跳到主要內容

臺灣博碩士論文加值系統

(44.200.175.255) 您好!臺灣時間:2022/08/11 13:37
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果 :::

詳目顯示

我願授權國圖
: 
twitterline
研究生:邱世平
研究生(外文):Shi-Ping Chiou
論文名稱:圓筒引伸成型強健最佳化設計之研究
論文名稱(外文):A Study on Robust Optimal Design for Formability of the Cylindrical Cup-Drawing
指導教授:林栢村林栢村引用關係
指導教授(外文):Bor-Tsuen Lin
學位類別:碩士
校院名稱:國立高雄第一科技大學
系所名稱:機械與自動化工程所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:116
中文關鍵詞:田口法強健最佳化設計圓筒引伸訊號/雜音比變異數分析沖頭圓角潤滑係數壓料力
外文關鍵詞:Takuchi methodsignal to noise ratio (S/N)robust of optimal designcylindrical cup-drawingANOVAholding forcelubrication coefficientpunch arc
相關次數:
  • 被引用被引用:1
  • 點閱點閱:214
  • 評分評分:
  • 下載下載:0
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:3

圓筒引伸成型是將胚料置於母模上並與壓料板互相挾持胚料,接著沖頭將胚料推入母模之模穴中以達到圓筒外型成品。在圓筒引伸中,破裂點往往發生在圓角與直壁部分交接處,儘管未發生破裂此點也是整體鈑厚最薄之處。
本論文的目的是利用強健最佳化手法來設計圓筒引伸成型性之製程參數。首先,決定潤滑,沖頭圓角型態及壓料力等製程參數,以圓筒引伸之圓角鈑厚最薄處為分析對象,原始鈑厚為目標函數。接著,利用直交表實驗計劃來規劃設計參數之參數值,使其實驗分析次數最少。隨後,同時進行PAM-STAMP電腦模擬和實際實驗,以驗證其結果。並且運用信號/雜音(S/N)比來評估目標函數的性能,以變異數分析(ANOVA)來確認設計參數對目標函數的影響,並預測不同設計參數之最佳參數值,且使其在追求最佳化設計性能的同時能保有設計的強健性與合理性。
在本研究中引伸成品之引伸比為1.94。而結果顯示,沖頭圓角對於圓角與直壁交接處的厚度變化佔有約65%的影響程度,而潤滑因素則有25%,而壓料力僅僅佔有10%。而圓角部分則以圓形圓角,潤滑則以乾燥狀態,壓料力為130~459kg時是使圓角處最薄鈑厚處最能達到原始厚度的最佳數值。


In the cylindrical cup-drawing process, a blank sheet is placed onto a drawing die and applied a pressure by blank-holder. Then, the punch pushes the blank sheet into the die cavity to form a cylindrical cup. In the cylindrical cup-drawing process, the fracture always occurs on the border between punch arc on nose and the area of cup wall. Although the fracture does not occur, the border is the thinnest area.
In this study, the approach of Taguchi method is used to design the process parameters of formability in the cylindrical cup-drawing. First, the coefficient of lubrication, the type of punch arc and the holding force are chosen as the process parameters. According to the objective function of the cylindrical cup-drawing, the orthogonal array is utilized to schedule values of the design parameters, that can minimum the number of times of the experiment. Then, the PAM-STAMP commercial package is used to simulate the cup-drawing process. At the same time, the cup-drawing experiment is done to validate the PAM-STAMP simulation result. Then, S/N (signal to noise ratio) is applied to estimate the performance of the objective function. ANOVA (Analysis of Variance) is also employed to keep both robustness and rationality of design, when the parameter values are changed.
In the study, the ratio of drawing is 1.94. Its result indicates that the thickness percentage contribution of punch arc (65%) is much greater than that of lubrication coefficient (25%) or holding force (10%). The optimal design factors for the cylindrical cup-drawing are identified as: the circular form of punch arc, no lubricant and 130~452kgf of holding force.


目錄

頁次
中文摘要………………………………………………………………………I
英文摘要………………………………………………………………………II
致謝……………………………………………………………………………IV
目錄……………………………………………………………………………V
圖目錄…………………………………………………………………………IX
表目錄…………………………………………………………………………XII
第一章 緒論 …………………………………………………………………1
1.1 前言………………………………………………………………1
1.2 研究動機與目的…………………………………………………2
1.3 文獻回顧…………………………………………………………2
1.4 研究方法與步驟…………………………………………………4
第二章 田口實驗規劃法 ……………………………………………………6
2.1 田口法分析流程 …………………………………………………6
2.2 定義理想機能 ……………………………………………………7
2.3 選擇誤差因子 ……………………………………………………8
2.4 進行誤差因子實驗 ………………………………………………8
2.5 分析結果並調和誤差因子 ………………………………………9
2.6 選擇控制因子 ……………………………………………………9
2.7 實驗測試 …………………………………………………………9
2.8 分析數據 …………………………………………………………10
2.9 預估最佳水準組合 ………………………………………………13
2.10 確認實驗 ………………………………………………………13
第三章 有限元素法模式及建立 ……………………………………………14
3.1 有限元素法模擬分析程序 ………………………………………15
3.2 基本假設 …………………………………………………………16
3.3 PAM-STAMP分析理論………………………………………………17
3.3.1材料彈性區特性……………………………………………17
3.3.2材料彈塑性行為……………………………………………18
3.4 引伸模型 …………………………………………………………19
3.5 模擬模式 …………………………………………………………21
3.5.1 製作網格 …………………………………………………21
3.5.2 前處理器設定引伸參數 …………………………………21
3.5.3 後處理器觀察結果 ………………………………………23
第四章 實驗模具設計與製作 ………………………………………………25
4.1 實驗模具之基本特性 ……………………………………………25
4.2 引伸模具之種類 …………………………………………………25
4.3 模具參數 …………………………………………………………28
4.3.1 胚料(Blank Sheet)材料…………………………………28
4.3.2 模具間隙 …………………………………………………29
4.3.3 沖頭圓角半徑之決定 ……………………………………30
4.3.4 引伸高度 …………………………………………………30
4.3.5 引伸力與壓料力 …………………………………………32
4.3.6 引伸力 ……………………………………………………32
4.3.7 壓料力 ……………………………………………………32
4.3.8 胚料尺寸展開 ……………………………………………33
4.3.9 最終之模具參數 …………………………………………34
4.4 田口式實驗參數數據之決定 ……………………………………35
第五章 實驗方法 ……………………………………………………………40
5.1 引伸模具及胚料 …………………………………………………40
5.2 圓形網格印製 ……………………………………………………42
5.3 實驗設備 …………………………………………………………48
5.4 實驗步驟 …………………………………………………………52
第六章 實驗結果 ……………………………………………………………53
6.1 實驗驗證 …………………………………………………………60
6.2 圓角處最薄鈑厚之田口實驗規劃分析結果 ……………………56
6.2.1 與鈑金壓延方向成0度之結果……………………………56
6.2.2 與鈑金壓延方向成45度之結果 …………………………60
6.2.3 與鈑金壓延方向成90度之結果 …………………………63
6.3 PAM-STAMP模擬圓角處最薄鈑厚分析結果………………………66
6.3.1 與鈑金壓延方向成0度之結果……………………………66
6.3.2 與鈑金壓延方向成45度之結果 …………………………69
6.3.3與鈑金壓延方向成90度之結果……………………………72
第七章 結論與建議 …………………………………………………………75
7.1 結論 ………………………………………………………………75
7.1.1 潤滑在圓角的最薄處影響 ………………………………76
7.1.2 沖頭圓角型態在圓角最薄處的影響 ……………………77
7.1.3 壓料力在圓角最薄處的影響 ……………………………77
7.1.4 結論 ………………………………………………………78
7.2 建議與未來方向 …………………………………………………78
參考文獻………………………………………………………………………80
附錄一 實驗與模擬之厚度分布比較圖 ……………………………………82
附錄二 模具設計圖 …………………………………………………………110


參考文獻1.E.I. Odell, W.E. Claause, 1977, "Numerical solution of a deep-drawing problem", ASME J. Eng. Ind., Vol. 99, pp. 206-209.2.SOLVER NOTES MANUAL, Pam System International S.A., Version 2000. Level 7.3.A.S. Korhonen, 1982, "Drawing force in deep drawing of cylindrical cup with flat-nosed punch", ASME J. Eng. Ind., Vol. 104, pp29-374.M.J.M. Barata Marques and R.M.S.O. Baptista, 1990, "Theoretical and experimental of axisymmetrical deep drawing", J. Mater. Proc. Tech., Vol. 24, pp. 53-63.5.朱展宏,民國81年,軸對稱鈑金成形之有限元素法分析,元智大學,碩士 論文。6.陳俊吉,民國81年,鋼材噴覆固體潤滑劑之磨潤性能研究,國立成功大學, 碩士論文7.D.W.Jung, I.S. Song, 1995, "An improved method for the application of blank-holding force considering the sheet thickness in the deep-drawing simulation of planar anisotropic sheet", J J. Mater. Proc. Tech., Vol. 52, pp. 472-488.8.You-Min Huang, Jia-Wine Chen, 1995, "Influence of the die arc on formability in cylindrical cup-drawing", J. Mater. Proc. Tech. Vol. 55, pp. 360-369.9.You-Min Huang, Jia-Wine Chen, 1997, "Influence of lubricant on limitation of formability of cylindrical cup-drawing", J. Mater. Proc. Tech. Vol. 63, pp. 77-82.10.Serope Kalpakjian, 1997, Manufacturing Process for Engineering Materials, 3rd edition, ADDISON WESLEY.11.邱先拿,蔡添吉,廖振昇,魏江銘,民國87年,模具技術手冊-沖壓模具設 計手冊,民國89年再版,金屬工業研究發展中心,高雄市。12.吳宗明,王珉玟,民國85年,"塑膠機械塑化螺桿參數設計",機械工業 雜誌,85年8月號,pp. 117-127。

QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top
無相關期刊