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磷青铜薄板高速冲裁件冲裁断面质量分析与控制

发布时间:2018-12-16 02:24
【摘要】:高速精密冲压技术是现代冲压生产的先进制造技术,应用其批量生产制品,具有高生产效率、高质量、高一致性及节能降耗、节省人力、降低成本和确保安全生产等特点,被广泛应用于电子通讯、电机电器、汽车和家电等产品技术生产中。薄板高速冲裁是高速精密冲压技术的重要工序,而冲裁件断面质量是衡量冲裁件质量的关键指标。鉴于目前对高速精密冲裁件断面质量成因及质量控制技术的研究缺乏而影响实际生产的现状,开展其相应的研究具有重要的实际应用价值。本文以工业中常用的磷青铜薄板的高速冲裁件为研究对象,基于板材冲裁变形机理,分析了高速精密冲裁工艺特点、总结了薄板高速冲裁的应用及在实际应用中存在的工艺问题,在此基础上提出了本文的研究内容及研究方法。通过Hopkinson试验研究了磷青铜薄板的动态力学性能,获得了其高速冲裁相似条件下的动态本构模型,通过比较分析研究传统的材料断裂准则,给出了高速冲裁时材料的断裂准则,为对其进行有限元仿真分析提供了必要条件。此外,利用有限元分析商用软件Deform对高速冲裁过程中断面形成进行了有限元仿真分析,主要研究其特征区域变形时的应力应变分布,裂纹萌生、扩展直至断裂过程,研究了冲裁速度、模具几何参数、冲裁间隙等对冲裁件断面质量的影响规律,得出了高速冲裁与传统冲裁件断口形貌形成的异同点,并提出了薄板高速冲裁断面质量控制的方法。依据C5210磷青铜薄板高速冲裁动态力学性能试验研究及其冲裁过程有限元仿真分析研究结果,进行了C5210磷青铜薄板高速冲裁试验研究,试验研究结果与模拟仿真结果的一致性较好,从而提出了薄板高速冲裁断面质量控制要点,即速度达到1000spm以上,冲裁间隙与料厚比为0.02,刃口圆角半径与料厚比为0.2,能够获得理想的冲裁件断面质量。本文对薄板冲裁成形技术的研究和得出的相关结论可为实际的薄板高速冲裁生产提供参考依据,同时也为后续的薄板高速冲裁机理及冲裁件质量控制的更加深入研究奠定一定基础。
[Abstract]:High-speed precision stamping technology is an advanced manufacturing technology in modern stamping production. It has the characteristics of high production efficiency, high quality, high consistency and energy saving, saving manpower, reducing cost and ensuring safe production, etc. Widely used in electronic communications, electrical machinery, automotive and household appliances and other products in the production of technology. High speed blanking of sheet metal is an important process of high speed precision stamping technology, and the section quality of blanking part is the key index to measure the quality of blanking parts. In view of the lack of research on the cause of section quality and quality control technology of high-speed and precision blanking parts at present, it is of great practical application value to carry out the corresponding research on the section quality and quality control technology of high speed precision blanking parts, which affects the actual production. In this paper, the high speed blanking parts of phosphor bronze sheet, which are commonly used in industry, are studied. Based on the deformation mechanism of sheet metal blanking, the characteristics of high speed precision blanking process are analyzed. The paper summarizes the application of high speed blanking of thin plate and the technological problems existing in practical application, and puts forward the research contents and methods of this paper. The dynamic mechanical properties of phosphor bronze sheet were studied by Hopkinson test, and the dynamic constitutive model under the similar condition of high speed blanking was obtained. By comparing and studying the traditional fracture criterion of materials, the fracture criterion of high speed blanking material was given. It provides the necessary condition for the finite element simulation analysis. In addition, the finite element analysis software Deform is used to simulate the section formation during high-speed blanking. The stress and strain distribution, crack initiation, propagation and fracture process during deformation in the characteristic region are studied. The effects of blanking speed, die geometric parameters and blanking clearance on the cross-section quality of blanking parts are studied. The differences and similarities between high-speed blanking and traditional blanking fractography are obtained. The quality control method of high-speed blanking section of thin plate is put forward. Based on the dynamic mechanical properties of high speed blanking of C5210 phosphor bronze sheet and the results of finite element simulation analysis of blanking process, the high speed blanking test of C5210 phosphorus bronze sheet was carried out. The experimental results are in good agreement with the simulation results. The key points of quality control for high-speed blanking section of thin plate are put forward, that is, the speed is above 1000spm, the ratio of blanking clearance to material thickness is 0.02, the radius of cutting edge is 0.2, and the ratio of cutting edge radius to material thickness is 0.2. Can obtain the ideal blanking section quality. In this paper, the research of sheet metal blanking technology and the relevant conclusions can provide a reference for the actual sheet metal high-speed blanking production. At the same time, it also lays a foundation for further research on the mechanism of high speed blanking and the quality control of blanking parts.
【学位授予单位】:南京航空航天大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TG389

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本文编号:2381686

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