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金属棒料高速精密剪切的实验研究

作　者: 高丽娟
导　师: 李永堂；宋建丽
学　校: 太原科技大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 高速剪切精密剪切剪切参数断面质量断口形貌
分类号: TG333.21
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

针对目前下料工艺质量差、生产率低和材料浪费等问题,各国学者在剪切工艺及质量等方面做了大量的研究工作,但这些研究主要停留在理论分析阶段,无法为生产实践提供有效的指导。鉴于此,高速精密剪切项目组在国家自然科学基金项目的资助下,对棒料高速精密剪切项目进行了进一步的探索和研究,以促进精密剪切设备和技术的推广和应用。本文对高速精密剪切的原理进行了研究和分析,阐明了影响高速精密剪切断面质量的主要因素,在具有自主知识产权的4kJ高速精密棒料剪切机上进行了实验研究。根据研究的需要,在不同剪切速度(4～7m/s)和不同剪切温度(室温～400℃)范围内进行了不同材料(35钢、45钢)的剪切实验,并将剪切后的样件进行了标识。论文采用宏观形貌观察和微观显微分析相结合的方法,研究了不同的剪切参数条件下,剪切棒料的断面的质量和微观形貌。首先对试验样件进行了宏观的观察和测量,并对测量后的数据进行了比较;然后在LEO438vp扫描电子显微镜下观察了试验样件的微观形貌,有针对性对特征部位进行电子成像,并对成像后的图片进行了理论分析。本课题的研究结果将为高质量、高效率、低能耗的精密下料方法提供了实践指导和最佳工艺参数,也为高速精密剪切设备的研制提供理论依据,解决了传统下料方法存在的断面精度差、效率低、材料浪费和能源损耗高等问题。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-10
第一章绪论  10-15
  1.1 课题的研究背景、目的和意义  10-11
  1.2 国内外棒料精密剪切研究的发展概况  11-13
  1.3 研究的内容和采用的方法  13-15
第二章棒料高速精密剪切原理  15-29
  2.1 高速剪切机理  15-19
  2.2 影响高速精密剪切断面质量的几个因素  19-22
    2.2.1 剪切材料的力学性能  19-20
    2.2.2 剪切速度  20
    2.2.3 剪切温度  20-21
    2.2.4 剪切间隙  21-22
    2.2.5 坯料长径比  22
    2.2.6 模具结构  22
  2.3 剪切下料产生的常见缺陷  22-23
  2.4 剪切裂纹形式与裂纹扩展分析  23-29
    2.4.1 剪切裂纹形式分析  23-24
    2.4.2 裂纹扩展分析  24-29
第三章棒料高速精密剪切实验设计  29-38
  3.1 实验装置及剪切条件  29-32
  3.2 剪切模具结构  32-33
    3.2.1 剪切夹紧模具的结构  32-33
    3.2.2 刀片的材料与安装  33
  3.3 实验方案  33-38
    3.3.1 实验参数的确定  33-35
    3.3.2 主要实验装置及仪器  35-36
    3.3.3 实验方案  36-38
第四章棒料剪切断面分析  38-51
  4.1 试件断口宏观分析  38-42
    4.1.1 剪切速度对剪切断面质量的影响  38
    4.1.2 剪切温度对剪切断面质量的影响  38-39
    4.1.3 不同材质对剪切断面质量的影响  39-40
    4.1.4 普通剪切与高速剪切的断面对比  40-42
    4.1.5 剪切间隙对剪切断面的影响  42
  4.2 剪切断面微观分析  42-51
    4.2.1 金属材料的断裂类型  42-43
    4.2.2 普通剪切下剪切断面的微观形貌  43-44
    4.2.3 材料常温下高速剪切断面的微观形貌  44-46
    4.2.4 材料蓝脆区高速剪切断面的微观形貌  46-47
    4.2.5 不同剪切参数下高速剪切断面微观形貌对比  47-51
第五章实验结果与讨论  51-55
  5.1 实验结果  51-52
  5.2 讨论  52-55
第六章结论及结束语  55-57
  6.1 结论  55-56
  6.2 结束语  56-57
参考文献  57-60
攻读硕士期间参加的项目和发表的论文  60-61
致谢  61-62
个人简介  62-63

金属棒料高速精密剪切的实验研究

内容摘要

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