T2铜箔精密微冲孔工艺

随着微机电系统的飞速发展,微孔类零件广泛应用于生物医疗、微电子以及纺织印染等领域中,要求尺寸精度高、断面质量和重复性好,并且能够实现低成本批量制造.微冲孔技术具有传统塑性加工工艺的优点,生产效率高,工艺简单,成形件性能好和精度高,非常适合微型零件的低成本批量制造.针对箔板微孔类零件,设计了一套精密微冲孔模具,采用微冲孔技术研究了冲裁条件对微冲孔工艺的影响规律.结果表明,微冲孔过程与传统冲裁类似,经由弹性变形阶段和塑性剪切阶段,最后断裂分离.微孔断面分布仍然包括圆角、光亮带、断裂带和毛刺.随着相对冲裁间隙的增加,最大剪切强度先降低后逐渐增加;随着冲裁速度的增加,铜箔微冲孔过程最大冲裁力和最大剪切强度逐渐减小,微孔断面光亮带高度增加,断面质量提高.最后,在最佳的冲孔工艺即冲裁间隙为5%、冲裁速度为20mm/s的条件下冲出直径为0.4mm质量良好的微孔.     

304不锈钢板冷冲及其冲裁质量研究

为提高冲裁件质量,降低废品率,研究不锈钢板冷冲过程及冲裁间隙对冲裁件质量的影响规律.本文采用板料冲孔试验:以2 mm厚的同一规格304不锈钢板为试验材料,以凸模直径为冲孔公称尺寸,通过更换不同直径的凹模改变冲裁间隙,完成在不同冲裁间隙下的冲裁试验.试验采集了冲裁力随冲裁行程的变化曲线,分析了冲孔件断面形貌,测量了断面光亮带的孔径和高度、毛刺高度以及断裂带的孔径,并拟合各参数与冲裁间隙之间的关系曲线,研究不锈钢板冷冲过程中冲裁力的变化及冲裁间隙对尺寸精度、断面质量的影响.试验结果表明:不同冲裁间隙下冲裁力-冲裁行程曲线变化趋势基本一致,与冲裁3个变形阶段互相对应,冲裁力达到最大值时光亮带结束;冲裁间隙对冲孔件质量影响显著,冲裁间隙较小时,断裂带形貌呈韧窝状,而较大时断裂带形貌呈台阶状.研究表明:在试验给定大冲裁间隙条件下,当冲裁间隙为15%t左右时,冲孔件尺寸精度最高且断面质量最好,即冲孔件质量最好.     

级进模两步法冲裁降低工艺噪声的试验研究

阐述了两步法冲裁降噪的基本原理，在已有的关于两步法冲裁降噪的试验研究基础上，提出了级进模两步法冲裁降噪工艺，并在设计制作专门的冲裁试验模具之后进行了相关的噪声试验研究；试验结果表明，在小吨位小车间采用级进模两步法冲裁工艺取代传统普通冲裁可降低噪声3dB以上，且该工艺的生产效率与传统普通冲裁完全一样，工艺改进成本较低，便于实际生产的推广应用。     

多工位级进模冲裁工序模具磨损行为的数值分析及寿命预测

目的针对多工位级进模连续冲裁所带来的模具磨损问题。方法基于Archard磨损理论,以凸模为研究对象,对其磨损行为进行有限元数值模拟,通过设计冲裁间隙、冲裁速度、模具硬度等工艺参数之间的正交试验,获得各工艺参数对模具磨损的变化规律及最佳工艺组合;采用磨损累计法,对模具修模前的凸模圆角半径和使用寿命进行预测。结果冲裁模具磨损区域主要分布在模具圆角处,并得到单次最大模具磨损量为4.30×10-7 mm;得到磨钝后的圆角半径为0.3 mm,冲裁极限次数为27万次。结论采用该分析方法能较好地预测磨损,并为模具的保养修复提供一定的参考价值。     

T2铜板冲裁间隙对冲裁力及断面质量的影响

为提高冲裁件的断面质量和冲裁效率,实现对冲裁间隙的合理优化,现提出了一种新的板料冲裁试验构想:采用广泛应用于变压器等领域板厚为6 mm且相同规格的T2紫铜作为试验材料,通过更换凸模来改变冲裁间隙,完成在不同冲裁间隙条件下对板料的冲裁试验,采集并分析冲裁力随冲裁行程的变化曲线;同时测量光亮带的宽度和最大冲裁力位置,并拟合冲裁力、光亮带宽度等与冲裁间隙之间的曲线.试验表明:冲裁力在塑性变形阶段增大幅度先快后慢,而在此阶段的初期冲裁间隙对冲裁力几乎无影响,但随着冲裁的深入,冲裁间隙越大,冲裁力则越小,当进入断裂带后冲裁力急速下降;对比在相同冲裁间隙条件下冲裁力随冲裁行程的变化曲线和断面质量,可获得冲裁件断面光亮带会随着冲裁力达到最大值时而结束.研究表明,当冲裁间隙为16.67%左右时,光亮带宽度较大且冲裁力较小.     

T2铜箔空化射流柔性微冲裁机理分析

目的 分析针对不同形状特征时空化射流箔材微冲裁工艺的加工效果,确定工艺参数的影响规律。方法 通过在3种模具（正三角形、正六边形以及圆形模具）下设计6种特征尺寸,分析空化射流对不同厚度T2铜箔的冲裁加工效果,同时通过单因素实验法确定空化射流的入射压力、喷孔直径以及靶距3种工艺参数对微冲裁加工能力与成形质量的影响规律,记录不同工艺参数下T2铜箔的最大可冲裁箔厚。结果 T2铜箔的最大可冲裁箔厚与凹模特征尺寸之间存在线性关系,并且入射压力的增大可显著提高空化射流微冲裁工艺的最大可冲裁箔厚,然而,过大的喷孔直径与靶距均会造成最大可冲裁箔厚下降。通过对实验结果进行表征,发现正多边形冲裁件在边角处会出现裂纹、撕裂等缺陷,而圆形冲裁件的冲裁轮廓无明显缺陷,冲裁质量较好。结论 空化射流柔性微冲裁工艺对正多边形冲裁件边角处的加工效果较差,但加工的圆形冲裁件具有良好且均匀的轮廓质量。该工艺的加工能力随入射压力的提高而提高,且在靶距为120 mm、喷孔直径为1.6 mm时较优。     

厚板冲裁工艺的模拟仿真及其参数优化

目的研究冲裁间隙、凸模刃口圆角和斜刃角度等因素对厚板冲裁断面质量及冲裁力的影响规律,优化冲裁工艺参数组合。方法通过数值模拟和正交试验设计相结合的方法,以冲裁过程中相对光亮带长度和最大冲裁力作为评价指标,对板厚t=10 mm的60Si2Mn厚板进行冲裁过程的模拟仿真,最后进行工艺试验。结果选取了合理的工艺参数组合:冲裁间隙为10%t,圆角半径为0.1 mm,斜刃角度为6°,利用此工艺参数组合模拟得到了较好的断面质量及较小的冲裁力,工艺试验也验证了此工艺参数的合理性。结论通过模拟得到的工艺参数是合理的,对实际生产有重要的指导作用。     

合理增大冲裁间隙对模具寿命的影响

本文通过对加工冲裁零件时模具凸、凹模间隙值确定的论述,介绍了一种冲压加工工艺理论,并讲述冲裁件模具的设计经验及其应用     

不同态碳纤维复合材料冲裁断裂行为

为了揭示不同态碳纤维复合材料(CFRP)在剪切冲裁过程中的变形及断裂行为,优化冲裁工艺方案,利用自主设计的冲裁模具,在CMT5105美特斯微机控制电子万能实验机上完成系列冲裁实验,研究了碳纤维织物层数、树脂膜层数、温度、冲裁速度、冲裁间隙、冲头角度对CFRP断裂行为的影响,并对载荷-位移曲线中出现的单、双峰现象进行了分析。结果表明:碳纤维织物与树脂膜交替舍甫放的CFRP断裂形式为分层断裂,当试件的厚度较小时,树脂膜易发生撕裂;温度的变化使树脂与碳纤维织物的结合状态改变,对断裂行为影响较大;冲裁速度太高或太低均使断面质量较差;冲裁间隙、冲头角度较小时,材料以剪切断裂为主,断面质量较好。     

垫片冲裁模的设计

分析了所要生产垫片的冲压工艺性,介绍了垫片的冲压工艺和冲裁压力的计算。根据零件本身的特点设计了一套先冲孔后落料的级进模。该模具在设计过程中,为使冲出的零件毛刺极小,断面平整光滑,采用了合理冲裁间隙,而设计部分有模具的总体设计（包括排样图设计,整体结构设计）,并附有凸、凹模主要结构参数计算和模具压力中心计算等。     

Experimental evaluation of blanking and piercing of PVC based composite and hybrid laminates

Blanking is one of the high speed processes to produce flat products from sheets economically. In order to expand this process to new materials, the blanking of polyvinyl chloride (PVC)/fiberglass thermoplastic composite laminates and composite/aluminum hybrid laminates was investigated. The laminates were produced by the film stacking procedure and then blanked by circular die and punches. The blanking process was done in two levels of clearance including 4% and 8% of the laminates thickness, two levels of punch speed including 40 mm/min and 200 mm/min and at two levels of temperature (room temperature and 80℃) for both composite and hybrid laminates. The effects of the parameters on the maximum blanking force, cutting energy, and quality and precision of sheared edges were studied. Cutting mechanism for blanking in different conditions was explained. It was concluded that at room temperature, blanked composite and hybrid laminates had a high quality of sheared edges but at elevated temperature, although the maximum blanking force was reduced, the quality of sheared edge was reduced significantly.     

Relationships Between Blanking Force and Part Geometry vs. Clearance, Tool Wear, and Sheet Thickness

The blanking of metal parts for electronic components is subjected to a variety of process parameters. In this paper, an experimental investigation into the blanking process was carried out using tools with four different wear states and four different clearances. The aim was to study the effects of the interaction between the clearance, the wear state of the tool, and the sheet metal thickness on the evolution of the blanking force and the geometry of the sheared profile.

Designed experiments are an efficient and cost-effective way to model and analyze the relationships that describe process variations.

The results of the proposed experimental investigation show the strong dependence between the geometrical quality of the blanked part and the magnitude of the force applied on the tool as well as the variations in the process factors.     

方板阶梯辐射体指向性研究

指向性是衡量辐射体声学性能的重要参数。同相弯曲振动方板阶梯辐射体具有辐射阻抗低、面积大等特点,可广泛应用于大功率气介质超声领域。分别从材料、几何尺寸两个方面对影响辐射体指向性的因素进行了研究。并以材料为钢,边长为50 mm,基底厚度为6 mm,阶梯厚度为10 mm的方板阶梯辐射体(Ⅱ~#)为例,利用有限元将辐射体划分为多个微元,提取各微元位移振幅,计算其指向性。计算结果表明,工作频率一定时,材料对辐射体的指向性没有影响;当辐射体边长与基底厚度的比值较小时,其指向性较尖锐。实验测试与理论计算结果相符,方板阶梯辐射体指向性图案有单一主瓣,其辐射主要集中在主轴方向,形成一个半开角宽度较小的锥形射线束。     

筒形件错距旋压工艺的试验研究

影响错距旋压零件精度的因素很多，本文通过在Ｓｔ５６－９０ＣＮＣ进行薄壁长筒形件试验研究，分析了反旋进给率增大产生缩径的原因，进给率变化对壁厚的影响规律，以及毛坯外端对成形区的约束作用。通过改变进给率成功地控制零件的壁厚和扩径，保证了加工零件的精度。     

DP800 双相高强钢折弯及回弹研究

目的针对高强度钢板成形过程中的回弹问题,研究工艺参数对回弹的影响规律,优选工艺参数组合,以获得回弹较小的V形件。方法采用dynaform软件对V形件进行成形及回弹的数值模拟,以摩擦因数、模具间隙、冲压速度、凹模圆角半径等工艺参数为自变量,以回弹前后水平距离差最大值为因变量,设计了四因素三水平的正交试验方案,研究多个工艺参数对回弹影响的规律。结果实验结果表明,V形件回弹值大小随着摩擦因数的增大呈现减小趋势;随着模具间隙、凹模圆角半径的增大,回弹值呈现增大的趋势;而冲压速度对V形件回弹的影响较小,且工艺参数影响V形件回弹大小的主次顺序为模具间隙、摩擦因数、凹模圆角半径、冲压速度。结论优选工艺参数组合为:摩擦因数为0.2、模具间隙为2.6 mm、冲压速度为1200 mm/s、凹模圆角半径为12 mm,此时回弹水平距离差最大值为0.566 mm,最大减薄率为1.40%;实际生产可以忽略冲压速度对回弹的影响,仿真结果对实际生产具有指导意义。     

An investigation on the damage of AISI-1045 and AISI-1025 steels in fine-blanking with negative clearance

The technical process of fine-blanking with negative clearance is introduced in this paper. Under the guidance of the Cockcroft and Latham fracture criteria, possible damage and fracture in the blanking process are simulated with FEM code DEFORM-2D. The quality differences between the conventional blanking and negative clearance blanking are discovered by computer simulation of AISI-1045 steel, as well as the effects caused by the material plasticity on blanking quality. The punch and die radii influence the blanking damage, and the appropriate values of the punch and die radii are determined. In addition, the following conclusions are obtained: the quality of negative clearance blanking is better than that of conventional blanking; and the better material plasticity, the better blanking quality. Final results of the FEM simulation agree with experimental data, which will provide reference for the engineering practice.     

台阶盒形件起皱和开裂改善

目的 改善台阶盒形件拉深成形时凸缘区起皱和圆角区开裂的缺陷。方法 理论分析了起皱和开裂产生的原因,利用有限元模拟分析了压边力大小、凹模运行方式和板料形状对台阶盒形件拉深成形的影响,采用实验验证了有限元模拟结果的准确性。结果 长方形板料拉深成形时,4个角部相比直边部位流动阻力更大,直边部位材料过度向模具型腔内流动,造成凸缘区周向压应力过大,进而引起起皱,当零件拉深深度较大时,圆角部位材料变形剧烈且材料流动不均匀,极易产生开裂;采用20 kN的压边力、梯形的凹模向下运行方式和类椭圆形板料的工艺参数可以控制材料流动,使板料变形均匀并改善凸缘区起皱和圆角区开裂缺陷。结论 有限元模拟可为冲裁工艺参数的选取提供理论指导。