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《南昌大学》 2007年
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冲裁工艺噪声发射及其控制的理论与实验研究

戴源德  
【摘要】: 冲压加工是现代制造业中应用最为广泛的生产技术之一。对于冲压生产技术存在的美中不足—噪声、振动及不安全问题,正在愈来愈多地引起世人的关注。显然,研究冲压加工中的噪声问题,在社会效益、技术经济和学术理论上都具有十分重要的意义。 各种冲压工艺所产生的噪声中,以冲裁工艺噪声为最严重,也最具典型性。因此,本文选择普通冲裁中产生的工艺噪声作为具体研究对象,采取理论分析与实验验证相结合的手段,进行了较为深入、系统的研究,探讨了其噪声发射的理论规律与特点,提出了从积极主动角度降低其噪声峰值的对策。主要研究工作包括; 冲裁工艺噪声测试系统的搭建、噪声测试实验与分析、噪声发射机理的研究;冲裁突然分离阶段冲头自由振动微分方程的建立、突然分离阶段冲裁工艺噪声声压级与冲裁力的数学关系、冲裁工艺噪声发射峰值预报模型的建立与实验验证;板料冲裁加工有限元模拟及变形过程分析、两步法冲裁降噪效果的理论分析、级进模两步法冲裁模设计、级进模两步法冲裁降噪工艺实验研究;反顶力作用下冲裁模具设计与强度校核问题、反顶力作用下冲裁降噪工艺实验研究。并取得了以下主要研究成果; (1)采用较先进的测试方法,获得了与典型的冲裁力曲线相协调的冲裁噪声发射声压波形图;采用包络线法对冲裁工艺噪声发射声压波形图的整体外轮廓进行描述,得到了冲裁工艺噪声发射树的物理模型,定量地验证了冲裁变形到突然分离阶段噪声最大的结论;较全面地描述了整个冲裁加工过程中噪声发射情况; (2)系统地推导出冲裁突然分离阶段噪声声压级与冲裁力的数学关系式,即冲裁工艺噪声发射峰值的数学计算模型。该模型表明,冲裁力愈大,则冲裁噪声声压级分贝值愈大; (3)首次提出了分别用板料的强度极限和用板料的硬度HV值预报冲裁工艺噪声发射峰值的数学模型;并推荐采用板料维氏硬度HV值预报突然分离阶段冲裁工艺噪声发射声压级的数学模型; (4)通过钢板、黄铜板和铝板这3种金属板料的冲裁变形模拟结果,较为准确地找到了板料突然分离的位置;理论上得出一个重要结论;在冲裁加工中,当冲头切入金属板料深度达到板料厚度的(50%~60%)时,金属板料的变形到达突然分离阶段; (5)针对提出的一种级进模两步法冲裁新工艺的目的之一—可降低冲裁工艺噪声,通过对板料冲裁变形进行有限元模拟及结果分析,从理论上指导该工艺的实际应用,并作了实验验证,还介绍了4种两步法冲裁级进模的结构形式; (6)提出了一种带有反顶力作用的冲裁工艺,即在普通冲裁凹模内设置聚氨酯弹性垫块进行冲裁。该工艺与普通冲裁工艺的操作完全相同,可行性好,并可保持原有的生产效率。且通过实验测试验证,也可谓之是又一种新的冲裁降噪工艺。
【学位授予单位】:南昌大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TG386.2

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【引证文献】
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【共引文献】
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