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随着铝合金管材在空调冷凝器和蒸发器上的大量应用,采用何种方式对铝管进行切割成为了一个要面对的工艺问题。铝合金管材呈空心状,在冲切过程中难免会出现凹坑、局部塌陷以及一些其他缺陷。本文研究了一种铝合金管切割的新工艺、新方法,即利用悬浮状态的三刃切刀,不用芯模就可以加工出符合要求的矩形槽孔;同时也研究了铝合金管材切断的新工艺,即用三把三刃刀具依次对管材冲切,然后将管材切断。对切口断面质量的影响因素很多,各种因素与切口断面质量并不能用定量关系描述。因此分析对切口断面有影响的工艺参数有着重要意义。
本文采用deform-3d有限元分析软件对铝合金管材的冲切过程进行有限元模拟。在模拟过程中,刀具采用刚体模型,管材采用弹塑性模型,分析了冲切过程中冲切力、等效应力的变化,得出了弹性变形、塑性变形、塑性变形至裂纹扩展、断裂始终贯穿于整个冲切过程之中;分析了不同刃口形状下,管材切屑的内翻或外翻的临界条件;分析了冲切速度、刀具形状、管材壁厚、夹持状况、管材半径等对管壁塌陷的影响,并对塌陷趋势进行了曲线拟合,得出了在不同工艺情况下管材塌陷的一般趋势;分析了距离切口不同位置时管材的塌陷趋势,以及管材等效应变的分布情况,同时将一把刀具、两把刀具以及三把刀具切断管材的方式进行了模拟对比,发现两把刀具冲切后管材的断面质量优于一把刀具和三把刀具。最后通过模拟切口与实际切口的对比,得出了结论的有效性。