【摘要】：汽車新車型研發(fā)以及汽車輕量化發(fā)展需要相應的技術更新,模具則是實現(xiàn)這些技術更新的硬件支持。模具最主要的失效形式是磨損,模具磨損實驗研究周期長,結合CAE技術可以提高研究效率,更好地總結規(guī)律,現(xiàn)階段關于沖壓模具的CAE研究大部分是圍繞擠壓、鍛壓等工藝展開的,相對來說對于沖裁過程的研究則不多。為提高資源的利用效率,再制造技術逐漸成為延長模具壽命的有效手段,目前對于模具修復時機的選擇還沒有一個確定方法,一般都是根據(jù)經(jīng)驗或模具失效后進行修復,修復效果參差不齊。本文介紹了模具失效形式及影響因素,利用Deform-3D仿真模擬軟件,基于Archard磨損模型以及CockcroftLatham斷裂準則,對制件的沖裁過程進行仿真分析,得到板料沖裁過程中應力、載荷及模具磨損量、最大磨損速率等數(shù)據(jù),并進行分析。在單一變量的原則下,對沖裁過程進行仿真模擬,研究沖裁速度、熱處理硬度、表面潤滑條件對磨損量的影響規(guī)律,使用SPSS數(shù)據(jù)分析軟件對仿真結果進行分析并進行正交試驗,得到幾種因素共同影響下減少磨損量的最優(yōu)組合,對優(yōu)化后的組合再次進行仿真,結果表明沖裁模具的磨損量有效的降低了20.8%。根據(jù)實際生產(chǎn)中模具的磨損情況,對模具的磨損過程進行疊加的仿真模擬,擬合出了關于模具磨損與壽命間的線性回歸方程,并根據(jù)方程預測出模具的壽命,聯(lián)系實際生產(chǎn),對模具壽命的預測較為準確;分析在模具在生產(chǎn)中,磨損失效與疲勞失效對于模具壽命影響,運用Ansys Workbench中的疲勞分析模塊對模具進行疲勞分析,預測出模具的疲勞壽命,對比發(fā)現(xiàn)磨損對于模具的壽命的影響要略大。結合再制造中心的研究,對使用Ni60B涂層修復后模具的磨損情況仿真模擬,結果表明,在Ni60B中添加WC與Co可以有效的降低修復后模具的磨損,與實際實驗數(shù)據(jù)相符,體現(xiàn)了CAE在再制造中的運用是可行的;改變涂層厚度對沖裁過程仿真,結果表面涂層厚度與修復后模具磨損量間沒有太過明顯地線性關系,具體聯(lián)系較為復雜;選擇不同修復時機,對修復后的模具進行疊加的沖裁模擬,結合磨損積累法進行分析,結果表明在一定范圍內(nèi)選擇合適的模具修復時機能夠有效的降低修復后模具磨損量,延長模具壽命,為CAE在再制造中的應用提供了思路。
【圖文】：

中國數(shù)據(jù)統(tǒng)計局給出的調查數(shù)據(jù)表明，近些年，我國在模具方 1.8 萬億元，而且還按照平均每年 17%的幅度快速增加，增長了我國國內(nèi)生產(chǎn)總值的平均增長水平；在機械制造業(yè)中，特別造，都和模具息息相關，中國約有 2/5 的模具產(chǎn)品是直接用于的[1~2]。一直都是汽車制造業(yè)中最基本的設備，在汽車生產(chǎn)過程中，車制件都需要在模具的參與下完成制造，而在模具行業(yè)中，沖壓期短、便捷、節(jié)約原料、產(chǎn)品符合輕量化趨勢、具有較高剛度足大部分生產(chǎn)需要等優(yōu)點占據(jù)了大片的市場；例如生產(chǎn)一輛汽，沖壓模具就占了 67%[3]，，如在汽車的外形研發(fā)過程中，絕大車身的造型設計展開的，汽車的外形制造則離不開沖壓模具。社會環(huán)境下提高企業(yè)競爭力，研發(fā)更加有效更加節(jié)約成本的費大量的資金與時間投入到模具的設計與制造中去。在整個汽，沖壓模具從最初的設計階段到優(yōu)化及研發(fā)階段再到企業(yè)的生的時間就占了 60%~70%，成為了主導新型汽車研發(fā)的重要因，汽車產(chǎn)值在逐漸增長的同時也帶動了汽車沖壓模具的發(fā)展。局數(shù)據(jù)表明，近年來，全球汽車產(chǎn)量從 7770 萬輛增長至 906為 3.14%。

圖 1-2 我國模具行業(yè)產(chǎn)值增長量Fig.1-2 The growth of mold production in China.E 在沖壓模具中的應用周知，沖壓成型的過程即材料的成形過程往往伴隨著瞬時的形狀、結構等，而由于成形過程的短暫，無法直接進行觀察。材料的成分、組織與性能處于最佳的狀態(tài)并且選擇正確的加工到最小或者將其轉移到可移除部分，才可以得到最符合要求的往的經(jīng)驗來看，這些部分都是很難去直接觀察瞬態(tài)變化的，這產(chǎn)品的生產(chǎn)計劃時，需要對該產(chǎn)品相關的生產(chǎn)經(jīng)驗有一定的掌品，則需要采用試錯的方式來不斷調試以獲得最優(yōu)的生產(chǎn)工藝一些大型或者是成本較高的產(chǎn)品來說，這樣的研發(fā)方式勢必會及更高昂的價格，甚至造成嚴重的經(jīng)濟損失。計算機技術的不斷成熟，CAE 技術也越來越多的應用到工業(yè) CAE 技術可以對材料的成形過程進行仿真模擬，利用計算機個過程中材料的溫度變化、形狀變化、結構等進行觀察與控制得到所需的結果。通過對材料成型過程的仿真模擬，可以得到的一些缺陷，如斷裂起皺等，可以利用得到的仿真結果，對產(chǎn)
【學位授予單位】：安徽工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG385.2

【參考文獻】

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本文編號：2644408