精冲技术是一种先进的精密塑性成形技术,可以加工得到优质的零件,被广泛应用于各个工业领域。精冲模具间隙比普通冲裁小,通常为料厚的0.5%—1%,是普通冲裁的十分之一。在冲裁过程中板料在极小的空间里剧烈变形,产生大量的热量,使得冲头和凹模温度升高而引起变形。冲头刃口因为起塑性剪切的作用而承受巨大的载荷,这也会导致刃口的变形。以上两者都会导致凸凹模间隙等关键设计参数的实际改变,而不合适的间隙不仅影响零件的成形质量,还会引起凸凹模过早的磨损失效,降低模具的使用寿命,本文对此展开研究。首先,为了揭示温度变化对模具的影响,采用有限元瞬态结构-瞬态热耦合的方法,建立结构和温度场分析的三维模型,分析模具温度场的分布随模具冲压循环的变化,研究模具在此温度场下的变形。并用红外热成像仪对冲压过程中的模具进行现场测量,得到的数据与模拟结果相符。研究表明,B9棘轮级进模在冲压循环中,第三工位凸凹模刃口附近的温度能达到135℃左右,凸凹模的热膨胀使得其间隙比设计时减小了36%。这个间隙的变化需要在模具设计时予以考虑。其次,精冲模具冲头轴向受冲裁力、反顶力、摩擦力,径向受板料挤压力,受力状况极其复杂。而冲头的刃口是冲头对板料进行塑性剪切的部位,受力状况更加恶劣,在生产中常发生崩刃。在对失效的冲头进行观测后发现,在冲头侧壁产生了裂纹,引起冲头崩刃,冲头的刃口部位也发生了塑性变形和磨损。通过有限元仿真精冲过程,结果显示冲头在侧壁易发应力集中导致裂纹,在刃口部位的确因为高载荷而发生塑性变形。为了改善冲头刃口部位的受力状况,设计了6种不同的刃口倒角形状,进行有限元的分析,对比了设计倒角和传统刃口倒角的变形以及应力分布状况,得到了能大幅改善冲头受力状况的刃口倒角形状。本文所有研究都是与国内知名精冲龙头企业合作的项目,所得的研究成果都已交付企业用于实际生产。