钢或铝金属成形机械设计精密零件计量显微镜

钢或铝金属成形机械设计精密零件计量显微镜

  金属成形科学与实践新材料的成形，如高强度钢或铝。一个错
误的观念就是，原始的设计可以借助一个精确的计算机辅助系统自
动完成，这在工程技术中是永远不可能实现的。方案设计要求对机
械过程有个基本的理解，并结合简单计算来建立整个设计过程。如
果这个步骤做得很好的话，那么CAD系统在完善设计和添加许多设
计细节上非常有用。
  与它相联系的另外一个问题就是在这个领域很难开发研制出这
样一个教育软件——只强调数值模拟而忽略板带成形的基本工艺的
教育软件。资料表明，“运用，，大的有限元系统进行分析时，系
统本身并没有提供成形工艺知识。这样，工程师对板带进行数值模
拟时，他不仅学不到完整的数值模拟知识，而且学到的知识将是零
碎的知识。在工程科学领域还没有形成一个有效的教育软件，只有
结合相关的领域(即机械设计领域)才能够说明这个问题。每个工程
师都知道，在一些工具设计的开始阶段，几乎所有的结构分析都是
用发展很完善的学科诸如“强度，材料的力学性能”来完成的。在
这个学科里，复杂的部分都被简化成张力部分、导板、辊或坯料的
一个组合，通过简单的模型(简单模型通常包括一些假设和测试好
结果的假设)来分析。给板带成形开发一个类似的研究项目是非常
重要的。本章的任务就是证明如果能最大限度地利用先进的数值模
拟工具，开发这个研究项目已经成为可能，而且它也是非常必要的
。
  采用“材料的强度，，确定板带成形工艺的这种方法，它包括
确定每个单元的板带成形工艺，诸如拉拔或在一定曲率下的弯曲和
反弯曲。一个复杂的过程是许多因素的组合，而这些因素是由设计
者确定的，并用一些简单的模拟就可分析得出来的。对于任何这样
一个工具，这些工具单元的个数很少，设计者将检验每个计算的输
出，获得对这些单元相互联系方式的感性认识，这有助于对整个过
程的理解。在数值分析中，这是不可能的，因为数值分析包含上千
个单元，而且很多信息都被隐藏在大量的数据中。

 
  在过去的二十年里，大量的板材成形研究的目的在于直接利用
数值技术，预测复杂形状的工件在模具中的应力、应变和表面状态
。通常利用电子计算机，在付诸生产之前，就能获得有关复杂的冲
压件的相关信息。依靠软件，我们可以很好的预测板料在何处发生
裂开或起皱。当然必须承认结果的定量验证还没有推广使用。
  这些发展已经大大提高了金属板材的成形技术水平，但还有很
多需要改进的领域。但是在方案设计阶段，工具和工艺工程师进行
的模具设计一直是根据经验和常规来设计的。过去，设计者都是很
多有经验的技工，即使是在现在，在一定程度上，这种情况仍然存
在。在不需要对设计方法的基础有太多改变的条件下，先进的计算
机辅助系统已经开始占据这个位置，结果是当精确的数值模拟能够
识别各方面问题时，这些模拟模型实际上是分析的工具而不是设计
的工具，因此对有问题的地方做适当的修改仍然是经验的。所以能
够用模拟来对模具设计作定量地修改是迫切需要的。在对所有工具
进行更大的数值分析之前，这样的设计方法能够对设计修改作最终
的解释和说明。从另一方面来看，应该有比用一个昂贵的和复杂的
数值分析方法更适合用于实验和误差分析的工具。现在的问题是，
因为工具的最原始的设计经常依据宝贵的经验，

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