裝配圖蓋冒墊片落料拉深復(fù)合模設(shè)計(jì)（有cad圖+文獻(xiàn)翻譯）,裝配,圖蓋冒,墊片,落料拉深,復(fù)合,設(shè)計(jì),cad,文獻(xiàn),翻譯 多級(jí)下料問(wèn)題的建模 摘要 在多級(jí)下料問(wèn)題（CSP）的切割過(guò)程是分布在幾個(gè)連續(xù)的階段。每一個(gè)階段除了最后一個(gè)生產(chǎn)中間產(chǎn)品。中間產(chǎn)品清單可給予或任意。我們的目標(biāo)是盡量減少材料總量減少了產(chǎn)成品庫(kù)存足以滿足采取客戶的需求。如果中間的大小，給出了列生成技術(shù)可以應(yīng)用到多級(jí)切割問(wèn)題。如果中間的大小也得不到那么另一個(gè)方面是增加了問(wèn)題的復(fù)雜性。我們建議對(duì)于這種情況，動(dòng)態(tài)生成兩行（中間大小）和列的特別程序模式）。我們把這種為行和列的生成方法。該方法使用一個(gè)輔助問(wèn)題嵌入修訂后的單純形算法框架。這是一個(gè)非線性背包問(wèn)題，可以有效解決。與此相反對(duì)列代方法開(kāi)發(fā)的技術(shù)不能保證最優(yōu)解。然而，結(jié)果計(jì)算實(shí)驗(yàn)是非常有前途，并證明該方法是一種寶貴的工具除了為多級(jí)CSP的建模和求解。?2002年Elsevier科學(xué)B.訴保留所有權(quán)利。 關(guān)鍵詞：線性規(guī)劃;多級(jí)料問(wèn)題;大規(guī)模優(yōu)化，行和列代 1簡(jiǎn)介 一維下料問(wèn)題（CSP）的推廣具有重要的現(xiàn)實(shí)時(shí)，切削過(guò)程是分布在幾個(gè)連續(xù)的階段。這不僅包括多級(jí)CSP的切割模式和他們的活動(dòng)，而且中間產(chǎn)品和生產(chǎn)它們的數(shù)量每一個(gè)階段 除了最后的切割工藝之一，并在每一個(gè)階段的切割過(guò)程消耗除第一一。這些中間產(chǎn)品削減生產(chǎn)規(guī)模較小的中間或成品尺寸。中間產(chǎn)品產(chǎn)量和在切割過(guò)程的輸入。這種問(wèn)題發(fā)生在 幾乎每一個(gè)行業(yè)，一個(gè)典型的CSP的發(fā)生：紙張，薄膜，皮革，鋼鐵等雖然本文的結(jié)果同樣適用于任何行業(yè)，多級(jí)切割需要為宗旨的地方，學(xué)科領(lǐng)域說(shuō)明，我們將使用的術(shù)語(yǔ)在造紙行業(yè)所接受。特別是，我們會(huì)將向作為其寬度幾何定義的產(chǎn)品推出。軋輥直徑，展開(kāi)紙的總長(zhǎng)度，紙卡尺不適合目前的調(diào)查有關(guān)。 圖。?1說(shuō)明了三個(gè)階段的切削過(guò)程。在這個(gè)例子中三種類型的股票中一滾，S2和S3是用于生產(chǎn)九成品卷（的F1 -?F9鍵）類型。有趣的是，股票輥能提供任何階段的進(jìn)程。在這里，中一去的第一階段，S2的進(jìn)入到第二和S3去了三分之一。相反，成品輥可以生產(chǎn)在任何階段。三種類型的中間輥為I1，I2和I3被切斷前兩個(gè)階段。顯然，我們可能會(huì)看到股票種類，中間產(chǎn)品的擴(kuò)散，即使削減實(shí)際問(wèn)題階段。 是一個(gè)重載多級(jí)字，特別是在運(yùn)籌學(xué)和CSP領(lǐng)域。吉爾摩和戈莫里[7]指的是二維CSP的切割沿第一條解決了，然后通過(guò)切割帶自己的跨越，作為一個(gè)多階段的問(wèn)題。在我們的情況下，所有削減都是沿（縱向）和問(wèn)題是一維的CSP。?Dyckhoff[3]提出的多級(jí)為所謂的一切模型切割多級(jí)。一切模型是一個(gè)極端的例子不是一個(gè)常見(jiàn)的，眾所周知的情況下一階段的問(wèn)題，無(wú)限的削減。有趣的是注意到，這些一切和多切模式只是同一個(gè)問(wèn)題的兩個(gè)不同的配方，而在現(xiàn)實(shí)世界的情況下，一期CSP是往往是多級(jí)CSP的放寬。一階段放寬提供了一個(gè)合理的下界原來(lái)的多級(jí)CSP的。 幾位研究人員襲擊了多級(jí)的CSP。哈斯勒[9]提出了一個(gè)以兩階段問(wèn)題絡(luò)筒機(jī)在第一階段，在第二條生產(chǎn)復(fù)卷。他探索的方法與模式唱片代要么事先或在單純使用迭代列生成技術(shù)。他代表在成品卷筒和檢查方面絡(luò)筒機(jī)模式模式是否可以被分解成一中間輥組合合法。如果這樣的組合是允許的，該模式被接納對(duì)問(wèn)題的矩陣。雖然這種方法是可行的，它有一些缺點(diǎn)。它潛在的，包括不同中間輥數(shù)量龐大，并確定是否可以分割的格局是一復(fù)雜的裝箱問(wèn)題。此外，這種方法并不容易切削加工規(guī)模更以上兩個(gè)階段。 費(fèi)雷拉和其他[4]也探討兩階段的問(wèn)題，他們稱之為兩階段問(wèn)題。筆者改編哈斯勒的順序啟發(fā)式程序[8]，最初為一典型的開(kāi)發(fā)總警司，在兩個(gè)階段的切削過(guò)程。在每一個(gè)連續(xù)的過(guò)程步驟，他們正試圖尋找一套''好''中間輥保證了第一階段和第二好的模式的良好格局。如果在第一階段的模式被接受，在成品卷筒上殘留的問(wèn)題是更新，減少了下令由模式及其活動(dòng)定義的金額數(shù)量。顯然，這類似于啟發(fā)式為解決一兩個(gè)階段的CSP手工操作。與此啟發(fā)式的主要困難是產(chǎn)生一組 良好的中間輥。 卡瓦略和羅德里格斯[1]按照線性規(guī)劃的方法。他們的問(wèn)題，但是，是受一個(gè)技術(shù)限制，完成了一個(gè)卷筒，寬度應(yīng)包括每一個(gè)中間輥。的限制允許預(yù)定義一個(gè)可能的中間輥名單。筆者重新初始LP問(wèn)題成唱片中提出的問(wèn)題方面，成品輥中間輥的條款。阿列生成與常規(guī)的輔助問(wèn)題背包技術(shù)被應(yīng)用。 一個(gè)的中間輥智能一代的想法[10]出現(xiàn)時(shí)，兩個(gè)階段的系統(tǒng) -削薄和切割-進(jìn)行了研究。在本論文中，我們''''的思想結(jié)晶，并提出一行和列求解多級(jí)一維的CSP發(fā)電技術(shù)。該技術(shù)是一種列生成的精液技術(shù)的推廣建議的Gilmore和戈莫里[5,6]為一個(gè)典型的CSP解決，或在我們的符號(hào)，一個(gè)單級(jí)的CSP。對(duì)于一個(gè)多級(jí)的問(wèn)題，更復(fù)雜輔助問(wèn)題可能會(huì)導(dǎo)致列進(jìn)入基礎(chǔ)上的候選人，連同組合行相應(yīng)的新的中間輥。我們擴(kuò)大在LP矩陣行和列。一個(gè)有限單純形算法的迭代次數(shù)，導(dǎo)致要么最優(yōu)或接近最優(yōu)的解決方案。在接下來(lái)的章節(jié)中，我們將制訂兩個(gè)階段的CSP兩種基本模式，目前行andcolumn代方法，然后分析計(jì)算實(shí)驗(yàn)。結(jié)果有些從作者的論文借來(lái)的[12]。 2模型的中間輥定列表 有三種輥尺寸名單： ?列出股票的大小。 ?列出的中間尺寸。 ?列出成品尺寸。 請(qǐng)看圖。?2（一），這表明輥之間的關(guān)系，這三種類型。股票體積可用金額是眾所周知的。股票的大小可能會(huì)被消耗在切削過(guò)程的每一個(gè)階段，可切成中間或成品卷筒。中間輥的輸入和輸出。該中間輥技術(shù)的限制非常嚴(yán)格：每卷的大小所消耗的總?cè)藬?shù)不能超過(guò)生產(chǎn)量。理想情況下應(yīng)該有一個(gè)總的平衡，否則，有些過(guò)度無(wú)人認(rèn)領(lǐng)的''''中間輥數(shù)量應(yīng)該去庫(kù)存在倉(cāng)庫(kù)里，如果有存儲(chǔ)空間可用。但是，這是另一種材料的浪費(fèi)之間的折衷與相關(guān)的成本和倉(cāng)儲(chǔ)問(wèn)題成本，這超出了目前的調(diào)查范圍。因此，我們認(rèn)為我們正在考慮開(kāi)放與不等式約束的問(wèn)題，我們認(rèn)為浪費(fèi)無(wú)人認(rèn)領(lǐng)的中間輥。對(duì)于成品輥擁有一支管理有序的數(shù)量應(yīng)得到滿足。 在這里，我們考慮一項(xiàng)股票輥寬度為兩階段的CSP將在第一階段切成幾個(gè)（圖2（b））中間輥。產(chǎn)成品輥在第二階段削減中間卷。我們假設(shè)一個(gè)中間輥寬度出來(lái)的第一階段，將第二個(gè)滿足最低最高限制。每一個(gè)中間輥寬度也應(yīng)包括一個(gè)最小邊將在第二階段修整。 讓W(xué)和Y是成品，中間輥寬度載體，分別為。的切削模式第一階段和第二階段為代表的A11和A22號(hào)矩陣分別。為了彌補(bǔ)一個(gè)完整的唱片我們定義另一個(gè)矩陣矩陣A12往，顯示兩者之間的關(guān)系。每一列連接的J矩陣的A12矢量，其中只有一個(gè)非零元素鈥樷€1鈥欌€出現(xiàn)在我的位置相對(duì)應(yīng)的中間輥我認(rèn)為應(yīng)削減根據(jù)裁剪定義列矩陣A22座因子。 我們可以制訂一個(gè)多級(jí)CSP的線性規(guī)劃模型： 在這里，向量x1和x2是圖案活動(dòng)的第一和第二個(gè)階段，分別為B是向量 要求對(duì)成品輥目標(biāo)函數(shù)（1）盡量減少所用的股票，是由長(zhǎng)期1Tx1定義成雙數(shù)。約束（2）保證 中間輥在第二階段A12x2消費(fèi)應(yīng)不超過(guò)其在生產(chǎn)A11x1 第一階段，的B卷?客戶需求應(yīng)該得到滿足。 請(qǐng)注意，整體矩陣具有特殊的結(jié)構(gòu)。有兩個(gè)對(duì)角塊A11和A22號(hào)代表兩個(gè)階段切割圖案，連接A12座，以及0塊在左下方角落。右手邊是由由0上的中間輥和載體的需求灣模型（1） - （3）一個(gè)兩階段的CSP唱片介紹，明確涉及中間輥。該矩陣可能已滿如果問(wèn)題比較小。在這種情況下，對(duì)各個(gè)階段的所有模式可呈現(xiàn)在矩陣。否則，是一個(gè)列選擇適當(dāng)?shù)募夹g(shù)在網(wǎng)上列生成。但在兩種情況下，我們是否提前產(chǎn)生的所有列，或使用列生成，在矩陣的行數(shù)保持不變，因?yàn)榭赡艿闹虚g大小的列表給出。 2.1雙重問(wèn)題 在這里，向量U1和U2是雙變量向量對(duì)應(yīng)的中間輥和成品輥，分別。對(duì)偶問(wèn)題（4） - （6）輔助導(dǎo)致兩個(gè)問(wèn)題，應(yīng)該在解決類型的列選擇步驟，修訂后的單純形算法。 2.2。列生成 在第一類的輔助問(wèn)題，是關(guān)系到第一階段削減模式生成切削過(guò)程。中間輥列表保持不變。顯然，這種類型是與第一組問(wèn)題的雙重約束（5），輔助問(wèn)題在本質(zhì)上是相同的背包問(wèn)題，因?yàn)槲覀冊(cè)谝粋€(gè)典型或一個(gè)階段的CSP。輔助問(wèn)題可以表示為背包以下問(wèn)題：在這里，U1是一個(gè)目標(biāo)函數(shù)的系數(shù)是主問(wèn)題的雙變量的值向量;Y是中間輥寬度載體;?W0的是股票輥寬度和向量a是一個(gè)變量的向量。如果目標(biāo)函數(shù)值超過(guò)1.0，一個(gè)新列第一階段產(chǎn)生。這種情況緊跟從第一組的限制（5）可作為UT斯達(dá)康提交一答1161T。該為解向量進(jìn)入到矩陣答11列對(duì)第二類是輔助問(wèn)題與成品輥切割產(chǎn)生的模式利用現(xiàn)有的中間輥。這種類型是與約束（5）第二組。對(duì)于每個(gè)中間輥系列YJ我們應(yīng)該解決以下背包問(wèn)題：在這里，U2是目標(biāo)函數(shù)的系數(shù)是主對(duì)偶變量值的向量問(wèn)題;?w是一個(gè)成品尺寸的載體;額敏是一項(xiàng)強(qiáng)制性的最低邊緣，eminP0;鷹擊是中間寬輥J和向量a是一個(gè)變量的向量。讓u1j是一個(gè)雙變量的值對(duì)應(yīng)于j的中間尺寸如果目標(biāo)函數(shù)價(jià)值超過(guò)u1j，一個(gè)新列第二階段產(chǎn)生。這種狀況緊跟從約束第二組（5）可作為UT斯達(dá)康提交2?A22號(hào)6?UT斯達(dá)康一答12。由于矩陣答12結(jié)構(gòu)，右邊歸結(jié)為對(duì)偶變量對(duì)應(yīng)的中間載體卷。 該解決方案作為載體進(jìn)入A22號(hào)為矩陣列。如果我們沒(méi)有中間輥中的不確定性，上述兩種類型的背包-背包i和背包第二至足以解決問(wèn)題最佳狀態(tài)。 3。模型未知的中間輥 如果中間輥是未知的，我們面臨更加復(fù)雜的局面。我們可以自由地選擇任何合適的從一個(gè)給定范圍內(nèi)的中間大小?[Ymin成員;?yMax的]。由于每個(gè)中間輥和軋輥成品關(guān)聯(lián)用矩陣的唱片，在唱片的不確定性矩陣在兩個(gè)方向延伸行：列和行。出于這個(gè)原因，一列生成技術(shù)不能單獨(dú)解決這個(gè)問(wèn)題。另一方面，中間輥潛在的巨大數(shù)目可能產(chǎn)生的一切可能性預(yù)先排除。我們可以估計(jì)在現(xiàn)實(shí)生活中不同的中間輥潛力。讓頤，范圍為中間輥寬度。參數(shù)鏑是依賴于機(jī)器的，但通常頤800毫米。設(shè)d是至少幅寬的精度。通常情況下為 0.5毫米。因此，不同N =4輥這個(gè)公式給我們一個(gè)估計(jì)?1600。當(dāng)然，對(duì)于特殊情況的多級(jí)CSP的估計(jì)可能是少得多。雖然如此，全尺寸的LP矩陣往往是非常大的。 另一種說(shuō)法，對(duì)先進(jìn)的中間輥代的是一個(gè)業(yè)務(wù)問(wèn)題。該在一次中間輥的多樣性減緩物質(zhì)流，復(fù)雜滾跟蹤任務(wù)，并提供切割作業(yè)少的靈活性。一家造紙廠總是傾向于用最少的操作一些不同中間輥尺寸。不用說(shuō)，這將是非常可取的有一個(gè)聰明的辦法產(chǎn)生中間輥這可以做切割模式 -只在需要時(shí)。下一步，我們將目前的行和列的一代技術(shù)的兩個(gè)階段的問(wèn)題（1） - （3）。 3.1。行與列代 隨著背包一，二和背包，我們可能面臨的問(wèn)題與第三類輔助同時(shí)產(chǎn)生新的中間輥和切割模式。在這里，我們應(yīng)該記住矩陣的唱片行目前的中間和成品卷。?（如果我們對(duì)股票的限制，我們輥將包括額外的行卷，以及股票。）的LP模式矩陣的列切進(jìn)入中間輥和中間輥到成品的股票名單。 在這里，我們正在努力適應(yīng)修正單純到一個(gè)任務(wù)，是不是它的典型。據(jù)了解，上每一步的修正單純一列正進(jìn)入更換的基礎(chǔ)和另一列是離開(kāi)的基礎(chǔ)。如果列在事先不知道，我們使用一列生成技術(shù)，擴(kuò)大了LP矩陣列方向。修訂后的單純沒(méi)有使我們有能力產(chǎn)生未知行。現(xiàn)在的問(wèn)題是如何能產(chǎn)生未知的中間輥使用修訂后的單純的步驟？ 讓我們限制搜索生成中間輥不超過(guò)上一個(gè)新的中間輥修訂后的每一個(gè)單純的一步。因此，我們應(yīng)該生成矩陣的新的唱片行，并在非退化的情況下，矩陣的秩的唱片將有效地增加1。矩陣的基礎(chǔ)上，應(yīng)還可以擴(kuò)大一行和一列，因?yàn)橹挥幸涣腥~片旋轉(zhuǎn)過(guò)程中的基礎(chǔ)第一步，我們得出結(jié)論，兩列實(shí)際上應(yīng)該是在一個(gè)單一步驟生成。其中一應(yīng)添加到矩陣基礎(chǔ)上無(wú)條件地與其他人都不應(yīng)取代現(xiàn)有的一個(gè)旋轉(zhuǎn)的一步。 讓向量y為中間輥尺寸已經(jīng)在模型到目前為止，變量z是一個(gè)新的中間軋輥尺寸和V是一個(gè)相應(yīng)的對(duì)偶變量。我們面臨如下非線性整數(shù)規(guī)劃問(wèn)題： 這里有兩個(gè)變量新列：列在第一階段和第二階段柱A22號(hào)答11，中間輥寬度z時(shí)，為新行V雙變量，而軋輥一個(gè)新的中間數(shù)寬度在第一階段削減模式。請(qǐng)注意，約束（10）有一個(gè)平等的形式。作為解決背包三的結(jié)果，我們會(huì)找到一個(gè)新的中間輥尺寸，及兩所切割方式第一和第二階段，分別為。 從理論上說(shuō)，上述規(guī)定的限制限制了我們的選擇產(chǎn)生中間輥。事實(shí)上，時(shí)可能出現(xiàn)的情況沒(méi)有新的存在只是一個(gè)涉及切割方式新的中間滾。至少有兩個(gè)新的中間輥應(yīng)列入一份關(guān)于第一階段削減模式。我們可以可以想象，這種情況更可能是在修正單純的開(kāi)始，當(dāng)初始設(shè)置中間輥是稀少。只要程序產(chǎn)生更多的中間輥，這種情況變得不太可能的。正如我們展示后，一次一個(gè)''''中間輥的限制是正當(dāng)?shù)膹V泛的現(xiàn)實(shí)世界中的CSP。 3.2。在經(jīng)修訂單純形算法的修改后的列選擇 讓我們證明了以下命題一。 命題1。設(shè)B是一個(gè)mm，非奇異矩陣，巴將其擴(kuò)展加入一行，并形成一列如下所示：其中A是一個(gè)向量維數(shù)m，0是一個(gè)零鈥檚維向量米然后，逆矩陣B1一存在，并且被定義為證明。這是不難驗(yàn)證巴布1一錄I，其中I是單位矩陣。修改后的列的修正單純形算法的選擇步驟如下： 第1步。?i.如果解決背包的功能最優(yōu)值超過(guò)1.0，解答11是一列進(jìn)入修訂后的單純形算法的基礎(chǔ)旋轉(zhuǎn)步。否則，進(jìn)入下一步驟。 第2步。二，解決背包為每個(gè)現(xiàn)有的中間輥系列YJ，強(qiáng)?1。?。?。的K.如果最優(yōu)值問(wèn)題?超過(guò)u1j然后解決A22號(hào)是一列進(jìn)入修訂后的旋轉(zhuǎn)步的基礎(chǔ)單純形算法。否則，進(jìn)入下一步驟。 第3步。解決背包三。如果功能最優(yōu)值超過(guò)1.0，我們應(yīng) ?擴(kuò)大一行和一列的基礎(chǔ)矩陣， ?選擇一列作為進(jìn)入修訂后的單純形算法的基礎(chǔ)上旋轉(zhuǎn)步其他列 第二階段削減模式。 矩陣的基礎(chǔ)上擴(kuò)大根據(jù)（14），其中B是迄今為止發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)矩陣，A是一個(gè)新的添加的列。擴(kuò)大的逆矩陣保留當(dāng)前的逆矩陣的子矩陣B 1和它是 適當(dāng)微升零點(diǎn)在該行第1A和B列中所示（15）元素。 如果背包第三最優(yōu)解不超過(guò)1.0，和松弛變量的減少成本非負(fù)數(shù)，那么當(dāng)前的解決方案是最佳的。 列選擇看起來(lái)更比一代的經(jīng)典案列復(fù)雜。其實(shí)二2和3個(gè)額外的步驟是參與?，F(xiàn)在，我們調(diào)查的輔助問(wèn)題本身。 3.3。背包問(wèn)題的非線性 雖然前兩個(gè)輔助問(wèn)題類型- 背負(fù)土地出人附著物背包II類是傳統(tǒng)的和同時(shí)涵蓋了文學(xué)（見(jiàn)[11]，或[2]），第三類背包第三需要專項(xiàng)調(diào)查。 背包III是一個(gè)有許多額外的限制（7）非線性背包- （13）。非線性度是由兩個(gè)條款規(guī)定：在目標(biāo)函數(shù)中弗吉尼亞州（7）和約束（8）雜。 3.4。字典算法在背包問(wèn)題 所有問(wèn)題的參數(shù)功能界別;一，保函，目標(biāo)函數(shù)系數(shù)和單約束參數(shù)，假設(shè)是積極的。該字典算法中提出了Chvatal由Gilmore和戈莫里[6] [2]符號(hào)如下： 第1步。安排的項(xiàng)目比率依序?yàn)椋轰浺黄渲衜為載體維度。不失一般性，我們可以假設(shè)為C1 =?a1Pc2=?a2P中成藥=我。初始化索引變量的分支，鉀錄0，函數(shù)f的客觀錄零紀(jì)錄的價(jià)值，以及工作參數(shù)該算法的一個(gè)背包鈥布列斯特錄其余（空缺）B部分（您不能跟蹤這方面的工作在原來(lái)的文件參數(shù)，但它不可避免地出現(xiàn)，一旦你開(kāi)始編碼的算法。） 第2步。查找當(dāng)前分支的最有前途的延伸。 第3步。是一個(gè)改進(jìn)方案獲得？計(jì)算出的價(jià)值目標(biāo)函數(shù)f?CTX和 比較的交易記錄。 第4步。回溯到下一個(gè)分支。 第5步。是值得探討的分支？該分行潛力估計(jì)由一個(gè)上限背包尾巴的功能。 這是一個(gè)基本的字典算法。對(duì)于背包III0，第2步是通過(guò)檢查補(bǔ)充在雙面約束的有效性（19）。如果檢查失敗轉(zhuǎn)到步驟4。 3.5。找到一個(gè)好的初始解 這是可取的開(kāi)始，一個(gè)可行的方案接近最優(yōu)。回首命題2段， 我們的結(jié)論是中間輥的初步名單應(yīng)至少包括Ymin成員，因?yàn)樗赡軣o(wú)法提交 由成品輥寬度的線性組合。此外，為了提供一個(gè)溫暖的開(kāi)始''''我們產(chǎn)生一 初步清單使用以下過(guò)程中間輥。 4。一個(gè)樣本問(wèn)題 假設(shè)有四個(gè)要削減成品卷。兩臺(tái)機(jī)器進(jìn)行兩個(gè)階段的連續(xù)切割：第一臺(tái)機(jī)器切成中間輥輥股票，而第二個(gè)削減到了中間輥成品卷。輸入數(shù)據(jù)見(jiàn)表1和2。 首先，我們將產(chǎn)生一個(gè)初步的解決方案。讓我們限制了中間輥的初步清單一個(gè)強(qiáng)制性輥：Ymin成員??日?qǐng)A1200毫米。因此，我們有一個(gè)在第一階段生產(chǎn)1200毫米模式 四輥和第二階段的模式，每完成滾動(dòng)。 初始矩陣基礎(chǔ)上突出顯示于表3。目標(biāo)函數(shù)值是60.777。 表4顯示了解決問(wèn)題的動(dòng)力。有趣的是，如何跟蹤算法生成新列（模式）和（中間大?。┬滦?。問(wèn)題是開(kāi)始出現(xiàn)在初始矩陣大膽的框架。然后圖案9和第10列生成過(guò)程中產(chǎn)生的步驟。下一步中間1900毫米大小的生成以及兩個(gè)新模式：模式11和模式12。然后，算法利用新的規(guī)模優(yōu)勢(shì)，并產(chǎn)生13-16新列。然后，一個(gè)新的中間尺寸1690?mm的生成以及兩個(gè)新模式，17和18，等等。 該算法發(fā)現(xiàn)換句話說(shuō)與36套最佳解決方案的第一階段，36個(gè)股票輥有序需要削減量。我們?cè)鯓硬拍茏C明最優(yōu)？我們可以通過(guò)計(jì)算一個(gè)下界允許所有成品輥要削減在第一階段直接。輕松的問(wèn)題的最佳解決方案，這是一個(gè)單級(jí)CSP的，也是36套。 這是值得注意的解決方案是一種退化，因?yàn)橹挥辛橇憬獾幕咀兞吭?個(gè)元素的基礎(chǔ)。其基本模式是突出于表4。中間有四個(gè)1200，1390，1710和1900毫米軋輥的最佳解決方案。 下一步，我們將展示如何提高業(yè)務(wù)質(zhì)量的解決方案。 5。減少中間輥 照此計(jì)算，一個(gè)中等大小的不同數(shù)量最少的時(shí)間表是最可取的。該情況類似的模式在單階段問(wèn)題減少。為解決這種情況的精確算法問(wèn)題仍在等待來(lái)自運(yùn)籌社會(huì)的關(guān)注。現(xiàn)在是什么我們擁有一，該行為后試圖反復(fù)優(yōu)化分析，以取代一中間輥很少啟發(fā)式另外一個(gè)是已經(jīng)在溶液中，或以取代現(xiàn)有的兩個(gè)新的中間輥，或三個(gè)現(xiàn)有的兩個(gè)新的等中間輥 在這里，我們演示了如何''二對(duì)一的''改建工程。讓我們看看我們剛才調(diào)查的樣本。在該解決方案有四個(gè)中間輥：1200，1390，1710和1900毫米。在圖譜第一階段，我們可以看到，對(duì)1390卷和1710毫米22只外觀模式，都有因子1卷。讓我們嘗試下列替代：根據(jù)（23），我們將定義一個(gè)新的中間輥尺寸一五五〇毫米?t1710?mmTe1390毫米= 2。因此，22模式將有一個(gè)例外，幾乎完整的：不是一139017時(shí)10毫米的外觀我們會(huì)得到兩個(gè)一五五零毫米亮相。現(xiàn)在，我們也應(yīng)該轉(zhuǎn)向第二階段的模式與1390毫米和1710毫米卷。這些模式是23和25。請(qǐng)注意，這兩個(gè)有一集的模式相同數(shù)目- 22?，F(xiàn)在我們可以用一種模式取代這兩種模式一五五零毫米?t50毫米320毫米t2?t500毫米340毫米44套。 所以我們沒(méi)有退化的解決方案的效率，但我們已經(jīng)降低了中間總數(shù)卷筒：不是四個(gè)不同尺寸，我們有三個(gè)不同的大小。這是一個(gè)很大的進(jìn)步，從個(gè)業(yè)務(wù)觀點(diǎn)。 中間輥減少技術(shù)如上所述證明是簡(jiǎn)單而有效的工具提高解的品質(zhì)。 6。實(shí)驗(yàn) 在實(shí)驗(yàn)期間，我們追求的主要目標(biāo)是： ?確定是否每次一個(gè)規(guī)則中間輥提供了一個(gè)體面的解決方案的質(zhì)量， ?估計(jì)有多少中間尺寸的解決方案，并 ?估計(jì)的熱情開(kāi)始生效。 我們實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)擴(kuò)展與修改單純形算法：列生成方法，行和列的生成方法使用Microsoft Visual C++。我們已經(jīng)制定了發(fā)生器隨機(jī)兩階段的問(wèn)題。此外，我們跑了每個(gè)修剪消除了第二個(gè)問(wèn)題松弛通過(guò)允許所有成品切割輥要削減在第一階段直接的階段。松弛的問(wèn)題解決了常規(guī)列生成技術(shù)。 1． 找到的解決辦法按行和列代幾乎完全符合其定義的下限和50的訂單。隨機(jī)生成的具體參數(shù)列于表6。我們計(jì)算了的差距，其中f是功能價(jià)值，而F是美國(guó)東部時(shí)間的估計(jì)問(wèn)題的最優(yōu)值的功能。在一個(gè)隨機(jī)生成的問(wèn)題，1000樣品的最大差距為11.1％。它已經(jīng)達(dá)成只有兩個(gè)實(shí)例，并與三個(gè)訂單都是小問(wèn)題。只有八個(gè)實(shí)例有超過(guò)0.5％的差距。因此，只有在少數(shù)情況下是最優(yōu)的解決方案問(wèn)題 2． 在解決中間輥數(shù)量不是單調(diào)函數(shù)的orders.When數(shù)訂單的數(shù)量少它增加一些微薄的價(jià)值和深遠(yuǎn)的某一點(diǎn)后啟動(dòng)下降。對(duì)于大規(guī)模問(wèn)題的解決方案的不同，大小數(shù)都趨于中間是一個(gè)非常小。這種現(xiàn)象的最好解釋如下：隨著訂單數(shù)量的增長(zhǎng)，第二階段的模式就變得如此多樣，只有少數(shù)中級(jí)尺寸必須提供高效率的第二階段削減。第一階段是保證切割效率高選擇中間有良好的尺寸合適的股票大小。例如，在許多情況下，只有兩個(gè)中間為五千毫米股票已經(jīng)生成尺寸大小：1585和一八三零毫米提供一個(gè)完美的第一階段格局：2?一五八五毫米t一八三零毫米。當(dāng)然，問(wèn)題可能有一個(gè)大數(shù)目的中間解決方案卷筒但發(fā)展的方法的優(yōu)點(diǎn)是它可以產(chǎn)生一些解決方案。 3。表現(xiàn)也證明是可擴(kuò)展性。當(dāng)問(wèn)題規(guī)模相對(duì)較小它具有顯著增長(zhǎng)。迭代的次數(shù)的增多，如Oem2T，其中m是成品尺寸數(shù)量。但經(jīng)過(guò)某一點(diǎn)，正如我們以上，生長(zhǎng)穩(wěn)定。 4。不料，熱啟動(dòng)表現(xiàn)不佳。此外，雖然是一個(gè)有價(jià)值的熱啟動(dòng)相對(duì)較小的問(wèn)題，此外，它推動(dòng)下表現(xiàn)為，凡在大的問(wèn)題，最后只一些中間輥的使用。正如我們所料，數(shù)據(jù)粒度或數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性影響的表現(xiàn)。允許所有寬度，四舍五入至整數(shù)，而不是維持毫米小到半毫米的精度，提高性能相當(dāng)。 7結(jié)論 切割過(guò)程跨越幾個(gè)階段帶來(lái)了另一個(gè)層面的CSP，使它更難因此更具挑戰(zhàn)性。充足的造型多級(jí)CSP的結(jié)果兩種模型類型：一一個(gè)給定的中間尺寸，并與其他未知的中間尺寸。這些模型互補(bǔ)的，都應(yīng)該實(shí)行商業(yè)軟件解決多級(jí)總警司。目前的結(jié)果，特別是優(yōu)雅的行和列生成技術(shù)，是非常有前途為有效解決大型多級(jí)模型。實(shí)驗(yàn)證明了計(jì)算程序的效率其解決方案和高品質(zhì)。盡管我們已經(jīng)證明在兩個(gè)階段的情況下，CSP的技術(shù)，它可適應(yīng)于一般情況下一個(gè)多級(jí)的CSP。 致謝 筆者要感謝克里斯倫尼克，兩個(gè)匿名的寶貴意見(jiàn)和裁判建議，大大提高了紙張。 參考文獻(xiàn) [1]?J.M.V.卡瓦略A.J.G.羅德里格斯線性規(guī)劃為基礎(chǔ)的方法，分兩個(gè)階段料問(wèn)題，歐洲雜志運(yùn)籌學(xué)84（3）（1995）580-589。 [2]五Chvatal，線性規(guī)劃，弗里曼，紐約，1983年。 [3]閣下Dyckhoff，兩個(gè)主要模型之間橋梁的下料配方，工藝，紙張的研討會(huì)生產(chǎn)管理在佩奇，匈牙利，九月6-9，1988，第40-51。 [4]?J.S.費(fèi)雷拉，肌肉萎縮癥內(nèi)韋斯，??P.F.卡斯特羅，分兩個(gè)階段滾切問(wèn)題，歐洲運(yùn)籌學(xué)44（2）2003（1990）185-196。 [5]?P.C.吉爾摩R.E.戈莫里，線性規(guī)劃的方法來(lái)削減庫(kù)存問(wèn)題，運(yùn)籌學(xué)8（1961）849 -859。 [6]?P.C.吉爾摩R.E.戈莫里，線性規(guī)劃的方法來(lái)削減庫(kù)存的問(wèn)題。第2部分，運(yùn)籌學(xué)11（1963）863-888。 [7]?P.C.吉爾摩R.E.戈莫里，多級(jí)切割兩個(gè)以上尺寸的庫(kù)存問(wèn)題，運(yùn)籌學(xué)13（1965）94 -120。 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降低勞動(dòng)強(qiáng)度和生產(chǎn)成本 關(guān)鍵字 沖壓 落料沖孔 復(fù)合模 模具結(jié)構(gòu) ABSTRACT The design of a punching blanking die Through access to information we must first process the parts analysis technology analysis and comparison by using the punch blanking process through the blanking force the top pieces of force discharge force of the calculations to determine the type presses In the analysis of the stamping process to select the desired type of mold for the mold Types obtained after the design of the mold die parts of the various working parts of the design process of expression In the first part of the document the main account of the development of stamping die stamping die shows the importance and significance of this design then is the stamping industry analysis completed the material utilization rate calculation Calculation of force during the blanking process and the work of some of blanking die design calculation provide the basis for the selection of stamping equipment Finally the choice of the main components The design described blanking compound die stamping design and working process Reliable performance of the mold smooth operation improved product quality and production efficiency reduce labor intensity and production costs Keywords Stamping Blanking punch Compound Die die structure 目 錄 1 前言 1 1 1沖壓的概念 特點(diǎn)及應(yīng)用 1 1 2 沖壓的基本工序及模具 2 1 3 沖壓技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向 3 2 零件工藝性分析 7 3 拉深工藝及拉深模有設(shè)計(jì) 8 設(shè)計(jì)要點(diǎn) 8 3 1有凸緣圓筒形件的拉深方法及工藝計(jì)算 8 3 2寬凸緣圓筒形件的工藝計(jì)算要點(diǎn) 9 3 3 拉深凸模和凹模的間隙 10 3 4拉深凸模 凹模的尺寸及公差 10 3 5凹模圓角半徑 RD 11 3 6凸模圓角半徑 RP 12 4 沖裁工藝及沖裁模具的設(shè)計(jì) 13 4 1 凸模與凹模刃口尺寸的計(jì)算 13 4 2 凸 凹模刃口尺寸的計(jì)算方法 13 4 3落料和沖孔 13 4 3 1落料 13 4 3 2沖孔 14 4 3 3凹模洞的類形 15 4 4 4凹模的外形尺寸 16 5 模具的其它零件 17 5 1 模架 17 5 2 模柄 18 5 3 卸料板 19 5 4 彈頂和推出裝置 20 5 5 導(dǎo)向裝置 導(dǎo)柱 導(dǎo)套 20 5 6 固定零件 固定板 墊板 21 5 7 連接零件 21 6模具總裝圖 23 7 壓力機(jī)的選擇 26 8 模具的裝配 28 8 1 模具的裝配 28 8 2凸 凹模間隙的調(diào)整 29 9 沖壓模具零件加工工藝的編制 30 10結(jié)論 32 參考資料 33 致謝 34 1 1 前言 1 1沖壓的概念 特點(diǎn)及應(yīng)用 沖壓是利用安裝在沖壓設(shè)備 主要是壓力機(jī) 上的模具對(duì)材料施加壓力 使其產(chǎn)生分離或塑性變形 從而獲得所需零件 俗稱沖壓或沖壓件 的一種壓 力加工方法 沖壓通常是在常溫下對(duì)材料進(jìn)行冷變形加工 且主要采用板料來(lái) 加工成所需零件 所以也叫冷沖壓或板料沖壓 沖壓是材料壓力加工或塑性加 工的主要方法之一 隸屬于材料成型工程術(shù) 沖壓所使用的模具稱為沖壓模具 簡(jiǎn)稱沖模 沖模是將材料 金屬或非金 屬 批量加工成所需沖件的專用工具 沖模在沖壓中至關(guān)重要 沒(méi)有符合要求 的沖模 批量沖壓生產(chǎn)就難以進(jìn)行 沒(méi)有先進(jìn)的沖模 先進(jìn)的沖壓工藝就無(wú)法 實(shí)現(xiàn) 沖壓工藝與模具 沖壓設(shè)備和沖壓材料構(gòu)成沖壓加工的三要素 只有它 們相互結(jié)合才能得出沖壓件 與機(jī)械加工及塑性加工的其它方法相比 沖壓加工無(wú)論在技術(shù)方面還是經(jīng) 濟(jì)方面都具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn) 主要表現(xiàn)如下 1 沖壓加工的生產(chǎn)效率高 且操作方便 易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化與自動(dòng)化 這是 因?yàn)闆_壓是依靠沖模和沖壓設(shè)備來(lái)完成加工 普通壓力機(jī)的行程次數(shù)為每分鐘 可達(dá)幾十次 高速壓力要每分鐘可達(dá)數(shù)百次甚至千次以上 而且每次沖壓行程 就可能得到一個(gè)沖件 2 沖壓時(shí)由于模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度 且一般不破壞沖壓件 的表面質(zhì)量 而模具的壽命一般較長(zhǎng) 所以沖壓的質(zhì)量穩(wěn)定 互換性好 具有 一 模一樣 的特征 3 沖壓可加工出尺寸范圍較大 形狀較復(fù)雜的零件 如小到鐘表的秒表 大到汽車縱梁 覆蓋件等 加上沖壓時(shí)材料的冷變形硬化效應(yīng) 沖壓的強(qiáng)度和 剛度均較高 4 沖壓一般沒(méi)有切屑碎料生成 材料的消耗較少 且不需其它加熱設(shè)備 因而是一種省料 節(jié)能的加工方法 沖壓件的成本較低 但是 沖壓加工所使用的模具一般具有專用性 有時(shí)一個(gè)復(fù)雜零件需要數(shù) 套模具才能加工成形 且模具 制造的精度高 技術(shù)要求高 是技術(shù)密集形產(chǎn)品 所以 只有在沖壓件生產(chǎn)批量較大的情況下 沖壓加工的優(yōu)點(diǎn)才能充分體現(xiàn) 從而獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益 2 沖壓地 在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中 尤其是大批量生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛 相當(dāng)多 的工業(yè)部門(mén)越來(lái)越多地采用沖壓法加工產(chǎn)品零部件 如汽車 農(nóng)機(jī) 儀器 儀 表 電子 航空 航天 家電及輕工等行業(yè) 在這些工業(yè)部門(mén)中 沖壓件所占 的比重都相當(dāng)?shù)拇?少則 60 以上 多則 90 以上 不少過(guò)去用鍛造 鑄造和切 削加工方法制造的零件 現(xiàn)在大多數(shù)也被質(zhì)量輕 剛度好的沖壓件所代替 因 此可以說(shuō) 如果生產(chǎn)中不諒采用沖壓工藝 許多工業(yè)部門(mén)要提高生產(chǎn)效率和產(chǎn) 品質(zhì)量 降低生產(chǎn)成本 快速進(jìn)行產(chǎn)品更新?lián)Q代等都是難以實(shí)現(xiàn) 的 1 2 沖壓的基本工序及模具 由于沖壓加工的零件種類繁多 各類零件的形狀 尺寸和精度要求又各不 相同 因而生產(chǎn)中采用的沖壓工藝方法也是多種多樣的 概括起來(lái) 可分為分 離工序和成形工序兩大類 分離工序是指使坯料沿一定的輪廓線分離而獲得一 定形狀 尺寸和斷面質(zhì)量的沖壓 俗稱沖裁件 的工序 成形工序是指使坯料 在不破裂的條件下產(chǎn)生塑性變形而獲得一定形狀和尺寸的沖壓件的工序 上述兩類工序 按基本變形方式不同又可分為沖裁 彎曲 拉深和成形四 種基本工序 每種基本工序還包含有多種單一工序 在實(shí)際生產(chǎn)中 當(dāng)沖壓件的生產(chǎn)批量較大 尺寸較少而公差要求較小時(shí) 若 用分散的單一工序來(lái)沖壓是不經(jīng)濟(jì)甚至難于達(dá)到要求 這時(shí)在工藝上多采用集 中的方案 即把兩種或兩種以上的單一工序集中在一副模具內(nèi)完成 稱為組合 的方法不同 又可將其分為復(fù)合 級(jí)進(jìn)和復(fù)合 級(jí)進(jìn)三種組合方式 復(fù)合沖壓 在壓力機(jī)的一次工作行程中 在模具的同一工位上同時(shí)完成 兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方法式 級(jí)進(jìn)沖壓 在壓力機(jī)上的一次工作行程中 按照一定的順序在同一模具的 不同工位上完面兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方式 復(fù)合 級(jí)進(jìn) 在一副沖模上包含復(fù)合和級(jí)進(jìn)兩種方式的組合工序 沖模的結(jié)構(gòu)類型也很多 通常按工序性質(zhì)可分為沖裁模 彎曲模 拉深模和 成形模等 按工序的組合方式可分為單工序模 復(fù)合模和級(jí)進(jìn)模等 但不論何 種類型的沖模 都可看成是由上模和下模兩部分 組成 上模被固定在壓力機(jī)工作臺(tái)或墊板上 是沖模的固定部分 工作時(shí) 坯 料在下模面上通過(guò)定位零件定位 壓力機(jī)滑塊帶動(dòng)上模下壓 在模具工作零件 即凸模 凹模 的作用下坯料便產(chǎn)生分離或塑性變形 從而獲得所需形狀與 尺寸的沖件 上?；厣龝r(shí) 模具的卸料與出件裝置將沖件或廢料從凸 凹模上 卸下或推 頂出來(lái) 以便進(jìn)行下一次沖壓循環(huán) 3 1 3 沖壓技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展 許多新技術(shù) 新工藝 新設(shè)備 新材料不斷涌現(xiàn) 因而促進(jìn)了沖壓技術(shù)的不斷革新和發(fā)展 其主要表 現(xiàn)和發(fā)展方向如下 1 沖壓成形理論及沖壓工藝方面 沖壓成形理論的研究是提高沖壓技術(shù)的基礎(chǔ) 目前 國(guó)內(nèi)外對(duì)沖壓成形理論 的研究非常重視 在材料沖壓性能研究 沖壓成形過(guò)程應(yīng)力應(yīng)變分析 板料變 形規(guī)律研究及坯料與模具之間的相互作用研究等方面均取得了較大的進(jìn)展 特 別是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛躍發(fā)展和塑性變形理論的進(jìn)一步完善 近年來(lái)國(guó)內(nèi)外 已開(kāi)始應(yīng)用塑性成形過(guò)程的計(jì)算機(jī)模擬技術(shù) 即利用有限元 FEM 等有值分析 方法模擬金屬的塑性成形過(guò)程 根據(jù)分析結(jié)果 設(shè)計(jì)人員可預(yù)測(cè)某一工藝方案 成形的可行性及可能出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題 并通過(guò)在計(jì)算機(jī)上選擇修改相關(guān)參數(shù) 可實(shí)現(xiàn)工藝及模具的優(yōu)化設(shè)計(jì) 這樣既節(jié)省了昂貴的試模費(fèi)用 也縮短了制模 具周期 研究推廣能提高生產(chǎn)率及產(chǎn)品質(zhì)量 降低成本和擴(kuò)大沖壓工藝應(yīng)用范圍的 各種壓新工藝 也是沖壓技術(shù)的發(fā)展方向之一 目前 國(guó)內(nèi)外相繼涌現(xiàn)出精密 沖壓工藝 軟模成形工藝 高能高速成形工藝及無(wú)模多點(diǎn)成形工藝等精密 高 效 經(jīng)濟(jì)的沖壓新工藝 其中 精密沖裁是提高沖裁件質(zhì)量的有效方法 它擴(kuò) 大了沖壓加工范圍 目前精密沖裁加工零件的厚度可達(dá) 25mm 精度可達(dá) IT16 17 級(jí) 用液體 橡膠 聚氨酯等作柔性凸模或凹模的軟模成形工藝 能 加工出用普通加工方法難以加工的材料和復(fù)雜形狀的零件 在特定生產(chǎn)條件下 具有明顯的經(jīng)濟(jì)效果 采用爆炸等高能效成形方法對(duì)于加工各種尺寸在 形狀 復(fù)雜 批量小 強(qiáng)度高和精度要求較高的板料零件 具有很重要的實(shí)用意義 利用金屬材料的超塑性進(jìn)行超塑成形 可以用一次成形代替多道普通的沖壓成 形工序 這對(duì)于加工形狀復(fù)雜和大型板料零件具有突出的優(yōu)越性 無(wú)模多點(diǎn)成 形工序是用高度可調(diào)的凸模群體代替?zhèn)鹘y(tǒng)模具進(jìn)行板料曲面成形的一種先進(jìn)技 術(shù) 我國(guó)已自主設(shè)計(jì)制造了具有國(guó)際領(lǐng)先水平的無(wú)模多點(diǎn)成形設(shè)備 解決了多 點(diǎn)壓機(jī)成形法 從而可隨意改變變形路徑與受力狀態(tài) 提高了材料的成形極限 同時(shí)利用反復(fù)成形技術(shù)可消除材料內(nèi)殘余應(yīng)力 實(shí)現(xiàn)無(wú)回彈成形 無(wú)模多點(diǎn)成 形系統(tǒng)以 CAD CAM CAE 技術(shù)為主要手段 能快速經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)三維曲面的自動(dòng)化 成形 2 沖模是實(shí)現(xiàn)沖壓生產(chǎn)的基本條件 在沖模的設(shè)計(jì)制造上 目前正朝著以下兩 方面發(fā)展 一方面 為了適應(yīng)高速 自動(dòng) 精密 安全等大批量現(xiàn)代生產(chǎn)的需要 4 沖模正向高效率 高精度 高壽命及多工位 多功能方向發(fā)展 與此相比適應(yīng) 的新型模具材料及其熱處理技術(shù) 各種高效 精密 數(shù)控自動(dòng)化的模具加工機(jī) 床和檢測(cè)設(shè)備以及模具 CAD CAM 技術(shù)也在迅速發(fā)展 另一方面 為了適應(yīng)產(chǎn)品 更新?lián)Q代和試制或小批量生產(chǎn)的需要 鋅基合金沖模 聚氨酯橡膠沖模 薄板 沖模 鋼帶沖模 組合沖模等各種簡(jiǎn)易沖模及其制造技術(shù)也得到了迅速發(fā)展 精密 高效的多工位及多功能級(jí)進(jìn)模和大型復(fù)雜的汽車覆蓋件沖模代表了 現(xiàn)代沖模的技術(shù)水平 目前 50 個(gè)工位以上的級(jí)進(jìn)模進(jìn)距精度可達(dá)到 2 微米 多功能級(jí)進(jìn)模不僅可以完成沖壓全過(guò)程 還可完成焊接 裝配等工序 我國(guó)已 能自行設(shè)計(jì)制造出達(dá)到國(guó)際水平的精度達(dá) 2 5 微米 進(jìn)距精度 2 3 微米 總壽命達(dá) 1 億次 我國(guó)主要汽車模具企業(yè) 已能生產(chǎn)成套轎車覆蓋件模具 在 設(shè)計(jì)制造方法 手段方面已基本達(dá)到了國(guó)際水平 但在制造方法手段方面已基 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 但在制造質(zhì)量 精 度 制造周期和成本方面與國(guó)外相比還存在一定差距 模具制造技術(shù)現(xiàn)代化是模具工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ) 計(jì)算機(jī)技術(shù) 信息技術(shù) 自 動(dòng)化技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)正在不斷向傳統(tǒng)制造技術(shù)滲透 交叉 融合形成了現(xiàn)代模 具制造技術(shù) 其中高速銑削加工 電火花銑削加工 慢走絲切割加工 精密磨 削及拋光技術(shù) 數(shù)控測(cè)量等代表了現(xiàn)代沖模制造的技術(shù)水平 高速銑削加工不 但具有加工速度高以及良好的加工精度和表面質(zhì)量 主軸轉(zhuǎn)速一般為 15000 40000r min 加工精度一般可達(dá) 10 微米 最好的表面粗糙度 Ra 1 微 米 而且與傳統(tǒng)切削加工相比具有溫升低 工件只升高 3 攝氏度 切削力小 因而可加工熱敏材料和剛性差的零件 合理選擇刀具和切削用量還可實(shí)現(xiàn)硬材 料 60HRC 加工 電火花銑削加工 又稱電火花創(chuàng)成加工 是以高速旋轉(zhuǎn)的簡(jiǎn) 單管狀電極作三維或二維輪廓加工 像數(shù)控銑一樣 因此不再需要制造昂貴的 成形電極 如日本三菱公司生產(chǎn)的 EDSCAN8E 電火花銑削加工機(jī)床 配置有電極 損耗自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng) CAD CAM 集成系統(tǒng) 在線自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)和動(dòng)態(tài)仿真系統(tǒng) 體現(xiàn)了當(dāng)今電火花加工機(jī)床的技術(shù)水平 慢走絲線切割技術(shù)的發(fā)展水平已相當(dāng) 高 功能也相當(dāng)完善 自動(dòng)化程度已達(dá)到無(wú)人看管運(yùn)行的程度 目前切割速度 已達(dá)到 300mm min 加工精度可達(dá) 1 5 微米 表面粗糙度達(dá) Ra 01 0 2 微米 2 精度磨削及拋光已開(kāi)始使用數(shù)控成形磨床 數(shù)控光學(xué)曲線磨床 數(shù)控連續(xù)軌跡 坐標(biāo)磨床及自動(dòng)拋光等先進(jìn)設(shè)備和技術(shù) 模具加工過(guò)程中的檢測(cè)技術(shù)也取得了很 大的發(fā)展 現(xiàn)在三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)除了能高精度地測(cè)量復(fù)雜曲面的數(shù)據(jù)外 其良好的 溫度補(bǔ)償裝置 可靠的抗振保護(hù)能力 嚴(yán)密的除塵措施及簡(jiǎn)單操作步驟 使得 現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化檢測(cè)成為可能 此外 激光快速成形技術(shù) RPM 與樹(shù)脂澆注技術(shù)在 快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)中得到了成功的應(yīng)用 利用 RPM 技術(shù)快速成形三維原型后 5 通過(guò)陶瓷精鑄 電弧涂噴 消失模 熔模等技術(shù)可快速制造各種成形模 如清 華大學(xué)開(kāi)發(fā)研制的 M RPMS 型多功能快速原型制造系統(tǒng) 是我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn) 權(quán)的世界惟一擁有兩種快速成形工藝 分層實(shí)體制造 SSM 和熔融擠壓成形 MEM 的系統(tǒng) 它基于 模塊化技術(shù)集成 之概念而設(shè)計(jì)和制造 具有較好的價(jià) 格性能比 一汽模具制造公司在以 CAD CAM 加工的主模型為基礎(chǔ) 采用瑞士汽 巴精化的高強(qiáng)度樹(shù)脂澆注成形的樹(shù)脂沖模應(yīng)用在國(guó)產(chǎn)轎車試制和小批量生產(chǎn)開(kāi) 辟了新的途徑 3 沖壓設(shè)備和沖壓生產(chǎn)自動(dòng)化方面 性能良好的沖壓設(shè)備是提高沖壓生產(chǎn)技術(shù)水平的基本條件 高精度 高壽命 高效率的沖模需要高精度 高自動(dòng)化的沖壓設(shè)備相匹配 為了滿足大批量高速 生產(chǎn)的需要 目前沖壓設(shè)備也由單工位 單功能 低速壓力機(jī)朝著多工位 多 功能 高速和數(shù)控方向發(fā)展 加之機(jī)械乃至機(jī)器人的大量使用 使沖壓生產(chǎn)效 率得到大幅度提高 各式各樣的沖壓自動(dòng)線和高速自動(dòng)壓力機(jī)紛紛投入使用 如在數(shù)控四邊折彎?rùn)C(jī)中送入板料毛坯后 在計(jì)算機(jī)程序控制下便可依次完成四 邊彎曲 從而大幅度提高精度和生產(chǎn)率 在高速自動(dòng)壓力機(jī)上沖壓電機(jī)定轉(zhuǎn)子 沖片時(shí) 一分鐘可沖幾百片 并能自動(dòng)疊成定 轉(zhuǎn)子鐵芯 生產(chǎn)效率比普通壓 力機(jī)提高幾十倍 材料利用率高達(dá) 97 公稱壓力為 250KN 的高速壓力機(jī)的滑 塊行程次數(shù)已達(dá) 2000 次 min 以上 在多功能壓力機(jī)方面 日本田公司生產(chǎn)的 2000KN 沖壓中心 采用 CNC 控制 只需 5min 時(shí)間就可完成自動(dòng)換模 換料和 調(diào)整工藝參數(shù)等工作 美國(guó)惠特尼公司生產(chǎn)的 CNC 金屬板材加工中心 在相同 的時(shí)間內(nèi) 加工沖壓件的數(shù)量為普通壓力機(jī)的 4 10 倍 并能進(jìn)行沖孔 分段沖 裁 彎曲和拉深等多種作業(yè) 近年來(lái) 為了適應(yīng)市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng) 對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來(lái)越高 且其更新 換代的周期大為縮短 沖壓生產(chǎn)為適應(yīng)這一新的要求 開(kāi)發(fā)了多種適合不同批 量生產(chǎn)的工藝 設(shè)備和模具 其中 無(wú)需設(shè)計(jì)專用模具 性能先進(jìn)的轉(zhuǎn)塔數(shù)控 多工位壓力機(jī) 激光切割和成形機(jī) CNC 萬(wàn)能折彎?rùn)C(jī)等新設(shè)備已投入使用 特 別是近幾年來(lái)在國(guó)外已經(jīng)發(fā)展起來(lái) 國(guó)內(nèi)亦開(kāi)始使用的沖壓柔性制造單元 FMC 和沖壓柔性制造系統(tǒng) FMS 代表了沖壓生產(chǎn)新的發(fā)展趨勢(shì) FMS 系統(tǒng) 以數(shù)控沖壓設(shè)備為主體 包括板料 模具 沖壓件分類存放系統(tǒng) 自動(dòng)上料與 下料系統(tǒng) 生產(chǎn)過(guò)程完全由計(jì)算機(jī)控制 車間實(shí)現(xiàn) 24 小時(shí)無(wú)人控制生產(chǎn) 同時(shí) 根據(jù)不同使用要求 可以完成各種沖壓工序 甚至焊接 裝配等工序 更換新 產(chǎn)品方便迅速 沖壓件精度也高 4 沖壓標(biāo)準(zhǔn)化及專業(yè)化生產(chǎn)方面 模具的標(biāo)準(zhǔn)化及專業(yè)化生產(chǎn) 已得到模具行業(yè)和廣泛重視 因?yàn)闆_模屬單件 6 小批量生產(chǎn) 沖模零件既具的一定的復(fù)雜性和精密性 又具有一定的結(jié)構(gòu)典型 性 因此 只有實(shí)現(xiàn)了沖模的標(biāo)準(zhǔn)化 才能使沖模和沖模零件的生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)專業(yè) 化 商品化 從而降低模具的成本 提高模具的質(zhì)量和縮短制造周期 目前 國(guó)外先進(jìn)工業(yè)國(guó)家模具標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)程度已達(dá) 70 80 模具廠只需設(shè)計(jì)制造工 作零件 大部分模具零件均從標(biāo)準(zhǔn)件廠購(gòu)買 使生產(chǎn)率大幅度提高 模具制造 廠專業(yè)化程度越不定期越高 分工越來(lái)越細(xì) 如目前有模架廠 頂桿廠 熱處 理廠等 甚至某些模具廠僅專業(yè)化制造某類產(chǎn)品的沖裁?；驈澢?這樣更有 利于制造水平的提高和制造周期的縮短 我國(guó)沖模標(biāo)準(zhǔn)化與專業(yè)化生產(chǎn)近年來(lái) 也有較大發(fā)展 除反映在標(biāo)準(zhǔn)件專業(yè)化生產(chǎn)廠家有較多增加外 標(biāo)準(zhǔn)件品種也 有擴(kuò)展 精度亦有提高 但總體情況還滿足不了模具工業(yè)發(fā)展的要求 主要體 現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)化程度還不高 一般在 40 以下 標(biāo)準(zhǔn)件的品種和規(guī)格較少 大多數(shù) 標(biāo)準(zhǔn)件廠家未形成規(guī)?；a(chǎn) 標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量也還存在較多問(wèn)題 另外 標(biāo)準(zhǔn)件 生產(chǎn)的銷售 供貨 服務(wù)等都還有待于進(jìn)一步提高 設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)該零件為落料拉深沖孔復(fù)合模 7 2 零件工藝性分析 如右圖 1 所示 工件為有凸緣圓筒形零件 且在凸緣上均勻分布 4 個(gè)相同 的孔 故可得知此工件為 落料拉深沖孔所得 其加工工藝過(guò)程為 落料 拉 深 沖孔 各尺寸關(guān)系如圖 1 所示 圖 1 蓋冒墊片 8 3 拉深工藝及拉深模有設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)要點(diǎn) 設(shè)計(jì)確定拉深模結(jié)構(gòu)時(shí)為充分保證制件的質(zhì)量及尺寸的精度 應(yīng)注意以下 幾點(diǎn) 1 拉深高度應(yīng)計(jì)算準(zhǔn)確 且在模具結(jié)構(gòu)上要留有安全余量 以便工件稍高時(shí)仍 能適應(yīng) 2 拉深凸模上必須設(shè)有出氣孔 并注意出氣孔不能被工件包住而失去作用 3 有凸緣拉深件的高度取決勝于上模行程 模具中要設(shè)計(jì)有限程器 以便于模 具調(diào)整 4 對(duì)稱工件的模架要明顯不對(duì)稱 以防止上 下模位置裝錯(cuò) 非旋轉(zhuǎn)工件的凸 凹模裝配位置必須準(zhǔn)確可行 發(fā)防松動(dòng)后發(fā)生旋轉(zhuǎn) 偏移而影響工件質(zhì)量 甚至損壞模具 5 對(duì)于形狀復(fù)雜 需經(jīng)過(guò)多次拉深的零件 需先做拉深模 經(jīng)試壓確定合適的 毛坯形狀和尺寸后再做落料模 并在拉深模上按已定形的毛坯 設(shè)計(jì)安裝定 位裝置 6 彈性壓料設(shè)備必須有限位器 防止壓料力過(guò)大 7 模具結(jié)構(gòu)及材料要和制件批量相適應(yīng) 8 模架和模具零件 要盡是使用標(biāo)準(zhǔn)化 9 放入和取出工件 必須方便安全 3 1有凸緣圓筒形件的拉深方法及工藝計(jì)算 有凸緣筒形件的拉深原理與一般圓筒形件是相同的 但由于帶有凸緣 其拉 深方法及計(jì)算方法與一般圓筒形件有一定差別 1 在凸緣拉深件可以看成是一般圓筒形件在拉深未結(jié)束時(shí)的半成品 即只將毛 坯外徑拉深到等于法蘭邊 即凸緣 直徑 df時(shí)的拉深過(guò)程就結(jié)束 因此其 變形區(qū)的壓力狀態(tài)和變形特點(diǎn)應(yīng)與圓筒形件相同 9 圖 2 凸緣件毛培 根據(jù)凸緣的相對(duì)直徑 df d 比值同有凸緣筒形件可分為 窄凸緣筒形件 d f d 1 1 1 4 和寬凸緣筒形件 d f d 1 4 顯然此工件 df d 50 21 2 38 1 4 為寬凸緣筒形件 下面著重對(duì)寬凸緣件的拉深進(jìn)行分析 主要介紹其與直壁筒形件的不同點(diǎn) 當(dāng) rp rd r 時(shí) 圖 2 寬凸緣件毛坯直徑的計(jì)算公式為 1 rf dh4 7D 根據(jù)拉深系數(shù)的定義寬凸緣件總拉深系數(shù)仍可表示為 2 drhdmf 4 3 2 3 2寬凸緣圓筒形件的工藝計(jì)算要點(diǎn) 1 毛坯尺寸的計(jì)算 毛坯尺寸的計(jì)算仍按等面積原理進(jìn)行 參考無(wú)凸緣筒形 件毛坯的計(jì)算方法計(jì)算 毛坯直徑的計(jì)算公式見(jiàn)式 1 其中 df要考慮修邊余 量 其值可從 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 表 4 22 中查得 1 6mm 即 df 50 1 6 51 6mm 則 D 54 75mm5 3 214 7 216 5 根據(jù)拉深系數(shù)的定義 寬凸緣件總拉深系數(shù)仍可表示為 M 8 0 Dd 2 判斷工件是否一次拉成 這只須比較工件實(shí)際所需的總拉深系數(shù)和 h d 與 凸緣件第一次拉深系數(shù)和極限拉深系數(shù)的相對(duì)高度即可 m 總 m 1 當(dāng) 1 h d h 1 d1時(shí)可以一次拉成 工序計(jì)算到此結(jié)束 否則應(yīng)進(jìn)行多次拉深 m 總 0 38 h d 0 33 由 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 表 4 2 6 查得此凸緣件的第2 7 10 一次拉深系數(shù) m1 0 37 由表 4 2 7 查得此凸緣件的第一次拉深最大相對(duì)高度 h1 d1 0 28 0 35 之間 可知 m 總 m 1 h d h 1 d1可一次拉成 3 3 拉深凸模和凹模的間隙 拉深模間隙是指單面間隙 間隙的大小對(duì)拉深力 拉深件的質(zhì)量 拉深模的 壽命都有影響 若 c 值大小 凸緣區(qū)變厚的材料通過(guò)間隙時(shí) 校正和變形的阻 力增加 與模具表面間的摩擦 磨損嚴(yán)重 使拉深力增加 需件變薄嚴(yán)重 甚 至拉破 模具壽命降低 間隙小時(shí)得到的零件側(cè)壁平直而光滑 質(zhì)量較好 精 度較高 間隙過(guò)大時(shí) 對(duì)毛坯的校直和擠壓作用減小 拉深力降低 模具的壽命提高 但零件的質(zhì)量變差 沖出的零件側(cè)壁不直 因此拉深模的間隙值也應(yīng)合適 確定 c 時(shí)要考慮壓邊狀況 拉深次數(shù)和工件 精度高 其原則是 即要考慮材料本身的公差 又要考慮板料的增厚現(xiàn)象 間 隙一般都比毛坯厚度略大一些 不用壓邊圈時(shí) 考慮到起皺的可能性取間隙值 為 C 1 1 1 tmax 有壓邊圈時(shí) 間隙數(shù)值也可按表 4 6 3 取值 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 此工 件的拉深間隙可取 C 1 1t 1 1mm 3 4拉深凸模 凹模的尺寸及公差 工件的尺寸精度由末次拉深的凸 凹模的尺寸及公差決定 因此除最后一道 拉深模的尺寸公差需要考慮外 首次及中間各道次的模具尺寸公差和拉深半成 品的尺寸公差沒(méi)有必要做嚴(yán)格限制 這是模具的尺寸只取等于毛坯的過(guò)渡尺寸 即可 此工件內(nèi)形尺寸公差有要求 故以凸模為基準(zhǔn) 先定凸模尺寸考慮到凸 ?；静荒p 其尺寸關(guān)系如圖 3 所示 以及工件的回彈情況 凸模開(kāi)始尺寸 不要取得過(guò)大 其值為 Dp d 0 4 p 3 凸模尺寸為 D d d 0 4 2C d 4 11 圖 3 凹 凸模 凸 凹模的制造公差 p和 d可根據(jù)工件的公差來(lái)選定 工件公差為 TT13 級(jí) 以上時(shí) p和 d可按 TT6 8 級(jí)取 工件公差在 IT14 級(jí)以下時(shí) 則 p和 d 可按 IT10 級(jí)取 Dp 20 0 4 0 2 0 0 021 20 080 0 021mm Dd d 0 4 2c 0 d 20 0 4 0 2 2 1 1 0 d 22 280 0 021mm 3 5凹模圓角半徑 rd 拉深時(shí) 材料在經(jīng)過(guò)凹模圓角時(shí)不僅因?yàn)榘l(fā)生彎曲變形需要克服彎曲阻力 還要克服因相對(duì)流動(dòng)引起的磨檫阻力 所以 rd大小對(duì)拉伸工件的影響非常大 主要有以下影響 1 拉伸力的大小 2 拉伸件的質(zhì)量 3 拉伸模的壽命 r d小時(shí)材料對(duì)凹模的 壓力增加 磨檫力增大 磨損加劇 使磨具的壽命降低 所以 rd的值即不能太 大 也不能太小 在生產(chǎn)上一般應(yīng)盡量避免采用過(guò)小圓角半徑 在保證工件質(zhì) 量的前提下盡量取大值 以滿足模具壽命要求 通?？砂唇?jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 rd tD 8 0 式中 D 為毛坯直徑或上道工序拉深件直徑 d 為本道拉深后的直徑 rd應(yīng)大于或 等于 2t 若其值小于 2t 一般很難拉出 只能靠拉深后整形得到所需零件 故 可取 rd 2 5mm 12 3 6凸模圓角半徑 rp 凸模圓角半徑對(duì)拉深工序的影響沒(méi)有凹模圓角半徑大 但其值也必須合格 一般首次拉深時(shí)凸模圓角半徑為 rp 0 7 1 0 r d 這里取 rp 1 0rd 2 5mm 圖 4 13 4 沖裁工藝及沖裁模具的設(shè)計(jì) 4 1 凸模與凹模刃口尺寸的計(jì)算 沖裁件的尺寸精度主要決定于模具刃口的尺寸精度 模具的合理間隙也要靠 模具刃口尺寸制造精度來(lái)保證 正確確定模具刃口尺寸及其制造公差 是設(shè)計(jì) 沖裁模的主要任務(wù)之一 從生產(chǎn)實(shí)踐可發(fā)現(xiàn) 由于凸凹模之間存在間隙 使落 下的料或伸出的孔卻帶有錐度 且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸 沖孔件的 小端尺寸等于凸模尺寸 在測(cè)量于使用中 落料件以大端尺寸為基準(zhǔn) 沖孔件 以小端尺寸為基準(zhǔn) 4 2 凸 凹模刃口尺寸的計(jì)算方法 由于加工模具的方法不同 凸模與凹模刃口部分尺寸的計(jì)算公式與制造公差 的標(biāo)注也不同 刃口尺寸的計(jì)算方法可分為以下兩種情況 凹模與凸模分開(kāi)加 工 凸模和凹模配合加工 從此工件的結(jié)構(gòu)上分析 選擇凸模與凹模分開(kāi)加工 的制造方法 采用這種方法 凸模和凹模分別按圖紙加工至尺寸 要分別標(biāo)注 凸模和凹模的刃口尺寸及制造公差 凸模 p 凹模 d 適用于圓形或簡(jiǎn)單 形狀的制件 為了保證初始間隙值小于最大合理間隙 2Cmax 必須滿足下列條 件 minax2Cdp 或取 5 4 0 6 i6cd 也就是說(shuō) 新制造模具應(yīng)該是 否則制造的模具部隙已max2Cidp 超過(guò)允許變動(dòng)范圍 2Cmin 2Cmax 影響模具的使作壽命 4 3落料和沖孔 4 3 1落料 高工件的尺寸為 D 0 根據(jù)計(jì)算原則 落料時(shí)以凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 首先確定凹 模尺寸 凹模的基本尺寸接近或等于制件輪廓的最小極限尺寸 再減小凸模尺 14 寸以保證最小合理間隙值 2Cmin 圖 5 落料 沖孔 名部分分配位置如圖 5 a 所示 其計(jì)算公式如下 7 dDd 0max 8 pCnpCpd 0minaxin 2 2 代入數(shù)據(jù)得 D03 03 9654 4675 0 75 4 mdpCpd 019 min 7 8 2 校核 由此可知 只有縮小 提4 1 049 pd p d 高制造精度 才保證間隙在合理范圍內(nèi) 此時(shí)可取 mp016 4 0 放得 d2 0 6 Dd024 865 Dp 75 4 3 2沖孔 設(shè)沖孔尺寸為 根居以上原則 沖孔時(shí)以凸模設(shè)計(jì)為基準(zhǔn) 首先確定凸 0d 模刃口尺寸 使凸模基本尺寸接近或等于工件孔的最大極限尺寸 再增大凹模 尺寸 凸模制造偏差為負(fù)偏差 凹模取正偏差 名部分分配位置如圖 5 b 所示 其計(jì)算公式如下 ddpdpccn 0mininmi0i 2 2 15 在同一工步制件上沖出兩個(gè)以上孔時(shí) 凹模型孔中心距 Ld按下式確定 9 p125 0 Lmind 代入數(shù)據(jù) m1 7 p09 09 5d 校核 滿 足 間 隙 條 件 0 14 02 dp 孔距尺寸 m375 6 2Lin 4 3 3凹模洞的類形 常用凹模洞口的類形如圖 6 所示 圖 6 其中圖 a b c 為直筒式刃的凹模 其特點(diǎn)是制造方便 刃口強(qiáng)度高 刃磨后 工作部分尺寸不變 廣泛用于沖裁公差要求較小 形狀復(fù)雜的精密制件 但因 廢料 或制件的聚集而增大了推件力和凹模的脹裂力 給凸 凹模的強(qiáng)度都帶 來(lái)了不利的影響 一般復(fù)合模上出件的沖裁模用圖 a c 型 下出件的沖裁模用 圖 b 或圖 a 型 圖 d e 型是錐筒式刃口 在凹模內(nèi)不聚集材料 側(cè)壁磨損小 但刃口強(qiáng)度差 刃磨后刃口徑向尺寸略有增大 如 30 0時(shí) 刃磨 0 1mm 時(shí) 其尺寸增大 0 0017mm 16 凹模錐角 后角 和洞高度 h 均隨制件材料厚度增加而增大 一般取 15 30 20 30 h 4 10mm 綜上所述及其對(duì)工件孔分析 選 擇 B 型凹模洞口 取 h 6mm 20 4 4 4凹模的外形尺寸 凹模的外形一般有矩形與圓形兩種 凹模的外形尺寸應(yīng)保證凹模有足夠的強(qiáng) 度 剛度和修磨量 凹模的外形尺寸一般是根據(jù)被沖材料的厚度和沖裁件的最 大外形尺寸來(lái)確定的如圖 7 所示 凹模的厚度為 1 kb 15 凹模壁厚度為 c 1 5 2 H 30 40mm 圖 7 式中 b 為沖裁件的最大外形尺寸 K 為系數(shù) 是考慮板料厚度影響的系數(shù)可以 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 表 2 8 2 中查得代入數(shù)據(jù)可得沖孔凹模 H 15mm c 30mm 落料凹模 H 0 35 54 75 20mm c 40mm 17 5 模具的其它零件 5 1 模架 模具除簡(jiǎn)單沖模外 一般沖模多利用模架的結(jié)構(gòu) 模架的和種類很多 要 根據(jù)模具的精度要求 模具的類別 模具的大小選擇合適的模架 模架的選擇可從 實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè) P192 頁(yè)選擇標(biāo)準(zhǔn)架 根據(jù)查閱的內(nèi) 容及分析 此復(fù)合?？蛇x用后側(cè)導(dǎo)柱模架導(dǎo) 導(dǎo)柱安裝在后側(cè) 有偏心裁荷時(shí) 容易歪斜 滑動(dòng)不夠平穩(wěn) 可從左右前三個(gè)方向關(guān)料操作比較方便 常用于一 般要求的小型工件的沖裁和拉深模 所選模架的結(jié)構(gòu)及尺寸關(guān)系如圖 8 所示 18 圖 8 模架 L 250mm B 160mm 上模座 250 160 45 下模座 250 160 50 導(dǎo)柱 32 190 導(dǎo)套 32 105 43 Hmax 210 Hmin 170mm 其余尺寸見(jiàn)上下模座零件圖 可以 沖壓手冊(cè) 沖壓模具常用標(biāo)準(zhǔn)件選擇 5 2 模柄 模柄有多種形式 要根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 選用模柄的形式模柄的直徑根據(jù) 所選壓力機(jī)的模柄孔徑確定 模柄可根據(jù) 實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè) P201 頁(yè)選擇 經(jīng)查閱各種 模柄的特點(diǎn) 選用壓入式模柄 這種模柄應(yīng)用比較廣泛壓入模柄的結(jié)構(gòu)和尺寸 可參表 11 10 制造 表中 B 型模柄中間有孔可按裝打料桿 用壓力機(jī)的打料模 桿進(jìn)行打料 模柄的結(jié)構(gòu)及尺寸關(guān)系如圖 9 所示 19 圖 9 d 30 D 32 D1 42mm h 78mm h2 30mm h1 5mm b 2mm a 0 5mm d1 H7 6 0 0120 d2 11mm 20 5 3 卸料板 卸料板的主要作用是將沖壓的料從凸模或凸 凹模上推下來(lái) 此外在進(jìn)模 比較復(fù)雜的模具中 卸料板還具有保護(hù)小凸模作用 常用的卸料板結(jié)構(gòu)形式及 適用范圍見(jiàn)表 11 24 和第八章級(jí)進(jìn)模表 8 10 實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè) 卸料板的尺 寸可根據(jù) 實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè) 表 11 25 查得 本模具選用彈壓式卸料板 卸 料板的結(jié)構(gòu)與尺寸關(guān)系如圖 10 所示 圖 10 卸料板 ho 16mm B 150mm C 0 1 0 2 t 0 2mm 5 4 彈頂和推出裝置 彈頂裝置由彈簧元件組成裝于模具的下面通過(guò)頂桿起到推料的作用 彈頂 裝置通常在壓力機(jī)的工作臺(tái)孔中 彈頂裝置結(jié)構(gòu)形式見(jiàn)表 11 26 實(shí)用模具技 術(shù)手冊(cè) 具體結(jié)構(gòu)及尺寸見(jiàn)裝配圖及零件圖所示 見(jiàn)圖表 10 設(shè)計(jì)模具時(shí)選 用標(biāo)準(zhǔn)的彈簧 已知沖裁時(shí)卸料為 FQ 3 8 可選圓鋼絲螺壓縮彈簧 由表 11 28 查得 d 8 0mm D2 50mm F 1990N Dmax 38mm Dmin 62mm 節(jié)距 P 14 9mm 21 5 5 導(dǎo)向裝置 導(dǎo)柱 導(dǎo)套 導(dǎo)向裝置指得是模架上的導(dǎo)柱 導(dǎo)套 模具在開(kāi)模 閉模過(guò)程中 導(dǎo)柱和導(dǎo) 套起導(dǎo)向的作用 使得凸凹模正確的閉合 故此 導(dǎo)柱 導(dǎo)套需要有嚴(yán)格的配 合精度及尺寸要求 導(dǎo)柱 導(dǎo)套的選擇可以 沖壓手冊(cè) 中選取 取 H7 h6 配 合 如圖 11 a 導(dǎo)柱的具體尺寸為 d 32 L 190mmm016 導(dǎo)套的具體尺寸為 圖 11 b 圖 11 導(dǎo)柱 導(dǎo)套 D 32mm D r6 45mm L 105mm h 43mm L 25mm 油槽數(shù)為 2 b 3 a 1 22 5 6 固定零件 固定板 墊板 1 墊板的作用是承受凸模和凹模的壓力 防止過(guò)大的沖壓 在上下模座上 壓出凹坑 影響模具的正常工作 墊板厚度根據(jù)壓力機(jī)的大小選擇 一般取 5 12mm 外形與固定板相同 材料 45 鋼 熱處理后硬度為 45 48HRC 如圖 12a b 所示 墊板在模具中的受力情況 圖 12 2 固定板 固定板的作用起固定凸 凹模 防止其在沖壓過(guò)程中松動(dòng) 造 成模具的損壞 固定板的形狀要根據(jù)凸 凹模而定 而外形尺寸與墊板相似 固定板和具體形狀尺寸見(jiàn)零件圖所示 5 7 連接零件 此類零件包括螺釘 銷釘?shù)?主要作用是聯(lián)接其它零部伯 使之共同完成工 件的制造 螺釘和銷釘可由 沖壓手冊(cè) 第十章 第七 八章查選 形狀及尺 寸見(jiàn)七 八節(jié)圖所示現(xiàn)選螺釘 M12 圓柱銷 d 8 則沖壓模上有關(guān)螺釘孔的尺 寸見(jiàn)表 10 28 沖壓手冊(cè) D 27 d 17 5 卸料螺釘選 M16 具體尺寸見(jiàn)表 10 29 沖壓手冊(cè) 23 6模具總裝圖 如圖根據(jù)模具總體結(jié)構(gòu)方案及設(shè)計(jì)選用的模具零部件 繪制模具總體草圖 檢查核對(duì)各模具零件的位置關(guān)系 相關(guān)尺寸 配合關(guān)系及結(jié)構(gòu)工藝性等是否合 適或合理 并校核壓力機(jī)的有關(guān)參數(shù) 24 圖 13 蓋帽墊片落料拉伸模主視圖 圖 14 蓋帽墊片落料拉伸模俯視圖 25 圖 15 蓋帽墊片沖孔模主視圖 圖 16 蓋帽墊片沖孔模主視圖 26 7 壓力機(jī)的選擇 沖壓設(shè)備的規(guī)格應(yīng)根據(jù)沖壓件的尺寸 模具的尺寸和沖壓力來(lái)確定 7 1 壓力機(jī)的公稱壓力必須大于沖壓所需要的總沖壓力 即 F壓 力 7 2 壓力機(jī)應(yīng)有足夠的行程 以保證毛坯的放進(jìn)和工件在高度上能獲得所需的 尺寸 并使工件能方便地從模具中取出 7 3 沖模的閉合高度與壓力機(jī)的裝模高度相適應(yīng) 即滿足 沖模的閉合高度介 于壓力機(jī)的最大閉合高度和最小閉合高度之間 7 4 滑塊的張開(kāi)高度應(yīng)適當(dāng) 對(duì)于沖裁模 張開(kāi)高度不宜過(guò)大 以免上模板與 壓力機(jī)導(dǎo)軌相撞或滾珠導(dǎo)向裝置脫開(kāi) 對(duì)于拉深模 張開(kāi)高度不宜過(guò)小 以便 取出工件 7 5 壓力機(jī)工作臺(tái)的尺寸必須大于模具下模座的外形尺寸并要留有安裝固定的 余地 但在過(guò)大的工作臺(tái)面上安裝過(guò)小的尺寸的沖模時(shí) 對(duì)工作臺(tái)的受力條件 是不利的 壓力機(jī)的選擇要考慮 沖裁力 拉深力以及卸料力 推件力 頂件力 壓 力機(jī)的總噸位應(yīng)大于等以上所有力之和 1 3 倍 普通刃沖裁模 其沖裁力 FP一 般可按下式計(jì)算 FP KPtL 10 27 式中 為材料的抗剪強(qiáng)度 L 為沖裁周邊總長(zhǎng) mm t 為材料厚度 系數(shù) KP 是考慮到?jīng)_裁模刃口的磨損 凸模與凹模間隙的波動(dòng) 數(shù)值的變化或分布不均 勻 潤(rùn)滑情況 材料力學(xué)性能與厚度公差的變化等因素而設(shè)置的安全系數(shù) 一般取 1 3 當(dāng)查不到強(qiáng)度 時(shí) 可用強(qiáng)度 b 代替 而取 KP 1 的近似計(jì)算法計(jì)算 材料鋼的強(qiáng)度可以 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 表 1 4 1 查得 260MPa 360MPa 現(xiàn)取 340MPa FP1 1 3 1 3 14 54 75 340 76KN FP2 1 3 1 3 14 5 340 7KN 影響卸料力 推料力和頂件力的因素很多 要精確的計(jì)算出很困難 在實(shí)際生 產(chǎn)采用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 卸料力 F Q KFp 推料力 F Q1 nK1Fp 頂件力 F Q2 K2Fp 式中 卸料力系數(shù) 其值為 0 02 0 06 薄料取大值 厚料取小值 推件力系數(shù) 其值為 0 03 0 07 薄料取大值 厚料取小值 頂件力系數(shù) 其值為 0 04 0 08 薄料取大值 厚料取小值 n 為梗塞在凹模內(nèi)的制件或廢料數(shù)量 n h t h 為直刃口部分的高 t 為材 料的厚度 h 取 4 10mm 現(xiàn)取 h 6mm 本模具中只有卸料力和推件力即可則 FQ 0 05 76 3 8KN FQ1 6 1 0 06 7 2 52KN 2 拉深力 理論計(jì)算拉深力可以推導(dǎo) 但它使用不便 生產(chǎn)中常利用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算拉深 力 第次拉深 一次拉深成形時(shí) F1 d 1t bk1 11 式中 b 為材料的抗拉強(qiáng)度 K 1為系數(shù) 查表 4 5 4 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 代入數(shù)據(jù)可得 F1 3 14 21 1 390 1 25 7KN 壓邊力 F Q 0 25 25 7 6 4KM 卸料力 F Q KF 0 04 25 7 1 02KN 綜上所述 F 總 76 7 3 8 2 25 25 7 6 4 1 02 123KN F 壓力 1 3 F 總 1 3 123 160 KN 由 實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè) P22 頁(yè) 應(yīng)用壓力機(jī)的選擇查表 2 3 可選擇 J23 16 28 型壓力機(jī) 其參數(shù)可參考表 2 3 8 模具的裝配 8 1 模具的裝配 1 模柄的裝配 因?yàn)樗灸＞叩哪１菑囊陨夏Ｗ南露蛏蠅喝氲?所 以在安裝凸模固定板和墊板之前 應(yīng)先把模柄裝好 模柄與上模座的配合要求是 H7 m6 裝配時(shí) 先在壓力機(jī)上將模柄壓入 再 加工定儉銷孔或螺紋孔 然后把模柄端面突出部分銼平或磨平 安裝好模柄后 用角尺檢查模柄與上模座上平面的垂有度 2 凸模和裝配 凸模與固定板的配合要求為 H7 m6 裝配時(shí) 先在壓力機(jī) 上將凸模固定板內(nèi) 檢查凸模的垂直度 然后將固定板的上平面與凸模尾部一 起磨平 為了保持凸模刀口鋒利還應(yīng)將凸模的端面磨平 3 彈壓卸料板的裝配 彈壓卸料板起壓料和卸料的作用 裝配的保證它與 凸模之間具有適當(dāng)?shù)拈g隙 其裝配方法是 將彈壓卸料板 裝入固定板的凸模 內(nèi) 在固定板與卸料板之間墊上平行墊塊 并用平等夾板將它們夾緊 然后按 29 卸料板上的螺孔在固定板上抽窩 拆開(kāi)后鉆固定板上的螺釘穿過(guò)孔 4 模架的技術(shù)要求及裝配 組成模架的各零件均應(yīng)符合相應(yīng)的技術(shù)條件 其中特別重要的是每對(duì)導(dǎo)柱 導(dǎo) 套的配合間隙應(yīng)符合要求 裝配成套的模架 多項(xiàng)技術(shù)指標(biāo) 上模座上平面對(duì)下模座下平面的平行度 導(dǎo) 柱軸心線對(duì)下模座下平面的垂直度和導(dǎo)套孔軸心線對(duì)上模座下面垂直度 應(yīng)符 合相應(yīng)精度等級(jí)要求 裝配后的模架 上模座沿導(dǎo)柱上 下移動(dòng)平穩(wěn)無(wú)阻滯現(xiàn)象 壓入上 下模座的導(dǎo)柱導(dǎo)柱離其它裝表面應(yīng)有 1 2mm 距離 壓入后就牢固 裝 配成套的模架 各零件的工作表不應(yīng)有碰傷 裂 以及其它機(jī)械損傷 模架的裝配主要指導(dǎo)柱導(dǎo)套的裝配 目前大多數(shù)導(dǎo)柱 導(dǎo)套與模座之間采用過(guò) 盈配合 但也有少數(shù)采用粘 工藝的 即將上下模座孔擴(kuò)大 降低其加工要求 同時(shí)將導(dǎo)柱 導(dǎo)套之間冷入粘結(jié)劑 即可使用導(dǎo)柱 導(dǎo)套固定 滑動(dòng)導(dǎo)向模架 常用的裝配工藝和檢驗(yàn)方法有壓入導(dǎo)套 壓入導(dǎo)套安 裝導(dǎo)套 8 2凸 凹模間隙的調(diào)整 沖模中凸 凹模之間的間隙大小及其均勻程度是直接影響沖件質(zhì)量和模具 使用壽命的主要因素之一 因此 在制造沖模時(shí) 必須要保證凸 凹模間隙的 大小及均勻一致性 沖模裝配時(shí)調(diào)整凸 凹模間隙的方法很多 需根據(jù)沖模的 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 間隙值的大小和裝配條件來(lái)確定 這里用墊片法來(lái)調(diào)整 墊片法是利用厚度與凸 凹模單面間隙相等的墊片來(lái)調(diào)整間隙 是簡(jiǎn)便而 常用的一種方法 其方法如下 按圖樣要求組裝上模與下模 其中一般上模只用螺釘稍微擰緊 下模用 螺釘和銷釘緊固 在凹模刃口四周墊入厚薄均勻 厚度等于凸 凹模單面間隙的墊片 金 屬片或紙片 再將上 下模合模 使凸模進(jìn)入響應(yīng)的凹?？變?nèi) 并用等高墊鐵 墊起 觀察凸模能否順利進(jìn)入凹模 并與墊片能否有良好的接觸 調(diào)整合適后 在將上模用螺釘緊固 并配裝銷釘孔 打入定位銷 30 9 沖壓模具零件加工工藝的編制 在機(jī)械制造中 采用各種機(jī)械加工方法將毛坯加工成零件 再將這些零件 裝配成機(jī)器 為了使上述制造過(guò)程滿足 優(yōu)質(zhì) 高產(chǎn) 低成本 的要求 首先 要指定零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程和機(jī)器的裝配工藝規(guī)程 然后按照所制訂的工 藝規(guī)程來(lái)進(jìn)行機(jī)械加工和裝配 由于零件的工藝過(guò)程可以是多種多樣的 工藝 人員的任務(wù)是從現(xiàn)有生產(chǎn)條件出發(fā) 制訂出一個(gè)切合實(shí)際的最優(yōu)工藝過(guò)程 并 將其有關(guān)內(nèi)容用文件的形式規(guī)定下來(lái) 規(guī)定零件機(jī)械加工工藝過(guò)程和操作方法 等的工藝文件稱為機(jī)械加工工藝規(guī)程 機(jī)械加工工藝規(guī)程是指導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(shù)文件 按照工藝規(guī)程進(jìn)行生產(chǎn) 才能保證達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量 生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性的要求 合理的工藝規(guī)程在編制后應(yīng) 要滿足下述要求 1 零件所需的工序數(shù)量要盡量少 并且要減少或不再采用其他加工方法加 工 2 零件各工序所采用的設(shè)備結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單 壽命要長(zhǎng) 3 工序中所占用的設(shè)備要少 盡可能采用生產(chǎn)機(jī)械化與自動(dòng)化 4 生產(chǎn)準(zhǔn)備周期要短 所需材料要少 成本要低廉 5 零件的生產(chǎn)工藝流程要合理 做到安全生產(chǎn) 31 6 制出的零件應(yīng)符合技術(shù)要求 并且尺寸精度要高 表面質(zhì)量要好 7 盡量采用技術(shù)等級(jí)不高的工人生產(chǎn) 以降低成本 制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的原則是 在一定的生產(chǎn)條件下 以最低的成本 按計(jì)劃規(guī)定的速度 可靠地加工出圖紙要求的零件 在編制工藝規(guī)程時(shí) 應(yīng)注 意以下幾個(gè)問(wèn)題 1 技術(shù)上的先進(jìn)性 在編制工藝規(guī)程時(shí) 應(yīng)盡量菜油新工藝 新技術(shù) 先進(jìn)設(shè)備和新材料 以 獲得較高的生產(chǎn)率 但不應(yīng)加大操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度 而應(yīng)依靠設(shè)備的先進(jìn)性 來(lái)保證 2 經(jīng)濟(jì)上的合理性 在一定的生產(chǎn)條件下 可能有幾種能保證零件技術(shù)要求的加工工藝方案 此時(shí)應(yīng)全面考慮 應(yīng)根據(jù)工序數(shù)量 機(jī)械加工難易程度 通過(guò)核算或分析選擇 經(jīng)濟(jì)效益最佳的加工方案 以使零件減少工序及降低成本 同時(shí) 加工精度要 求不高的零件 盡量不使用高精度的加工設(shè)備 3 創(chuàng)造必要的良好工作條件 在編制工藝規(guī)程時(shí) 必須保證操作人員有良好而安全的工作條件 并保證 所加工的零件的質(zhì)量合格及減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度 本模具選用導(dǎo)套來(lái)編制其加工工藝過(guò)程 導(dǎo)套在模具中起定位和導(dǎo)向作用 保 證凸 凹模工作時(shí)具有正確的相對(duì)位置 為了保證良好的導(dǎo)向 導(dǎo)套在裝配后 應(yīng)保證模架的活動(dòng)部分移動(dòng)平穩(wěn) 所以 在加工過(guò)程中除了保證導(dǎo)套配合表面 的尺寸和形狀精度外 還應(yīng)保證導(dǎo)套各配合面之間的同軸度要求 為了提高導(dǎo) 套的耐磨性并保持較好的韌性 導(dǎo)套一般選用低碳鋼 20 鋼 進(jìn)行滲碳 淬火 處理 4 模具的工作過(guò)程 本模具是一套倒裝的落料拉深的復(fù)合模 前后送料 擋料銷 19 限位 導(dǎo)向 銷 20 導(dǎo)正 上模下行凸凹模 11 與拉深凹模 18 接觸進(jìn)行拉深 工件成型后 上 模上行 打桿 1 推動(dòng)打板 12 把工件從凸凹模 11 中打出 落料廢料有彈簧 8 推 動(dòng)卸料板 10 推出 32 10結(jié)論 經(jīng)過(guò)整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程我發(fā)現(xiàn)在設(shè)計(jì)連續(xù)模時(shí) 排樣圖的確定既是最基礎(chǔ)的 一步也是最關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié) 排樣圖設(shè)計(jì)的質(zhì)量將直接影響后面的凹模的尺寸 和整個(gè)模具的結(jié)構(gòu)等 另外沖同一個(gè)工件可以有很多不同的方案不同的模具可 以選用 我們應(yīng)該盡量選擇一種最經(jīng)濟(jì)最安全合理的方法來(lái)做 導(dǎo)料方式 卸 料方式的確定應(yīng)根據(jù)板厚和沖裁力的大小來(lái)綜合考慮不能片面分析 還有定位 裝置的確定應(yīng)根據(jù)實(shí)際來(lái) 那本設(shè)計(jì)舉例在初定位的時(shí)候可以采用側(cè)刃定位也 可以采用擋料銷定位 但是考慮到本連續(xù)模的步距較大造成側(cè)刃過(guò)長(zhǎng)所以最終 采用了活動(dòng)擋料銷 所以 設(shè)計(jì)必須從實(shí)際出發(fā)綜合考慮選擇最佳方案 33 參考資料 冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 劉心治主編重慶大學(xué)出版社 沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 萬(wàn)戰(zhàn)勝主編 鐵道出版社 沖模設(shè)計(jì) 吉林人民出版社 實(shí)用沖壓技術(shù) 機(jī)工出版社 冷沖壓及塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)資料 機(jī)工出版社 模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè) 馮炳堯等編 上海出版社 7 沖壓工藝模具設(shè)計(jì)實(shí)用技術(shù) 鄭家賢編 機(jī)械工業(yè)出版社 8 實(shí)用板金沖壓工藝圖集 梁炳文主編 機(jī)械工業(yè)出版社 9 幾何量公差與檢測(cè) 甘永立主編 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 10 機(jī)械制造專業(yè)英語(yǔ) 章躍主編 機(jī)械工業(yè)出版社 34 致謝 所有在這次設(shè)計(jì)中幫助過(guò)我的老師同學(xué)們 我在這里對(duì)你們表示真誠(chéng)的謝意 特別是我的指導(dǎo)老師黃繼承老師 郭雪娥老師 曾利平老師 自去年 12 月 份發(fā)放課題以來(lái) 他為我解決了許多模具設(shè)計(jì)方面的疑難點(diǎn) 我一遇到不懂的 問(wèn)題和拿不準(zhǔn)的設(shè)計(jì)方案 就去請(qǐng)教他 他總是態(tài)度和藹地給我分析解決 使 我少走了許多彎路 在這次設(shè)計(jì)中 我不僅對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行了一次系統(tǒng) 性的復(fù)習(xí) 鞏固了書(shū)本知識(shí)同時(shí)也學(xué)會(huì)了以前很多被忽略過(guò)的細(xì)節(jié)方面的知識(shí) 加深了對(duì)課本知識(shí)的理解 更重要的是讓我更加明了了很多書(shū)本上沒(méi)有的知識(shí) 其一 對(duì)待知識(shí) 技術(shù)來(lái)不得半點(diǎn)馬虎必須嚴(yán)肅 認(rèn)真 其二 不僅僅是設(shè)計(jì) 生活中任何事情封閉就會(huì)落后 我們?nèi)绻朐谧疃痰臅r(shí)間做主最好的成績(jī) 少 不了別人的幫助 少不了合作 感謝湖南工學(xué)院的老師同學(xué)和幫助過(guò)我的學(xué)校 其它工作人員為我這個(gè)即將踏入社會(huì)的學(xué)子上了這么生動(dòng)的一堂課 再次真心 的謝謝你們 35