本文研究的精冲技术是指在三向动力作用下的强力压边精冲技术,此技术是在普通冲裁的基础上发展起来的一种精密加工工艺,属于冲压技术发展的一个新领域,它的出现从根本上改变了金属材料的加工工艺链,是一种高质量、高效率、高附加值的加工工艺。但是精冲过程成形机理非常复杂,伴随着一系列的物理现象的发生,这些现象影响着成形工件中的应力、应变、温度分布和产品的性能,所以在精冲成形机理方面的研究很难实现重大突破,这样严重地阻碍了精冲技术的发展,特别是对国产厚板钢材精冲方面的研究国内很少。本文就是从国产钢材入手,采用工艺实验和模拟技术,分析厚板精冲件质量与工艺参数的关系及精冲变形机理,为我国的厚板精冲技术的发展提供一定的理论依据和实践依据。 本文研究的对象选择了华夏精冲技术公司将要生产的棘爪精冲件,实验所需的精冲模具是作者本人设计的,其模具的配合单面间隙为0.02mm,采用了双齿圈结构。对厚度3.5mm、5mm、6mm和7mm的未经球化处理的Q235及4mm、6mm的45钢在此模具上试冲,并从压边力、反压力、相对冲裁间隙、板厚等工艺参数来分析精冲件的落料冲孔剪切光洁面、塌角毛刺两侧尺寸变化、翘曲度及塌角大小等精冲件质量因素,同时得出了针对国产未经球化处理的钢材的压边力与反压力的最佳配合比例。并采用硬度分析法和金相实验来研究精冲变形过程中的材料流动情况及硬化状况。 从塑性力学的角度分析了精冲变形过程中影响材料塑性流动的力能参数,主要分析影响精冲变形区静水压的各种因素。同时本文采用刚塑性有限元法进行厚板精冲数值模拟,建立了合理的精冲模拟模型,把压齿圈过程和冲裁过程分开进行。利用DEFOEM-2D对精冲变形过程进行模拟,获得变形过程不同阶段的应力应变场,同时获得不同凹模圆角半径R及过度角α下的变形区静水压力场。模拟结果表明与硬度分析及金相实验结果比较吻合,静水压的大小及分布符合精冲理论分析,有利于提高精冲件剪切面质量,所以使用DEFORM-2D软件来模拟精冲变形是可行的,并对精冲工艺制定及模具设计可提供理论依据。