精冲分离过程的数值模拟与质量控制

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中文摘要：精冲技术是一种先进的金属板材加工技术，精冲工艺可获得几乎相当于磨削的加工质量零件，尺寸公差为IT8～7级，剪切面粗糙度达Ra0.18μm～0.14μm，可以直接用于机械的装配，省去后续工序。在精冲加工中，由于塑性变形主要集中在凸、凹模间隙所限定的极窄范围内，变形异常剧烈，因此精冲技术的数值模拟往往因为网格畸变等原因而难以实现。长期以来，人们对精冲过程中的材料流动及坯料的受力、变形等的了解，都是通过工艺实验等传统方法得到的，由于传统研究方法的局限，使得对精冲技术缺乏了解。不利于精冲工艺及模具的优化设计。精冲数值模拟涉及到大变形等几何非线性问题又有弹塑性变形等材料非线性的问题。对这些问题进行分析和研究，可以揭示精冲剪切加工过程中的变形机理和裂纹扩展机制，预测或控制剪切制件的端面特征，有助于提高控制精冲件质量的水平。本文在研究精冲模具结构特点的基础上，分析了精冲分离过程的运动特点，介绍了金属成型有限元软件Deform，运用Deform3D对精冲分离过程进行数值模拟仿真，通过模拟精冲分离过程中的齿圈压入，精冲冲裁不同阶段的运动过程，仿真出精冲分离过程中不同阶段的应力应变，找出影响精冲件质量的关键因素，并从精冲件剪切面质量，尺寸精度，毛刺，模具寿命四方面重点对精冲质量进行研究。对成型缺陷进行预测。本研究可有效提高精冲模具设计效率，降低设计成本。由于时间及理论技术水平有限，本文对精冲分离过程仿真的研究还比较肤浅，相关工作有待进一步深入，精冲仿真技术有待进一步提高和完善。

作者：

黄涛

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关键词：

精冲工艺数值模拟 DEFORM3D软件有限元分析质量控制弹塑性变形

授予学位：

硕士

学科专业：

机械制造及其自动化

导师：

胡建华

学位年度：

2006

学位授予单位：

武汉理工大学

语种：

中文

中图分类号：