钢管高速冲裁机构刀具动态仿真与工艺优化

摘要

目的 优化横向拉刀的切削深度和纵向切刀的刀片刃口轮廓曲线,减小钢管切口的变形,减少毛刺的产生,提高剪切质量.方法 理论分析纵向切刀刀片刃口轮廓曲线对剪切过程中管料受力方向的影响,并应用金属成形有限元软件进行动态有限元模拟;根据刀片理论轮廓曲线刀尖细而长的现象,采用两次剪切的剪切方式,并对横向拉刀的切削深度对纵向切刀刺破管壁时的受力影响进行动态有限元模拟.结果 纵向切刀的刀片刃口轮廓曲线形状是影响剪切区域内材料的受力方向和剪切质量的主要因素,通过建立三维模型、合理设置边界条件、进行剪切过程的动态有限元模拟,得到相关的模拟数据.结论 横向切刀的合理切削深度为管壁厚的50%~75%;曲线切刀有利于实现切削外翻,减小了钢管切口变形,减少了撕裂现象的产生以及毛刺的产生,提高了剪切质量.