低碳钢精冲成形工艺研究及凸模寿命预测.pdfVIP

· 冲 模 技 术 · 低碳钢精冲成形工艺研究及凸模寿命预测 陈 伟，李 炳 广东科技学院(广东东莞 523000) 摘【要】利用有限元分析技术对常温下的低碳钢AISI一1008毛坯试样进行了精冲模拟，分析 了凸模所受应力与各种工艺参数之间的关系，对优化精冲工艺提供 了参考。结合凸模的 应力应变场，采用Dowling损伤公式对凸模寿命进行预测，并采用修正后的疲劳强度指数 ， 结果与实际寿命比较接近。 关键词：有限元；精冲；应力应变；寿命预测 中图分类号：TG385．2 文献标识码：B ResearchontheFormingProcessofLow Carbon SteelandthePredictionofhteDieLife A【bstract】Inthispaper，thefiniteelementanalysistechniqueisusedtosimulatethefine blankingofthelowcarbonsteelAISI-1008．Therelationshipbetweenthestressandtheprocess parametersisanalyzed。W iththestressandstrainfieldofthemodel，theDowlingformula’and themodifiedfatiguestrengthindexisusedtopredicttheservicelifeofthedie．Theresultisnear theactuallife． Keywords：finiteelement；fineblanking；stressstrain；lifeprediction l 引言 影响精冲模具应力的因素有很多，例如摩擦润 精密冲裁成形(简称精冲)是一种重要的金属加 滑条件、材质、模具结构等等。本文研究凸凹模间 工工艺。精冲模具工作环境非常恶劣，不但要承受高 隙、凹模 圆角半径、压边力、反顶力等几个参数对凸 接触应力 ，剧烈的摩擦 ，而且还要受到重复交变应力 模最大等效应力的影响，进而以此作为预测凸模寿 的作用以及反复的温度变化引起的冷热疲劳。这些 命的依据。 因素都可能导致模具过早发生失效，影响模具寿命 。 坯料选用AISI一1008钢 ，厚度2mm，直径+30mm， 精冲模具寿命短、消耗大，模具成本占比过高一直是 冲孔直径~b20mm。参照精冲设计手册的经验数据，凹 一 个亟待解决的问题 。因此 ，研究精冲模失效的机 模 圆角 半 径 取 0．3—0．6mm，凸 凹模 间 隙 0．03～ 理，改进工艺参数 ，提高精冲模具寿命 ，对降低生产成 0．06mm，压边力9,000N，反顶力 1,400～1，600N。采用 本具有重要的意义。 Solidworks软件建立模拟装配模型。取坯料的1／8进行 目前，提高精冲模具寿命的方法主要是增加模具 模拟 ，坯料和凸模进行了网格划分 ，如图1所示。其 壁厚或者采用价格更昂贵的材料，这样并没有从根本 中，坯料为塑性体 ，凹模、顶杆、压边圈为刚体，凸模为 上降低模具成本。本文通过基于DEFROM一3D的有 弹性体，材料为AISI—H一13。工作过程如下：压边圈 限元分析技术对精冲模的应力应变场进行分析，结合 下行，提供一定的压边力，将坯料紧紧压紧在凹模上； 基于局部应力应变法的损伤公式对凸模寿命进行预 凸模下行，顶杆上行，直至接触工件，并分别施加向下 测，取得了较好的预测精度[1-5]。 与向上的应力，凸模下行冲裁工件，完成精冲过程 。 精冲得到的零件如图2所示。凸模所受等效应力分布 2 精冲成形过程数值模拟 如图3所示 ，