基本信息
- 项目名称：
- 管件精密剪切的研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本文主要研究管件精密剪切时冲裁间隙及轴向应力对剪切质量的影响，在弄清管材剪切机理的基础上设计可行的管材精密剪切工艺及装置，并应用于轴承内外圈坯料制备。
- 详细介绍：
- 管件的剪切不同于平板或实心棒料剪切，剪切时剪断面各部位实际剪切高度不同，应力状态分布复杂，材料分离不同步，剪切断面的质量控制难度很大。现对45钢、铜和铝合金进行了管件的精密剪切实验研究及理论分析，总结出了比较优异的加工参数和剪切装置图。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 本文主要是通过理论分析和实验研究相结合的办法，通过对实验数据的处理分析，确定了管件在精密剪切时工艺参数、剪切方法和模具结构。
科学性、先进性及独特之处
- 管材精密剪切的质量主要受冲裁间隙、剪切方法的影响。间隙越小，断面平整度越好。间隙取壁厚的 时，压塌量最小，硬度高的材料单向剪切效果较好。本实验研究还提出了带芯棒双向剪切的方法，通过两次剪切完成材料的分离过程，可达到比带芯棒单向剪切更好的剪切效果，对塑性好的材料尤为明显。
应用价值和现实意义
- 管件的剪切不同于平板或实心棒料剪切，剪切时剪断面各部位实际剪切高度不同，应力状态分布复杂，材料分离不同步，剪切断面的质量控制难度很大。现对45钢、铜和铝合金进行了管件的精密剪切实验研究及理论分析，以便为模具制造提供宝贵的数据及理论参考。
学术论文摘要
- 管材精密剪切的质量主要受冲裁间隙、剪切方法的影响。间隙越小，断面平整度越好。间隙取壁厚的2.8/3%时，压塌量最小，硬度高的材料单向剪切效果较好。但从实验数据可以看出，并非间隙越小，剪切面的质量越好。在无间隙剪切时，虽然可以得到较好的断面平整度，但同时产生的压塌量也大；在大间隙时，由于上下刃口间形成的裂纹不能重合，会产生撕裂裂纹，从而影响断面质量。本实验研究还提出了带芯棒双向剪切的方法，采用双向剪切方法的关键是控制首次剪切压下量，首次压下量对断面质量的影响比较大，只要控制好首次压下量，使裂纹在剪切面上、下端小范围形成，再进行第1次剪切，可达到比带芯棒单向剪切更好的剪切效果，对塑性好的材料尤为明显。同时采用高速切割或轴向加压方法可以进一步提高剪切质量。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
- [1]模具实用技术丛书编委会编.冲模设计实例.第一版.北京：机械工业出版社出版，2003年 [2]张荣清主编.模具制造工艺.第一版.北京：高等教育出版社，2006年 [3]高军，修大鹏等编.冲压模具标准件选用与设计指南.第一版.化学工业出版社，2007年第一版 [4]王芳主编.冷冲压模具设计指导.第一版.北京：机械工业出版社，2002年 [5]王树勋编.模具实用技术综合手册.第一版.北京：机械工业出版社.1995 [6]冯丙先编.模具设计与制造简明手册.第一版.上海：上海科技出版社，1991 [7]许发樾编.模具标准应用手册.第一版.北京：机械工业出版社，1997 [8]大连理工大学工程图学教研室编.第六版.北京：高等教育出版社，2007 [9]魁葵，黄丽编.模具实用技术设计综合手册.广州：华南工业大学出版社，2002 [10] 北京科文图书业信息技术有限公司编. 剪切工—国家职业标准.北京. 北京科文图书业信息技术有限公司.2007
同类课题研究水平概述
- 精密剪切成形技术在工业发达国家受到高度重视，并投入大量资金优先发展。70年代美国空军主持制订“锻造工艺现代化计划”，目的是使锻造这一重要工艺实现现代化，更多地使用CAD／CAM，使新锻件的制造周期减少75%。1992年，美国国防部提出了“军用关键技术清单”，其中包含了等压成型工艺、数控计算机控制旋压、塑变和剪切成形机械、超塑成型／扩散连接工艺、液压延伸成型工艺等精密塑性成型工艺。国外近年来还发展了以航空航天产品为应用对象的“大型模锻件的锻造及叶片精锻工艺”、“快速凝固粉末层压工艺”、“大型复杂结构件强力旋压成型工艺”、“难变形材料超塑成形工艺”、“先进材料(如金属基复合材料、陶瓷基复合材料等)成形工艺”等。我国的超塑成形技术在航天航空及机械行业也有应用，如航天工业中的卫星部件、导弹和火箭气瓶等，采用超塑成形法制造侦察卫星的钦合金回收舱。与此同时，还基本上掌握了锌、铜、铝、钦合金的超塑成形工艺，最小成形厚度可达0．3mm，形状也较复杂。此外，国外已广泛应用精密模压成形技术制造武器。常用的精密模压成形技术，如闭塞式锻造、采用分流原理的精密成形及等温成形等国外已用于军工生产。目前，精密模压技术在我国应用还较少，精度也较差，国外精度为±0.05—0.10mm，我国为±0.1—0.25mm。
