為提高疊層母排的加工質(zhì)量,研究了多層無(wú)粘接薄紫銅母排的疊層沖裁成形過(guò)程和疊層母排的沖裁斷裂機(jī)理。采用沖裁實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)6層紫銅母排進(jìn)行實(shí)驗(yàn),研究其在沖裁成形過(guò)程中的變形及斷裂情況。利用ABAQUS有限元軟件對(duì)疊層母排沖裁過(guò)程進(jìn)行仿真分析,進(jìn)一步揭示其沖裁過(guò)程的變化以及韌性斷裂機(jī)理。結(jié)果表明:在沖裁初期,靠近沖裁模具的母排最先斷裂,并且靠近凸模的母排比靠近凹模的母排先斷裂;在沖裁中期,除了中間層母排發(fā)生頸縮現(xiàn)象外,其余母排均完成沖裁斷裂;在沖裁后期,發(fā)生頸縮的中間層母排所受拉伸應(yīng)力增大進(jìn)而發(fā)生拉伸斷裂,至此所有母排均完成斷裂。疊層母排沖裁斷裂完成后,第6層母排的沖裁質(zhì)量最高,塑性形變小,沖裁質(zhì)量好;而中間層母排塑性形變大,沖裁質(zhì)量差。實(shí)驗(yàn)與分析表明:疊層母排的沖裁斷裂是較為復(fù)雜的過(guò)程,各層母排受到剪切斷裂和拉伸斷裂的共同作用,其中靠近沖裁模具的母排以剪切型韌性斷裂為主,遠(yuǎn)離沖裁凸模的中間層母排以拉伸型韌性斷裂為主。

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【部分圖文】：

圖1疊層母排沖裁初期受力示意圖

圖1為疊層母排在沖裁初期的受力示意圖，其受力狀態(tài)與單層板料相似。疊層母排受到凸模的下行力F、壓邊模具的壓邊力P1和凹模的支撐力P2;第1層母排受到凸模的垂直作用力F1、側(cè)壓力F3、凸模側(cè)面摩擦力μF3和凸模端面摩擦力μF1;第6層母排受到凹模的垂直反頂力F2、側(cè)壓力F4、凹模側(cè)面....

圖2疊層母排沖裁初期剪切區(qū)應(yīng)力狀態(tài)

將式(1)的張量分解為偏張量和應(yīng)力球張量之和:1.2沖裁中期紫銅母排的受力及應(yīng)力分析

圖3沖裁中期中間層母排變形區(qū)受力示意圖及應(yīng)力狀態(tài)

由式(4)和式(6)可知，中間層母排受到拉應(yīng)力σz作用發(fā)生頸縮變形，進(jìn)而發(fā)生拉伸斷裂;中間層母排受到剪切應(yīng)力σy發(fā)生剪切斷裂。2疊層紫銅母排沖裁實(shí)驗(yàn)研究

圖4沖裁初期凸模下壓深度為24%時(shí)紫銅母排在不同位置沖裁后的圖像(a)第1層(b)第3層(c)第4層(d)第6層

圖4所示為當(dāng)硬質(zhì)凸模下壓深度為疊層母排總厚度的24%時(shí)疊層紫銅母排沖裁初期斷裂情況。第1和第6層紫銅母排由于受到硬質(zhì)凸模的下壓，出現(xiàn)明顯的“牙痕”———剪切斷裂，這兩層母排尚未完全斷裂，正處于斷裂分離的階段;第3和第4層母排出現(xiàn)明顯的“壓痕”———下壓塌陷，正處于塑性變形階段。在....

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