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英文原文 . (1990) 8:17 9 1990 R . S . R a o of a of in a at 2 as to A is a on is to in on to be as a is of a of as at to on in in a 1]. is to as a In is to by a of is a be An a 2 is . to of of as 00 500 2]. is in to a of to in at of at is of to of is to of as a In of of 3]. A 2 of of be by of of be by a of as a in be by of as In of of a on an of 4]. on a of in as a to a it to In a on of 5]. In as of to to A by on at in to in in by In it is to as or by to be or he of is an to of a It of In to a in on In on of of of is in 57 0. to by by of 140. of a is it to on of a ) It a of is of to 008 .5 in or as of is in is a a A of is s of to be in to is to in be be in of of or be of in a as . in in on of in on of In 4 be at a to 2 . to of A of . a a b l e I. (1 356 2 641 3 214 4 356 5 854 6 712 7 285 8 32O 9 2349 10 1139 11 214 12 2100 of of is a in of a by be 6]. by of of by of by in a a at of a by By of of In of in is at of of of to . As in As (a),on of 56 kN on at (b). It is in to as (c). In in F s in of ( (a) b) 4. (A) of (B) (C) of of a o f 356 kN as (a). in (a). be in to m m m a 56 is Pa in y 0 in x at of in at to in of to m m . It be in of of mm on as 356 of in of in is of u m 32 of is in as of is 034 be of on As is in a is a in in at ), it is to be to in or of an by 5 in 0 As (c), a 356 kN 5 in of at of to be to 5. in (A) of (B) of (C)of n we of on to to be be to of In of of of as a r. on . . "988, 2. " 1982, 473. 988, 4. . "A 31, 5791989. 5. . "a in 6. J. 8, 1, 1990 中文譯文 沖壓模具的受力分析 1990)8:17990 施普林格出版社紐約公司 文章摘要：我們用一臺(tái)多工位自動(dòng)壓力機(jī)來研究沖壓模具的變形過程，其中包括突然換位，校準(zhǔn)特征等一系列的過程。模具載荷實(shí)驗(yàn)實(shí)際上是對(duì) 12 個(gè)工位使用新的負(fù)載監(jiān)控后的測(cè)量（其測(cè)量的數(shù)值將會(huì)輸入計(jì)算程序）。再基于有限元法對(duì)沖壓模具進(jìn)行分析（其中有限元法需要用到一個(gè)計(jì)算代碼和 析軟件）。這樣后再將分析擴(kuò)展到 其他的模具，特別是那些高負(fù)載的沖模。應(yīng)力和變形是用來評(píng)估模具載荷對(duì)稱還是非對(duì)稱的條件，根據(jù)我們對(duì)模具獨(dú)立的分析發(fā)現(xiàn)在模具的應(yīng)力和變形只要是輕度的那這個(gè)模具還是好的。然而這種情況在當(dāng)沖壓模具最終和壓力機(jī)成為一個(gè)整體后也是可能會(huì)變化的。 簡介： 鈑金零件需要拉伸，剪切，彎曲，和擠壓 等一系列的操作，所有這些操作的進(jìn)行都會(huì)被安置在多工位自動(dòng)壓力機(jī)上。 材料是 通過 給料機(jī)送入壓坯 ，在操作中材料通過同步機(jī)制的滑塊運(yùn)動(dòng)從一個(gè)位置運(yùn)動(dòng)到下一個(gè)位置。在生產(chǎn)中每一個(gè)模具都是一個(gè)獨(dú)立的單位，其都可以在主滑動(dòng)上進(jìn)行單個(gè)調(diào)整。如 圖 1 所示 一個(gè)用 熱軋鋼板 做的汽車零件其不需要退火的 12 個(gè)加工步驟。 圖 1：一個(gè)沖壓零件 壓力機(jī) 主要用于生產(chǎn)不同類型的汽車和飛機(jī)零部件和家電 ，不同的多工位自動(dòng)壓力機(jī)其生產(chǎn)速率大約在 500 到 1500 每小時(shí)。雖然以這種速度生產(chǎn)是快速的，但往往緊密的公差尺寸很難實(shí)現(xiàn)。此外，機(jī)器在每個(gè)沖程中在偏心載荷的作用下同時(shí)在幾個(gè)模具上進(jìn)行不同的操作，因此，在某一個(gè)位置上的沖壓載荷會(huì)影響工作線上其他操作的執(zhí)行。另外一個(gè)實(shí)踐問題就是把所有的模具正確的安裝到壓力機(jī)上的大量的時(shí) 間問題。因此，本研究的目標(biāo)是研究當(dāng)壓力機(jī)和模具聯(lián)合作為一個(gè)整體時(shí)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。在本文中，將會(huì)展示那些研究模具問題的實(shí)驗(yàn)和計(jì)算過程，還有單獨(dú)對(duì)壓力機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的分析。 我們將會(huì)用一種由 12 個(gè)工位組成的壓力機(jī)來分析。一般 典型的模具問題 有 過度變形，傾斜 ，和 上下半模錯(cuò)位 ，不適當(dāng)?shù)木彌_和偏心載荷會(huì)引起模具的傾斜和錯(cuò)位。 傾斜和 過度變形 也可能是由模套與模具本身的剛度不足而造成的。 這些模具問題將會(huì)對(duì)所生產(chǎn)的部分產(chǎn)品有很大的影響。 還有很多其他的參數(shù)，如模具設(shè)計(jì)，摩擦與潤滑沿模具的工作界面 的 摩擦，速度，等等。 這些問題的解決將 會(huì)在生產(chǎn)中發(fā)揮很大的作用。實(shí)際上，分析應(yīng)在結(jié)合模具設(shè)計(jì)及工作材料的變形特性下進(jìn)行，譬如彈塑性的硬化加工。在這個(gè)研究中，工件的大面積塑性變形不作考慮。 大面積的拉伸變形過程是由于對(duì)建模過程的彈塑性硬化的計(jì)算代碼的錯(cuò)誤。 實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的各種商業(yè)材料使用的半球形沖頭。沿穿孔板的界面摩擦系數(shù)實(shí)際上是在實(shí)驗(yàn)測(cè)量和作為邊界的數(shù)值模型。雖然得到了很好的解決方案，實(shí)現(xiàn)了數(shù)值分析是沿界面摩擦條件非常敏感。在最近的工作中，一種新的基于細(xì)觀接觸摩擦模型被發(fā)明 [ 5 ]。在目前的問題，在使用復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)的模具，有幾個(gè)操作 如拉深，少數(shù)減少的繪圖操作，和模壓。資源的持續(xù)時(shí)間都不足以研究這些非線性問題 。 因此，初步的研究僅限于模具基于線性應(yīng)力分析問題。 基于有限元方法通過利用 碼對(duì)模具進(jìn)行了一個(gè)詳細(xì)的分析。在所有使用新的負(fù)載監(jiān)控站對(duì)模具載荷進(jìn)行了測(cè)定。這樣的測(cè)量數(shù)據(jù)運(yùn)用在數(shù)值模型中來評(píng)估模具的正常工作條件下和非對(duì)稱載荷狀況的應(yīng)力和變形。在模具傾斜中非對(duì)稱載荷也是應(yīng)被分析的。在實(shí)踐中，人們習(xí)慣于追求的試驗(yàn)和錯(cuò)誤的程序，如放置墊片在模具或調(diào)整墊壓模對(duì)準(zhǔn)正確的問題。這種耗時(shí)的任務(wù)，可以在這里提供的計(jì)算和實(shí)驗(yàn)程序減少 甚至消除使用。 模具的形狀和材料 金屬?zèng)_壓模具的設(shè)計(jì)是一個(gè)不精確的過程。在試模中有相當(dāng)多的試驗(yàn)和錯(cuò)誤，往往需要進(jìn)行可接受的零件調(diào)整來完成一個(gè)模具。它不僅涉及到模具材料的正確選擇，而且還有尺寸。為了能夠承受壓力，模具必須有適當(dāng)?shù)臋M截面積與間隙，半徑，內(nèi)圓角，和橫截面的突變會(huì)對(duì)模具壽命產(chǎn)生有害的影響。在這項(xiàng)工作中，對(duì)模具的現(xiàn)有的設(shè)置進(jìn)行了分析。 模具是用高碳，高鉻工具鋼做的。這個(gè)工具鋼材料的硬度在羅克韋爾 C 57 至 60 的范圍內(nèi)。通過涂層模具氮化鈦和碳化鈦大大提高耐磨性。模具的制成還有其他幾種合金 鋼如 140。一個(gè)典型的沖壓模具的幾何形狀是軸對(duì)稱的但根據(jù)操作不同每個(gè)模具也是有略微不同的 。 關(guān)于減少拉深模具的幾何形狀和材料的詳細(xì)信息被收集于設(shè)計(jì)圖中。通過使用一個(gè)預(yù)處理程序轉(zhuǎn)載成 3d 幾何圖形， 個(gè)象限的模具，如圖 2 所示。數(shù)據(jù)包括模具材料的幾何形狀和模具的彈性性質(zhì)。 所使用的工作材料是鋁合金， 008，鋼的厚度約為 壓件在陰暗的地方使用或一些不必要完好完成的部分通常是用熱軋鋼板來制作。該模具生產(chǎn)的汽車是一個(gè)變矩器蓋。鋁合金的主要優(yōu)勢(shì)是它的最小應(yīng)變時(shí)效。 實(shí)驗(yàn)程序 如前所述，本研究涉及數(shù)值模型中使用的模具載荷的監(jiān)測(cè)， 具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是避免模具在正式工作中超載。偏心加載可以被檢測(cè)到，并設(shè)置時(shí)間可以減少 。因此材料厚度的變化，模具的鈍化，不平衡負(fù)載，或超載都可以使通過模具載荷監(jiān)控方法檢測(cè)。 司提供了基于應(yīng)變的菲亞特負(fù)載細(xì)胞制成優(yōu)質(zhì)工具鋼材料。四個(gè)相同的傳感器被嵌入在一個(gè)厚矩形板，如圖 3 所示。他們被校準(zhǔn)在實(shí)驗(yàn)室和工廠。板被放置在模具的頂端 。敲出來的銷板中的孔滑過。六個(gè)這樣的板被放置在每個(gè)模具上。在這種方式中， 24 個(gè)讀數(shù)，可以在給 定的時(shí)間內(nèi)得到。然后他們通過完整的數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)移到其他六個(gè)模具。所有 12 個(gè)模具載列于表 1。 圖 2：模具的幾何形狀（一個(gè)象限） 圖 3：四個(gè)負(fù)載組鑲嵌于一個(gè)厚的板料中 計(jì)算程序 通過采用有限元方法的線性靜態(tài)分析的方法研究了對(duì)稱和非對(duì)稱載荷的影響這一問題。通過使用圖形處理器建立了模具站 4 有限元模型， 件，在分析進(jìn)行中使用代碼 代碼具有廣泛的功能，其中這里是關(guān)于其線性靜力的分析討論。 表一 模具編號(hào) 載荷（ 1 356 2 641 3