先進(jìn)高強(qiáng)鋼冷沖壓模具磨損預(yù)測研究.pdf

1、先進(jìn)高強(qiáng)鋼具有較高的強(qiáng)度級(jí)別，致使冷成形過程中在模具和板料接觸界面上將產(chǎn)生較大的接觸應(yīng)力及溫升，造成嚴(yán)重的板料表面劃傷及模具磨損。預(yù)測先進(jìn)高強(qiáng)鋼冷成形模具磨損量并找到合理的控制方案，是目前先進(jìn)高強(qiáng)鋼沖壓生產(chǎn)中所面臨的一大技術(shù)難題。
　　本文以先進(jìn)高強(qiáng)鋼冷沖壓成形過程中模具磨損預(yù)測為目標(biāo)，主要研究了先進(jìn)高強(qiáng)鋼冷成形過程中凹模圓角處鋼板-模具界面摩擦系數(shù)和表面損傷演化研究，并建立了冷沖壓模具圓角區(qū)磨損預(yù)測方法。
　　（1）基于彎

2、曲試驗(yàn)的鋼板-模具圓角區(qū)界面滑動(dòng)摩擦系數(shù)研究
　　在現(xiàn)有的圓角區(qū)滑動(dòng)摩擦系數(shù)模型基礎(chǔ)上，給出了考慮彎曲過程的彎曲和反彎曲因素的摩擦系數(shù)計(jì)算方法，并進(jìn)行了工藝因素等因素對該滑動(dòng)摩擦系數(shù)影響的實(shí)驗(yàn)研究。研究表明：彎曲圓角區(qū)的摩擦系數(shù)要明顯高于薄板拉伸的摩擦系數(shù)；材料強(qiáng)度會(huì)對凹模圓角的摩擦系數(shù)產(chǎn)生影響；材料強(qiáng)度越高、表面硬度越高，凹模圓角的摩擦系數(shù)也越??；沖壓工藝參數(shù)也會(huì)對凹模圓角的摩擦系數(shù)產(chǎn)生影響；隨著相對圓角半徑減小、壓邊力增大、拉

3、伸速度減小，圓角區(qū)的摩擦系數(shù)都會(huì)有所增大。
　?。?）先進(jìn)高強(qiáng)鋼沖壓件表面劃傷實(shí)驗(yàn)研究
　　基于物理模擬實(shí)驗(yàn)研究了沖壓工藝等因素對先進(jìn)高強(qiáng)鋼沖壓件表面劃傷的影響，同時(shí)基于數(shù)值仿真模型獲得了不同工藝參數(shù)下模具表面溫升變化，進(jìn)一步對表面劃傷變化進(jìn)行了闡釋。研究表明：材料強(qiáng)度會(huì)對板料表面劃傷產(chǎn)生影響；相同工藝條件下，鋼板強(qiáng)度越高，板料在成形過程中越容易產(chǎn)生表面劃傷；沖壓中工藝參數(shù)也會(huì)對板料表面劃傷產(chǎn)生一定的影響；相對圓角半徑減小、

4、壓邊力增大、拉伸速度增大時(shí)，板料表面劃傷加重。
　?。?）基于摩擦功的模具圓角區(qū)磨損量數(shù)值預(yù)測
　　基于數(shù)值仿真方法獲得工藝參數(shù)和摩擦功之間的關(guān)聯(lián)，通過模擬實(shí)驗(yàn)構(gòu)建了摩擦功和模具修模極限值的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了模具修模周期的預(yù)測。此外，研究了不同工藝參數(shù)下凹模圓角處摩擦功耗散量的規(guī)律。研究表明：在摩擦功的分布上，板料流入處摩擦功最大，之后逐漸較小，在40°附近又升高到一個(gè)較小的峰值，之后減小至零；在摩擦功對各個(gè)因素的敏感性上，隨著相