1、碩士學(xué)位論文異形件微沖裁有限元分析與模具設(shè)計FiniteElementAnalysisandMoldDesignonMicroBlankingoftheIrregularShapedParts學(xué)21104084完成日期：2Q!壘!Q魚大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要隨著產(chǎn)品微型化的發(fā)展，微型零件的需求量不斷增加，微沖裁技術(shù)以其生產(chǎn)率高、材料損失少、加工質(zhì)量好、工藝簡單等優(yōu)勢

2、，受到越來越多的重視。但是微沖裁成形過程中材料的變形復(fù)雜、微觀塑性理論不成熟，對微沖裁的成形機理和工藝都還處于探索階段，這制約了微沖裁技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。微小異形件用途廣泛，但是其加工難度較大，并且針對異形件微沖裁的相關(guān)研究較少，論文以某微異形件為沖裁對象開展研究，對其加工過程進行分析，并設(shè)計出適用于該件加工的模具。為了探尋微沖裁加工的機理，首先對微成形加工中存在的尺寸效應(yīng)現(xiàn)象進行了分析，從表面層模型和應(yīng)變梯度理論兩個方面來進行解釋，再對

3、沖裁過程進行研究，分析了尺寸效應(yīng)對微沖裁的影響。分析發(fā)現(xiàn)：微沖裁中由于尺寸效應(yīng)的存在，模具的幾何尺寸和材料的特征尺寸都會影響微沖裁過程，進而影響到?jīng)_裁的工藝、模具、機床的設(shè)計，必須對微沖裁的尺寸效應(yīng)進行研究。為了研究微沖裁中材料的特性，建立材料在微尺度下的本構(gòu)模型，設(shè)計了一個薄板微拉伸試驗，對不同厚度的試樣進行拉伸。分析表明：隨著板厚的減小，試驗的重復(fù)性變差、材料的延展性先增加后減小、拉伸強度呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢。根據(jù)表面層模型和Ha

4、llPetch公式，建立了考慮尺寸效應(yīng)的材料本構(gòu)模型。異形件微沖裁加工是一個復(fù)雜的非線性彈塑性及斷裂變形過程，為了研究異形件微沖裁加工過程，利用有限元軟件建立了某異形件微沖裁加工的有限元模型進行仿真分析。有限元分析結(jié)果表明：微沖裁與宏觀沖裁加工變形過程一致，沖裁件的斷面組成也與宏觀沖裁類似；材料的尺寸參數(shù)(薄板厚度、晶粒尺度)和模具的幾何尺寸(沖裁間隙、凹凸模刃口圓角)的改變都會引起尺寸效應(yīng)，影響到微沖裁的沖裁力、斷面質(zhì)量。對這些影響的

5、規(guī)律進行研究對微沖裁的機理研究、工藝設(shè)計及模具設(shè)計具有一定的指導(dǎo)意義。異形件微沖裁加工具有尺寸微小、形狀特殊、沖裁件易變形等特點，對模具的設(shè)計有較高要求。論文基于有限元分析結(jié)果，再結(jié)合異形件沖裁的特點，對模具的沖裁間隙、凹凸模尺寸等參數(shù)進行優(yōu)化和計算，設(shè)計出一套模具，并使用Creo軟件進行三維建模和運動仿真，仿真中各部件運動良好，相對位置準(zhǔn)確，各零件之間沒有干涉，滿足模具設(shè)計要求。論文的模具設(shè)計方法對指導(dǎo)異形件微沖裁的模具設(shè)計具有一定參