·162·价值工程ProcessAnalysisandDrawingDieDesignforRectangularParts矩形件工艺分析及拉伸模设计曹九英CAOJiu-ying（山西新华化工有限责任公司，太原030008）（ShanxiXinhuaChemicalCo.，Ltd.，Taiyuan030008，China）摘要院本文对矩形件拉伸工艺进行了较为详细的分析。在此基础上设计了凸凹模，主要对模具的圆角半径及间隙进行了分析和计算，使该公司的接线盒外观质量得到很大改善，具有实用价值。Abstract:Thisarticleanalyzesthedrawingprocessofrectangularpartsindetail.Basedonthis,aconvexandconcavemoldisdesigned.Thecornerradiusandclearanceofthemoldaremainlyanalyzedandcalculated,whichgreatlyimprovestheappearancequalityofthecompany'sjunctionboxandhaspracticalvalue.关键词院矩形件；拉伸；毛坯尺寸；润滑Keywords:rectangularpart；stretching；blanksize；lubrication中图分类号院TG385.2文献标识码院A文章编号院1006-4311（2020）02-0162-030引言为拓展民品市场，我公司接受了生产一种金属接线盒的任务，材料厚为1.6mm的矩形件，需要设计该矩形件的引伸模，图1为该零件图。由零件图分析，零件变形程度相对较大，公司决定零件材料采用国产08F，因为08F具有良好的塑性，易拉延、深冲。现以此为例，对矩形件进行工艺分析及拉伸模设计。图1零件图1矩形件拉伸的变形特点矩形件的拉伸，在毛坯变形区（突缘上）是径向受拉、切向受压的应力状态，因此从变形性质上来说，与圆筒形制件基本相同。但其最大的差别是在拉伸件周边上的变形是不均匀的。由此而引起一系列和圆筒形件成形过程不同的特点。矩形拉伸件，它的侧壁由直壁和圆角两部分组成。直壁部分的变形并不是简单弯曲，而是近似于弯曲，拉伸时，因为圆角部分的材料要向直壁流动，使得直边部分会受到切向压缩。圆角部分的变形近似于圆筒件拉伸，但并不完全相同，因为有两个相邻的直边存在，使得拉伸时圆角部分的材料会向直边流动，从而减轻圆角部分的变形。因此在冲压工艺和模具设计中，矩形件与圆筒形件需要解决问题的方法并不完全相同。2零件工艺分析及毛坯尺寸确定2.1零件工艺分析要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要作者简介院曹九英（1972-），女，山西岚县人，工程师，大学，主要研究方向为冲压工艺技术及模具设计。R底），R=可得L=73.85mm，角部展开半径R抑50mm，根据以上计算结果初步做出矩形件待修正的展开图，如图2（a）。待修正展开图形，其面积等于拉伸面积。但圆弧与直线的连接不符合展开图形应圆滑过渡的要求，故在基本上不改变面积的条件下对原展开图作适当修正。为此，从a1b1及a2b2的中点向弧线a1a2作切线，这里切线向外交叉，然后以半径为R的圆弧连接切线与直边的展开部分，完成展开图形的修正，如图2（b）。修正后的展开图与待修正的展开图相比，减少的面积等于增加的面积，f1=F1，f2=F2，所以面积基本不变。域b区属于角部圆角半径较大的低矩形区，即0.170.54L时，圆弧外凸修正后的展开图图2矩形拉伸件毛坯图解法图4模具结构和矩形件相对拉伸高度H/B查表得），则可求得ha=4.2mm，hb=5.4mm。然后，将半径增大到R1，长度减少ha和hb后，由于圆弧与直线仍未平滑连接，可采取试凑的方法用Ra和Rb的圆弧将外形光滑过渡连接。根据以上计算数据可绘出如图3所示毛坯图。不用压边圈的拉伸凸模、凹模结构和用压边圈的结构。本模具根据零件特点采用有压边圈的拉伸凹模结构。此外，为了减少拉伸过程中材料的流动阴力，并且为了保证零件外观质量，防止引伸时制件壁部产生划线，模具的凹模表面采用淬硬的工具钢镶块，镶块硬度为58耀65HRC，表面粗糙度值Ra小于0.8mm。4.2凸、凹模的圆角半径由于拉伸时，凹模的圆角半径对拉伸工序影响大，因此凹模圆角半径尽可能设计大一些，以降低拉伸系数，提高拉伸件的质量。但圆角半径过大，模具压边圈就起不到作用，会引起拉伸件起皱，不利于拉伸。此凹模工作部分尺寸圆角设计成了1个复合角，如图5所示，该圆角虽不能满足零件最终要求（法兰边与直壁处R6.35），但对基本成型是有利的，R6.35由拉伸后的整形工序满足。图3毛坯图2.3矩形件的工序计算低矩形件（区域域b区）圆角部分的拉伸系数为m=R角/R=0.377>[m]=0.33，因m大于矩形件第一次拉深系数0.33，故此零件可一次拉成。3拉伸力计算和设备选择拉伸力P=hL啄滓b其中L=（A-2R角）伊2+（B-2R角）伊2+2R角仔，其中h=0.5耀0.8、啄=1.6mm、滓b=255耀343N/mm，故P=94耀202kN，压边力Q=Fq，其中q=0.37N/mm（拉伸时单位压边力）F=29931.7mm（F为在压边圈下毛坯投影面积），故Q=11kNP总=P+Q=105耀213kN，根据以上计算，结合现有设备情况，选择了400kN的双吨冲床。4拉伸模结构及其设计要点拉伸模结构，是根据零件图几何形状、材料和使用的压力机来确定，模具总体设计见图4所示。4.1凸、凹模的结构在设计拉伸模时，凸模与凹模的结构是否合理，直接影响到拉伸件的质量和拉伸过程中材料的变形程度。根据拉伸工艺的特点，在生产中常用的拉伸凸模与凹模主要有图5拉伸凹模工作部分圆角示意图4.3凸、凹模的间隙矩形拉伸凸、凹模的间隙有直边和圆角两部分，直边间隙各次逐渐递减，而圆角部分因拉伸过程使材料变厚，所以圆角间隙按次递增，其值比直边间隙增大驻Z，如图6所示，该矩形件直壁部分取正常间隙Z1=1.1t=1.76，角部采用加大间隙的方法，取Z2=Z1+驻Z=2.42，（驻Z=0.414Z）驻对于凹模和凸模来说，凸、凹模圆角的圆心不在同一个点上。相差1个数值a。图6凸凹模圆角中心示意图·164·价值工程基于STM32智能家居系统的硬件设计HardwareDesignofSmartHomeSystemBasedonSTM32王翀WANGChong曰高海深GAOHai-shen曰罗琦LUOQi（华南农业大学珠江学院，广州510900）（ZhujiangCollege，SouthChinaAgriculturalUniversity，Guangzhou510900，China）摘要院本文主要介绍智能家居系统的硬件设计部分。本设计以STM32F429IG为核心，硬件系统设计部分充分利用直流电机、步进电机、传感器以及外部开关，使用不同LDO对各部分电路电压进行稳压。根据设计要求画出对应的PCB设计图，并使用SMD精准焊接，搭建电路后，联机调试，确保硬件能够安全运行，再通过程序的编写，最终实现自动报警、灯光照明控制、温湿度控制、空气质量测量、家用电器定时、窗帘自动控制等功能。Abstract:Thisarticlemainlyintroducesthehardwaredesignpartofthesmarthomesystem.ThisdesignusesSTM32F429IGasthecore.ThehardwaresystemdesignpartmakesfulluseoftheDCmotor,steppermotor,sensorandexternalswitch,andusesdifferentLDOstoregulatethevoltageofeachpartofthecircuit.ItdrawsthecorrespondingPCBdesigndrawingaccordingtothedesignrequirements,andusesSMDtoaccuratelyweld.Afterthecircuitisbuilt,itmakesdebugonlinetoensurethatthehardwarecanoperatesafely.Then,throughprogramming,theautomaticalarm,lightingcontrol,temperatureandhumiditycontrol,airQualitymeasurement,homeappliancetimingandautomaticcurtaincontrolareachieved.关键词院STM32；智能家居；硬件设计Keywords:STM32；smarthome；hardwaredesign中图分类号院TP273；TU855文献标识码院A文章编号院1006-4311（2020）02-0164-021硬件系统设计1.1总体方案设计本设计使用了STM32F4单片机作为主控，利用24G无线通信与STM32F1单片机通信，令STM32F1单片机通过驱动步进电机时限门窗窗帘等的开关，同时使用MQ-2烟雾气敏传感器监测可燃气泄漏、火灾，通过蜂鸣器报警；使用MQ-135气体传感器、DHT11温湿度传感器、AP3216C光照传感器等监测室内居住环境；使用热释电传要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要感器、蜂鸣器实现防盗功能；选择安信可的乐鑫ESP8266串口WIFI模块，利用机智云协议实现联网的功能，使用户能在移动端随时随地了解家中居住环境质量以及远程控制窗帘、窗户、灯光、插座等等。1.2系统功能本系统的开发设计可以实现以下几种功能：淤家用电器定时、窗帘自控等功能；于利用MQ-2传感器检测甲烷等可燃气体、防盗报警器实现防盗报警的功能；作者简介院王翀（1995-），男，广东东莞人，学生，研究方向为嵌入盂利用WI-FI智能插座控制灯的开关，以实现灯光式系统；高海深（1998-），男，广东肇庆人，学生，研究方向为嵌入式系统；罗琦（1996-），女，广东梅州人，学生，照明控制的功能；研究方向为嵌入式系统。榆利用DHT11传感器测量温湿度，调节温度和湿度，a=R凸+Z1-R凹b=R凸+Z2-R凹式中R凸———凸模圆角半径；R凹———凹模圆角半径，单位为mm。整理得：由图6知b=姨2aR凸=R凹-（2+姨2）Z1+（1+姨2）Z2（以凹模为基准求凸模）伸长和从凸模底部流出的材料予以补充。如果润滑不良，则上述两部分材料流动就少，而且在凸模圆角处受到磨擦支承作用的部分材料基本上不变形，而在刚刚离开凸模圆角处的不受磨擦支承作用的另一部分材料，因变形集中就容易破裂。所以矩形件拉伸时，其凸模的润滑应区别于圆筒形件的凸模润滑。此矩形件生产过程中，采用动物油和植物油配比，作为润滑介质，涂在与凹模接触的毛坯一面，使用效果极佳。通过对矩形件工艺分析及拉伸模设计，提高了模具的使用性能及产品的质量，满足客户的需求，为企业赢得市场提供保障。R凹=R凸+（2+姨2）Z1-（1+姨2）Z2（以凸模为基准求凹模）本零件以凸模为基准，得R凹=R凸+0.66=18.08mm实际取R凹=18-0.13mm参考文献院5润滑[1]陈炎嗣，郭景仪编.冲压模具设计与制造技术[M].北京出版在拉伸成形过程中，由于材料的流动与凹模、压边圈之社，1991，12.间可产生磨擦热，造成不良影响，因此润滑就显得尤为重要。[2]李淑芳编.模具制造手册[M].江苏科学技术出版社，1982，03.矩形件拉伸时，因为矩形件凸缘部分向凹模流动的速[3]李硕本编.冲压工艺学[M].机械工业出版社，1982，11.[4]成大先编.机械设计手册[M].化学工业出版社，1993，5.度，在直边部分和转角部分是不同的。转角部分在拉伸开[5]赵孟栋编.冷冲模设计[M].机械工业出版社，1993，7.始成形时的流动速度较慢，其不足部分由凸模圆角附近的