论文缩写

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设计以已有文献和知识为基础，深入理解与分析，综合利用大学所学知识，严谨求学，求实务真，全面的设计出一套材料成型性能实验机。设计主要针对开发金属薄板和带材进行工艺性试验的设备，根据国家标准《扩孔试验方法》用以检验金属薄板和带材的塑性变形性能。主要包括扩孔模具的设计，材料成型性能实验机的结构设计，材料成型性能实验机液压系统的设计，实验机（扩孔）结构设计图与液压系统图的绘制。

目录逐一的列出了论文的所有章节，囊括所有标题，充分做到一目了然，是整个论文的阅读指引。

第一章——绪论，阐述了本毕业设计的意义，从冲压定义，流程，工艺要求入手，全面的论述了材料性能对冲压成型的重要指导作用。从而引出材料成型性能实验机设计所需达到的要求，并进一步介绍实验机系统组成，工作原理，及主要支撑技术环节。对实验机所能进行试验做了简要说明，并介绍了设计的重要组成。实验机通过微机自动控制实验力、位移、速度、从实验数据获得、处理、打印，全部实现自动化，试样的夹持采用液压夹头，操作方便、安全、可靠。不但可以对材料进行拉、压、弯、等常规试验，还可以根据需要提供多种附件供特种实验用；整机形式：油缸下置式；全数字控制系统，控制方式间能任意组合、平滑切换；完全满足金属材料室温拉伸实验方法的要求，适用于薄板和带材等试样的拉伸实验；自动求取各相关标准中规定的结果参数（需要配置相应夹具或变形测试装置）；满足金属材料弯曲实验。

第二章——金属薄板和带材成型性能，先简要说明了薄板和带材及成型性能的定义.接着论述狭义成型性能和广义成型性能及各自所包含的性能分类。狭义成形性能分为以下五种：胀形性能，拉深性能，扩孔性能，弯曲性能，复合成形性能。其后就塑性各向异性与成型性能的关系做了简要介绍，包括塑性厚向异性与成形性能的关系，塑性平面各向异性与成形性能的关系。再后阐述了应变硬化指数与成型性能的关系最后分析金属薄板与带材成型极限图，以上性能都是实验机所要完成试验参数的指向。

第三章——金属薄板和带材的实验方法，以国标的金属薄板与带材成型性能与试验方法通用试验规则为标准，进行了扩孔试验的基本试验规程的分析，并

对试验原理及试样的选择进行了说明。扩孔试验加载速度、厚度和压边力的选择分析：(1) 同一种金属材料,在相同的轧制状态和试验条件下,扩孔值随着试样厚度增加而增大。(2) 根据试验试样和需要, 最佳的扩孔速度控制在10mm/ min 左右,测得的扩孔值相对准确。(3) 压边力的变化,对扩孔值也有一定的影响,压边力< 10kN 时,测得的扩孔值均大于真实值。为了正确反映出材料的真实性能,必须严格按照GB/T15825.1-1995 标准中规定的10kN 的压边力试验。

第四章 ——试验机方案选择及技术参数，初步拟定设计实验机的方向与重要参数，为设计指定了方向。用普通拆装模具进行试验，当需要某套模具时通过拆装来进行试验。模具更换麻烦，设计较简单，设计成本低。技术规格参数的选择产品名称：多功能材料成型试验机。产品型号：WHGCDX-CK-051

精度等级：1级

冲压负荷：60kN

夹紧负荷：25kN

冲头行程：60mm

夹紧行程: 20mm

第五章 ——液压系统的设计与计算，查阅资料初选系统工作压力，液压缸主要结构尺寸计算，确定活塞杆与活塞直径，活塞直径的计算公式

：D =h d =0.7D ，计算液压缸的输入流量与输入功率。根据系统工作压力选择液压元件，包括液压泵、电动机和控制阀的逐一选择。 液压泵工作压力的确定：1p p p p ≥+∑∆完成油箱容积的计算，选择液压油。 液压泵流量的确定：max ()P Q K Q ≥∑

系统最大流量发生在快速合模工况为max Q ∑，取系统系数K 为1.2。求得液压泵流量： 1.2P MAX Q Q =∑。选用外啮合齿轮泵。则可选取FLCB-D 为系统的供油泵，其额定流量为5L/min ，额定压力为10MPa ，额定转速为2000r/min 。按FLCB-D 齿轮泵技术规格，查得的驱动电机功率为1.1KW 的电动机。现选取电动机型号为Y90S-4的三相异步电动机。进行实验机的核心设计分析与计算，确定液压缸的结构形式，分别就夹紧缸和主缸结构形式的选择做了详细的说明，细节上充分

考虑到工作的各个环节。液压缸主要零件的强度和刚度计算完成了活塞杆、缸筒厚度和固定螺栓直径的校核计算，确保设计尺寸的科学可靠性。完成缸体和吸游管材料，固定螺栓的选择。液压系统性能验算，确保了液压系统的精准性。管道通径与材料：阀类一经选定，管道的通径基本上一经决定，这是标准化设计的一 、壁厚1mm的通径的紫铜管。考虑到扩口处管子的强度，壁厚大方便。取12

可以略有增加，一般按常用的紫铜管的规格选取即可（对低压系统而言），对高压系统必须进行计算。液压油的选择：该系统为一般的金属板材的试验的液压系统传动，所以在环境温度为-5~35摄氏度之间时，一般可选用46号液压油。

夹紧液压缸采用附加在主缸上、缸体运动的形式；为减少缸体与活塞体积、简化结构，采用O型密封圈；由于行程不长，运动部件质量很小，速度也不大，不必考虑缓冲结构；排气螺塞也可以由油管接头来代替。主缸采用单出杆、缸体固定形式。由于试验机的冲头工作为直线运动，在运动方向上没有严格的定位要求，不必采用缓冲结构，快退时可以采用电气行程开关预先发讯，是三位四通电磁换向阀切换至中位，工作停住，避免刚性冲击；排气也可采用松开油管仅有螺塞的方法进行，而不设专门的放气螺塞。

第六章——实验机试验模具设计，通过扩孔试验凹模圆角半径的探讨和金属塑性成形时板料与模具真实接触面积研究，确定适当凹模圆角半径，完成扩孔模具设计。对于相对弯曲半径较大的材料，应该允许其采用圆角半径大于或等于最小弯曲半径的扩孔凹模，以避免出现不正常的材料折弯现象而影响扩孔试验的正常进行，使标准能更好的指导试验研究工作。金属板料的塑性加工中，模具与板料的真实接触面积是很小的。在外力比较小时，板料不会与模具发生粘连，其真实接触面积同样与投影面积无关，产生滑动的摩擦力当然也与投影面积无关，这就是库仑摩擦定理所描述的自然规律的根据。此次试验机在扩孔试验中选用的尺寸如下（表6-1）所示，

表6-1 模具尺寸