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基于DYNAFORM的薄板多弯曲型材冲裁模具研究

作　者: 孟凡军
导　师: 覃寿同
学　校: 郑州大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 多弯曲型材 模具 冲裁 刃口形状 DynaForm
分类号: TG385.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


现代社会的快速发展和需求,使得各类多弯曲型材越来越多应用于诸多场合,如防盗门门框、铝合金窗框、特殊截面结构用框架等。在制造产品过程中,要求对这些多弯曲型材进行加工,如切断、冲孔等。以门框零件截断为例,现在对其加工大多采用电锯切割的方法进行,但其加工过程效率低,噪声大,精度不易保证,材料浪费大,严重限制了生产规模。为提高其加工效率和质量,门框多弯曲型材可采用冲裁模具进行加工。本文以防盗门门框多弯曲型材加工为研究对象,根据材料冲裁变形相关理论,通过建模和理论分析,设计出可满足其切角加工工序的冲裁模具。本文分析了型材切断的发展现状及课题的研究意义,考虑到中、小规模防盗门制造企业加工门框多弯曲型材的现实情况,以改善门框多弯曲型材的冲裁质量与加工效率为目标,设计出可满足多弯曲型材切角加工的冲裁模具。文中详细地讲述了与冲裁模具设计相关的理论知识,如金属材料冲裁原理、冲裁力的计算、冲裁间隙、冲裁模具的寿命和液压驱动系统设计基础理论。通过理论计算,分析平刃冲裁刀具、斜刃冲裁刀具、单峰对称冲裁刀具、双峰对称冲裁刀具和多峰对称冲裁刀具五种冲裁刀具冲裁门框多弯曲型材的冲裁效果,考虑其冲裁力、门框多弯曲型材变形、成本和冲裁刀具刃口加工难度等诸多因素,选择多峰对称冲裁刀具作为冲裁刀具,减小多弯曲型材冲裁过程中的变形,提高其冲裁加工的质量与效率。使用ETA/DYNAFORM5.6软件对多弯曲型材的冲裁过程进行数值模拟分析,分析数据表明了冲裁模具结构设计的合理性与可行性。本文选择液压压力机作为多弯曲型材冲裁模具的动力源,按照要求设计出合理的液压传动系统。通过勾画液压系统原理图,计算液压缸基本参数,选择合适的常用标准液压元件,建立冲裁模具SolidWorks三维模型。理论计算与数值模拟分析的结果证明,本文设计的冲裁模具可解决目前非标防盗门门框零件加工中存在的问题,满足门框多弯曲型材的加工需求,可有效改善门框多弯曲型材的加工质量与效率。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
1 绪论  9-15
  1.1 课题研究的意义  9-10
  1.2 课题研究的背景  10-12
    1.2.1 课题的来源  10
    1.2.2 国内外研究现状  10-12
  1.3 课题研究的内容  12-14
  1.4 论文结构安排  14
  1.5 本章小结  14-15
2 课题研究涉及到的理论知识  15-28
  2.1 研究对象讨论  15-17
    2.1.1 多弯曲型材现有加工方式  15-16
    2.1.2 冲裁模具加工方案设想  16-17
  2.2 涉及到的理论知识  17-27
    2.2.1 冲裁模具设计理论  17-25
    2.2.2 金属材料冲裁原理  25-26
    2.2.3 CAE软件  26-27
  2.3 本章小结  27-28
3 多弯曲型材冲裁模具的结构建模  28-34
  3.1 冲裁模具结构设计  28-33
    3.1.1 冲裁刀具刃口形状  28-32
    3.1.2 模具的下模设计  32-33
  3.2 本章小结  33-34
4 多弯曲型材冲裁的数值模拟分析  34-49
  4.1 薄板材料有限元分析常用方法  34-37
  4.2 ETA/DYNAFORM软件简介  37-39
    4.2.1 ETA/DYNAFORM  37-38
    4.2.2 DynaForm模拟分析的一般步骤  38-39
  4.3 DynaForm数值模拟分析  39-47
    4.3.1 使用多峰对称冲裁刀具的分析模型  39-44
    4.3.2 使用双峰对称冲裁刀具的分析模型  44-45
    4.3.3 使用单峰对称冲裁刀具的分析模型  45-47
  4.4 模具部分三维装配模型  47-48
  4.5 本章小结  48-49
5 模具动力部分的设计  49-60
  5.1 压力机类型的选择  49
  5.2 液压压力机的设计  49-58
    5.2.1 液压系统工况分析  49-50
    5.2.2 液压缸参数  50-54
    5.2.3 液压传动系统原理图  54-55
    5.2.4 液压元件的选用  55-58
  5.3 液压缸与冲裁模具整体装配  58-59
  5.4 本章小结  59-60
6 结论与展望  60-62
  6.1 结论  60-61
  6.2 展望  61-62
参考文献  62-65
致谢  65-66
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果  66

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属压力加工 > 冷冲压（钣金加工） > 冷冲机械设备 > 冷冲模
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