高强度金属棒料精密剪切分离技术研究进展

金属棒料切断分离的下料工序是大多数机械零件成形制造的第1道工序。传统冲床剪切和带锯锯切的工艺方法由于存在不同程度的切断力大、断面质量差、生产效率低和材料浪费等问题,难以适用于中大直径的高强度金属棒料的高效精密切断。依据剪切下料的锻压设备类型及加载速度,将处于研究及推广状态的高强度金属棒料的精密剪切分离技术分为低速和高速两类,从工艺原理、设备类型、断面质量以及剪切效率等方面对不同精密剪切分离技术进行了探讨。相比于传统下料技术,高速精密剪切分离技术切断效率及断面精度更高,并提出了该技术进一步的研究方向。

金属棒料高速精密剪切下料速度的研究与应用

针对高速剪切技术中影响断面质量的重要参数之一速度,从裂纹扩展角度出发,结合断裂力学关于裂纹的应变能密度理论和液气剪切机的运动力学特性,推导出径向夹紧状态下高速剪切适宜下料速度的理论表达式,并给出合理的临界剪切速度范围,有助于该项新技术的推广应用。

热应力对金属棒料内部损伤的机理研究

针对棒料热应力变频振动的下料方法,建立了带V型槽棒料在分段强制冷却过程中的热力耦合模型,利用ANSYS有限元软件,获得了棒料在强制循环水冷却过程中内部应力场的分布.数值模拟结果表明,棒料内部最大拉应力点位于V型槽尖端正下方0.34 mm附近,该处的轴向拉应力已超过材料的强度极限,在V型槽所在棒料断面上靠近尖端点处产生一条环形损伤带,在水流速度下,该损伤带随着绝热边界宽度的增加先增大后减小,存在一个大约2 mm宽的最佳绝热边界,可使损伤的程度达到最大.在等绝热边界宽度下,损伤带随着水流速度的增加逐渐地增大,当水流速度大于5 m/s时,对棒料的内部损伤较小.实验结果表明,有热应力作用比无热应力作用的棒料下料时间减少了15%以上,从而验证了热应力损伤对棒料下料作用的有效性.

合理制定金属棒料的材料定额提高企业经济效益

论述了金属棒料材料定额的制定方法，揭示合理使用材料的重要性，提高材料的利用率，降低产品成本，提高企业的经济效益。

双频振动载荷下带V形槽铝合金棒料的断裂行为

针对金属棒料低应力分离过程中裂纹萌生扩展速率低的问题,提出一种基于双频振动的加载方法,探究带V形槽7A09铝合金棒料的断裂行为。研究了双频振动对带V形槽金属棒料裂纹萌生扩展的作用机理,通过研发双频激振装置,对带V形槽7A09铝合金棒料进行了实验研究。实验结果表明,相对于单频振动加载方法,双频振动载荷能够大幅缩短带V形槽7A09铝合金棒料的分离时间,有效提高裂纹萌生扩展的速率与稳定性,棒料断面几何精度高。

棒料高速精密剪切合理加载速度的探讨

针对高速剪切技术中影响断面质量的重要参数之一——速度,从裂纹扩展角度出发,结合断裂力学关于裂纹的应变能密度理论,推导出径向夹紧状态下高速剪切适宜剪切速度的理论表达式。在此基础上,进行了金相分析对比,深入研究了试件剪切断面的微观组织形态,进一步揭示了速度对剪切断面质量的影响机理,从而说明了高速剪切与普通剪切相比具有更好的断面质量,并给出合理的临界剪切速度范围,有助于该项新技术的推广应用。

线、棒、管及型材弯曲模设计与制造

线、棒、管及型材弯曲模设计与制造机械部第十一设计研究院张正修（西安７１００８２）在现场经常遇到非板材弯曲件的冲弯加工，诸如：由金属线材、棒料、管料以及各种断面形状的型材，包括角钢、槽钢、工字钢、异形管等等冲弯成形的各种产品零件。其中，除冲裁工序，包括...

新型棒料气动式可控旋弯致裂精密下料系统研制

针对金属棒料传统下料工艺存在＂快而不平＂、＂平而不快＂、材料利用率低、能耗高等问题,提出了一种综合利用预制环形槽缺口效应、微裂纹及宏观裂纹裂尖应力集中效应与裂纹控制技术的新型棒料气动式可控旋弯致裂精密下料工艺。基于该下料方法的工作原理,并结合多向径向锻机与机械式锻冲下料机工作原理,研制了相应的下料实验系统,采用PLC集中控制技术,对下料系统的气动系统输出压力和流量进行连续可变调节,实现了下料过程中下料载荷历程的稳定输入,结合所提出的＂恒应力强度因子幅＂下料载荷控制策略,完成了不同材质金属棒料的下料实验。实验结果表明,研制的新型棒料下料系统能对相同直径、不同材质的金属棒料进行有效下料,所得坯料质量较高,可满足后续精密塑性成形加工要求。

新型低应力致裂精密下料装置试验研究

针对金属棒料精密下料问题,提出一种基于疲劳断裂的新型低应力致裂下料方法。基于旋转弯曲疲劳下料与弯曲折断下料的原理,研制相应的精密下料试验平台,并利用人为预制环状缺口的应力集中效应,通过可编程逻辑控制技术调节金属棒料的旋转速度与液压缸的输出压力,实现了金属棒料的精密下料。利用不同的工艺参数以及载荷控制曲线对304不锈钢棒料进行下料试验,获得理想的坯料断面。试验结果表明,在下降压力控制载荷曲线与旋转速度为30 r·min^(-1)的工艺参数下,304不锈钢坯料断面的凸起高度为0.765 mm、凹陷深度为0.209 mm,所获得的坯料断面能够在锻造行业中直接应用。