负间隙精密冲裁是精密冲裁技术的一种,该工艺独特,可在普通冲裁机床上实现精密冲裁,成本低而且效率高,因此应用范围广泛,前景也比较好,普遍地应用于板料冲压成形领域。本课题根据金属材料塑性成形原理,通过对负间隙精密冲裁冲裁凸模行程与表面硬度研究、冲裁件断面显微金相组织变化的研究,更深一步研究了负间隙精密冲裁加工过程中的冲裁材料的变化情况和冲裁件断面加工硬化程度。另外,本课题还采用大变形刚塑性有限元法,利用有限元分析软件DEFORM模拟了负间隙精密冲裁的全过程,预测了不同的冲裁间隙,不同的预留量下板料的损伤断裂情况和变形情况。通过对Q235、20Mn、不锈钢、铬青铜等各种材料进行负间隙冲裁加工,测得冲裁行程与表面硬度的关系曲线,研究曲线的变化规律,从力学方面了解了不同材料的负间隙精密冲裁过程及加工硬化情况。利用光镜、扫描电子显微镜等仪器得出负间隙冲裁件在毛刺区、塌角带、剪切带、断裂带等不同区域的金相照片,从中观察冲裁件断面组织的变化和微观形貌的变化,从显微组织的变化上进一步研究了负间隙精密冲裁的整个加工过程。大量的实验数据和实验照片为负间隙精密冲裁过程的研究分析提供了依据,通过本文的研究分析,进一步证明了负间隙精密冲裁过程中材料的挤压成形原理。负间隙冲裁件断面在加工过程中的加工硬化程度增强,断面质量提高,光亮带面积增大。理论分析与科学实验的相互结合使负间隙精密冲裁加工工艺的分析更加深入,这有助于更加全面地掌握负间隙冲裁加工材料变形过程中的变形机理及裂纹扩展机制,以助于优化负间隙冲裁加工工艺,提高冲裁件断面质量,提高劳动生产率。本文的研究将使负间隙精密冲裁的研究更加深入,更有利于负间隙精密冲裁在工业生产中的普及。