傳動片沖裁凸模的結構優(yōu)化及其磨損研究.pdf

1、沖裁是金屬板料進行塑性加工的一種基本方法，其在狹小的沖裁間隙內(nèi)發(fā)生局部塑性大變形，沖裁過程因其涉及到幾何非線性、材料非線性及接觸非線性而變得異常復雜。沖裁凸模在連續(xù)沖壓的過程中會產(chǎn)生疲勞斷裂，并且引起沖裁模具的磨損，導致產(chǎn)品毛刺超差，并且會降低模具的使用壽命，增加企業(yè)的生產(chǎn)成本。隨著有限元模擬技術的快速發(fā)展，利用有限元軟件對板料沖裁過程中的凸模疲勞壽命及其磨損進行仿真模擬，可以進一步優(yōu)化模具的結構，提高沖壓模具的使用壽命，對于企業(yè)的實際

2、生產(chǎn)具有重要的指導意義。
　　本文以傳動片為研究對象，利用ANSYS Workbench軟件對沖裁凸模的結構進行優(yōu)化，并設計一副落料級進模進行試驗驗證。此外，借助 DEFORM-3D軟件模擬傳動片（材料為CK75，材料厚度為1.1 mm）的沖裁過程及其凸模磨損，研究沖裁工藝參數(shù)對凸模磨損的影響，基于正交試驗對沖裁的工藝參數(shù)進行優(yōu)化。論文主要研究工作如下：
　?。?）闡述金屬板料的沖裁變形過程，分析金屬板料發(fā)生沖裁時的變形區(qū)中

3、的接觸摩擦狀況，敘述沖裁模具的磨損過程及減少模具磨損的措施，并對沖裁凸模結構優(yōu)化及其磨損的仿真技術進行介紹。
　?。?）建立沖裁凸模疲勞分析的有限元模型，利用ANSYS Workbench有限元軟件對沖裁凸模的結構進行優(yōu)化?；诹慵墓に嚪治鲈O計一副落料成形級進模，并對優(yōu)化后的凸模疲勞壽命進行驗證。
　　（3）建立沖裁凸模磨損分析的有限元模型，利用DEFORM-3D有限元軟件模擬1.1 mm厚的CK75傳動片沖裁過程，分析沖

4、裁工藝參數(shù)（沖裁間隙、凹模刃口圓角半徑以及沖壓速度）對凸模磨損的影響。通過不同工藝參數(shù)組合的正交試驗的分析，得知沖裁間隙對凸模磨損的影響顯著，并且得出工藝參數(shù)對凸模磨損影響的主次順序依次為：沖裁間隙、凹模刃口圓角半徑以及沖壓速度。此外，基于正交試驗的分析，得出傳動片沖裁的最優(yōu)工藝方案。
　　（4）基于響應曲面法設計了傳動片沖裁的試驗，根據(jù)試驗結果建立了沖裁工藝參數(shù)與凸模磨損深度之間的數(shù)學模型。研究發(fā)現(xiàn)：使用響應曲面法建立的數(shù)學模型