精冲模具磨损的数值模拟及模具寿命估算

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1、摘要精密冲裁工艺作为一种先进的精密塑性成形技术，一次冲裁加工就可得到尺寸精度高、剪切面光洁、且具有一定立体形状的零件。精冲工艺目前在航空、航天、汽车行业、工程机械、军工、铁路、建材、化工、造船、家电领域得到愈来愈广泛的应用。与普通冲裁相比，精冲模具所受的压力大，精冲过程中的产生的热效应、摩擦力大，导致精冲模过早的被损坏或报废，使精冲模具的寿命很难得到保证。而精冲模具的寿命成为制约精冲技术应用和发展的瓶颈。如何降低模具磨损成为精冲领域的研究热点。精冲模具磨损试验成本较高，历时较长，在工艺的实现方面还有一定的困难，因此需要借助有限元方法进行模拟分

2、析。精冲过程中各种工艺参数对模具磨损的影响规律还停留在理论分析阶段，需要进一步量化，以更好的为实际生产过程提供参考。本文利用DEFORM软件运用有限元方法模拟了45钢常规圆盘形精冲零件的精冲过程，选用不同的断裂准则做比较分析，找出比较适合精冲过程的材料破坏标准。以所该零件对应的凹模为主要研究对象，分析精冲过程中主要磨损机理，建立精冲过程中的磨损模型对模具磨损进行计算，分析凹模磨损最大部位出现位置。研究了不同的凸凹模间隙、凹模圆角半径、压边力、反压力、冲裁速度等工艺参数下变形区内的应力应变状态，分析各工艺参数的变化对精冲件质量的影响，计算不同工

3、艺条件下凹模的磨损量，并总结出磨损量随各工艺参数变化的规律，对实际生产过程具有一定的指导意义。寿命的估算对优化精冲几何参数，降低模具加工成本，提高生产效率有至关重要的作用。磨损是导致精冲模具失效的主要原因之一，现有的精冲模具估算方法大多以精冲件成型难度、应力应变、疲劳强度出发，或多或少的忽视了磨损对寿命的影响。本文主要运用有限元分析的方法，从模具磨损累加的角度出发对精冲模具的寿命进行估算。结果显示，经参数修正后的模拟寿命值与实际模具寿命值较为吻合。同时模拟结果也证实，在保证精冲件质量的前提下适当的增大凸凹模间隙是能够延长模具寿命的。关键词：精

4、冲；断裂准则；磨损；模具寿命；有限元分析AbstractFineblankingwasknownasakindofadvancedplasticformingtechnology．Wecouldgetahighlydimensionalprecisionandasmoothshearplaneandsome3一Dobjectshapesweneedinoneblanking．Nowdays，fineblankingwaswidelyusedinthefieldofaviation，spaceflight，automoblie，engineer

5、ingmachinery,militaryindustry,railways，buildingmaterials，chemical，shipbuldingandhouseholdelectricalappliances．Comparedwithcommonstamping，therearemorepressure，thermaleffectandfrictioninprocessofthefineblanking，whichleadstotheearlydamageorscrapofthedie，SO，thelifeoffineblankin

6、gdieisawayshardtoguarantee．Butthelifeoffineblankingdierestrictthedevelopmentofthefineblanking，SOoneofthemostimpotantpartofthestudyinthefieldoffineblankingishowtodecreasetheattrition．Becauseoftheexperimentsspendhighandcostlongtestingtimeandalsohavesomedifficultyinthetesttech

7、nology,weneedusethefiniteelementmethodtosimulationanalysisweartestofthefineblanking．Andsomeoftherulesbetweentechnologicalparametersandthewearingofdiearestillstayinthestageoftheoreticalanalysis，SO，it’SbetterforUStogetfurtherquantificationandprovidebetterreferenceforthepracti

8、calproduction．Thisarticlesimulatedtheprocessoffineblankingofconventionaldisc—shape