磷青铜薄板高速冲裁件冲裁断面质量分析与控制

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。

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注释表

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 薄板高速冲裁工艺

1.3 薄板高速冲裁变形机理

1.4 薄板高速冲裁件断面质量控制研究现状

1.5 课题来源及内容

1.6 本章小结

第二章 C5210磷青铜薄板冲裁特性力学性能试验研究

2.1 引言

2.2 C5210磷青铜薄板准静态拉伸试验

2.3高应变速率动态力学性能试验

2.4 薄板高速冲裁的断裂判据

2.5 本章小结

第三章 C5210磷青铜薄板高速冲裁过程数值模拟

3.1 引言

3.2 有限元模型的建立

3.3薄板冲裁过程有限元分析

3.4 薄板高速冲裁件断面质量影响因素研究

3.5 多工艺参数组合下的冲裁模拟分析

3.6本章小结

第四章 C5210磷青铜薄板高速冲裁实验研究

4.1 引言

4.2 薄板高速冲裁实验方案

4.3高速冲裁级进模实验系统

4.4 冲裁实验的端子排样图

4.5 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文