可剝墊片普通沖裁分層機理研究

朱蓮萍，孫小峰，莊新村，孫曉龍，高灑蕾，何雪婷

（1.中國商飛上海飛機制造有限公司，上海 201324；2.上海交通大學模具CAD 國家工程研究中心，上海 200030）

可剝墊片又稱層撕墊片，是由多層金屬材料或復合材料通過樹脂粘合而成的層狀板料，通過機加工或者沖裁下料得到一定的形狀，用于飛機裝配間隙的調節。本研究提到的可剝墊片是由1100-H19 鋁合金和2024-T3 包鋁合金通過樹脂黏合而成的材料，其結構如圖1所示。沖裁作為一種常規的下料工藝，利用模具使板料產生分離的沖壓工序，包括落料、沖孔、切口、剖切、修邊等。板料沖裁過程通常劃分為彈性變形、塑性變形和斷裂3 個階段[1]。對應的沖裁截面特征通常由圓角帶、光亮帶、撕裂帶以及毛刺4 個部分組成，如圖2所示。對于多層材料，在試驗過程中還發現了其分層的截面特征。

圖1 鋁合金可剝墊片的結構及分層現象Fig.1 Structure and delamination of aluminum alloy peelable gasket

圖2 沖裁零件的斷面特征Fig.2 Section characteristics of blanking parts

學者們對鈑金件的沖裁工藝參數和沖裁機理進行了大量的研究。Hilditch[2]和Le 等[3]研究了沖裁工藝參數對斷面質量的影響。Maiti 等[4]通過彈塑性有限元法分析了低碳鋼薄板的沖裁過程，分析了間隙和摩擦潤滑對沖裁載荷的影響。Ghosh 等[5]針對鋁合金的剪切過程進行了相關的試驗和數值模擬研究，對比了3種不同的損傷模型 （Tvergaard-Gurson 模型、Cockroft-Latham 模型和剪切破壞模型）的優劣。Husson 等[6]在有限元分析中提出的粘塑性硬化和新的損傷模型來預測沖裁力和刃口的演化，模擬結果表明，沖裁間隙和模具磨損是影響刃口質量的最重要的沖裁工藝參數。……