家电、汽车、电工电讯、办公机器、五金制品等行业的高速发展促使金属制品业在加工工艺理论、装备水平、质量要求等方面发生了巨大的变化，对金属板材及其制品的精度要求越来越高。将轧制的宽幅面金属板材分切为所需宽度的带材是制作精密金属制品的基础，因此，对金属板材圆盘剪精密纵向分切加工的要求也在不断提高。深入理解圆盘剪精密分切加工过程的弹塑性变形状态及断裂机理，对金属板材分切加工工艺参数优化、控制断面毛刺、提高分切断面形状和尺寸精度具有重大意义。　　日趋成熟的有限元仿真分析方法已成为研究圆盘剪分切过程变形机理及工艺优化的重要手段。本文利用有限元仿真软件DEFORM-2D建立了304不锈钢板材圆盘剪分切加工模型，采用Oyane韧性断裂准则仿真研究了圆盘剪分切加工中材料变形断裂过程以及断面形貌。仿真结果显示板材在分切过程中经历了弹性变形、塑性变形、裂纹产生与扩展、板材断裂分离等过程，分切断面具有塌角、剪切带、断裂带、毛刺等特征。深入研究了圆盘剪分切过程中板材静水应力场的分布和变化，结果发现塌角是由于圆盘刀刃口附近的材料受圆盘刀挤压牵拉和弯曲作用而形成的塑性变形区，主要承受拉应力且向板材内部递减，随着圆盘刀刀刃切入板材表面、材料受切应力和挤压应力的综合作用而形成剪切带，金属板材分切区静水应力由压应力逐渐转变为拉应力，当局部拉应力达到应力强度极限后板材内部开始出现微裂纹，分切区由剪切带转为断裂带，毛刺是伴随裂纹扩展在圆盘刀刃口圆角部位产生的拉应力作用在分切面厚度方向边角形成的。根据板材在分切过程中的静水应力变化，提出利用塌角区出现最大拉应力时的切入时间t1、分切区出现拉应力时的切入时间t2及其时间差Δt(=t2-t1)来简便直观地判断分切断面的塌角高度和剪切带高度的变化趋势，t1和Δt越小，最后形成的塌角和剪切带高度越小。　　仿真研究了上下成对圆盘刀轴向间隙及板材厚度对板材分切断面形貌特征的影响规律，并进行了试验验证，仿真结果与试验结果具有良好的一致性。随着轴向间隙的增大，塌角高度和撕裂角逐渐增大，剪切带高度逐渐减小，而毛刺高度则先略微减小再急剧增大;随着板厚的增大，剪切带高度急剧增大，塌角高度略有减小，而对毛刺高度影响不大。在此基础上，采用仿真方法研究了压板力、刀具刃角半径对板材断面形貌的影响。压板力对断面的塌角、剪切带特征的影响不大，随着压板力增加，毛刺高度略有减小;随着圆盘刀刃角半径增大，塌角高度、剪切带高度略微增大，毛刺高度逐渐增大。　　为减小和消除分切断面毛刺，本文提出了金属板材“塑性剪切压迫分离”精密分切方法，采用轴向负间隙径向正间隙的组刀方式，使金属材料在分切过程中始终受到压应力作用而形成塑性剪切，然后在压断辊的反向压迫下实现挤压分断，实现无毛刺精密分切加工。建立45号钢板“塑性剪切压迫分离”精密分切仿真模型，研究了板材变形和断裂过程、分切过程静水应力场分布和变化。塑性剪切压迫分离精密分切加工的板材断面形貌与圆盘剪分切加工的明显不同，具有剪切塌角、剪切带、断裂带、挤压带和挤压塌角等特征，无毛刺产生。在此基础上分析了塑性剪切过程中刀具轴向间隙和径向间隙对板材断面形貌特征的影响规律。与圆盘剪分切加工一样，随着轴向间隙的增大，剪切带高度逐渐减小，剪切塌角高度和断裂带高度则随之增大，塑性剪切压迫分离精密分切中特有的挤压带和挤压塌角的高度均随着轴向间隙的增大而增大。随着塑性剪切中径向间隙的增大，剪切塌角和剪切带的高度逐渐减小，但断裂带、挤压带和挤压塌角的高度均增大。