太阳能电动汽车数字仪表盘设计（全套含CAD图纸）
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PROENGINEER模具设计解决方案中国已加入WTO，我国将获得一个更加稳定的国际经贸环境，大量外资企业将进入中国，各行各业将面临重大的机遇和挑战，随着我国汽车、摩托车、家电等工业的迅速发展，工业产品的外形在满足性能要求的同时，变得越来越复杂，而这些产品的制造离不开模具，这就要求模具制造行业以最快的速度、最低的成本、最高的质量生产出模具。为了达到上述要求，模具企业只有运用先进的管理手段和CAD/CAM集成制造技术，才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。同时由于国内多数模具企业在技术上和质量上与国外先进水平存在较大差距，如何在最短时间内缩小这种差距，是关系到国内多数模具企业生存的关键问题。（一）PRO/ENGINEER注塑模具设计专家（参数化模架库）EMX鸿海公司仅仅在2个月内就把模具产量提高了270。2001年11月28日，PTC发布了用于PRO/ENGINEER的新模架。EMX是一个基于知识库的模架装配和细化工具，它增强了现有PRO/ENGINEER模具工具的功能。专门为模具设计人员开发的这套工具，能简化模具设计过程，提高生产率。PRO/ENGINEEREMX能大大缩短模具设计人员花费在创建、定制和细化模架部件以及注塑模具和压铸模具所需的模具组件上的时间。PRO/ENGINEEREMX提供了智能“、自动化模架和模具组件。组件就位后，系统会自动完成相邻板材和组件上的余隙切口以及钻孔和螺纹孔的操作。该过程把模具设计人员从耗时的、重复性的模具细化工作中解放出来。另外，该工具还简化了复杂的设计工作，并通过一个全新的用户界面，从根本上缩短了学习进程。我们相信，PRO/ENGINEEREMX为模架的设计和细化工作提供了一种革命性的方法。PRO/ENGINEEREMX是一套直观、基于知识库的工具，它能使模具设计人员在模具设计过程中提高他们的技能，并形成他们自己的最佳实践方法，“PTCMCAD和解决方案市场部的高级副总裁BRIANSHEPHERD说。对我们而言，提供能够节省设计人员时间、缩短产品上市时间并最终提高他们底线的软件解决方案，最为重要。在美国以富士康电子有限公司进行运营的鸿海精密元件制造公司，通过使用PRO/ENGINEEREMX，大大改进了它的模具设计过程。我们其中一个工厂实施EMX后，确实在仅仅2个月内，模具产量就提高了270，“鸿海公司研发经理谢尚亨说。PTC的PRO/ENGINEEREMX能使我们直接从模具组件和部件中，得到我们自己设计的最佳的实践。这些方法可以传授给其它设计人员，从而节省了宝贵的时间和金钱。现在，我们能够把更多的精力集中在创建更好的产品，而不是培训新的或经验较少的设计人员上。”PRO/ENGINEEREMX中的模具设计功能可以让设计人员轻松设计、定制和细化模架部件和组件1自动完成诸如余隙切口、螺纹孔、组件安装、顶杆修饰等工作2由于组件和部件可以被自动放置在模架中，所以在自动放置之前，设计人3员可以轻松地实时选择和预览3D组件和部件可以从15个以上的模架和组件供应商预先定制组件和部件，因此没有必4要建立模型库自动创建部件和组件图形其中包括带有圆圈标注和孔类图表的物料清单5自动检验整个模具的开启顺序，其中包括滑块、提钩和顶杆等的动作6压铸模具设计模具设计模块提供了在PRO/ENGINEER中进行压铸模具设计。它能模具设计人员创建、修改和分析模具构件，并在模具设计变化时，快速更新它们。具体讲，压铸模设计功能可以让设计人员根据设计零件定义，创建铸造几何体创建任何类型需要的草图使用草图和厚度检测，评估铸造零件参照设计零件几何图形，直接创建型模凹槽几何图形各向同性及各向异性收缩补偿创建单腔及多腔型模自动创建复杂的分割曲面自动把冲模块划分到凹腔中创建铸造的特殊特征，如注口、流道等生成可交付使用的产品，其中包括靠模具组件的实体模型，它们与设计模型相关联，并且可用于刀路轨迹生成和详细描述冲压模具设计模具设计模块提供了在PRO/ENGINEER中进行冲压模设计。它能让模具设计人员创建、修改和分析模具结构，并在模具设计变化时，能快速更新它们。具体讲，冲压模设计功能允许设计人员定义复杂模具成型曲面，检查一成型和多次成型工作零件曲面。产生工程分析参数化曲面建模。冲压模设计模块提供了一套工具，模具设计人员可以用它们，来高效地开发和优化其最需要的几何和自由形状曲面。它使用精确的曲面定义，从而能精确描述几何图形，而不是近似。（二）PRO/ENGINEER塑料顾问选件塑料顾问工具能模拟浇铸塑料零件的铸模填充动作。高级特征提供了有用的工艺性知识，它们可以大大减少后期的设计更改和重新设计铸模的成本。注塑设计人员需要的塑料加工专业知识作为PRO/ENGINEERFOUNDATION的一个选件，PRO/ENGINEER塑料顾问选件为塑料零件设计人员提供了能够实时方便地得到、可靠、易理解的加工反馈和建议。塑料顾问用于评估注塑工艺性的每次设计更改，而不是每个设计，所以它是与注塑设计有关的行业节省成本和时间的理想工具。设计人员可以方便地选择材料类型和提议的浇口位置，塑料模设计顾问则在屏幕上提供了填模动画、描述设计“可模塑性“的图形以及熔合线和气坑等可能出现的问题的位置。功能简化了仿真,因为塑料模设计顾问完成准确的流程仿真不需要从复杂的实体模型中建立耗时和困难的中平面几何图形，所以它能以更少的时间完成更多的仿真。专注于设计人员的知识和需求通过提供一个充分定义的通用塑料材料库、典型注塑机器参数的自动选择功能、以及回答了类似“熔合线应当位于何处“问题的简化的输出图，塑料模设计顾问消除了对专业塑料加工知识的需求。提供实用的加工建议塑料模设计顾问不仅仅提供了填充结果，它还提供了指导设计人员建立更好设计的实用加工建议。如果要知道是否应该用某种厚壁厚来填充一个铸模具，请询问在线顾问。浏览设计更改建议，其中可能包括更厚的壁厚、更多或不同的浇口位置、或不同材料。要想知道怎样避免熔合线单击熔合线指示，就可以得到有关熔合线的描述以及怎样避免和转移它们等说明。冲压变形冲压变形工艺可完成多种工序，其基本工序可分为分离工序和变形工序两大类。分离工序是使坯料的一部分与另一部分相互分离的工艺方法，主要有落料、冲孔、切边、剖切、修整等。其中有以冲孔、落料应用最广。变形工序是使坯料的一部分相对另一部分产生位移而不破裂的工艺方法，主要有拉深、弯曲、局部成形、胀形、翻边、缩径、校形、旋压等。从本质上看，冲压成形就是毛坯的变形区在外力的作用下产生相应的塑性变形，所以变形区的应力状态和变形性质是决定冲压成形性质的基本因素。因此，根据变形区应力状态和变形特点进行的冲压成形分类，可以把成形性质相同的成形方法概括成同一个类型并进行系统化的研究。绝大多数冲压成形时毛坯变形区均处于平面应力状态。通常认为在板材表面上不受外力的作用，即使有外力作用，其数值也是较小的，所以可以认为垂直于板面方向的应力为零，使板材毛坯产生塑性变形的是作用于板面方向上相互垂直的两个主应力。由于板厚较小，通常都近似地认为这两个主应力在厚度方向上是均匀分布的。基于这样的分析，可以把各种形式冲压成形中的毛坯变形区的受力状态与变形特点，在平面应力的应力坐标系中冲压应力图与相应的两向应变坐标系中冲压应变图以应力与应变坐标决定的位置来表示。也就是说，冲压应力图与冲压应变图中的不同位置都代表着不同的受力情况与变形特点1冲压毛坯变形区受两向拉应力作用时，可以分为两种情况即0T0和0，T0。再这两种情况下，绝对值最大的应力都是拉应力。以下对这两种情况进行分析。1当0且T0时，安全量理论可以写出如下应力与应变的关系式11/（M）/（M）T/（TM）K式中，T分别是轴对称冲压成形时的径向主应变、切向主应变和厚度方向上的主应变；，T分别是轴对称冲压成形时的径向主应力、切向主应力和厚度方向上的主应力；M平均应力，M（T）/3；K常数。在平面应力状态，式（11）具有如下形式3/（2）3/（2T）3T/（T）K（12）因为0，所以必定有20与0。这个结果表明在两向拉应力的平面应力状态时，如果绝对值最大拉应力是，则在这个方向上的主应变一定是正应变，即是伸长变形。又因为0，所以必定有（T）2时，0。的变化范围是0。在双向等拉力状态时，有式（12）得0及T0且T0时，有式（12）可知因为0，所以1）定有20与0。这个结果表明对于两向拉应力的平面应力状态，当的绝对值最大时，则在这个方向上的应变一定时正的，即一定是伸长变形。又因为0，所以必定有（T），0。的变化范围是0。当时，0，也就是在双向等拉力状态下，在两个拉应力方向上产生数值相同的伸长变形；在受单向拉应力状态时，当0时，/2，也就是说，在受单向拉应力状态下其变形性质与一般的简单拉伸是完全一样的。这种变形与受力情况，处于冲压应变图中的AOC范围内（见图11）；而在冲压应力图中则处于AOH范围内（见图12）。上述两种冲压情况，仅在最大应力的方向上不同，而两个应力的性质以及它们引起的变形都是一样的。因此，对于各向同性的均质材料，这两种变形是完全相同的。1冲压毛坯变形区受两向压应力的作用，这种变形也分两种情况分析，即0与T0，即在板料厚度方向上的应变是正的，板料增厚。在方向上的变形取决于与的数值当2时，0；当2时，0。这时的变化范围是与0之间。当时，是双向等压力状态时，故有0与T0，即在板料厚度方向上的应变是正的，即为压缩变形，板厚增大。在方向上的变形取决于与的数值当2时，0；当2，0。这时，的数值只能在0。这种变形与受力情况，处于冲压应变图中的GOL范围内（见图11）；而在冲压应力图中则处于DOE范围内（见图12）。1冲压毛坯变形区受两个异号应力的作用，而且拉应力的绝对值大于压应力的绝对值。这种变形共有两种情况，分别作如下分析。1）当0，|时，由式（12）可知因为0，|，所以一定有20及0。这个结果表明在异号的平面应力状态时，如果绝对值最大应力是拉应力，则在这个绝对值最大的拉应力方向上应变一定是正应变，即是伸长变形。又因为0，|，所以必定有00，0，|时，由式（12）可知用与前项相同的方法分析可得0。即在异号应力作用的平面应力状态下，如果绝对值最大应力是拉应力，则在这个方向上的应变是正的，是伸长变形；而在压应力方向上的应变是负的（0，0，0，|时，由式（12）可知因为0，|，所以一定有20，0，即在拉应力方向上的应变是正的，是伸长变形。这时的变化范围只能在与0的范围内。当时，00，0，|时，由式（12）可知用与前项相同的方法分析可得0，0，AONGOH伸长类双向受拉0,0AOCAOH伸长类|MONFOG伸长类异号应力0,|LOMEOF压缩类|CODAOB伸长类异号应力0,|DOEBOC压缩类表12伸长类成形与压缩类成形的对比项目伸长类成形压缩类成形变形区质量问题的表现形式变形程度过大引起变形区产生破裂现象压力作用下失稳起皱成形极限1主要取决于板材的塑性，与厚度无关2可用伸长率及成形极限DLF判断1主要取决于传力区的承载能力2取决于抗失稳能力3与板厚有关变形区板厚的变化减薄增厚提高成形极限的方法1改善板材塑性2使变形均匀化，降低局部变形程度3工序间热处理1采用多道工序成形2改变传力区与变形区的力学关系3采用防起皱措施伸长类成形胀形拉深翻边压缩类成形压缩类成形扩口拉深胀形伸长类成形缩口缩口扩口/4翻边图13冲压应变图冲压成形极限变形区的成形极限传动区的成形极限伸长类变形压缩类变形强度抗拉与抗压缩失衡能力塑性抗缩颈能力变形均化与扩展能力塑性抗起皱能力变形力及其变化各向异性值硬化性能变形抗力化学成分组织变形条件硬化性能应力状态应变梯度硬化性能模具状态力学性能值与值相对厚度化学成分组织变形条件图13体系化研究方法举例附录2外文原文CATEGORIESOFSTAMPINGFORMINGMANYDEFORMATIONPROCESSESCANBEDONEBYSTAMPING,THEBASICPROCESSESOFTHESTAMPINGCANBEDIVIDEDINTOTWOKINDSCUTTINGANDFORMINGCUTTINGISASHEARINGPROCESSTHATONEPARTOFTHEBLANKISCUTFORMTHEOTHERITMAINLYINCLUDESBLANKING,PUNCHING,TRIMMING,PARTINGANDSHAVING,WHEREPUNCHINGANDBLANKINGARETHEMOSTWIDELYUSEDFORMINGISAPROCESSTHATONEPARTOFTHEBLANKHASSOMEDISPLACEMENTFORMTHEOTHERITMAINLYINCLUDESDEEPDRAWING,BENDING,LOCALFORMING,BULGING,FLANGING,NECKING,SIZINGANDSPINNINGINSUBSTANCE,STAMPINGFORMINGISSUCHTHATTHEPLASTICDEFORMATIONOCCURSINTHEDEFORMATIONZONEOFTHESTAMPINGBLANKCAUSEDBYTHEEXTERNALFORCETHESTRESSSTATEANDDEFORMATIONCHARACTERISTICOFTHEDEFORMATIONZONEARETHEBASICFACTORSTODECIDETHEPROPERTIESOFTHESTAMPINGFORMINGBASEDONTHESTRESSSTATEANDDEFORMATIONCHARACTERISTICSOFTHEDEFORMATIONZONE,THEFORMINGMETHODSCANBEDIVIDEDINTOSEVERALCATEGORIESWITHTHESAMEFORMINGPROPERTIESANDTOBESTUDIEDSYSTEMATICALLYTHEDEFORMATIONZONEINALMOSTALLTYPESOFSTAMPINGFORMINGISINTHEPLANESTRESSSTATEUSUALLYTHEREISNOFORCEORONLYSMALLFORCEAPPLIEDONTHEBLANKSURFACEWHENITISASSUMEDTHATTHESTRESSPERPENDICULARTOTHEBLANKSURFACEEQUALTOZERO,TWOPRINCIPALSTRESSESPERPENDICULARTOEACHOTHERANDACTONTHEBLANKSURFACEPRODUCETHEPLASTICDEFORMATIONOFTHEMATERIALDUETOTHESMALLTHICKNESSOFTHEBLANK,ITISASSUMEDAPPROXIMATELYTHATTHETWOPRINCIPALSTRESSESDISTRIBUTEUNIFORMLYALONGTHETHICKNESSDIRECTIONBASEDONTHISANALYSIS,THESTRESSSTATEANDTHEDEFORMATIONCHARACTERISTICSOFTHEDEFORMATIONZONEINALLKINDOFSTAMPINGFORMINGCANBEDENOTEDBYTHEPOINTINTHECOORDINATESOFTHEPLANEPRINCIPALSTRESSDIAGRAMOFTHESTAMPINGSTRESSANDTHECOORDINATESOFTHECORRESPONDINGPLANEPRINCIPALSTAINSDIAGRAMOFTHESTAMPINGSTRAINTHEDIFFERENTPOINTSINTHEFIGURESOFTHESTAMPINGSTRESSANDSTRAINPOSSESSDIFFERENTSTRESSSTATEANDDEFORMATIONCHARACTERISTICS1WHENTHEDEFORMATIONZONEOFTHESTAMPINGBLANKISSUBJECTEDTOPLANETENSILESTRESSES,ITCANBEDIVIDEDINTOTWOCASES,THATIS0,T0AND0,T0INBOTHCASES,THESTRESSWITHTHEMAXIMUMABSOLUTEVALUEISALWAYSATENSILESTRESSTHESETWOCASESAREANALYZEDRESPECTIVELYASFOLLOWS2INTHECASETHAT0ANDT0,ACCORDINGTOTHEINTEGRALTHEORY,THERELATIONSHIPSBETWEENSTRESSESANDSTRAINSARE/（M）/（M）T/（TM）K11WHERE,，TARETHEPRINCIPALSTRAINSOFTHERADIAL,TANGENTIALANDTHICKNESSDIRECTIONSOFTHEAXIALSYMMETRICALSTAMPINGFORMING，ANDTARETHEPRINCIPALSTRESSESOFTHERADIAL,TANGENTIALANDTHICKNESSDIRECTIONSOFTHEAXIALSYMMETRICALSTAMPINGFORMINGMISTHEAVERAGESTRESS,M（T）/3KISACONSTANTINPLANESTRESSSTATE,EQUATION113/（2）3/（2T）3T/（T）K12SINCE0,SO20AND0ITINDICATESTHATINPLANESTRESSSTATEWITHTWOAXIALTENSILESTRESSES,IFTHETENSILESTRESSWITHTHEMAXIMUMABSOLUTEVALUEIS,THEPRINCIPALSTRAININTHISDIRECTIONMUSTBEPOSITIVE,THATIS,THEDEFORMATIONBELONGSTOTENSILEFORMINGINADDITION,BECAUSE0，THEREFORE（T）2,0THERANGEOFIS0INTHEEQUIBIAXIALTENSILESTRESSSTATE，ACCORDINGTOEQUATION12,0ANDT0ANDT0,ACCORDINGTOEQUATION12,20AND0,THISRESULTSHOWSTHATFORTHEPLANESTRESSSTATEWITHTWOTENSILESTRESSES,WHENTHEABSOLUSTEVALUEOFISTHESTRAININTHISDIRECTIONMUSTBEPOSITIVE,THATIS,ITMUSTBEINTHESTATEOFTENSILEFORMINGALSOBECAUSE0，THEREFORE（T）,0THERANGEOFIS0WHEN,0,THATIS,INEQUIBIAXIALTENSILESTRESSSTATE,THETENSILEDEFORMATIONWITHTHESAMEVALUESOCCURSINTHETWOTENSILESTRESSDIRECTIONSWHEN0,/2,THATIS,INUNIAXIALTENSILESTRESSSTATE,THEDEFORMATIONCHARACTERISTICINTHISCASEISTHESAMEASTHATOFTHEORDINARYUNIAXIALTENSILETHISKINDOFDEFORMATIONISINTHEREGIONAONOFTHEDIAGRAMOFTHESTAMPINGSTRAINSEEFIG11,ANDINTHEREGIONGOHOFTHEDIAGRAMOFTHESTAMPINGSTRESSSEEFIG12BETWEENABOVETWOCASESOFSTAMPINGDEFORMATION,THEPROPERTIESOFAND,ANDTHEDEFORMATIONCAUSEDBYTHEMARETHESAME,ONLYTHEDIRECTIONOFTHEMAXIMUMSTRESSISDIFFERENTTHESETWODEFORMATIONSARESAMEFORISOTROPICHOMOGENEOUSMATERIAL1WHENTHEDEFORMATIONZONEOFSTAMPINGBLANKISSUBJECTEDTOTWOCOMPRESSIVESTRESSESANDT0,ITCANALSOBEDIVIDEDINTOTWOCASES,WHICHARE0ANDT0THESTRAININTHETHICKNESSDIRECTIONOFTHEBLANKTISPOSITIVE,ANDTHETHICKNESSINCREASESTHEDEFORMATIONCONDITIONINTHETANGENTIALDIRECTIONDEPENDSONTHEVALUESOFANDWHEN2,0WHEN2,0THERANGEOFIS0ANDT0THESTRAININTHETHICKNESSDIRECTIONOFTHEBLANKTISPOSITIVE,ANDTHETHICKNESSINCREASESTHEDEFORMATIONCONDITIONINTHERADIALDIRECTIONDEPENDSONTHEVALUESOFANDWHEN2,0WHEN2,0THERANGEOFIS0THISKINDOFDEFORMATIONISINTHEREGIONGOLOFTHEDIAGRAMOFTHESTAMPINGSTRAINSEEFIG11,ANDINTHEREGIONDOEOFTHEDIAGRAMOFTHESTAMPINGSTRESSSEEFIG123THEDEFORMATIONZONEOFTHESTAMPINGBLANKISSUBJECTEDTOTWOSTRESSESWITHOPPOSITESIGNS,ANDTHEABSOLUTEVALUEOFTHETENSILESTRESSISLARGERTHANTHATOFTHECOMPRESSIVESTRESSTHEREEXISTTWOCASESTOBEANALYZEDASFOLLOW1WHEN0,|,ACCORDINGTOEQUATION12,20AND0THISRESULTSHOWSTHATINTHEPLANESTRESSSTATEWITHOPPOSITESIGNS,IFTHESTRESSWITHTHEMAXIMUMABSOLUTEVALUEISTENSILE,THESTRAININTHEMAXIMUMSTRESSDIRECTIONISPOSITIVE,THATIS,INTHESTATEOFTENSILEFORMINGALSOBECAUSE0,|,THEREFOREWHEN,THEN0,0,0,|,ACCORDINGTOEQUATION12,BYMEANSOFTHESAMEANALYSISMENTIONEDABOVE,0,THATIS,THEDEFORMATIONZONEISINTHEPLANESTRESSSTATEWITHOPPOSITESIGNSIFTHESTRESSWITHTHEMAXIMUMABSOLUTEVALUEISTENSILESTRESS,THESTRAININTHISDIRECTIONISPOSITIVE,THATIS,INTHESTATEOFTENSILEFORMINGTHESTRAININTHERADIALDIRECTIONISNEGATIVE（WHEN,THEN0,0,0,|,ACCORDINGTOEQUATION12,20AND0THESTRAININTHETENSILESTRESSDIRECTIONISPOSITIVE,ORINTHESTATEOFTENSILEFORMINGTHERANGEOFIS0WHEN,THEN0,0,0,|,ACCORDINGTOEQUATION12ANDBYMEANSOFTHESAMEANALYSISMENTIONEDABOVE,WHEN,THEN0,0,AONGOHTENSILEBIAXIALTENSILESTRESSSTATE0,0AOCAOHTENSILE|MONFOGTENSILESTATEOFSTRESSWITHOPPOSITESIGNS0,|LOMEOFCOMPRESSIVE|CODAOBTENSILESTATEOFSTRESSWITHOPPOSITESIGNS0,|DOEBOCCOMPRESSTABLE11COMPARISONBETWEENSTATESOFSTRESSANDSTRAININSTAMPINGTABLE12COMPARISONBETWEENTENSILEANDCOMPRESSIVEFORMINGITEMTENSILEFORMINGCOMPRESSIVEFORMINGREPRESENTATIONOFTHEQUALITYPROBLEMINTHEDEFORMATIONZONEFRACTUREINTHEDEFORMATIONZONEDUETOEXCESSIVEDEFORMATIONINSTABILITYWRINKLECAUSEDBYCOMPRESSIVESTRESSFORMINGLIMIT3MAINLYDEPENDSONTHEPLASTICITYOFTHEMATERIAL,ANDISIRRELEVANTTOTHETHICKNESS4CANBEESTIMATEDBYEXTENSIBILITYORTHEFORMINGLIMITDLF4MAINLYDEPENDSONTHELOADINGCAPABILITYINTHEFORCETRANSFERRINGZONE5DEPENDSONTHEANTIINSTABILITYCAPABILITY6HASCERTAINRELATIONSHIPTOTHEBLANKTHICKNESSVARIATIONOFTHEBLANKTHICKNESSINTHEDEFORMATIONZONETHINNINGTHICKENINGMETHODSTOIMPROVEFORMINGLIMIT4IMPROVETHEPLASTICITYOFTHEMATERIAL5DECREASELOCALDEFORMATION,ANDINCREASEDEFORMATIONUNIFORMITY6ADOPTANINTERMEDIATEHEATTREATMENTPROCESS4ADOPTMULTIPASSFORMINGPROCESS5CHANGETHEMECHANICSRELATIONSHIPBETWEENTHEFORCETRANSFERRINGANDDEFORMATIONZONES6ADOPTANTIWRINKLEMEASURESIVEFIG11DIAGRAMOFSTAMPINGSTRAINTENSILFORMGBUDPRAWCOMPESIVFNGCOMPRESIVFNXANDGRWIBULTESFOMKKEXPADI/4FIG12DIAGRAMOFSTAMPINGSTRESSTENSILFORMGCOMPRESINFGSTHCAPBILYOFNWRKEUDSCMVTPATCYCPBIOFATNECKGDRMUIFOYDEXTNSCAPBLPLATCIYCIYOFTWRKEDMNCADITSAORPYVALUEFHGCHTISNCHEMISTRCOPNSUDADHRNCHTEISSGAHNCHRTEISDAPMCHNILROETYTVUDRAKSCHMTRCOPNESUFDFIG13EXAMPLESFORSYSTEMATICRESEARCHMETHODS冲压模具设计对于汽车行业与电子行业，各种各样的板料零件都是有各种不同的成型工艺所生产出来的，这些均可以列入一般种类“板料成形”的范畴。板料成形（也称为冲压或压力成形）经常在厂区面积非常大的公司中进行。如果自己没有去这些大公司访问，没有站在巨大的机器旁，没有感受到地面的震颤，没有看巨大型的机器人的手臂吧零件从一个机器移动到另一个机器，那么厂区的范围与价值真是难以想象的。当然，一盘录像带或一部电视专题片不能反映出汽车冲压流水线的宏大规模。站在这样的流水线旁观看的另一个因素是观看大量的汽车板类零件被进行不同类型的板料成形加工。落料是简单的剪切完成的，然后进行不同类型的加工，诸如弯曲、拉深、拉延、切断、剪切等，每一种情况均要求特殊的、专门的模具。而且还有大量后续的加工工艺，在每一种情况下，均可以通过诸如拉深、拉延与弯曲等工艺不同的成形方法得到所希望的得到的形状。根据板料平面的各种各样的受应力状态的小板单元体所可以考虑到的变形情形描述三种成形，原理图1描述的是一个简单的从圆坯料拉深成一个圆柱水杯的成形过程。图1板料成形一个简单的水杯拉深是从凸缘型坯料考虑的，即通过模具上冲头的向下作用使材料被水平拉深。一个凸缘板料上的单元体在半径方向上被限定，而板厚保持几乎不变。板料成形的原理如图2所示。拉延通常是用来描述在板料平面上的两个互相垂直的方向被拉长的板料的单元体的变形原理的术语。拉延的一种特殊形式，可以在大多数成形加工中遇到，即平面张力拉延。在这种情况下，一个板料的单元体仅在一个方向上进行拉延，在拉长的方向上宽度没有发生变化，但是在厚度上有明确的变化，即变薄。图2板料成形原理弯曲时当板料经过冲模，即冲头半径加工成形时所观察到的变形原理，因此在定向的方向上受到改变，这种变形式一个平面张力拉长与收缩的典型实例。在一个压力机冲程中用于在一块板料上冲出一个或多个孔的一个完整的冲压模具可以归类即制造商标准化为一个单工序冲孔模具，如图3所示。图3典型的单工序冲孔模具1下模座2、5导套3凹模4导杆6弹压卸料板7凸模8托板9凸模护套10扇形块11固定板12凸模固定板13垫块15阶梯螺钉16上模座17模柄任何一个完整的冲压模具都是有一副（或多副的组合）用于冲制工作的（冲压）零件组成，包括所有的支撑件部分与模具的工作部分零件，即构成一副冲模。冲压（术语）通常将完整压制工具的凹模（母模）部分定义为模具。导杆，或导柱，是安装在下模座上的。上模座则安装有用于导杆滑动的导套，分别装有导套与导杆的上模座与下模座组合成为木架。模架有许多规格与结构设计用于商业销售。安装在上模座上的凸模固定装置固定两个凸模（模具中的突出部分），这两个圆形凸模则通过插入在卸料板上的导套进行导向。套筒，或凸模护套，是用来保护冲头，以免在冲压过程中被卡住。在冲穿工件材料后，两个冲头便进入到凹模一定距离。凹模（母模）部分，即凹模，通常是由插入模具体内的两个模具导套组成的。因为冲头的直径是被冲孔的直径所要求的，所以有一定间隙的凹模直径是大于冲头直径的。由于工件材料坯料或工件在冲制回程时与冲头附连在一起，所以把材料从冲头上剥离是必需的。弹压卸料板则保持冲头在冲制工件回程时缩回，使工件与工件剥离。一个冲制的工件通常是留在漏料槽内的，漏料槽是由包含整个零件外轮廓的平板组成。模座是由销钉支撑板以及其他的滑块下行程时定位的挡料块等定位的。弯曲时一种最常见的成形工序。当我们仅将目光移至汽车或电器上的部件，或一个剪纸机或档案柜上时，就会发现许多零件都是由弯曲成形的。弯曲不仅可以用来成形法兰、接头、波纹，也可以提高零件的强度（通过增加零件的惯性矩）。图4弯曲术语弯曲中所用的术语，如图4所示，应该注意的是，在弯曲中材料的外纤维是处于拉应力状态，而材料的内纤维则处于压应力状态。由于泊松比原因，在外部区域的零件（弯曲长度L）是小于原始宽度，处于内部区域的则比原始宽度大。这种现象可在弯曲一个矩形的橡胶板擦时容易观察到的。最小弯曲半径对于不同的金属是变化的。一般而言，各种退火的金属板在没有断裂或变弱的前提下，可以弯曲成一个等同金属板厚的半径。随着R/T比值的减少（弯曲半径对厚度的比值变小），外纤维的拉应力增加，材料最终断裂（参见图5）。图5泊松效应不同材料的最小弯曲半径参考表1，他通常是按照不同板厚来表示的，诸如2T，3T，4T等。表1在室温状态下各种材料的最小弯曲半径材料状态软硬铝合金06T钕青铜合金，钕合金04T黄铜，低铅02T镁5T13T钢奥氏体不锈钢05T6T低碳钢，低合金钢，高强度铅合金05T4T钛07T3T钛合金26T4T注T材料厚度。弯曲容许范围，是指弯曲中的中性线（层）的长度，用来确定弯曲零件的坯料长度。然而，中性线（层）的位置是哟弯曲角度（正如在材料力学课本中所描述）来决定的。弯曲容许范围（LB）的近似的公式为LBRKT式中LB弯曲容许范围，毫米；弯曲角度（弧度），度；T金属板厚，毫米；R弯曲内层半径，毫米；K当半径R2T时为033，当半径R2T时为050。弯曲方式通常用于冲压模具。金属钢板或带料，由V形支撑，参见图6（A）在楔形冲头的冲压力作用下进入V形模具内弹簧加载压花销和零件之间的摩擦将会防止或减少零件在弯曲期间的边缘滑移。棱边弯曲，参见图6（B）是悬臂横梁式加载方式，弯曲冲头对相对支撑的凹模上的金属施加弯曲力。弯曲轴线是与弯曲模具的棱边相平行的。在冲头接触工件之前，为了防止冲头向下行程的位移，工件则被一个弹性加载垫片加紧模具体上。图6弯曲方式弯曲力的大小是可以通过对一根矩形横梁的简单弯曲的工艺过程的确定来估算。在此情况下的弯曲力是材料强度的函数，此弯曲力的计算式为PKLST2/W式中P弯曲力，吨（对于米制使用单位，吨乘以8896数值以得到千牛顿单位）；K模具开启系数16
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