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1、文 章 編 號(hào) : 1 6 7 2 — 01 2 1 ( 2 0 0 7) 0 5 — 0 0 7 4 — 0 2汽 車 剎 車 片 背 板 沖 壓 加 工 與 模 具 設(shè) 計(jì) 張 社 就 ,楊 曉 紅 ( 廣 東 水 利 電 力 職 業(yè)技 術(shù) 學(xué) 院 , 廣 東 廣 州 5 1 0 6 3 5 )摘 要 : 汽 車 剎 車 片 背 板 是 汽 車 上 易 損 零 件 , 生 產(chǎn) 批 量 大 。零 件 厚 5 mm, 精 度 要 求 很
2、 高 , 大 多采 用 精 沖 工 藝 生 產(chǎn) 。 本 文 通 過(guò) 對(duì) 汽 車 剎 車 片 背 板 的 工 藝 分 析 , 采 用 普 通 沖 孔 落 料 、 斜 面 成 形 和 修 整 等 工 序 ) 中壓 生 產(chǎn) , 并 設(shè) 計(jì) 了相 應(yīng) 各 工 序 的模 具 , 在 模 具 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 中解 決 了 諸 如 零 件 定 位 、 圓 弧 斜 面 定 位 和 模 具 偏 載 等 問(wèn) 題 , 最 終 生 產(chǎn) 出 了滿 足 要 求 的
3、 零 件 。 實(shí) 踐 證 明 : 背 板 生 產(chǎn) 工 藝 可 靠 , 質(zhì) 量 穩(wěn) 定 。 解 決 了用 普 通 沖 壓 工 藝 和 設(shè) 備 生 產(chǎn) 精 沖 零 件 的 問(wèn) 題 , 提 高 了 企 業(yè) 的 經(jīng) 濟(jì) 效 益 。關(guān) 鍵 詞 : 機(jī) 械 制 造 ; 沖 壓 加 工 ; 剎 車 片 背 板 ; 模 具 中 圖 分 類 號(hào) : T G3 8 6 . 2文 獻(xiàn) 標(biāo) 識(shí) 碼 : B1引 言 汽 車 剎 車 片 背 板 ( 圖 1 ) 是
4、 汽 車 上 的 易 損 零 件 ,采 用 板 厚 5 mm 的 熱 軋 板 , 主 要 尺 寸 精 度 為 ± 0 . 1 mm,平 面 度 為 0 . 0 8 mm,還 要 求 沖 裁 斷 面 6 0 %的 光 亮 帶 。由于 形 狀 復(fù) 雜 , 精 度 要 求 較 高 , 且 批 量 大 , 此 前 常 用 精 沖工 藝 生 產(chǎn) 。圖 l 剎車片背板 2 工 藝 分 析 前 述 可 知 , 用 精 沖 模 具 和 專
5、門 的精 沖 設(shè) 備 加 工 ,將 涉 及 到 較 高 的 設(shè) 備 成 本 問(wèn) 題 。 從 零 件 的 結(jié) 構(gòu) 和 精 度 要 求 來(lái) 看 , 除 用 復(fù) 合 精 沖 加 工 外 , 也 可 以 分 成 多 個(gè) 工 序 普 通 沖壓 和 最 終 整 修 來(lái) 達(dá) 到 要 求 。 經(jīng) 工 藝 分 析 ,采 用 普 通 沖 壓 加 工 , 需 沖孔 落 料 沖 裁 、 斜 面 成 形 和 整 修 等 3個(gè) 工 序 才 能 完 成 零 件 加
6、工 。 由 于 零 件 厚 5 mm, 沖 孔 落 料 沖 裁 力 較 大 , 單 邊 圓 弧 邊 斜 面 成 形 偏 藝 、 模具 設(shè) 根 據(jù) 背 板 零 件 的 技 術(shù) 要 求 , 材 料 采 用 3 5 GB6 9 9 — 8 8鋼 , 板 厚 t = 5 + 0 . 2 mm。 力 學(xué) 性 能 : 抗 剪 強(qiáng) 度 , / - b = 5 0 0 MP a , 退 火 狀 態(tài) 硬 度 1 9 7 HBS 。 沖 裁 力 按 下 式
7、 計(jì) 算 :W =I . 3 L~ ' b t( 1 )式 中 :— — 沖 裁 力 ;— — 沖 裁 件 內(nèi)外 輪 廓 周 長(zhǎng) , mm ;r I _ 板 料 的剪 切 強(qiáng) 度 , 5 0 0 MP a ;— — 板 料 厚 度 , mm。將 相 關(guān) 數(shù) 值 代 入 式 ( 1 ) , 經(jīng) 計(jì) 算 得 W = I 3 5 0 k N。頂 件 力 為 :P頂 : K 頂( 2 )式 中 : P頂 — — 頂 件 力 , k N;
8、K 頂 — — 系 數(shù) , 取 K= 0 . 0 6 。計(jì) 算 得 : P頂 : 8 1 k N。由 上 可 知 , 總 沖 裁 工 藝 力 為 W+ P=1 4 3 l k N。沖 壓 斜 面 所 需 要 的 沖 壓 力 :P 壓:式 中 : 卜 一 斜 面 部 位 的投 影 面 積 , mm ;口 — — 壓 斜 面 所 需 的 單 位 壓 力 , MP a ??谥?可 按 材 料 3 5 G B6 9 9 — 8 8的 屈 服
9、極 限 取 值 , 即 q == 3 1 4 MP a , 代 入 上 式 得 : P = 1 0 8 k N。整 修 沖 裁 力 :P :( B - t - k t n ) r6式 中 : 三 — — 整 修 周 邊 長(zhǎng) 度 , mm;總 的 切 除余 量 , mm;— — 推 件 力 系 數(shù) , k = 0 . 1 ~ 0 . 2;n — — 同 時(shí) 卡 在 凹模 內(nèi) 的 沖 件 數(shù) 量 ;— — 沖件 材 料 厚 度 , mm;維
10、普資訊 http://www.cqvip.com 文 章 編 號(hào) : 1 6 7 2 — 01 2 1 ( 2 0 0 7) 0 5 — 0 0 7 6 — 0 4拼焊板自由彎曲中的動(dòng)能與回彈預(yù)測(cè)精度分析 朱 元 右 ( 南 京 工 程 學(xué) 院 機(jī) 械 工 程 系 , 江 蘇 南 京 2 1 1 1 0 0 )摘 要 : 拼 焊 板 具 有 焊 縫 、 焊 接 應(yīng) 力 、 板 厚 差 等 一 系 列 特 征 , 拼 焊 板 回 彈 模
11、擬 計(jì) 算 準(zhǔn) 確 程 度 受 成 形 過(guò) 程 和 回 彈模 擬 的 影 響 , 如 何 解 決 拼 焊 板 回 彈 模 擬 的 準(zhǔn) 確 性 和 收 斂 性 是 拼 焊 板 回 彈 數(shù) 值 模 擬 的 重 要 問(wèn) 題 。 分 析 認(rèn) 為 , 聯(lián) 合 動(dòng) 態(tài) 顯 式 算 法 求 解 和 靜 態(tài) 隱 式 算 法 充 分 發(fā) 揮 了 二 者 的 優(yōu) 點(diǎn) ; 動(dòng) 力 顯 式 解 法 分 析 時(shí) 每 步 時(shí) 間增 量 必 須 小 于 由 系 統(tǒng)
12、最 高 固 有 頻 率 所 確 定 的 臨 界 時(shí) 間 步 長(zhǎng) ; 提 高 工 具 虛 擬 運(yùn) 動(dòng) 速 度 時(shí) 應(yīng) 避 免 引 起 慣 性 效 應(yīng) ; 模 具 凹模 圓 角 半 徑 參 數(shù) 較 大 時(shí) , 其 動(dòng) 能 相 對(duì) 要 小 , 可 提 高 回彈 模 擬 精 度 ; 應(yīng) 考 慮 焊 接 應(yīng) 力 場(chǎng) 和 拼 焊 板 特 有 的 力 學(xué) 行 為 和 規(guī) 律 , 提 高 對(duì) 成 形 應(yīng) 力 與 殘 余 應(yīng) 力 預(yù) 測(cè) 結(jié) 果 的 精
13、度 ; 此 外 , 網(wǎng)絡(luò) 劃 分 的 質(zhì) 量 、 單 元 類 型 、 模 具 的 幾 何 輪 廓 形 狀 的 描 述 、 板 材 網(wǎng)格 尺 寸 及 處 理 技 術(shù) 等 等 都 對(duì) 拼 焊 板 回彈 產(chǎn) 生 影 響 。關(guān) 鍵 詞 : 機(jī) 械 制 造 ; 彎 曲 回 彈 ; 拼 焊 板 ; 數(shù) 值 模 擬 中 圖 分 類 號(hào) :r G 3 8 6 - 31文 獻(xiàn) 標(biāo) 識(shí) 碼 : B1引 言 拼 焊 板 技 術(shù) 指 將 兩 塊 或 兩 塊
14、以上 的 板 料 , 采 用 焊 接 方 法 拼 在 一 起 , 然 后 進(jìn) 行 沖 壓 成 形 。 拼 焊 板 技 術(shù) 在 汽 車 制 造 中具 有 降 低 車 重 、 降低 油 耗 、 提 高 整 車 性 能 及 保 護(hù) 環(huán) 境 等 優(yōu) 勢(shì) f l 1 , 應(yīng) 用 前 景 廣 闊 。 然 而 , 由 于 拼 焊 板 二 基 板 強(qiáng) 度 性 能 和 厚 度 差 的 存 在 ,易 于 造 成 板 料 起 皺 、 破 裂 、 焊 縫 移
15、動(dòng) 和 回 彈 等 問(wèn) 題 】 。 目前 , 對(duì) 拼 焊 板 回 彈 的研 究 還 較 少 , 主 要 集 中 在 破 裂 、 起 皺 和 焊 縫 移 動(dòng) 等 方 面 。收稿 日期 : 2 0 0 7 — 0 7 — 3 0作者 簡(jiǎn)介 : 朱元 右( 1 9 6 3 一 ) , 男 , 副教授 , 從事工程材料 及模具 C A D /C A M / C A E教 學(xué)科研拼 焊 板 回 彈 則 可 能 來(lái) 源 于 不 規(guī) 則 的 彈 性
16、 恢 復(fù) 和 拼 焊 板 板 型 的 特 殊 性 等 。拼 焊 基 板 的厚 度 差 造 成 彎 曲 成 形 更 多 的 非 線 性 和 非 對(duì) 稱 ,從 而 導(dǎo) 致 變 形 的 嚴(yán) 重 不 均 勻 分 布 等 等 ?;?彈 過(guò) 程 和 成 形 過(guò) 程 在 應(yīng) 力 應(yīng) 變 的 變 化 狀 態(tài) 上 有 所 不 同 ,所 以 在 對(duì) 回 彈 問(wèn) 題 進(jìn) 行 分 析 時(shí) 所 采 用 數(shù) 值 模 擬 技 術(shù) 也 與 成 形 過(guò) 程 的 有 所
17、不 同 。 回 彈 模 擬 計(jì) 算 準(zhǔn) 確 程 度 既 受 成 形 過(guò) 程 模 擬 精 度 的 制 約 ,也 與 回 彈 的模 擬 方 法 有 重 要 關(guān) 系 。 準(zhǔn) 確 性 和 收 斂 性 一 直 是 回 彈數(shù) 值 模 擬 難 以達(dá) 到 滿 意 的 主 要 問(wèn) 題 。本 文 從 成 形 過(guò) 程 模 擬 和 回 彈模 擬 兩 方 面 分 析 影 響 回 彈模 擬 精 度 的 主要 因 素 ,從 而 闡 述 拼 焊 板 回 彈 研 究 數(shù)
18、 值 模 擬 中 的 一 些 主要 關(guān) 鍵 技 術(shù) 。Fi n eBl a n k i n gTe c h n o l o g y& Di eDe s i g nf o rt h eB a c kP l a t eo fBr a k eZ HANGS h e j i u, YANG Xi a o h o n g( Gu a n g d o n gT e c h n i c a lC o l l e g eo fW a t e rRe
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