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薄壁筒模具设计研究论文
摘要:针对覆铜钢片原材料成本高、材料来源短缺、供货不及时等现象，采用20号钢替代覆铜钢片，并经优化成形工艺及模具设计后，降低了产品成本，保证了产品质量，提高了生产效益。
关键词:薄壁筒;材料改进;工艺研究;模具设计
薄壁筒剖面图见图1，其表面为Hb2覆铜，壁厚1．5mm，技术要求其内孔的公差为0.018mm，表面粗糙度为0.8，两端面不允许有裂纹等缺陷。原材料为覆铜片冲压时，其材料价格高，生产成本高，售后利润低，且供货不及时。采用20号钢做原材料后，原材料供货市场大，成本低。通过改进冲压工艺、模具及表面处理工艺后，产品质量指标与改进前质量指标相符，生产成本得到了降低。
1工艺设计
1．1工艺方案的制订
对该零件进行分析后，制定了以下两种方案:0.12AФ18+0.43Ф15+0.01850.5+0.500.8AT图1薄壁筒示意图1)下料→退火→表面处理→冲压→退火→表面处理→冲压→滚光→切口→检验→表面处理;2)下料→表面处理→冲压→退火→表面处理→冲压→表面处理→冲压→滚光→切口→检验→表面处理。经反复比较论证上述两种方案，最终采用了第二种方案。
1．2工艺重点
改进上、下模锥度及内径尺寸以控制冲压件壁厚差在0．05mm以内，保证变薄拉伸后的壁厚精度;采用表面处理，尽可能减少坯料与模具直接接触摩擦，保证变薄拉伸时的外形尺寸精度和形位公差。由于冲模具的刚性较差，所以变薄拉伸时，必须保证坯料在拉伸过程中具有良好的润滑。表面处理:即先在磷酸盐内磷化，然后在肥皂乳浊液内皂化。
1．3坯料的制取
冲压坯料采用2mm板料冲制而成，见图2。采用复合冲压既有利于冲压凸凹模调整中心，又保证了坯料的尺寸精度和形位公差，提高了生产效率。
1．4坯料的软化和润滑
冲盖引长后采用退火，可获得较佳的成形效果及减少产品冷作硬化所造成的裂纹。变薄拉伸润滑采用磷化、皂化表面处理，可显著提高冲模具的使用寿命。
2模具设计
该零件的`成形采用冲盖模及拉伸成形模成形。
2．1冲盖模的设计
冲盖模结构示意图见图3，冲盖冲采用冲盖剪刀内孔导向，剪刀采用模子导向，这样既保证了三者的同轴度精度，又保证了冲压件的壁厚精度及尺寸，产品合格率达98%以上，为保证后续冲压工序的壁厚精度打下了基础。冲盖模设计要点如下:冲盖冲与剪刀采用H7/N7导向配合，剪刀与冲盖模采用H7/h6配合。
2．2拉伸成形模的设计
拉伸成形模采用导向模、上、下模成形工艺，其结构示意图见图4。坯料经过导向模导向后，进入上模工作带拉伸16mm后，进入下模进行同时变薄拉伸，最后进入钳口盒内进行退货。
3结语
长期生产实践证明，通过更换材料，采用优化成形工艺及模具设计后，薄壁筒的生产成本大幅下降，合格率达98%以上，利润增加25%。
［参考文献］
［1］王孝培．冲压设计资料［M］．机械工业出版社，1983．
［2］申明谟．板料冲压与冲模设计［M］．机械工业出版社，1979．
铸造模具设计和制造研究论文
1Pro/MoldDesiGs软件设计模具的一般过程
1.1原始的模型设计
开始设计师需要建一个设计模型，就是模具中具有的制造的产品的原型，需要在该软件的零件模块中间进行三维的造型设立，正常经过拉伸、切除、拔模、圆角等特征方法来进行创立和建立。
1.2创建模具模型
这时，文件的类型应该选制造一模具型腔，然后，我们的子类型选模具型腔。我们就把它装配到模具模型中（值得注意的是：这里是装配不是创建），这样就使得它成为了参照模型了。最后，在其中加上设计好的工件，或者我们用软件提供的工具自动在其中创立，在没办法完成工件创建情况下，原始的手工绘制的办法就可以使用了，这样也可以得到需要的工件，这里的工件是毛坯。
1.3模型的分析
用软件的分析功能来探讨拔模斜度、厚度等几何特点特征，来判断这些特点是不是符合设计的要求。经过不断地修改，直到符合要求。
1.4设置模具需要的收缩率
自然状态下，压力和温度会发生改变，铸件从模具中拿出来就会发生收缩等现象，所以，为了补偿其中由于压力温度带来的偏差，用软件中拥有的收缩率功能。设计者经过设定恰当的`收缩率就能够得到方法参考模型，这样能够获得正确尺寸的铸造物件。
1.5模具分型面创建
模版中用来分割参照模型的曲面通常叫做分型面，它的设计将会直接影响到最后成型的零件的尺寸，表面的质量。
1.6模具元件体积块的创建
使用上面提到的分型面，我们把工件分成型腔、型芯体积块三部分。正常情况下，运用软件分割菜单下面的两个体积块命令，将其分成很多个体积快，即拆模。这个不是元件，它是无质量的、三维的封闭曲面组。
1.7抽取模具元件
人们经过向体积块中间加入实体的材料，让它变成实际的元件，这个过程就是抽取模具元件的过程。完成之后，就成为了功能强大的Pro/EnGineer零件，把它调用或者装换到其他的软件中进行数控加工即可。
1.8铸模仿真
软件在完成模具元件抽取之后，就能够自动的熔断材料，通过浇口打进去模具型腔，从而产生浇注件。
1.9开模仿真
这一步主要是为了检查模具中不同的机构，检查是否有磨损、不合格等情况，从而确认模具是不是能正常的开启。
2铸造模样的CAM过程
对三维模型的数字控制加工的命令，包含了很多方面，如加工的参数、加工的方式、道具的选择、轨迹等等，这是加工系统生成的。通过对轨迹的后处理就可以产生G和M代码，利用这些就能够控制加工中心的刀具运动，按照三维的形状和尺寸大小得到铸造模样了。
2.1粗加工
为了拉高模样毛坯粗加工的效果，通常用大的硬质合金刀具来粗加工。加工的精度可以很低，可以是0.11mm；余量是精度的4~7倍就比较合适，一般可以是0.13–0.18mm；速度我们设置一个下限：1500mm/min左右，上限速度2200mm/min左右；根据零件大小，用于确定刀具直径，一般都比较大。其中用的是等高加工的加工方法，一层一层的切出，每层深度一般在1mm左右。这种方法分为两种：等高粗加工和等高精加工。
2.2半精加工
对那些有曲面形状的物件，有时候要进行半精加工。采用直径比较小的道具，一般比精加工的大那么一号。为了将效率提高，最好使用合金刀具，刀轨的生成可以用软件的等高加工的加工方法，或者精加工法生成。
2.3精加工
主要是根据加工物件的加工面的形状来确定的，通常情况下在直径选择中，使用比半精加工刀具小5~10mm的球刀，这样做能够提高功效，并且能避免过切的情况，对于局部圆角部位，可以用更小的刀再一次加工，直到完成。
2.4清根
以上所有过程完成后，虽然模样所有形状和尺寸都基本到位，但是由于球刀的应用，会由于使用环刀而产生圆角，一旦不能够有效去除，铸件可能会产生很大的披缝，因此，在精加工后，清根就是为了清除之前留下的圆角。
参考文献
[1]肖正明，刘建雄.Pro/E、Cimatron环境下塑料模具设计与加工模拟[J].电加工与模具，，（5）.
[2]沈言锦.基于铸造模具CAE技术的研究[J].铸造设备研究，，（2）.
关于偏心轴承的模具设计研究论文
摘要：针对偏心轴承在端面钻定位孔困难的问题,改进了加工方法,设计了专用模具,提高了钻孔精度和生产效率。
关键词：偏心轴承; 模具设计；定位孔; 模具; 钻头;
1前言
随着轴承市场用户的需求,开发了偏心轴承。由试制到批量生产遇到诸多问题,其中在偏心套端面上钻定位孔问题是其中之一。下面将如何解决的方法介绍给大家,仅供参考。
2加工中存在的问题
偏心轴承偏心套结构见图1,偏心套的定位孔较多,其中最小孔直径Ф2.6mm。在试制及小批量生产过程中采用的方法是画线、钻定位孔、钻孔。由于定位孔较多,相互之间有位置精度要求,钻孔时如有一个孔位置误差较大,就会影响到所有孔位置精度,所以,画线、钻定位孔精度要求高,影响加工效率。另外,由于偏心轴承幅高尺寸较宽,钻Ф2.6mm孔时直线度不易保证,所以,钻孔时由于进给量不能太大,也会影响到加工效率。钻Ф2.6mm这样的小孔,即使画线、钻定位孔位置正确,由于操作者钻头刃磨质量有问题或钻头磨损时也容易发生钻孔偏离而影响加工质量,因此,对操作者的加工水平要求较高,对钻头的磨损程度要求较轻。如果采用两头钻削方法,由于画线、定位的误差也极容易将孔钻偏,产生废品。为解决上述问题,重新制定了加工方法并设计了专用模具。
3钻孔模具设计
改进后的加工方法是取消画线工序,设计一对钻孔模具,其外形是圆形的上下结构,见图2中上下模具3、6,用定位销定位,其孔径基本尺寸与车工图一致,尺寸精度和位置精度控制在±0.01mm以内。该模具加工简单,在坐标镗床上定位钻孔,保证了各个孔的位置精度,如图2所示。工件定位依靠外径和定位孔,工件的.外径和模具的内孔有0.01mm的间隙。把工件放入模具中时,对准定位孔并将圆柱销插入,直接上钻床钻孔即可。由于模具分上、下两体,可以翻面钻削加工,钻程较短,钻头刚性好,钻出来的孔不易歪斜。由于钻头较短可以相应增加进给量,加工效率相应增加。该模具定位迅速简单,对操作者的操作技能要求不高,只需将钻头磨好即可,节省了时间,提高了加工效率。
此结构的模具有一个特点,就是工件的外径尺寸公差不能太大,否则工件不能放入模具内,但此工件的外径经过磨削,尺寸公差能达到技术要求,因此,此模具能正常使用。
模具采用45#钢,进行淬火处理,以提高模具的硬度和耐磨性,保证使用寿命。设计模具的内孔尺寸时要考虑到钻头的尺寸,即钻头与内孔的间隙不能过小或过大。间隙小操作不方便,间隙大钻孔时,钻头定位不准及钻孔时铁屑容易与钻头的韧带摩擦,影响钻头寿命,一般间隙值0.1mm。
4结束语
该模具设计结构紧凑、占用的空间小,简单实用,有利于提高加工效率。经过实际加工验证,产品的精度符合要求,提高了产品质量,保证了产品的顺利加工。
超高层框架核心筒结构工程设计研究论文
摘要：框架核心筒结构以其优异的内部空间灵活度、超高的整体稳定性、出色的抗震和力学性能成为高层建筑最优先选择的结构形式。文章结合具体工程实例对超高层框架核心筒结构在工程结构设计中的设计过程，计算控制参数等进行说明。为工程结构设计提供参考，为类似结构提供借鉴。
关键词：多遇地震的弹性动力时程分析；中震不屈服验算；中震弹性计算
1工程概况
地上结构40层，房屋高度为144.8米；结构型式为混凝土结构框架—核心筒体结构。外框架柱-2层～22层采用型钢混凝土结构，梁采用钢筋混凝土梁。楼层和屋面层采用现浇钢筋混凝土楼面。抗震等级：核心筒剪力墙一级，混凝土框架一级；中震时出现小偏心受拉的混凝土特一级构造。外框架平面轴线尺寸为37.1m×34.6m，长宽比值为1.07。混凝土核心筒外墙中心线尺寸为14.275m×13.8m。房屋高度为144.8m，结构高宽比值为4.2，核心筒高宽比值为10.5。一层层高为5.4m，二层层高为5.0m，公寓层层高均为3.25m，办公层层高度为3.9m。
2计算及分析
该项目分别采用SATWE、ETABS程序进行三围空间整体的内力位移计算，并采用中国建筑科学研究院建筑工程软件研究所研发的SATWE程序的弹性时程分析法进行多遇地震下的补充计算，采用PUSHOVER程序的静力弹塑性分析方法进行罕遇地震下的结构弹塑性计算。对楼面开大洞的楼层采用弹性楼板计算。
2.1采用SATWE进行小震与风作用的弹性计算
计算结果如下：地震总质量恒载的总质量84181.297t；50%活载的总质量5472.247t；地震总质量89653.547t。有效质量系数X方向98.45%；Y方向97.25%结构周期第一平动周期3.9743s，第一扭转周期2.7928s，第一扭转周期与第一平动周期比0.703。风荷载作用下最大层间位移：X方向风1/1238，Y方向风1/1214。最大层间位移与平均值之比：X向为1.17,Y向为1.58，满足规范不应大于1.6的要求。最小剪重比规范限值：X方向1.47%，Y方向1.59%。楼层侧向刚度比（按层剪力与层间位移角之比计算）：本楼层与相邻上楼层的比值不宜小于0.9，当本楼层的层高大于相邻上楼层层高的1.5倍（2层层高5m，3层层高3.25m，层高比值为1.54）时，该比值不宜小于1.1。在规定水平力作用下，底层框架部分承受地震倾覆力矩占结构总地震倾覆力矩的百分比为：X向27.54%，Y向24.25%。
2.2多遇地震的弹性动力时程分析
该项目结构质量及刚度均匀、对称，按单向地震作用进行计算，并考虑偶然偏心的影响。多遇地震弹性时程分析采用一组人工波及两组天然波，三组地震波的平均地震影响系数曲线和阵型分解反应谱法所采用的地震影响系数曲线，在统计意义上相符。按GB50011-2010第5.1.2条要求，取三组加速度的时程曲线输入时，计算结果取时程法的包络值和振型分解反应谱法的较大值。考虑本工程到超限高层结构的安全重要性，施工图设计时按照小震弹性设计时取时程分析和反应谱法结果的包络值进行设计[1]。
2.3中震弹性计算
为了保证底部加强部位的混凝土墙肢及混凝土框架柱在中震地震力作用下受剪为弹性，采用SATWE程序进行中结构震弹性验算，具体为：地震影响系数最大值αmax=0.23及场地特征周期取0.40s且不考虑地震组合内力调整系数（即强柱弱梁、强剪弱弯等内力调整系数），构件组合内力计算中，不计入风荷载作用效应的组合；采用荷载作用的分项系数、材料的分项系数和抗震承载力调整系数；材料强度值取设计值[2]。
2.4中震不屈服验算
采用中国建筑科学研究院建筑工程软件研究所研发的SATWE程序进行中震不屈服验算。地震影响系数最大值αmax=0.23,场地特征周期取0.40s，不考虑地震组合内力调整系数，构件的组合内力计算时，不计入风荷载作用效应的组合。采用荷载作用分项系数均为1.0；抗震承载力调整系数γRE=1.0；材料强度采用标准值。剪力墙墙肢和框架柱的取中震不屈服、小震弹性及风荷载作用分析的.较大值进行设计。
2.5弹塑性静力分析
采用中国建筑科学研究院编制的，高层结构弹塑性分析程序EPDA/PUSH进行。PUSH程序是一个三维有限元空间弹塑性静力分析程序，程序单元库包括梁、柱元及剪力墙元两种非线性单元形式[3]。EPDA/PUSH是完全基于空间模型而设计的，尽量做到计算模型能够比较真实模拟结构实际的受力状态并最大限度的避免计算模型的计算误差。弹塑性梁、柱单元，采用标准的有限元方法进行构造，单元切线刚度是直接基于混凝土材料微元及钢筋材料微元的本构关系，这种模型通常被称为纤维束模型。弹塑性墙元的面内刚度的力学模型是采用平面应力模，并且可以考虑开洞，与梁、柱单元相同，它的单元切线刚度也是直接基于混凝土材料微元及钢筋材料微元的本构关系。墙元的面外刚度是用简化的弹塑性板元来进行考虑的。
3结束语
当今社会，几乎所有的超高层建筑都是由钢筋混凝土框架核心筒以及钢框架-混凝土核心筒结构所支撑的。超高层框架核心筒结构工程设计的重要性与日俱增。参考以上工程实例设计过程，即可完成超高层框架核心筒结构的结构初步设计。
参考文献：
[1]王来玮.基于性能抗震设计的超高层框架—核心筒结构的抗震性能分析[D].合肥工业大学,2013.
[2]杨文光.超高层建筑结构方案选型及抗震性能分析与优化研究[D].长安大学,2013.
[3]李慧.高层钢筋混凝土框架—核心筒结构体系的优化研究[D].广州大学,2012.
★ 模具设计电子简历
★ 模具设计实习报告
★ 成本会计研究论文
★ 职业教育研究论文
★ 论文研究方法
★ 模具设计实训总结
