板料沖裁模具磨損的實(shí)驗(yàn)研究與數(shù)值模擬.pdf

1、沖裁是金屬材料塑性加工中的一種基本方法，且沖裁的變形區(qū)域主要集中在狹小的沖裁間隙內(nèi)，其因材料之間產(chǎn)生了較大的摩擦與較高的溫度而使得凸模的工作條件非常惡劣，從而加劇了沖裁模具的磨損，引起沖裁間隙以及產(chǎn)品毛刺高度的逐漸增大。此外，金屬板料的沖裁過(guò)程因其涉及到極其復(fù)雜的非線(xiàn)性問(wèn)題（幾何非線(xiàn)性、材料非線(xiàn)性以及接觸非線(xiàn)性）而越來(lái)越引起人們的普遍關(guān)注。
　　本文以波形片為研究對(duì)象，設(shè)計(jì)一副板料沖裁的級(jí)進(jìn)模，通過(guò)沖裁毛刺高度的實(shí)驗(yàn)研究間接反映工

2、藝參數(shù)與模具磨損量之間的關(guān)系，并利用DEFORM-2D仿真軟件進(jìn)行數(shù)值模擬。其主要研究工作及取得的進(jìn)展如下：
　?。?）基于沖壓零件（波形片）的工藝分析，設(shè)計(jì)了波形片沖裁的級(jí)進(jìn)模。借助模具進(jìn)行了沖裁件毛刺高度與沖壓工藝參數(shù)關(guān)系的實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果顯示：隨著模具間隙、沖壓速度的逐漸增加，沖裁毛刺的高度呈現(xiàn)不斷增大的變化趨勢(shì)；而隨著凸模刃口圓角半徑的不斷增加，沖裁毛刺的高度則呈現(xiàn)先增大后減小的變化趨勢(shì)。
　　（2）利用電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)

3、對(duì)波形片材料C75S材料進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，得出了材料真實(shí)的應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)，基于A(yíng)rchard理論磨損模型建立了金屬板料沖裁分析的有限元模型，利用DEFORM-2D有限元仿真軟件模擬了波形片（材料為C75S高強(qiáng)度彈簧鋼，厚度為0.6 mm）的沖裁過(guò)程及沖裁凸模的磨損?；诎辶蠜_裁模具磨損基礎(chǔ)理論及有限元的仿真結(jié)果，研究了沖壓工藝參數(shù)（模具間隙、凸模刃口圓角半徑以及沖壓速度）對(duì)沖裁凸模磨損影響的變化規(guī)律。結(jié)果表明：沖裁凸模的磨損深度隨著模具間隙的

4、增大呈現(xiàn)出不斷減小的變化趨勢(shì)，隨著沖壓速度的增大則呈現(xiàn)出不斷增加的變化趨勢(shì)，然而隨著沖裁凸模刃口圓角半徑的增大則呈現(xiàn)出先增大后減小的變化趨勢(shì)。此外，研究了沖裁工藝參數(shù)對(duì)沖裁毛刺高度的影響變化趨勢(shì)，并且驗(yàn)證了仿真模型的正確性。
　　（3）基于響應(yīng)曲面法（Response Surface Methodology）設(shè)計(jì)了波形片沖裁的仿真試驗(yàn)，根據(jù)仿真試驗(yàn)結(jié)果建立了沖壓工藝參數(shù)與凸模磨損深度之間的數(shù)學(xué)模型，并對(duì)仿真試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行方差分析。研