压力中心计算方法及系统

本发明属于冲模压力中心计算方法技术领域，具体涉及一种压力中心计算方法及系统。

背景技术：

冲压力合力的作用点称为压力中心。为了保证压力机和冲模正常平稳地工作，必须使冲模的压力中心与压力机滑块中心重合。否则，冲载过程中压力机滑块和冲模会承受偏心载荷，使滑块导轨和冲模导向部分产生不正常磨损。因此，设计冲模时，应正确计算出冲裁时的压力中心，并使压力中心与模柄轴心线重合。有些形状简单的冲载件可以通过解析法计算其压力中心，但是对于形状复杂的冲载件，使用解析法计算时，计算比较繁琐，较难计算出其压力中心，往往冲模的压力中心与压力机滑块中心不重合，导致降低冲载件质量和模具寿命，甚至损坏模具。因此，精确地求出冲载件压力中心是保证压力机稳定工作的必要条件。

因此，基于上述技术问题需要设计一种新的压力中心计算方法及系统。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种压力中心计算方法及系统。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种压力中心计算方法，包括：

确定冲载件形状；以及

根据冲载件形状获取压力中心的位置。

进一步，所述确定冲载件形状的方法包括：

所述冲载件形状包括：直线段、圆弧段、不规则冲载件、多凸模冲载件。

进一步，所述根据冲载件形状获取压力中心的位置的方法包括：

当冲载直线段时，其压力中心位于直线段的中点。

进一步，所述根据冲载件形状获取压力中心的位置的方法包括：

当冲载圆弧段时，其压力中心的位置坐标为：

其中，l为弧长；r为半径；α为圆弧段对应角度的一半；b为圆弧段的弦长。

进一步，所述根据冲载件形状获取压力中心的位置的方法包括：

当冲载不规则冲载件时，将不规则冲载件的轮廓线划分为若干条直线段和圆弧段，分别计算其冲载力，并计算出各线段的压力中心至x轴y轴的距离，以获取压力中心的坐标：

其中，xn为第n个直线段的压力中心至y轴的距离；yn为第n个直线段的压力中心至x轴的距离；ln为第n个直线段长度。

进一步，所述根据冲载件形状获取压力中心的位置的方法包括：

当冲载多凸模冲载件时，计算出各单一图形的压力中心到坐标轴的距离，以及单一图形轮廓周长，以获取压力中心的坐标：

其中，xn为第n个单一图形的压力中心至y轴的距离；yn为第n个单一图形的压力中心至x轴的距离；cn为第n个单一图形轮廓周长。

进一步，所述根据冲载件形状获取压力中心的位置的方法包括：

当冲载多凸模冲载件时，获取多凸模冲载件的轮廓线，通过圆沿此轮廓线扫掠一周，且圆心与轮廓线重合，行成实体轮廓框，并且通过重心查询功能，以获取重心的坐标，即压力中心的坐标。

另一方面，本发明还提供一种压力中心计算系统，包括：

形状获取模块，确定冲载件形状；以及

中心获取模块，根据冲载件形状获取压力中心的位置。

进一步，所述压力中心计算系统适于采用上述的压力中心计算方法获取压力中心的位置。

本发明的有益效果是，本发明通过确定冲载件形状；以及根据冲载件形状获取压力中心的位置，实现了精确获取冲载件的压力中心，有效地提高冲载件质量和模具的寿命。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明所涉及的压力中心计算方法的流程图；

图2是本发明所涉及的圆弧的压力中心图；

图3是本发明所涉及的复杂冲载件的压力中心图；

图4是本发明所涉及的多凸模冲裁时压力中心的图；

图5是本发明所涉及的传统解析法冲载件坐标图；

图6是本发明所涉及的三维造型模拟冲载件三维图；

图7是本发明所涉及的计算机造型法计算复杂冲载件坐标图；

图8是本发明所涉及的压力中心计算系统的原理框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

图1是本发明所涉及的压力中心计算方法的流程图。

如图1所示，本实施例1提供了一种压力中心计算方法，包括：确定冲载件形状(以及尺寸)；以及根据冲载件形状获取压力中心的位置，实现了精确获取冲载件的压力中心，有效地提高冲载件质量和模具的寿命。

在本实施例中，所述确定冲载件形状的方法包括：所述冲载件形状包括：直线段、圆弧段、不规则冲载件(复杂冲载件)、多凸模冲载件等；冲模的压力中心可以按照以下原则来确定：对称形状的单个冲载件，冲载压力中心在几何中心；工件形状相同且分布位置对称时，冲模压力中心在工件对称中心。

在本实施例中，所述根据冲载件形状获取压力中心的位置的方法包括：当冲载直线段时，其压力中心位于直线段的中点。

图2是本发明所涉及的圆弧的压力中心图。

如图2所示，在本实施例中，所述根据冲载件形状获取压力中心的位置的方法包括：

当冲载圆弧段时，其压力中心的位置坐标为：

其中，l为弧长；r为半径；α为圆弧段对应角度的一半；b为圆弧段的弦长；压力中心位于x轴上。

图3是本发明所涉及的复杂冲载件的压力中心图。

如图3所示，在本实施例中，所述根据冲载件形状获取压力中心的位置的方法包括：

可先将组成图形的轮廓线(不规则冲载件的不规则冲载件)划分为若干条简单的直线段和圆弧段，分别计算其冲载力，这些即为分力，由各分力再算出合力；然后任意选定直角坐标轴x-y，并算出各线段的压力中心至x轴y轴的距离；最后根据合力对某轴之矩等于各分力对同轴力矩之和的力学原理，即可求出压力中心的坐标：

其中，xn为第n个直线段的压力中心至y轴的距离；yn为第n个直线段的压力中心至x轴的距离；ln为第n个直线段长度。

图4是本发明所涉及的多凸模冲裁时压力中心的图。

如图4所示，在本实施例中，所述根据冲载件形状获取压力中心的位置的方法包括：

当冲载多凸模冲载件时，计算出各单一图形的压力中心到坐标轴的距离，以及单一图形轮廓周长，以获取压力中心的坐标：

其中，xn为第n个单一图形的压力中心至y轴的距离；yn为第n个单一图形的压力中心至x轴的距离；cn为第n个单一图形轮廓周长。

在本实施例中，所述根据冲载件形状获取压力中心的位置的方法包括：上述方法为解析法，适合一般结构简单、易求压力中心且有规则几何形状的冲载件，当冲载件形状复杂、无规则几何形状时，计算繁琐，容易出现误差，采用计算机造型法精确获取压力中心的位置：

当冲载多凸模冲载件时，获取多凸模冲载件的轮廓线，通过圆沿此轮廓线扫掠一周，且圆心与轮廓线重合，行成实体轮廓框，并且通过重心查询功能，以获取重心的坐标，即压力中心的坐标。通过借助三维造型软件，首先做出冲载件的轮廓线，然后用一个直径极小的圆沿此轮廓线扫掠一周，且圆心与轮廓线重合，做成截面积很小的实体轮廓框，再通过三维造型软件的重心查询功能，即可得到重心的坐标，(假定冲载件均匀受力，即工件沿剪切面的受力处处相等)，这个中心坐标即是冲载件的压力中心，计算机造型法，操作简单，耗时短，计算精准，适合用于各种结构简单、复杂的冲载件，适用范围比较广泛，提高计算精度，进而提高冲载件的质量，在工程上是行之有效的，且满足实际冲压模具生产的工作要求。

图5是本发明所涉及的传统解析法冲载件坐标图。

在本实施例中，对压力中心获取方法进行举例说明；

采用解析法，获取材料q235，厚度0.5mm的压力中心；首先，根据冲载件的形状，如图5所示，建立合适的平面直角坐标系，并且对塑件的各边进行标号，逆时针分别标记(1)、(2)、(3)、(4)、……(10)。其次计算各线段的长度及对应各线段的压力中心至坐标轴的距离，并将计算结果列于表1中。

表1：记录表

将表1中数据代入压力中心坐标计算公式得出冲载件的压力中心坐标(x0，y0)

即求得压力中心坐标为(18.52，10.34)。

图6是本发明所涉及的三维造型模拟冲载件三维图。

通过计算机造型法，获取材料q235，厚度0.5mm的压力中心；采用计算机三维造型软件(例如ug软件)，获取冲载件的压力中心，即如图6所示，将冲载件的轮廓线做成截面积很小的实体，然后利用重心查询命令，得到重心的坐标也就是冲压件的压力中心坐标，重心坐标(即压力中心)：(18.59，10.37)。解析法计算繁琐，计算时间较长，且计算精度可能存在误差，而第二种方法计算简单，只需要构建冲载件轮廓线框，然后通过重心查询，求得轮廓线框重心，即压力重心，该方法对比传统的计算方法具有耗时短、计算精准等优点。

图7是本发明所涉及的计算机造型法计算复杂冲载件坐标图。

计算复杂不规则几何形状的冲载件，通过解析法计算时，较难求得各段的压力中心，因此，无法有效地计算出冲载件的压力中心。因此使用计算机造型法，计算复杂不规则几何形状的冲载件(如图7所示)。首先，通过软件建模将冲载件轮廓线框构建成截面积很小的实体，然后利用重心查询命令，求得复杂几何形状冲载件的重心，进而得出塑件压力中心。通过以上对复杂冲载件的压力中心的计算，计算机造型法具有较大的优势。

实施例2

图8是本发明所涉及的压力中心计算系统的原理框图。

如图8所示，在实施例1的基础上，本实施例2还提供一种压力中心计算系统，包括：形状获取模块，确定冲载件形状；以及中心获取模块，根据冲载件形状获取压力中心的位置。

在本实施例中，所述压力中心计算系统适于采用实施例1中的压力中心计算方法获取压力中心的位置。

综上所述，本发明通过确定冲载件形状；以及根据冲载件形状获取压力中心的位置，实现了精确获取冲载件的压力中心，有效地提高冲载件质量和模具的寿命。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。