曲面变向冲孔冲头横截面形状尺寸的确定

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1、曲面变向冲孔冲头横截面形状尺寸的确定曲面变向冲孔冲头横截面形状尺寸的确定250002山东省五金研究所.皇壅:.266033青岛大学纺织服装学院董董一-2//【摘要】本文提出了解决曲面冲孔问题的两种方法——先平板冲孔后卷成曲面的方法和改变冲孔方向再在tl曲面上冲孔的方法.详细阐述丁第二种方祛,并进行丁讨论本文的求解方法可推广应用于其它娄似问题中.tOcamberaftertheholeplate--metalispunched,thesecondwayLstOpunchincam~eralonganwdirectionThewayscanbe

2、usedtOsolveothersimilarproblems面体的轴线和母线不垂直,而有一个倾斜角?直b接在曲面上,用截面规则的冲头,按其冲裁方向图2倾斜于圆筒冲孔时冲裁方向的变化进行冲孔,会造成模具结构设计困难.这已在文a,原孔方向b,现冲孔方向肖鸯南舀def图l曲面冲孔成形件a圆柱面上垂直于轴线有孔b,圆柱面上倾斜于轴线有孔c,圆锥面上垂直于轴线有孔d,圆锥面上垂直于母线有孔e,圆锥面上倾斜于轴线l和母线有孔f球面上,有倾斜三角形孔献中述及.该文提出了克服这一困难的两种方法(平板冲孔然后卷成曲面的方法和改变冲孔方向仍在曲面上直接冲孔的

3、方法),并详细地探索了第一种方法,在特例的基础上归纳出处男驺岁工程师——14——I改变冲孔方向在曲面上冲孔,需要将规则的冲头截面的形状加改变,这是很明显的如对于图2所示的倾斜于圆筒冲孔的情况,冲裁方向与圆柱母线呈角度B,冲头横截面(指垂直于冲裁方向的冲头截面)是圆,如图2.a所示;当改变冲孔方向,使冲裁方向垂直于圆柱轴线时,为了获得与图2.a形状尺寸相同的孔,则其冲头的横截面形状将不得不改变,冲头的横截面将不再是圆.2改变冲孔方向后冲头的横截面形状2.1原冲头横截面形状尺寸为圆下面先讨论图2所示的情况,图2.a的主视图见图3,图中平面l垂直

4、于纸面.垂直于冲裁方向,平面m垂直于纸面,并与圆筒轴线平行(也与母线AB平行)平面I截冲头所得的形状为圆.平面m截冲头所得的形状就是图2.b所示的冲头的横截面形状.这样问题又转化为图4,求平面m截圆柱所得的截面形状图3图2.a的主视图图4图3所示的冲头经求证可知,所得截面形状为椭圆.求证过程如下(参见图5):图5图4的三视图及局部向视图图5为图4的三视图和局部向视图(左上角),向视图反映了截面形状的真实情况.设圆半径为R,埙角为a,主视图中的斜面高度为2H.首先,证明截面m在左视图上为椭圆(图5右图)若为椭圆,则显然其方程为丢+导=l(1)

5、式中,R——椭圆的长半轴;H——椭圆的短半轴现求其上任一点M'(x.,y)的坐标坐标是否满足方程(1)由主视图知:v一丽一√巧丽.一yoz一丽z一丽COSZa一!一丽.(—一1)由图5的俯视图可知:丽一R一x故有:y.一(R2-xoz)'l)一(R.一x.).—I--COS~a一一_(R-~__XoZ.1__W....'.+'.'.—R—2=(R2--X02)将(2)式代入(1)式左边,有:!一.:墅一.并检查此Xo2(x0z)蔷.十——百广一一结果与(1)式右边相同,因此证明了截面ITl在左视图上为椭圆.再证明,截面m在向视图(图5左上图

6、)上为椭圆.?若为椭圆,则其方程为+百一l㈦式中,R——椭圆短半轴;——椭圆长半轴(即图5中_丽长度的一半).现求其上任一点M(x.Y)的坐标.并检查此坐标是否满足方程(3).M对应于主视图中的M和左视图中的M'由主视图知;一】5一则Y堡POiRF由向视图和主视图的关系,知,一丽一co$Ⅱ由主视图和俯视图的关系.有r———————一r—————一丽一√百--X.一√R一x0R2~xo2厢—一一—————一(4)根据向视图,主视图和左视图之间的关系.得:x1—o(5)将(4),(5)两式X,代入(3)式左边,有x1.ly1.R0.H上RXo2

7、(R+H)(R2--xo-~)一R.H0+R=1'结果与(3)式右边相同.因此证明了截面m在向视图上为椭圆.这便求得了图2.b所示的冲头的横截面方程.有了此方程便可方便地在生产实际中制造出图2.b所采用的冲头.如果图2.a冲头的横截面半径为R,冲头的冲裁方向与母线AB(图3)的夹角为日,则图2.b的冲头横截面方程则可由方程(3)转化而来:由图5可知:一,百1--r—1.=.tOSS--COS(90.一8)=sin]3代入方程(3)得;+÷一1(6).()z此即为所求图2.b所示冲头的横截面的形状尺寸.对于图1.c和图1.e改变方向时,是将冲

8、裁方向变为垂直于母线(如图1.d所示)此二种情况,若原来冲头横截面为圆,原冲孔方向与母线的夹角为p,则将其变为图1.d所示的方向冲孔时.新冲头的横截面形状仍可采用(6)式求解,在