SK5針坯沖裁過程模擬及工藝參數(shù)優(yōu)化.pdf

1、織針是針織機(jī)編織過程中一個重要的零部件，在編制過程中織針運(yùn)動速度快、工作持續(xù)時間長、負(fù)荷大。因此織針屬于易損耗件，市場需求量很大?？椺樑c紡織線接觸，其質(zhì)量直接決定了針織產(chǎn)品的品質(zhì)。質(zhì)量差的織針在編織過程中經(jīng)常會出現(xiàn)織線拉斷、拉毛等現(xiàn)象，市場急需高檔次的織針。針坯的沖裁加工是生產(chǎn)織針的第一步，其對織針的質(zhì)量影響最大。針坯沖裁剪切面的塌角高度、毛刺尺寸和斷面垂直度等質(zhì)量指標(biāo)直接決定了織針的品質(zhì)。國內(nèi)織針生產(chǎn)主要以中小企業(yè)為主，由于研發(fā)成本和

2、生產(chǎn)技術(shù)的限制，大部分企業(yè)仍采用普通沖裁工藝生產(chǎn)織針。普通沖裁工藝無法滿足高檔織針的加工要求，國內(nèi)的織針質(zhì)量普遍較低，與國外差距較大。因此研究針坯的精沖技術(shù)，分析針坯輪廓特征的精沖工藝性，以及各工藝參數(shù)對針坯精沖質(zhì)量的影響規(guī)律具有很好的實(shí)際價值。
　　本文以一種材料為 SK5的橫機(jī)織針針坯作為研究對象。采用高清掃描儀和MATLAB圖像處理技術(shù)對針坯外形尺寸進(jìn)行了測繪，保證了針坯建模的尺寸精度。利用 PRESSCAD軟件設(shè)計(jì)了針坯的

3、沖裁排樣方案，獲得了最大的材料使用率。根據(jù)精沖經(jīng)驗(yàn)公式的計(jì)算，初步確定了針坯精沖工藝參數(shù)值的理論值。通過分析針坯的沖裁工藝性能，確定了精沖工藝方案，并設(shè)計(jì)了可用于普通沖壓機(jī)上的精沖模具，對實(shí)際生產(chǎn)具有指導(dǎo)意義。
　　通過對精沖變形區(qū)應(yīng)力的分析，從材料力學(xué)的角度闡明了影響針坯精沖質(zhì)量的主要因素。增大變形區(qū)內(nèi)的靜水壓力可以增強(qiáng)板料的塑性，提高針坯的精沖質(zhì)量。結(jié)合精沖變形理論及應(yīng)力分析，將 Solidworks建立的針坯精沖模型導(dǎo)入DE

4、FROM軟件中進(jìn)行精沖模擬。分析精沖過程中板料的等效應(yīng)力和金屬流動情況，以及模具的載荷、應(yīng)力和磨損。
　　針坯屬于薄板料零件，外形輪廓復(fù)雜,主要由直線、圓弧和拐角組成，各輪廓的塑性成形能力不同。通過分析模擬結(jié)果中各輪廓變形區(qū)的平均應(yīng)力變化和剪切面質(zhì)量，得出各輪廓的精沖成形性能的高低，依次為內(nèi)凹拐角、內(nèi)凹圓弧、直線、外凸圓弧、外凸拐角。參照針坯的精沖理論計(jì)算值，設(shè)置不同的工藝參數(shù)。分析比較了凸凹模間隙、凹模圓角半徑、壓邊力和反壓力對