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金属板材分切断面形貌特征及无毛刺精密分切新工艺研究

金属板材分切断面形貌特征及无毛刺精密分切新工艺研究

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作者：赖志民广东工业大学

学位级别：硕士

随着IT、电工电讯、办公机器、五金制品等行业的迅速发展,作为制造业重要组成部分的金属制品加工成为一个蓬勃发展的产业。基于绿色低碳经济发展理念,要求不断提高材料利用率和金属制品件精度,因此对金属板材精密分切加工技术提出了新... 详细信息

随着IT、电工电讯、办公机器、五金制品等行业的迅速发展,作为制造业重要组成部分的金属制品加工成为一个蓬勃发展的产业。基于绿色低碳经济发展理念,要求不断提高材料利用率和金属制品件精度,因此对金属板材精密分切加工技术提出了新的更高要求。在归纳分析国内外圆盘剪剪切技术、精密冲裁技术以及毛刺去除技术研究进展的基础上,基于负间隙冲裁加工原理,针对圆盘剪纵向分切加工,为了控制分切过程的材料应力应变状态,将分切过程分解为塑性剪切和压迫分离两个阶段,提出了一种新的会属板材无毛刺精密分切方法——塑性剪切压迫分离精密分切工艺。本课题根据金属材料塑性成形原理,分析了塑性剪切压迫分离精密分切材料变形过程及分切变形区的应力状态和组织状态。采用有限元数值模拟方法,用有限元分析软件DEFORM对塑性剪切压迫分离精密分切的全过程进行模拟,研究其应力应变和组织流动的变化规律,并与金属材料塑性成形理论分析进行了对比,二者变化规律趋势一致。采用镀锌板进行分切加工实验,研究新旧工艺中轴向间隙、径向间隙等工艺参数对分切断面质量的影响,优化工艺参数并确定新工艺中获得较高断面质量的取值范围。通过显微形貌观察研究了无毛刺精密分切新工艺分切断面的双塌角、双剪切区、中部剪切断裂区的形貌特征及不同剪切变形区的金属的局部流动状况,研究这五个剪切变形区在分切过程中的金相形貌及微观组织的变化与不同,并与传统圆盘剪分切工艺的分切断面特征进行了对比。从显微组织的变化进一步研究了塑性剪切压迫分离精密分切加工的整个过程。通过生产现场跟踪收集的和分切加工实验所得到的大量分切加工样品,采集实验数据和实验图片对塑性剪切压迫分离精密分切过程中断面成形机制的进行了系统研究。研究分析结果表明,塑性剪切压迫分离精密分切新工艺可以达到消除分切毛刺提高金属带材质量目的。理论分析与科学实验的相互结合使塑性剪切压迫分离精密分切新工艺的分析更加深入,这有助于更加全面地掌握塑性剪切压迫分离精密分切加工材料变形过程中的变形机理及裂纹扩展机制,以助于优化塑性剪切压迫分离精密分切加工工艺,节能节材,提高金属制件断面质量,提高劳动生产率。本文的研究将使金属板材无毛刺精密分切加工工艺工业生产中的应用。

关键词：金属板材分切无毛刺断面形貌塑性成形

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