位誤差,防止由于條料的寬度誤差、送料步距誤差、送料歪誤差等原因而沖裁出殘缺的廢品。此外,還應(yīng)保持條料有一定的強(qiáng)度和剛度,保證送料順利進(jìn)行,從而提高制件質(zhì)量,使凸、凹模刃口沿整個(gè)封閉輪廓線沖裁,使受力平衡,提高模具壽命和工件的斷面質(zhì)量。搭邊值的選取關(guān)系到送料的順利進(jìn)行、制件的質(zhì)量、材料的利用率、模具壽命。搭邊值要合理確定。搭邊值過(guò)大,材料利用率低。搭邊值小,材料利用率雖高,但過(guò)小就不能發(fā)揮搭邊的作用,在沖裁過(guò)程中會(huì)被拉斷,造成送料困難,使工件產(chǎn)生毛刺,有時(shí)還會(huì)被拉入凸模和凹模間隙,損壞模具刃口,降低模具壽命。搭邊值過(guò)小,會(huì)使作用在凸模側(cè)面上的法向應(yīng)力沿著落料毛坯周長(zhǎng)的分布不均勻,引起模具刃口的磨損。影響搭邊值大小的因素主要有:1材料的力學(xué)性能 塑性好的材料,搭邊值要大一些,硬度高與強(qiáng)度大的材料,搭邊值可小一些。2材料的厚度 材料越厚,搭邊值也越大。3工件的形狀和尺寸 工件的外形越復(fù)雜,圓角半徑越小,搭邊值越大。4排樣的形式 對(duì)排的搭邊值大于直排的搭邊。5送料及當(dāng)料方式 用手工送料,有側(cè)壓板的搭邊值可小一些。搭邊值一般由經(jīng)驗(yàn)確定,根據(jù)工件寬和材料厚度,由文獻(xiàn)沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)P72表2-13,選工件間搭邊值a=1.2mm,側(cè)面搭邊a1=1.5mm。 考慮到工件形狀的特殊性,此工件在生產(chǎn)的過(guò)程中送料時(shí)將使用導(dǎo)料板,如圖7: 圖7 無(wú)側(cè)壓裝置條料寬度的確定 條料與導(dǎo)料板之間的間隙=0.6mm,條料寬度 =16.8-0.6mm。.1 條料寬度的公差,見(jiàn)文獻(xiàn)沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) P73表2-14;=0.4C1條料與導(dǎo)板間的間隙,見(jiàn)文獻(xiàn)沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) P73表2-15;C1=0.5mm. 3.3材料利用率的計(jì)算沖裁件的面積:因?yàn)樵摴ぜ袕澢糠?,在算展開(kāi)圖周邊尺寸前,應(yīng)先算彎曲部分長(zhǎng)度。中性層半徑示意圖圖9。 圖9 彎曲部分中性層示意圖 圖10工件落料尺寸按模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)表1-81,由于r0.5t,則中性層半徑為: R=R+kt 式中:r中性層半徑(mm) R彎曲內(nèi)半徑 R=1.4mm k中性層位置因素,由表1-81附表1查得,k=0.464 t材料厚度 t=0.5mm則中性層半徑為 r=1.4+0.4640.5=1.632mm彎曲部分展開(kāi)長(zhǎng)度L為半圓周長(zhǎng)加直線部分長(zhǎng)度,即:L=3.141.632+2(4-0.5-1.632)=9.16mm9mm則該工件的沖裁面積A為:A=943.143.253.252.82-3.141.31.3=69.78 mm270 mm2進(jìn)距h=L+a=9+1.2=10.2mm一個(gè)步距的材料利用率h為h=70/(10.216.8)100%40.8%.2式中 A沖裁件面積(包括沖出的小孔在內(nèi))(mm2); N一個(gè)布距內(nèi)沖裁件數(shù)目;B條料寬度(mm);h進(jìn)距(mm);查板材標(biāo)準(zhǔn),宜選400mm1000mm的銅板,每張可剪裁(16.8mm1000mm)23張條料,每張條料可以沖裁98個(gè)工件。故每張銅板的材料利用率為:h總=(9870.1023)/(4001000)100%=39.4% 3 第四章 沖裁工藝力的計(jì)算4.1沖裁力的計(jì)算沖裁力計(jì)算包括沖裁力、卸料力、推件力、頂件力的計(jì)算。沖裁力是凸模與凹模相對(duì)運(yùn)動(dòng)使工件與板料分離的力,其大小主要與材料力學(xué)性能、厚度及沖裁件分離的輪廓長(zhǎng)度等參數(shù)有關(guān)。沖裁力是設(shè)計(jì)模具、選擇壓力機(jī)的重要參數(shù)。計(jì)算沖裁力的目的是為了合理的選用沖壓設(shè)備和設(shè)計(jì)模具。選用沖壓設(shè)備的標(biāo)稱壓力必須大于所計(jì)算的沖裁力,所設(shè)計(jì)的模具必須能傳遞和承受所計(jì)算的沖裁力,以適應(yīng)沖裁的要求。 4.1.1沖壓力的行程曲線圖11沖裁力-凸模行程曲線 在沖裁過(guò)程中,沖裁力的大小是不段變化的,圖11為沖裁時(shí)沖裁力-凸模行程曲線。圖中AB段相當(dāng)于沖裁的彈性階段,凸模進(jìn)入材料后,載荷急劇上升,但當(dāng)凸模刃口一旦擠入材料,即進(jìn)入塑性變形階段,載荷的上升就緩慢下來(lái),如BC段所示。雖然由于凸模擠入材料使承受沖裁力的材料面積秒減小,但只要材料加工硬化的影響超過(guò)受剪切面積小的影響,沖裁力就繼續(xù)上升,當(dāng)兩者達(dá)到相當(dāng)?shù)挠绊懙乃查g,沖裁力達(dá)最大值,即圖中C點(diǎn)。此后,受剪面積的減少超過(guò)硬化的影響,于是沖裁力下降。凸模再繼續(xù)下壓,材料內(nèi)部產(chǎn)生裂紋并迅速擴(kuò)張,沖裁力急劇下降,如圖中CD段所示,此為沖裁的斷裂階段。此后所用的力僅是克服摩擦阻力,推出已分離的料。4.1.2沖裁力的計(jì)算公式?jīng)_裁力的大小主要與材料力學(xué)性能、厚度及沖裁件分離的輪廓長(zhǎng)度有關(guān)。考慮到成本和沖裁件的質(zhì)量要求,此用平刃口模具沖裁,沖裁力F(N):F=KLt 見(jiàn)文獻(xiàn)沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)P50式(2-1)式中 L沖裁件周邊長(zhǎng)度(mm); t材料厚度(mm);材料抗剪強(qiáng)度(MPa);K系數(shù)??紤]到模具刃口的磨損,模具間隙的波動(dòng),材料力學(xué)性能的變化及材料厚度偏差等因素,一般取系數(shù)K=1.3。沖裁件周邊長(zhǎng)度L=94-2.8+2.82+23.141.3+23.143.25-2.8=64.57mm材料的抗剪強(qiáng)度(MPa)查文獻(xiàn)沖模設(shè)計(jì)與制造實(shí)用計(jì)算手冊(cè)表P4-3:取=235MPab=294MP F=Ltb=64.570.5294=9491.79N4式中b材料的抗拉強(qiáng)度(MPa)。4.1.3降低沖裁力的方法在沖裁高強(qiáng)度材料或厚度大、周邊長(zhǎng)時(shí),所需的沖裁力較大。如果超過(guò)現(xiàn)有壓力機(jī)噸位,就有必須采取措施降低沖裁力,主要有以下幾種方法:(一)階梯凸模沖裁在多凸模沖裁模具中,為避免各凸模沖裁力的最大值同時(shí)出現(xiàn),可根據(jù)凸模尺寸的大小,做成不同高度,形成階梯布置,從而減少?zèng)_裁力。這種模具的缺點(diǎn)是長(zhǎng)凸模插入凹模較深,容易磨損,修磨刃口也比較麻煩。(二)斜刃口沖裁在用平刃口模具沖裁時(shí),整個(gè)刃口同時(shí)與沖裁件周邊接觸,同時(shí)切斷,所需沖裁力大。若采用斜刃口模具沖裁,也就是將凸模(或凹模)刃口做成有一定斜度的斜刃,沖裁時(shí)刃口就不是同時(shí)切入,而是逐步切入材料,逐步切斷,這樣,所需的沖裁力可以減小,并能減小沖擊、振動(dòng)和噪聲,對(duì)于大型沖壓件,斜刃沖裁用的比較廣泛。斜刃沖裁降低了沖裁力,使壓力機(jī)性能在比較柔和、平穩(wěn)的條件下工作。但模具制造與修磨比較復(fù)雜,增加了困難,刃口容易磨損,工件不夠平整,一般只用于大型工件沖裁及厚板沖裁。除上述兩種方法外,將材料加熱沖裁也是一種行之有效的降低沖裁力的方法,因?yàn)椴牧显诩訜釥顟B(tài)的抗剪強(qiáng)度有明顯下降。但材料加熱后產(chǎn)生氧化皮,且因?yàn)橐訜幔瑒趧?dòng)條件差。另外,在保證沖裁件斷面質(zhì)量的前提下,也可適當(dāng)增大沖裁間隙等方法來(lái)降低沖裁力。4.2卸料力、推件力、和彎曲力等其他力的計(jì)算當(dāng)沖裁完成后,由于沖裁中材料的彈性變形及摩擦的存在,在板材上沖裁出的廢料(或工件)孔徑沿徑向發(fā)生彈性收縮,會(huì)箍在凸模上。而沖裁下來(lái)的工件或(廢料)徑向會(huì)擴(kuò)張, 因此會(huì)卡在凹模內(nèi),為了使沖裁過(guò)程連續(xù),操作方便,就需要把套在凸模上的材料卸下,把卡在凹??變?nèi)的工件或廢料推出。從凸模上將零件或廢料卸下來(lái)的力稱卸料力,順著沖裁方向?qū)⒘慵驈U料從凹模腔推出的力稱推件力,逆著沖裁方向?qū)⒘慵驈U料從凹模腔內(nèi)頂出的力稱。卸料力、推件力、頂件力是由壓力機(jī)和模具的卸料、頂件裝置獲得的。影響這些力的因素主要有材料的力學(xué)性能、材料厚度、模具間隙、凸、凹模表面粗糙度、零件形狀和尺寸以及潤(rùn)滑情況等。在此用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算: 卸料力、推件力、頂件力系數(shù)查表2。表2 卸料力、推件力和頂件力系數(shù)料厚(mm)K卸K推K頂鋁 鋁合金紫銅 黃銅0.0250.080.020.060.030.070.030.09 注:卸料力系數(shù)K卸在沖多孔、大搭邊和輪廓復(fù)雜時(shí)取上限值。 沖裁時(shí),所需沖壓力為沖裁力、卸料力和推件力之和,這些力在選擇壓力機(jī)時(shí)是否要考慮進(jìn)去,應(yīng)根據(jù)不同的模具結(jié)構(gòu)區(qū)別對(duì)待。采用剛性卸料裝置和下出料的沖裁模的總壓力為 采用彈性卸料裝置和下出料的總壓力為 采用彈性卸料裝置和上出料方式的的總壓力為 卸料力:=9491.790.05=474.5895N5(1)沖孔力:=23.141.30.5294=1200.108N(2)推件力:凹??卓谥北诟叨?查沖壓模具簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)表2.40得;材料厚度為t=0.5mm則工件數(shù)目為n=h/t=10 =0.06101200.108=720.0648N6(3)彎曲力:板料彎曲時(shí)變形區(qū)內(nèi)的切向應(yīng)力在內(nèi)層為壓()外層為拉(),形成的彎矩為 7代入式(32b),可計(jì)算M。對(duì)于無(wú)加工硬化的板料純彎曲(相當(dāng)與) 8作用于毛坯上的外載所形成的彎矩應(yīng)等于M。如圖所示,在V形件彎曲時(shí) 9不難看出,彎曲力的數(shù)值與毛坯尺寸(B,t)、材料力學(xué)性能、凹摸支點(diǎn)間等因素有關(guān),同時(shí)還與彎曲形式和模具結(jié)構(gòu)等多種因康有關(guān)。因此,生產(chǎn)中通常采用經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)計(jì)算 10 C與彎曲形式有關(guān)的系數(shù),對(duì)于V形件C取0.6; 圖12 單角彎曲力的計(jì)算對(duì)于U形件C取0.7;K安裝系數(shù),一般取1,3;B一一料寬(mm)t料厚;r一彎曲半徑(mm),材料強(qiáng)度極限(MPa)。則 =322.46N11(4)壓料力:=(30%80%)=60%322.46=193.47N12則加工該工件總共所需要的力為:=9491.79+474.5895+1200.108+720.0648+322.46+193.47=12402.4823N12.50KN1343沖壓壓力中心沖裁時(shí)的合力作用或多工序模各工序沖壓力的合力作用點(diǎn),稱為模具壓力中心。如果模具壓力中心與滑塊的壓力中心不一致,沖壓時(shí)會(huì)產(chǎn)生偏載,導(dǎo)致模具以及滑塊與導(dǎo)軌的急劇磨損,降低模具壽命和壓力機(jī)的使用壽命。計(jì)算壓力中心時(shí),先畫(huà)出凹模型口圖,如圖4-2所示。,將xoy坐標(biāo)系建立在圖示的對(duì)稱中心上,因?yàn)樵摴ぜ喞禽S對(duì)稱圖形,在計(jì)算壓力中心時(shí),只需要計(jì)算如圖x軸方向的值即可。將沖裁輪廓線按集合圖形分解為共段基本線段,用解析法求得該模具的壓力中心C點(diǎn)的坐標(biāo)(7.83,0)。若選用J23-3.15壓力機(jī),模柄孔25,C點(diǎn)仍在壓力機(jī)模柄孔投影面積范圍內(nèi),滿足要求。有關(guān)計(jì)算如表3。 圖12 壓力中心的計(jì)算 表3 基本要素長(zhǎng)度L/mm基本要素壓力中心坐標(biāo)值XL1=6.5X1=3.25L2=4.7X2=7L3=3.1X3=8.5L4=4X4=10.5L5=9X5=12.5L6=4X6=10.5L7=3.1X7=8.5L8=4.7X8=7L9=6.5X9=3.25 其計(jì)算公式如下: =7.8314 式中 x1、x2xn各圖形沖裁力的x軸坐標(biāo)(mm); 、各圖形沖裁周邊長(zhǎng)度(mm)。第五章 沖壓設(shè)備的選擇 5.1沖壓設(shè)備類型的選擇根據(jù)所要完成的沖壓工藝的性質(zhì)、生產(chǎn)批量的大小、沖壓件的幾何尺寸和精度要求來(lái)選定設(shè)備類型。開(kāi)式曲柄壓力機(jī)雖然剛度差,降低了模具壽命。但是它成本低,且有三個(gè)方向可以操作的優(yōu)點(diǎn)廣泛適用于中小型沖裁件、彎曲件或拉深件的生產(chǎn)中。閉式曲柄壓力機(jī)剛度好、精度高,只能兩個(gè)方向操作,適用于大型復(fù)雜沖壓件的生產(chǎn)。雙動(dòng)曲柄壓力機(jī)有兩個(gè)滑塊,壓邊可靠易調(diào),適用于較復(fù)雜的大中型拉深件的生產(chǎn)。高速壓力機(jī)或多工位自動(dòng)壓力機(jī)適用于大批量生產(chǎn)。液壓機(jī)沒(méi)有固定的工作行程,不會(huì)因板厚超差而過(guò)載,全行程中壓力恒定,但是壓力機(jī)的速度低、生產(chǎn)效率低。適用于小批量,尤其是大型厚板沖壓件的生產(chǎn)。摩擦壓力機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低、不易發(fā)生超負(fù)荷損壞。在小批量生產(chǎn)中用來(lái)完成彎曲、成型等沖壓工作。肘桿式精壓機(jī)剛度大、滑塊行程小,在行程末端停留時(shí)間長(zhǎng),適用于校平、校正和整形等類沖壓工序。考慮到以上的因素,選用開(kāi)式曲柄壓力機(jī)比較合適。5.2確定設(shè)備的規(guī)格(1)壓力機(jī)的行程大小,應(yīng)該能保證成型零件的取出和毛坯的放進(jìn),例如拉深所用的壓力機(jī)行程,至少應(yīng)大于成型零件高度兩倍以上。(2)壓力機(jī)工作臺(tái)面的尺寸應(yīng)大于沖模平面尺寸,且還需留有安裝固定的余地,但過(guò)大的工作臺(tái)面上安裝小尺寸的沖模,工作臺(tái)的受力條件也是不利的。(3)所選壓力機(jī)的閉合高度應(yīng)與沖模閉合高度相適應(yīng)。模具的閉合高度H0是指上模在最低工作位置時(shí),下模板的底面到上模板的頂面的距離,如圖13。壓力機(jī)的閉合高度H是指滑塊在下死點(diǎn)時(shí),工作臺(tái)面到滑塊下端面的距離。大多數(shù)壓力機(jī),其連桿長(zhǎng)度能調(diào)節(jié),也即壓力機(jī)的閉合高度可以調(diào)整,故壓力機(jī)有最大的閉合高度,最小閉合高度。圖13 壓力機(jī)與模具的閉合高度設(shè)計(jì)模具時(shí),模具的閉合高度的數(shù)值應(yīng)該滿足下式 15無(wú)特殊情況H0應(yīng)取上限值,即最好取在:,這是為了避免連桿調(diào)節(jié)過(guò)長(zhǎng),螺紋接觸面積小而壓壞。如果模具閉合高度實(shí)在太小,可以在壓床下面加墊板。如上圖13所示。(4)沖壓力與壓力機(jī)能的配合關(guān)系:當(dāng)進(jìn)行沖裁等沖壓加工時(shí),由于其施力行程較小,近于板材的厚度,所以可按沖壓過(guò)程中作用于壓力機(jī)滑塊上所有力的總和F總選取壓力機(jī)。通常取壓力機(jī)的名義噸位比F總大20%30%。當(dāng)拉深行程較大,特別是采用落料拉深復(fù)合沖壓時(shí),不能簡(jiǎn)單地將落料力和拉深力疊加去選擇壓力機(jī)。因?yàn)榍鷫毫C(jī)的標(biāo)稱壓力上指滑塊下死點(diǎn)(或接近下死點(diǎn))時(shí)發(fā)生的。因此,應(yīng)該注意曲柄壓力機(jī)的允許壓力曲線。否則,很可能會(huì)由于過(guò)早地出現(xiàn)最大沖壓力而使壓力機(jī)超載損壞。見(jiàn)圖14。 由于復(fù)合模的特點(diǎn),為防止設(shè)備超載,可按公稱壓力F壓(1.61.8)F總選擇壓力機(jī)。考慮到制件的精度要求, 按參考文獻(xiàn)模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè) 圖14 壓力曲線P37表1-68初選J23-3.15壓力機(jī),其主要技術(shù)參數(shù)如下: 公稱壓力:31.5KN 滑塊行程:25mm
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