本文關(guān)鍵詞：SK5針坯沖裁過程模擬及工藝參數(shù)優(yōu)化

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【摘要】：織針是針織機(jī)編織過程中一個重要的零部件,在編制過程中織針運(yùn)動速度快、工作持續(xù)時間長、負(fù)荷大。因此織針屬于易損耗件,市場需求量很大。織針與紡織線接觸,其質(zhì)量直接決定了針織產(chǎn)品的品質(zhì)。質(zhì)量差的織針在編織過程中經(jīng)常會出現(xiàn)織線拉斷、拉毛等現(xiàn)象,市場急需高檔次的織針。針坯的沖裁加工是生產(chǎn)織針的第一步,其對織針的質(zhì)量影響最大。針坯沖裁剪切面的塌角高度、毛刺尺寸和斷面垂直度等質(zhì)量指標(biāo)直接決定了織針的品質(zhì)。國內(nèi)織針生產(chǎn)主要以中小企業(yè)為主,由于研發(fā)成本和生產(chǎn)技術(shù)的限制,大部分企業(yè)仍采用普通沖裁工藝生產(chǎn)織針。普通沖裁工藝無法滿足高檔織針的加工要求,國內(nèi)的織針質(zhì)量普遍較低,與國外差距較大。因此研究針坯的精沖技術(shù),分析針坯輪廓特征的精沖工藝性,以及各工藝參數(shù)對針坯精沖質(zhì)量的影響規(guī)律具有很好的實(shí)際價值。本文以一種材料為SK5的橫機(jī)織針針坯作為研究對象。采用高清掃描儀和MATLAB圖像處理技術(shù)對針坯外形尺寸進(jìn)行了測繪,保證了針坯建模的尺寸精度。利用PRESSCAD軟件設(shè)計了針坯的沖裁排樣方案,獲得了最大的材料使用率。根據(jù)精沖經(jīng)驗(yàn)公式的計算,初步確定了針坯精沖工藝參數(shù)值的理論值。通過分析針坯的沖裁工藝性能,確定了精沖工藝方案,并設(shè)計了可用于普通沖壓機(jī)上的精沖模具,對實(shí)際生產(chǎn)具有指導(dǎo)意義。通過對精沖變形區(qū)應(yīng)力的分析,從材料力學(xué)的角度闡明了影響針坯精沖質(zhì)量的主要因素。增大變形區(qū)內(nèi)的靜水壓力可以增強(qiáng)板料的塑性,提高針坯的精沖質(zhì)量。結(jié)合精沖變形理論及應(yīng)力分析,將Solidworks建立的針坯精沖模型導(dǎo)入DEFROM軟件中進(jìn)行精沖模擬。分析精沖過程中板料的等效應(yīng)力和金屬流動情況,以及模具的載荷、應(yīng)力和磨損。針坯屬于薄板料零件,外形輪廓復(fù)雜,主要由直線、圓弧和拐角組成,各輪廓的塑性成形能力不同。通過分析模擬結(jié)果中各輪廓變形區(qū)的平均應(yīng)力變化和剪切面質(zhì)量,得出各輪廓的精沖成形性能的高低,依次為內(nèi)凹拐角、內(nèi)凹圓弧、直線、外凸圓弧、外凸拐角。參照針坯的精沖理論計算值,設(shè)置不同的工藝參數(shù)。分析比較了凸凹模間隙、凹模圓角半徑、壓邊力和反壓力對針坯精沖質(zhì)量的影響規(guī)律。得出針坯精沖間隙的最佳范圍是板料厚度的0.5%-1%,當(dāng)凹模圓角半徑大于板料厚度的15%時,塌角高度增幅較大。當(dāng)壓邊力超過150KN時,精沖變形區(qū)內(nèi)靜水壓力減小。反壓力為150KN時板料的應(yīng)力分布均勻,針坯精沖質(zhì)量好。采用正交試驗(yàn)優(yōu)化針坯精沖工藝參數(shù),獲得最佳的精沖工藝方案。
【關(guān)鍵詞】：針坯 模具設(shè)計 精沖模擬 參數(shù)優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：齊魯工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG386
【目錄】：

• 摘要8-9
• ABSTRACT9-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 精沖技術(shù)概述12-13
• 1.2 精沖技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢13-17
• 1.2.1 國內(nèi)外精沖技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀13-15
• 1.2.2 國內(nèi)外精沖技術(shù)的研究現(xiàn)狀15-16
• 1.2.3 精沖技術(shù)的發(fā)展趨勢16-17
• 1.3 主要研究內(nèi)容17-19
• 第2章 針坯尺寸測量及沖裁工藝方案19-31
• 2.1 針坯尺寸測量19-26
• 2.1.1 圖像獲取19-20
• 2.1.2 圖像處理20-21
• 2.1.3 邊界檢測21
• 2.1.4 特征測量和標(biāo)注21-24
• 2.1.5 測量軟件24-25
• 2.1.6 實(shí)驗(yàn)與分析25-26
• 2.2 針坯沖裁工藝方案及模具設(shè)計26-30
• 2.2.1 沖裁工藝性分析26
• 2.2.2 排樣方案26-27
• 2.2.3 凸凹模刃口和V形環(huán)尺寸27-28
• 2.2.4 沖壓力、壓邊力和反壓力28-29
• 2.2.5 沖壓設(shè)備29
• 2.2.6 精沖模具29-30
• 2.3 本章小結(jié)30-31
• 第3章 針坯精沖過程的有限元模擬31-45
• 3.1 精沖變形區(qū)的應(yīng)力分析31-33
• 3.2 DEFORM有限元分析軟件簡介33
• 3.3 精沖模擬參數(shù)的設(shè)定33-38
• 3.3.1 建立模型33-34
• 3.3.2 網(wǎng)格劃分34-35
• 3.3.3 斷裂準(zhǔn)則35-37
• 3.3.4 邊界條件37
• 3.3.5 模擬條件37-38
• 3.4 精沖成形過程分析38-43
• 3.4.1 板料等效應(yīng)力分析38-39
• 3.4.2 板料金屬流動分析39-40
• 3.4.3 模具載荷分析40-41
• 3.4.4 模具應(yīng)力分析41-43
• 3.4.5 模具磨損分析43
• 3.5 本章小結(jié)43-45
• 第4章 精沖工藝參數(shù)模擬結(jié)果分析45-65
• 4.1 針坯的結(jié)構(gòu)工藝性分析45-50
• 4.1.1 針坯輪廓形狀分析45
• 4.1.2 精沖工藝參數(shù)45
• 4.1.3 各輪廓平均應(yīng)力分析45-49
• 4.1.4 各輪廓剪切面質(zhì)量分析49-50
• 4.2 精沖工藝參數(shù)對精沖質(zhì)量的影響分析50-63
• 4.2.1 凸凹模間隙對針坯精沖質(zhì)量的影響分析50-54
• 4.2.2 凹模圓角對針坯精沖質(zhì)量的影響分析54-58
• 4.2.3 壓邊力對針坯精沖質(zhì)量的影響分析58-60
• 4.2.4 反壓力對針坯精沖質(zhì)量的影響分析60-63
• 4.3 本章小結(jié)63-65
• 第5章 針坯精沖工藝參數(shù)優(yōu)化65-69
• 5.1 正交試驗(yàn)方案65-66
• 5.2 直觀分析優(yōu)化66-68
• 5.3 本章小結(jié)68-69
• 第6章 總結(jié)與展望69-71
• 6.1 總結(jié)69-70
• 6.2 展望70-71
• 參考文獻(xiàn)71-77
• 致謝77-79
• 在學(xué)期間主要科研成果79-80
• 附件80-81

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