【摘要】：近年來,IT、電工電訊、辦公機器、五金制品等行業(yè)有著蓬勃的發(fā)展,對金屬制品業(yè)的加工工藝理論、裝備水平、產(chǎn)品質(zhì)量等提出了更高的要求。為響應(yīng)綠色低碳發(fā)展理念的號召,要求制造過程中不斷提高金屬制品的精度和材料的利用率。對薄板剪切過程中彈塑性變形、斷裂機理以及剪切過程中的剪切力特性等進行深入的研究具有重要意義。研究的主要內(nèi)容如下:1.設(shè)計并搭建了圓盤剪縱向分切三向力檢測平臺,對測力平臺中的力學(xué)關(guān)系進行了分析,通過實驗對三向力檢測平臺進行了標定,并在圓盤剪分切機上實時跟蹤檢測了壓邊力及軸向間隙下剪切力和側(cè)壓力的大小。對圓盤剪分切機上用的橡膠圈進行了單邊壓縮實驗,確定了實驗所用橡膠圈給剪切中板材施加的壓邊力大小。2.基于電工鋼板材的圓盤剪縱向分切加工實驗,研究了壓邊力和軸向間隙單因素對板材剪切斷面形貌、邊緣加工硬化及剪切力的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn):隨著軸向間隙的增大,剪切帶高度逐漸減小,斷裂帶、塌角及毛刺高度逐漸增大,加工硬化程度和影響區(qū)域先增大后減小,在相對間隙為6%時均達到最大值,剪切力隨著間隙的增大有所減小。在無壓邊力分切時,板材受到附加力矩較大,容易發(fā)生翻轉(zhuǎn)翹曲,板材內(nèi)部晶粒流動及變形程度加劇、位錯滑移較大,加工硬化比較嚴重。剪切邊緣組織流動隨著板材壓邊力的增大而變得遲緩,加工硬化程度減弱,但剪切區(qū)域的壓應(yīng)力增大,裂紋不容易萌生和擴展,剪切帶高度和剪切力都增大。3.基于電工鋼板材的圓盤剪縱向分切加工的壓邊力和軸向間隙的交互作用影響實驗,發(fā)現(xiàn)壓邊力和軸向間隙的不同都會使得剪切區(qū)域內(nèi)應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生改變,都是影響金屬帶材圓盤剪分切過程的關(guān)鍵工藝參數(shù),搭配組合時還會產(chǎn)生附加的交互影響。交互作用使得剪切區(qū)域內(nèi)應(yīng)力狀態(tài)更加復(fù)雜,不同的軸向間隙下對應(yīng)的適宜的壓邊力大小不同。4.應(yīng)用DEFORM-2D有限元模擬軟件建立了板材圓盤剪分切過程的模型,并對剪切過程進行了模擬仿真分析。對比分析了壓邊力及軸向間隙下的剪切載荷變化規(guī)律、應(yīng)力分布、等效應(yīng)變以及板料的成形質(zhì)量。仿真結(jié)果和實驗結(jié)果很好地吻合。5.在剪切加工實驗及有限元模擬仿真的基礎(chǔ)上,建立了板材剪切加工切過程中的應(yīng)力狀態(tài)及力學(xué)模型,從應(yīng)力分布及力學(xué)關(guān)系兩個角度探討了壓邊力及剪切加工間隙的影響規(guī)律。
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG48
【圖文】：

如圖2-1 所示。在圓盤剪分切生產(chǎn)線中，分切質(zhì)量的好壞是整個分切系統(tǒng)綜合作用的結(jié)果。圓盤剪分切機是整個分切加工系統(tǒng)中的核心部件，它的工作精度直接影響分切加工的質(zhì)量精度。

第二章 圓盤剪分切加工原理及測力平臺的搭建一個彎曲力矩，使得板材產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)翹曲，軸向間隙越大，彎曲力矩越大，板材越嚴重。壓邊力產(chǎn)生的力矩能有效抵消翻轉(zhuǎn)彎曲力矩，從而影響整個分切過程以壓邊力和軸向間隙的不同會影響整個剪切過程，包括剪切質(zhì)量、邊緣硬化、力等。有無壓邊力是被加工材料重要的約束條件，而由于剪切加工要求的不同束條件也存在較大的差異。如圖 2-3 所示是三種常見的約束方式。

圖 2-4 板材剪切過程Fig. 2-4 Disc slitting process如圖所示，板材在刀具作用下發(fā)生嚴重的變形，依次經(jīng)歷了彈性變形、塑性變形和斷裂分離的過程，最終形成塌角、剪切帶、斷裂帶和毛刺。由于剪切間隙的存在，可看出板材有明顯的翹曲現(xiàn)象。在上刀接觸到板材的瞬間，板材在彎曲力矩的作用下發(fā)生嚴重翻轉(zhuǎn)翹曲，直至板材斷裂分離，翹曲的板材漸漸復(fù)回到原位（板材下表面與下刀側(cè)面重合）。由于板材的翹曲，使得剪切斷面與板材表面不垂直，翹曲越嚴重，板材斷面的平直度越低，嚴重影響板材的剪切尺寸精度。板材翹曲使得加入剪切間隙中的材料更多，剪切斷面與刀具側(cè)面的摩擦擠壓作用更加嚴重，Y 向的側(cè)壓力更大，加劇刀具側(cè)面的磨損，嚴重影響刀具的使用壽命。2.4 圓盤剪分切過程分析2.4.1 板材變形過程分析

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本文編號：2745543