精沖,作為一種具有非常優(yōu)越?jīng)_裁質(zhì)量的近凈成型工藝,在汽車行業(yè)應(yīng)用非常廣泛。提升模具壽命是當(dāng)前精沖行業(yè)普遍面臨的問題。工業(yè)上采取了多種方式試圖提升精沖模具壽命,然而與國外模具壽命相比仍有提升的空間。本文以延緩崩刃失效為目的,總結(jié)崩刃裂紋萌生的主要原因,揭示刃口服役過程中材料性能、幾何形狀的演變規(guī)律,提供了多個(gè)可能延緩崩刃失效的方法。本文以QHZ薄壁落料沖頭為例,采用有限元仿真、掃描電鏡觀察等手段,分析崩刃失效演變規(guī)律,找出刃口裂紋萌生的主要原因是塑性變形。刃口在服役時(shí)的演變主要表現(xiàn)在材料性能、刃口形狀兩方面。當(dāng)模具的剛度大、韌性大、抗疲勞性能更佳、刃口形狀更優(yōu)時(shí),模具的壽命更高。從材料性能的角度,隨著沖裁或修模次數(shù)增多,會(huì)出現(xiàn)晶粒粗化、Σ3共格晶界含量減少、晶粒取向轉(zhuǎn)變、彈性模量降低等現(xiàn)象。并且,在平行于沖裁方向的截面上,材料的性能演變是影響模具壽命的因素之一。本文針對上述微觀演變提供了材料優(yōu)化的建議。本文建立的最終刃口變形仿真估算模型是基于刃口塑性變形和磨損的累加方法,計(jì)算結(jié)果與實(shí)際吻合。結(jié)果表明,塑性變形比磨損對刃口形狀的影響更大。隨著沖裁次數(shù)的增多,沖裁力、圓角塑性變形及刃口等效應(yīng)力均逐漸減小。塑性變形有向材料內(nèi)部擴(kuò)展的趨勢,圓角的變形趨勢為,中間部分向內(nèi)凹,上、下兩端向外膨脹,膨脹的材料會(huì)被逐漸磨損掉。穩(wěn)定后的圓角形狀類似于11°倒角。本文設(shè)計(jì)一種橢圓形圓角,使模具刃口受到的應(yīng)力減小了18.87%,沖裁力減小23.21%,塑性變形減小65.77%,,使模具從第5次沖裁后進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài),有利于提高模具壽命。
【學(xué)位單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TG385.2
【部分圖文】：

華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文積，然而，崩刃、磨損、疲勞三種失效形式往往同時(shí)發(fā)生，疲勞失效最終的表現(xiàn)形式通常為刃口崩壞，而且伴隨著模具刃口形狀的變化，這意味著崩刃失效產(chǎn)生的原因是復(fù)雜的；其次，疲勞失效會(huì)產(chǎn)生材料力學(xué)性能惡化等現(xiàn)象，刃口形狀變化會(huì)影響刃口局部受力，對模具的壽命、模具的破壞形式等產(chǎn)生一系列復(fù)雜影響。(a)(c)

圖 1.2 模具的疲勞失效示意圖模具失效形式之國內(nèi)外背景介紹失效失效的產(chǎn)生，是由于模具刃口下端面及側(cè)面產(chǎn)生的裂紋，并不斷至最終失效[1]。影響崩刃失效的因素有模具材料、模具結(jié)構(gòu)、板、液壓機(jī)動(dòng)態(tài)平衡、模具加工工藝等[2]，其中，模具材料、模具平衡等因素在模具服役的過程中都會(huì)發(fā)生緩慢、微妙的變化，崩變得錯(cuò)綜復(fù)雜：模具材料在服役前，會(huì)通過熱處理的方法，使材料的力學(xué)性能度等性能滿足精沖模具的使用要求。模具材料經(jīng)熱處理后組織為回火馬氏體，幾乎沒有奧氏體殘留[3]。然而，基體內(nèi)部析出粗

走向以及裂紋的形貌，認(rèn)為該模具之所以產(chǎn)生裂作用，并通過有限元法驗(yàn)證這一機(jī)理。由此可見廣泛，除了可以被用來探究精沖工藝的成型機(jī)化工藝參數(shù)等。變形與彈性變形交接處的裂紋，(b) 裂紋擴(kuò)展與循環(huán)載(b)

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2810053