溫度和載荷導致精沖模工作部件微變形的研究.pdf

1、精沖技術是一種先進的精密塑性成形技術，可以加工得到優(yōu)質的零件，被廣泛應用于各個工業(yè)領域。精沖模具間隙比普通沖裁小，通常為料厚的0.5％—1%，是普通沖裁的十分之一。在沖裁過程中板料在極小的空間里劇烈變形，產生大量的熱量，使得沖頭和凹模溫度升高而引起變形。沖頭刃口因為起塑性剪切的作用而承受巨大的載荷，這也會導致刃口的變形。以上兩者都會導致凸凹模間隙等關鍵設計參數(shù)的實際改變，而不合適的間隙不僅影響零件的成形質量，還會引起凸凹模過早的磨損失效

2、，降低模具的使用壽命，本文對此展開研究。
　　首先，為了揭示溫度變化對模具的影響，采用有限元瞬態(tài)結構-瞬態(tài)熱耦合的方法，建立結構和溫度場分析的三維模型，分析模具溫度場的分布隨模具沖壓循環(huán)的變化，研究模具在此溫度場下的變形。并用紅外熱成像儀對沖壓過程中的模具進行現(xiàn)場測量，得到的數(shù)據與模擬結果相符。研究表明，B9棘輪級進模在沖壓循環(huán)中，第三工位凸凹模刃口附近的溫度能達到135℃左右，凸凹模的熱膨脹使得其間隙比設計時減小了36%。這個間

3、隙的變化需要在模具設計時予以考慮。
　　其次，精沖模具沖頭軸向受沖裁力、反頂力、摩擦力，徑向受板料擠壓力，受力狀況極其復雜。而沖頭的刃口是沖頭對板料進行塑性剪切的部位，受力狀況更加惡劣，在生產中常發(fā)生崩刃。在對失效的沖頭進行觀測后發(fā)現(xiàn)，在沖頭側壁產生了裂紋，引起沖頭崩刃，沖頭的刃口部位也發(fā)生了塑性變形和磨損。通過有限元仿真精沖過程，結果顯示沖頭在側壁易發(fā)應力集中導致裂紋，在刃口部位的確因為高載荷而發(fā)生塑性變形。為了改善沖頭刃口部位