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机床模具压板应力和位移分析

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工艺・设备・材料　
汽车实用技术　
ＡＵＴＯＭＯＢ　Ｉ　ＬＥ　ＡＰＰＬ　Ｉ　ＥＤ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　２０ｌ　４　第４期　２Ｏｌ４　Ｎ０．４　

机床模具压板应力和位移分析　
王东元　，胡慧婧　，张运虎　，邓群　，刘自发　
（１．长安大学，陕西西安７１００６４：２．中海油田服务股份有限公司，天津３００４５２）　

摘要：根据机床模具压板的尺寸使用ＣＡＴＩＡ软件建立三维可视化压板模型，并使用Ｈｙｐｅｒｗｏｒｋｓ　
软件对模型尺寸进行修正。在分析的过程中，以压板的位移和应力为研究对象，对模型进行前处　
理和后处理分析。通过比较压板的三种工况，找出受力和位移最大点的位置，观察能否满足性能　
和使用要求，选择最佳工况，从而延长压板的使用寿命。　
关键词：压板模型；应力；位移；ＣＡＴＩＡ；Ｈｙｐｅｒｗｏｒｋｓ　
中图分类号：ＴＧ７６文献标识码：Ａ文章编号：１　６７１—７９８８（２０１　４）０４—９５—０４　

Ｍａｃｈｉｎｅ　ｍｏｌｄ　ｐｌａｔｅｎ　ｓｔｒｅｓｓ　ａｎｄ　ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ　ａｎａｌｙｓｉｓ　
Ｗａｎｇ　Ｄｏｎｇｙｕａｎ　，Ｈｕ　Ｈｕｉｊｉｎｇ　，Ｚｈａｎｇ　Ｙｕｎｈｕ　，Ｄｅｎｇ　Ｑｕｎ　，Ｌｉｕ　Ｚｉｆａ２　
（１．Ｃｈａｎｇ’ａｌｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａａｎｘｉ　Ｘｉ’ａｎ　７１００６４；２．Ｃｈｉｎａ　Ｏｉｌｆｉｅｌｄ　Ｓｅｒｖｉｃｅｓ　Ｌｉｍｉｔｅｄ，Ｔｉａｎｊｉｎ　３００４５２）　
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｍｏｄｅｌ　ｏｆ　ａ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｐｌａｔｅ　ｉｓ　ｓｅｔ　ｕｐ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｓｉｚｅ　ｂｙ　ｕｓｉｎｇ　ＣＡＴＩＡ　ａｎｄ　ｍｏｄｉｆｙｉｎｇ　ｔｈｅ　ｍｏｄｅｌ　
ｓｉｚｅ　ｂｙ　ｕｓｉｎｇ　Ｈｙｐｅｒｗｏｒｋｓ．Ｉｎ　ｔｈｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ａｎａｌｙｓｉｓ，ｔｈｅ　ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｓｔｒｅｓｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｐｌａｔｅ　ｉｓ　ｔａｋｅｎ　
ａｓ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｂｊｅｃｔ　ｔｏ　ｃａｒｒｙ　ｏｕｔ　ｐｒｅ－ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ａｎｄ　ｐｏｓｔ・ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ．Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｅｘｔｅｎｄ　ｔｈｅ　ｓｅｒｖｉｃｅ　ｌｉｆｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　
ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｐｌａｔｅ，ｔｈｒｅｅ　ｋｉｎｄｓ　ｏｆ　ｗｏｒｋｉｎｇ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ａｒｅ　ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｔｏ　ｆｉｎｄ　ｔｈｅ　ｐｏｓｉｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍａｘｉｍｕｍ　ｓｔｒｅｓｓ　ａｎｄ　
ｔｈｅ　ｍａｘｉｍｕｍ　ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ，ａｎｄ　ｆｉｎｄ　ｏｕｔ　ｔｈｅ　ｂｅｓｔ　ｗｏｒｋｉｎｇ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｔｏ　ｏｂｓｅｒｖｅ　ｗｈｅｔｈｅｒ　ｉｔ　ｍｅｅｔｓ　ｔｈｅ　
ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ａｎｄ　ｕｓｅ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　ｏｒ　ｎｏｔ．　
Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｔｈｅ　ｍｏｄｅｌ　ｏｆ　ａ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｐｌａｔｅ；ｓｔｒｅｓｓ；ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ；ＣＡＴＩＡ；Ｈｙｐｅｒｗｏｒｋｓ　
ＣＬＣ　ＮＯ．：ＴＧ７６　Ｄｏｃｕｍｅｎｔ　Ｃｏｄｅ：Ａ　Ａｒｔｉｃｌｅ　ＩＤ：１６７１－７９８８（２０１４）０４－９５－０４　

引言　
使用ＣＡＥ技术，对产品设计的可行性和使用寿　
命进行预处理分析，可以提高产品开发速度，降低　
开发成本。出于对成品的需要，不同的成品对机床　模具压板所施加的力的大小和位置不同，因此，板　件在冲压过程中会产生不同变形，为了保证成品生　产的合格率，该机床模具压板的最大容许变形为　０．２８５ｍｍ，随着冲压对象和压板受力位置的不同，　作者简介：王东元，就读于长安大学。　观察三种工况下压板的工作强度和安全性能，保证　压板工作的有效性和安全性。　１、模型的建立和前处理　按照机床模具压板尺寸要求，用三维建模软件　
ＣＡＴＩＡ建立压板三维模型，尺寸参数如表１所示，　
建立的图形如图１所示。利用软件自带的接口转换　
命令保存为可被Ｈｙｐｅｒｗｏｒｋｓ软件识别的ｓｔＤ格式，　
导入到Ｈｙｐｅｒｗｏｒｋｓ中，用Ｈｙｐｅｒｍｅｓｈ进行尺寸和模　
型修改，修改后的模型如图２所示。　
２０１４年第４期　王东元等：机床模具压板应力和位移分析　
但是工况二的最大和最小应力小于其他两种工况；　
３）根据压板实际工作环境，从压板使用寿命和　
抗疲劳方面考虑，应该使冲压模具压板在第二种工　
况下工作，可以减少压板工作过程中产生的疲劳，　
延长压板的使用寿命。　

参考文献　
［１］段朋云，丁晓红．机床Ｔ型床身结构的筋板布置型式研　
究［Ｊ］．机械设计．２０１３（０５）．　
［２］佘海斌，张学良，温淑花，连晋华，陈永会，兰国生．　８０ＭＮ快速锻造液压机的有限元模态分析［Ｊ］．锻压技术．　２０１３（０２）．　［３］杨旭东，孙栋，裔黔，李家春．基于有限元分析的龙门铣　床床身减重设计［Ｊ］．机床与液压．２０１３（０４）．　［４］杨明亚，王辉，张长泉，吴学农，卢灿举．数控机床床身　筋板布局方式的动态性能分析及优化设计［Ｊ］．贵州大学　学报（自然科学版）．２０１３（０１）．　［５】刘红军，周宇，韩成．数控曲轴内铣机床支架结构的动　态优化设计［Ｊ］＿沈阳理工大学学报．２０１３（０１）．　

全球最快公交车投入运营由荷兰设计团队打造　
Ｔｈｅ　ｗｏｒｌｄ’Ｓ　ｆａｓｔｅｓｔ　ｂｕｓｅｓ　ｉｎ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｂｙ　ｔｈｅ　Ｄｕｔｃｈ　ｄｅｓｉｇｎ　ｔｅａｍ　ｔｏ　ｃｒｅａｔｅ　
２１日，“超级巴士”在迪拜投入运营，这是世　
界上最快的公共汽车。这款“超级巴士”可以为２３　
名乘客提供超舒适、超豪华运程。其身长１５米，宽　
２．５米，高１．６５米，配备了１２扇鸥翼式车门。由于　
它的最高时速可达２５５公里，迪拜至阿布扎比的主　
要高速公路附近为其新建一条专用车道，全程行驶　
仅仅需要３０分钟。巴士由荷兰设计团队打造，首席　
设计工程师由安东尼娅・特兹担任，她之前曾为Ｆ１　
威廉姆斯车队效力。

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数控机床技术中的加工负荷与机床稳定性分析

数控机床技术中的加工负荷与机床稳定性分析

数控机床技术中的加工负荷与机床稳定性分析数控机床作为一种高精度、高效率的加工设备，由于其独特的加工方式和多功能的控制系统，广泛应用于各个制造领域。

在数控机床的运行过程中，加工负荷和机床稳定性是至关重要的因素，它们直接影响到加工精度和机床的寿命。

因此，对于数控机床技术中的加工负荷与机床稳定性进行深入的分析与研究具有重要的理论和实际意义。

首先，我们来探讨加工负荷对数控机床的影响。

加工负荷可以分为切削力、主轴扭矩、切削热和振动等多个方面。

其中，切削力是指刀具在切削过程中对工件施加的力。

在数控机床加工过程中，切削力直接影响到加工中心的压力分布、变形和刚度等因素。

高切削力会导致机床变形增大，甚至会引起机床共振和损坏。

因此，在设计数控机床时，需要对切削力进行合理的估计和控制，采用适当的切削参数和切削工艺，以提高加工效率和保证加工质量。

其次，主轴扭矩是制约数控机床加工能力的重要因素。

主轴扭矩是指主轴在加工过程中所受到的扭矩力矩。

在高速切削加工中，主轴扭矩的大小直接影响到机床的转速和加工精度。

过大的主轴扭矩会导致机床的振动和变形，从而影响到加工质量和机床的寿命。

因此，在设计数控机床时，需要合理选择主轴扭矩和转速的匹配方式，并采取相应的措施，如轴承的选用和润滑方式的改善，以提高机床的稳定性和工作效率。

此外，切削热也是数控机床加工中的重要因素之一。

切削过程中，由于刀具与工件的摩擦和切削，会产生大量的热量。

切削热对机床的稳定性和加工质量有着重要的影响。

过高的切削温度会导致机床的膨胀和变形，从而降低加工精度；同时，高温还会对机床的润滑和冷却系统产生负面影响，进一步影响到机床的稳定性。

因此，在数控机床的设计和加工过程中，需要采取适当的冷却和润滑措施，以控制切削热的产生和分布，提高机床的稳定性和加工效率。

最后，机床的振动也是影响机床稳定性的重要因素。

振动会降低机床的刚度和动态特性，导致加工精度下降和损坏刀具。

数控机床在设计和制造过程中应该考虑降低振动的措施，例如优化机床结构、采用精密轴承和减振措施等。

消除厚板件折弯时表面压痕的方法与模具研发

消除厚板件折弯时表面压痕的方法与模具研发

消除厚板件折弯时表面压痕的方法与模具研发消除厚板件折弯时表面压痕的方法与模具研发第一章: 引言本章将介绍论文的研究背景、目的与意义，以及当前折弯加工中表面压痕的普遍存在问题。

第二章: 折弯加工过程中造成表面压痕的原因本章将分析造成折弯加工中板件表面产生压痕的原因。

从材料选择、折弯角度、压板等角度进行详细分析探讨。

第三章: 消除表面压痕的方法本章将介绍消除表面压痕的方法，主要包括改变材料选择、优化折弯角度、引入正确的切口、增加背托等方法。

第四章：模具研发本章将介绍模具研发的相关知识，包括模具设计、材料选择、制造工艺等方面。

第五章: 实验结果与结论本章将通过实践进行模拟测试，评估不同方法消除表面压痕的效果，并得出结论。

结论本章将对前面章节所讨论的问题进行总结，并给出未来相关研究的展望。

第一章：引言折弯技术是在工业制造过程中广泛应用的一种金属板材成形工艺，但是在折弯过程中，经常会产生压痕的问题。

随着板材厚度增加，表面压痕的问题变得更加严重，这对于生产高质量的零部件和产品是一个巨大的障碍。

因此，如何消除折弯过程中产生的表面压痕，提高其制造质量和效率，已成为当前研究的一个热点问题。

本论文旨在探讨消除厚板件折弯时表面压痕的方法以及相应的模具研发，同时通过实践验证不同方法的效果，为工业制造过程中的折弯加工提供技术支持。

第二章：折弯加工过程中造成表面压痕的原因2.1 材料选择金属板材的材料和硬度对折弯加工的影响巨大。

在折弯加工中，如果选择太软的材料，板材会在折弯过程中易于变形，从而在表面产生沟痕，即表面压痕。

2.2 折弯角度折弯角度是产生表面压痕的另一个重要原因。

当折弯角度过大时，会导致板材上产生很大的应力，这些应力在折弯过程中会集中在板材的表面，最终导致表面压痕的产生。

2.3 压板压板在折弯加工过程中有重要的作用。

在折弯时，压板与金属板材接触并施加压力来控制板材的变形。

但是，如果压板不平或者有缺陷，压板在接触金属板材的时候会产生额外的压力，导致压痕形成。

冲压模具结构与试模问题点

冲压模具结构与试模问题点


顶杆（蓝）与顶杆腿（紫 ）
模具结构简介 L1背门外板-OP10
气孔和 顶料销
定位具 逃让孔
导板
模具结构简介 L1背门外板-OP10
补强肋
逃让孔
防尘 铜管
防尘盖板
减重孔
模具结构简介
拉延模结构小结
No.
名称
1 上模 2 下模 3 顶料销 4 压边圈
(Blank Holder) 5 导板/耐磨板 6 定位具 7 检知器 8 顶杆腿 9 KEY沟 10 U沟
平贴在钣金面上并通过食指、中指、无名指的指尖及指关节敏感部位 贴紧钣金面前后移动，力度要适当（针对面积较大、架空之部品力度 一定要轻）。
“油石”指用油石检查凹凸状况，油石的表面必须光滑，不得有 沙粒，以免刮伤钣金；
手触摸检查和油石检查的方向均为纵向移动。
现地试模常见问题
现地试模常见问题
二、试模常见问题（拉延序）：
模具结构简介
按冲压工艺划分，钣金冲压模具可以分为：
1.成形模→第一工程 2.剪边模→第二~四工程 3.冲孔模→第二~四工程 4.翻边模→第二~四工程 5.整形模→第二~四工程
压力：500~1800T 压力：100~600T
其中后四项工艺可以组合，如：剪边冲孔模、翻边整形模等。
模具结构简介
OP10：拉延
1、开裂/颈缩
原理：流料过慢导致拉裂，或者流料过快造成叠料后开裂。
问题确认： 生产条件不达标——模高、C压、面压、素材确认 造型太深——厂商调整 压料面研合率不良（板件亮，有硬点的地方太紧）——研配，保证研合率 R角不顺或太小——推顺R角或放大R角 C/P压力太高——调整C压 模面光洁度不足、模具脏——研磨，精修 拉延筋不顺（波浪、尖角等）——推顺拉延筋 定位不良（偏移，一边料多一边料少）——调整定位和机器人 素材尺寸太大——调整尺寸 润滑不良——增加润滑
冲压模具行程确定方法

冲压模具行程确定方法

冲压模具的行程确定主要依赖于冲床的行程大小和加工工艺的要求。

以下是一些关于如何确定冲压模具行程的方法：
1. 根据冲床的行程：模具的行程通常与冲床的行程相匹配。

也就是说，冲床的行程决定了模具的最大行程。

2. 考虑加工工艺：不同的冲压工艺对行程的要求不同。

例如，落料工艺通常需要较短的行程，而成型工艺则需要较长的行程。

3. 工件高度的两倍：有一种观点认为，模具行程应大于工件高度的两倍，以确保工件或材料能够顺利放入和取出。

4. 压边圈行程：对于需要压边圈的模具，其行程应根据零件形状来确定，确保板料在压边圈顶起后能够正确放置，且不与凸模接触。

5. 模具设计常用公式：在设计模具时，可以参考一些常用的公式和表格来确定冲裁间隙等参数，这些参数可能会间接影响到模具行程的确定。

6. 分析产品的冲压工艺性：在确定冲压工艺方案时，需要分析产品的冲压工艺性，包括冲裁件的结构对称性、精度要求等，这些因素都可能影响模具设计和行程的确定。

7. 制定工艺卡：在工艺卡中体现顶杆布置图、模具编号、名称、重量等信息，这些信息有助于理解和确定模具的行程和其他相关参数。

8. 最佳方案分析比较：通过分析比较不同的冲压方案，选择最佳的方案，这也是确定模具行程的重要步骤。

确定冲压模具的行程是一个综合考虑冲床特性、加工工艺要求、工件特性和模具
设计因素的过程。

在实际的生产中，可能需要根据具体情况进行调整和优化，以达到最佳的生产效率和产品质量。