叠层铜母排冲裁成形及影响因素研究
发布时间：2021-10-14 23:51
叠层铜母排是多层铜片叠合组成的柔性导电连接件,广泛应用于电力牵引设备、电力开关系统和新能源汽车等电气行业,根据使用需要进行打孔和切边等冲裁加工。在叠层铜母排冲裁加工时中层板及层间会影响冲裁质量,而目前关于叠层冲裁中各层板的剪切分离、材料塑性变形、损伤断裂的问题研究较少,因此对于叠层冲裁成形及质量的影响研究是必要的。本文主要对单层0.3mm紫铜母排进行叠六层冲裁,针对板料冲裁成形与叠层冲裁成形以及叠层铜母排冲裁成形质量影响因素进行了深入的科学分析研究。首先介绍了板料冲裁、叠层冲裁及复合板冲裁的国内外研究现状。然后深入的分析了板料冲裁与叠层铜母排冲裁在成形过程中变形区域内的基本理论。其次通过ABAQUS有限元软件对叠层铜母排建模并对其进行冲裁模拟,分析叠层铜母排在冲裁成形过程中的应力、应变、断裂以及材料性能对叠层铜母排冲裁的影响。最后设计叠层铜母排冲裁成形实验装置,确定实验方案,收集实验数据,通过试验的方法研究了叠层冲裁成形的过程以及冲裁间隙、铜母排厚度、材料性能对冲裁质量的影响,探讨了提高冲裁断面质量的新思路。通过对比叠层铜母排冲裁成形与板料冲裁成形过程,发现叠层铜母排冲裁过程中整个叠层...
【文章来源】：昆明理工大学云南省
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
冲裁中板材的变形过程
昆明理工大学硕士学位论文12裁间隙越大板料产生的拱弯与翘曲变形越大。在金属板料的弹性阶段，如果将冲裁力卸掉，金属板料将恢复原来的形状。（2）塑性变形阶段：如图2.1（b）所示，随着凸模的继续下压，当变形区内的板料应力达到材料的初始屈服强度时，板料将进入塑性变形阶段。此时凸模开始挤入板料，板料的变形区主要集中在以凸模与凹模刃口连接中心处，其中凸模与凹模刃口处的材料产生塑性剪切变形。当金属板料冲裁变形区域内所受到的应力与抗拉极限相等时，金属板料冲裁过程的塑性变形阶段结束。金属板料在塑性阶段内板料主要发生塑性流动，内部不会产生微裂纹，因而不会导致金属板料发生冲裁断裂。（3）断裂分离阶段：如图2.1（c）所示，凸模挤压板料到一定深度时，板料首先在凹模刃口区域侧面方向对应的位置上萌生微裂纹，随后在凸模刃口区域侧面方向对应的位置上也开始萌生微裂纹，如图2.1（d）、（e）、（f）。随着冲裁的继续下压微裂纹继续扩展、汇合、最后材料断裂，整个冲孔过程结束。2.1.2板料冲裁成形中的受力与应力状态金属材料在外力的作用下发生塑性变形，使材料发生永久变形的能力称为金属的塑性。其加工成形具有提高金属力学性能、提高材料利用率、高生产率等很多的优点。冲裁也是塑性成形的一种。在冲裁初期，凸模接触板料并压入，其受力简图如2.2所示。F为冲裁时的冲裁力，PF与qF是使板料产生剪切的作用力。因为不在同一个垂直线上产生弯曲力矩M，使板料产生弯曲，翘曲等现象。冲裁模具侧面与材料接触是会产生1F、2F摩擦力，同时端面产生pF、qF摩擦力[48]。1-凹模；2-板料；3-凸模图2.2冲裁材料受力简图Fig.2.2Theforcediagramofblankingmaterial
第二章叠层铜母排的冲裁力学原理13冲裁成形由于弯曲的影响，变形区的应力应变状态非常的复杂，其塑性变形区域主要有五个特点。如图2.3所示。A点位于凸模侧面，在凸模挤入材料后，1为板料弯曲与凸模侧面产生的径向压应力，切应力2是侧压力导致的拉应力与弯曲产生的压应力的合应力。3为凸模下压是使板料产生的轴向拉应力。B点位于凸模下端面。由于材料弯曲与被凸模挤压，为强压区产生三向压应力。C点位于板料冲裁剪切区域，1与2是材料被剪切时的拉应力与压应力。D点位于凹模上端面。板料弯曲时产生的径向拉应力1与切向拉应力2，3为凹模挤压板料而产生的轴向压应力。E位于凹模侧面。1与2分别为材料弯曲产生的拉应力和凹模侧面产生的压应力，3为凸模下压产生的轴向拉应力。图2.3冲裁过中程变形区的应力状态Fig.2.3Thestressstateofthemedium-rangedeformationzoneiswashed图2.4剪切区的应力状态Fig.2.4Stressstateofshearzone选取冲裁变形区的一点，进行应力状态分析，如图2.4所示，因为冲裁时其变形主要发生在XOY平面，所以在分析时，不考虑Z轴的应变。即有z=0、
本文编号：3437046
【文章来源】：昆明理工大学云南省
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
冲裁中板材的变形过程
昆明理工大学硕士学位论文12裁间隙越大板料产生的拱弯与翘曲变形越大。在金属板料的弹性阶段，如果将冲裁力卸掉，金属板料将恢复原来的形状。（2）塑性变形阶段：如图2.1（b）所示，随着凸模的继续下压，当变形区内的板料应力达到材料的初始屈服强度时，板料将进入塑性变形阶段。此时凸模开始挤入板料，板料的变形区主要集中在以凸模与凹模刃口连接中心处，其中凸模与凹模刃口处的材料产生塑性剪切变形。当金属板料冲裁变形区域内所受到的应力与抗拉极限相等时，金属板料冲裁过程的塑性变形阶段结束。金属板料在塑性阶段内板料主要发生塑性流动，内部不会产生微裂纹，因而不会导致金属板料发生冲裁断裂。（3）断裂分离阶段：如图2.1（c）所示，凸模挤压板料到一定深度时，板料首先在凹模刃口区域侧面方向对应的位置上萌生微裂纹，随后在凸模刃口区域侧面方向对应的位置上也开始萌生微裂纹，如图2.1（d）、（e）、（f）。随着冲裁的继续下压微裂纹继续扩展、汇合、最后材料断裂，整个冲孔过程结束。2.1.2板料冲裁成形中的受力与应力状态金属材料在外力的作用下发生塑性变形，使材料发生永久变形的能力称为金属的塑性。其加工成形具有提高金属力学性能、提高材料利用率、高生产率等很多的优点。冲裁也是塑性成形的一种。在冲裁初期，凸模接触板料并压入，其受力简图如2.2所示。F为冲裁时的冲裁力，PF与qF是使板料产生剪切的作用力。因为不在同一个垂直线上产生弯曲力矩M，使板料产生弯曲，翘曲等现象。冲裁模具侧面与材料接触是会产生1F、2F摩擦力，同时端面产生pF、qF摩擦力[48]。1-凹模；2-板料；3-凸模图2.2冲裁材料受力简图Fig.2.2Theforcediagramofblankingmaterial
第二章叠层铜母排的冲裁力学原理13冲裁成形由于弯曲的影响，变形区的应力应变状态非常的复杂，其塑性变形区域主要有五个特点。如图2.3所示。A点位于凸模侧面，在凸模挤入材料后，1为板料弯曲与凸模侧面产生的径向压应力，切应力2是侧压力导致的拉应力与弯曲产生的压应力的合应力。3为凸模下压是使板料产生的轴向拉应力。B点位于凸模下端面。由于材料弯曲与被凸模挤压，为强压区产生三向压应力。C点位于板料冲裁剪切区域，1与2是材料被剪切时的拉应力与压应力。D点位于凹模上端面。板料弯曲时产生的径向拉应力1与切向拉应力2，3为凹模挤压板料而产生的轴向压应力。E位于凹模侧面。1与2分别为材料弯曲产生的拉应力和凹模侧面产生的压应力，3为凸模下压产生的轴向拉应力。图2.3冲裁过中程变形区的应力状态Fig.2.3Thestressstateofthemedium-rangedeformationzoneiswashed图2.4剪切区的应力状态Fig.2.4Stressstateofshearzone选取冲裁变形区的一点，进行应力状态分析，如图2.4所示，因为冲裁时其变形主要发生在XOY平面，所以在分析时，不考虑Z轴的应变。即有z=0、
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