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金属板料冲裁加工是一种对金属板料施加一定程度的压力,使得板料产生弹塑性变形并最后实现使其产生断裂分离的加工方式。通过国内外学者的相关研究发现,学者们虽然对一些常见金属材料进行了有限元冲裁仿真模拟与实验研究,并将两者之间所得到的结果对比分析,但基本上都是对一些常见冲裁工艺参数如冲裁间隙、冲裁速度以及凹凸模刃口圆角半径进行研究分析,对材料本身的性能关注较少,忽略了材料性能本身对冲裁质量的影响。为了获得高质量的冲裁件,本文以钛合金金属板材(经过不同温度热处理得到了三种退火态板材)作为研究分析的对象,直接从材料本身的性能出发,使用有限元仿真软件DEFORM-2D对一定厚度钛合金板料(材料选择为TC2钛合金,其板材厚度为1.2mm)进行冲裁过程模拟的有限元分析,形象地观察到三种板材冲压性能的变化,得到了凸模行程和冲裁力的曲线变化图,分析了冲裁变形的完整过程,并绘制不同大小的冲裁间隙随冲裁断面中光亮带长度的变化规律,同时确定出了冲裁加工时合理冲裁间隙取值,并且探讨了三种退火态板材在不同间隙下的冲裁断面质量(光亮带长度)的变化情况。在此基础上进一步对冲裁间隙的影响因素进行了公差分析,验证了模具刃口尺寸公差对冲裁间隙的影响。本文具体的工作为:(1)冲裁模拟仿真前材料性能参数的获取:首先获取得到了相关材料性能参数,然后计算得到对韧性断裂准则的取值。首先对三种退火态板材分别进行了必要的拉伸试验,得到了材料本身的性能参数;其次,选择了合适的韧性断裂准则,计算得出了韧性断裂准则的取值。(2)有限元冲裁模拟仿真:根据金属板材冲裁的有限元模拟仿真技术,使用专门的有限元模拟仿真软件DEFORM-2D建立了TC2钛合金板材冲裁模拟模型。由DEFORM-2D仿真分析软件观察到钛板冲裁的整个详细变形过程,得到了不同冲裁间隙下凸模行程和冲裁力的曲线变化图,绘制了不同间隙随冲裁功、冲裁断面中光亮带长度的变化规律,确定了冲裁时合理冲裁间隙值。(3)基于模具刃口尺寸公差对冲裁间隙影响的公差分析:运用二维尺寸链原理,分别以凹模刃口尺寸公差为增环,凸模刃口尺寸公差为减环以及冲裁间隙Z为封闭环,构建完整的尺寸链,并且根据冲裁件的尺寸精度(或形状位置精度及表面粗糙度值等要素),以冲裁模具选择的加工方式方法和冲裁模具(凹凸模)的刃口尺寸及其制造公差原则为依据,验证了冲裁模具刃口尺寸及其制造公差对冲裁间隙的影响,以此为基础从而保证实际情况中模具的合理冲裁间隙取值。