随着冲压技术的快速发展及其应用范围的不断扩大,许多结构零件、受力构件等采用厚钢板冲制而成。这不仅能保证零件有足够的强度和刚度,而且还可以提高劳动生产率,并降低生产成本。但是厚钢板冲裁时,特别是t>4,d/t≤1条件下的冲孔,由于冲头受力条件恶劣,在设计、制造、使用过程中的各种原因都可能导致冲头弯曲、崩刃、折断、磨损严重使模具寿命过低以致于无法实施生产。模具寿命是衡量模具技术和经济水平的重要指标,大幅度提高模具寿命是我国模具工业发展中的一个重要内容。本文在综合借鉴国内外大量技术资料的基础上,针对工厂中常用的厚板材条件下(4<t<6,d/t≤1)的冲孔,采用理论分析,结合数值模拟技术和工程实验对厚钢板小孔冲裁机理、受力状态进行了系统全面地研究,对该类模具的失效形式及原因进行了分析,并对有效提高模具寿命的措施主要进行了模具材料耐磨性能实验研究。具体工作如下:1.理论上分析了厚钢板小孔冲裁的变形过程以及影响成形工艺的参数。2.运用DEFORM2D、DEFORM3D分析软件对厚钢板小孔冲裁过程进行了模拟,对板料的变形过程以及应力应变进行了分析。3.运用DEFORM3D分析了板厚、模具间隙、材料类型等工艺参数对冲裁力的影响,得到了工艺参数对冲裁力的基本影响规律。设计制造了厚钢板小孔冲裁模,并结合分步冲裁工程实验,比较了模拟结果与实验结果的差异,得到了厚钢板小孔冲裁的机理。4.建立冲裁力的断裂力学模型,选取10#钢研究普通冲裁与厚钢板小孔冲裁时冲裁力计算的区别,结合模拟结果,得出厚钢板小孔冲裁的冲裁力计算公式。5.从冲裁机理入手,对厚钢板小孔冲裁过程中出现的模具失效问题进行了分析,主要研究了凸模的失效形式及失效原因。6.就如何提高模具寿命,结合现场实验及工程实例,主要从表面强化、选材、润滑、模具结构等方面提出了提高寿命的措施,并对经表面强化处理的试样进行了模具材料耐磨性能的测试。本项研究,可望弥补厚钢板小孔冲裁方面理论研究的不足,对丰富冲压工艺理论,开发在汽车、机械等工业有广泛应用前景的新的厚钢板冲裁加工工艺,提高冲压件的质量等方面有一定的学术意义及工程意义,该项研究成果可以作为工程技术人员的设计参考资料。