【摘要】：輥式?jīng)_裁工藝是將多組成對(duì)模具按規(guī)律排布在一對(duì)軋輥上,軋輥相向且同步旋轉(zhuǎn),從而在板帶上“滾”出所需的孔。它將傳統(tǒng)沖裁工藝的間歇式上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)變?yōu)檫B續(xù)式旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),能夠顯著提高規(guī)律性多孔型材的生產(chǎn)效率適用于厚度小于3.0 mm的金屬卷料,可實(shí)現(xiàn)沖孔.、落料、切邊與切口等工序,廣泛應(yīng)用于建筑、倉儲(chǔ)、包裝與汽車等行業(yè),具有生產(chǎn)效率高、沖裁力低、噪音小、占地面積小與投資小等優(yōu)點(diǎn)。本文從理論分析、裝備設(shè)計(jì)、試驗(yàn)研究與有限元模擬等方面系統(tǒng)地分析輥式?jīng)_裁工藝,主要研究內(nèi)容與結(jié)論如下：分析模具運(yùn)動(dòng)軌跡為擺線,特點(diǎn)在于模具旋入與旋出板料的路徑并不一致,引起模具與板料之間的額外相對(duì)運(yùn)動(dòng),進(jìn)而影響斷面質(zhì)量。當(dāng)軋輥直徑越大、模具高度越小時(shí),斷面質(zhì)量越好。模具壓入板料過程中前刃口瞬時(shí)沖裁間隙隨軋輥旋轉(zhuǎn)而增大,后刃口卻隨之而減小。由不同硬化法則直接外推到大應(yīng)變時(shí)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線存在顯著差別,針對(duì)此問題通過試驗(yàn)與模擬相結(jié)合的方法反復(fù)迭代擬合頸縮后載荷-位移曲線,獲得能夠準(zhǔn)確模擬斷裂前整個(gè)變形過程的材料真實(shí)本構(gòu)關(guān)系。采用掃描電鏡觀察不同應(yīng)力狀態(tài)下斷口形貌,將韌性斷裂機(jī)理分為拉伸型、翦切型與混合型。通過Fortran語言以全解耦法編寫含韌性斷裂準(zhǔn)則的本構(gòu)方程。建立適用于低應(yīng)力三軸度的修正GTN模型,引入Lemaitre連續(xù)損傷模型,分別采用完全隱式向后與顯式向前歐拉本構(gòu)積分算法將兩者以用戶子程序的方式成功地嵌入到輥式?jīng)_裁有限元模型中。結(jié)合仿真與試驗(yàn)確定韌性斷裂準(zhǔn)則與損傷模型的參數(shù)值。建立輥式?jīng)_裁工藝有限元模型,從損傷分布、裂紋萌發(fā)與擴(kuò)展、最終斷面質(zhì)量等方面來驗(yàn)證各個(gè)斷裂準(zhǔn)則與損傷模型的適用性。分析沖裁間隙、軋輥半徑、模具高度、模具磨損與板料厚度等工藝參數(shù)對(duì)斷面質(zhì)量、沖裁力、扭矩與瞬時(shí)沖裁間隙等帶來的影響。采用分體式模具設(shè)計(jì)思路,選用抗彎性能良好的高強(qiáng)度高耐磨冷作模具鋼W6Mo5Cr4V2作為模具材料。根據(jù)凸模旋入與旋出凹模的運(yùn)動(dòng)軌跡,確定凸凹模間的沖裁間隙以及凸凹模尺寸值。設(shè)計(jì)制造包括導(dǎo)料機(jī)架、輥沖機(jī)架與修整機(jī)架在內(nèi)的輥式?jīng)_裁裝備,實(shí)現(xiàn)凸凹模間的同步旋轉(zhuǎn)與精確定位要求。通過輥式?jīng)_裁工藝試驗(yàn),觀察沿剪切輪廓線上的斷面特征,包括塌角、光亮帶、斷裂帶、毛刺及壓痕,其顯著特征為前刃口光亮帶具有一定的傾角；分析沖裁間隙、材料性質(zhì)及板料厚度等參數(shù)對(duì)斷面質(zhì)量帶來的影響,并測(cè)量剪切斷面上顯微硬度分布。提出軟硬模輥式?jīng)_裁工藝,采用剛性凸模與聚氨酯凹模的新型配對(duì)結(jié)構(gòu),沖裁后利用修整機(jī)架碾平塌陷區(qū)來提高沖孔質(zhì)量,能夠滿足工業(yè)中大部分沖孔要求。運(yùn)用試驗(yàn)與有限元模擬方式分析凸凹模間重疊量、聚氨酯硬度、板料材質(zhì)與厚度對(duì)斷面質(zhì)量的影響。
【圖文】：

生產(chǎn)中沖栽間隙并不是一個(gè)固定值．而是在化化能夠制造出符合客戶要求產(chǎn)逡逑品的一定范圍內(nèi)，稱為合理沖栽間隙范圍。巧這中，最優(yōu)沖裁間隙是指理論逡逑上獲得最佳斷面質(zhì)量時(shí)的間隙值，如圖１－５。巧間隙合適時(shí)，巧凸凹側(cè)刃口逡逑邊緣產(chǎn)生的裂紋能匯成一條白線，這樣剪切曲光亮整巧，塌角、毛刺及斜度逡逑適中ｉｎ．Ｗ。當(dāng)間隙過小時(shí)，由凸凹模邊緣仲腿出O喌牧鹽葡嗌縵蟯獯砜歡五義暇嗬耄�，徏样上箱X鹽潑醇淶牟牧轄歡渭羥校炊隙閑緯傻諞桓齬飭鏈�，辶x隙廈嬤柿糠炊陸怠５奔湎豆笫�，由体P苯心１咔芍僬鉤隼吹牧鹽葡嗷ハ蚰阱義洗砜歡尉嗬耄宀眉湎賭誆牧鮮艿角苛業(yè)睦僮饔�，粛饩暽较大的拉稄B義洗蹋彼且不岷艽�，癸嗘滧介e　ｅ義

本文編號(hào)：2571773