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冲裁工艺是常见的冲压工艺之一。采用冲裁加工的小孔具有较好的尺寸稳定性和精度,自动化和生产效率都较传统的孔加工方式高很多,生产成本大大降低。因此,厚板小孔冲裁工艺被广泛的应用于实际生产。然而在厚板小孔冲裁过程中,常出现各类模具失效的情况,如冲头折断、冲头刃口崩裂、冲头刃口严重磨损等,制约了厚板小孔冲裁工艺的发展,影响了企业的正常生产。因此,如何提高模具使用寿命,是厚板小孔冲裁工艺中急需解决的问题。 本文针对厚板小孔冲裁工艺的特点,运用金属塑性成形理论中的主应力法和滑移线法建立厚板小孔冲裁的力学模型,并分析小孔冲裁模具失效形式和失效原因。为了进一步分析厚板小孔冲裁过程中的金属流动情况和模具受力情况,建立厚板小孔(4<t<6,d/t≤1)冲裁三维实体模型,并借助三维塑性有限元软件DEFORM-3D,数值模拟厚板小孔冲裁成形过程,得到金属流动及应力应变情况。为得到各工艺参数对厚板小孔冲裁的影响规律,采用实验设计和数值模拟相结合的方法,得出对冲裁力和冲裁质量影响较大的工艺参数,并通过直观分析法得出各工艺参数对冲裁力和冲裁质量的影响规律。 通过建立模具应力有限元模型,模拟分析厚板小孔冲裁过程中模具应力应变及磨损量的变化情况,采用实验设计和数值模拟结合的方式,得出不同工艺参数对模具应力及磨损的影响规律。 最后,就如何提高厚板小孔冲裁模具使用寿命,主要从模具选材、模具加工与制造、模具热处理、模具表面强化和模具结构优化等方面提出了提高模具寿命的措施,为接下来的研究工作指明方向。