冲头刃口形状对冲裁的影响研究

摘要：

目的 研究不同冲头刃口形状对冲裁变形过程和冲头磨损情况的影响.方法 采用有限元方法和实验分析了相同工况下平冲头、台阶状冲头和屋顶状冲头对坯料冲断行为的影响,以及不同刃口形状的冲头在冲裁后的磨损情况.结果 冲头结构的改变使冲裁过程发生了变化,影响了冲裁时坯料内部的应力-应变分布、峰值冲裁力、裂纹扩展速度、弹性应变能和冲头单次磨损深度.屋顶状冲头在冲裁时峰值冲裁力最低,较平冲头与台阶状冲头的峰值冲裁力分别降低了15％、10％,坯料最早起裂,也最快完成断裂,坯料的高应力区域集中在凹模刃口,且该冲头冲裁时坯料内储存的弹性应变能最多,冲头工作区的单次磨损深度最小,较平冲头与台阶状冲头的单次磨损深度分别降低了84％、80％.结论 屋顶状冲头使坯料在断裂前发生了更大的拉伸变形,储存了更多的弹性应变能,坯料在拉伸状态下发生了剪切变形,冲裁力更小,高应力分布的改变降低了冲裁时坯料对冲头侧面的压力,冲断后的坯料发生弹性恢复,可防止冲头回程时坯料抱紧冲头造成的二次磨损.

关键词：冲裁、刃口形状、数值模拟、拉伸变形、模具磨损

所属期刊栏目：15

分类号：TG386(金属压力加工)

资助基金：国家自然科学基金;西安市科技局科技创新引导项目

在线出版日期：2023-05-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：63-70