高速冲裁级进模磨损的数值模拟与实验研究

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在移动运营业快速发展的大背景下,移动通信手机业依托国内外两个市场保持了较猛的发展势头。与之呼应,作为手机主要元件的连接器端子,其需求日益增大。手机连接器端子采用高速精密级进模制造而成,冲裁工艺是此类模具设计过程中的难点,不合理的工艺参数组合会影响模具的寿命,且冲裁凸模易发生磨损失效。   本文以高速冲裁级进模的磨损为对象,运用理论和数值模拟的方法研究其产生的原因和受冲裁工艺参数的影响规律,优化工艺参数组合,提出减小磨损的方法,并设计元素分析实验来验证本文数值模拟结果的正确性。   详细研究内容如下:   首先,根据板料冲裁机理对高速冲裁磨损产生的原因进行阐述,对冲裁过程中模具与板料所受的摩擦力进行分析,说明了凸模的侧壁和端面所受摩擦力较大而最易磨损;针对端子件的冲裁特点,初步提出了此类模具的设计基础,为下一步数值模拟以及实验研究确定了工艺参数的选择范围。   其次,应用有限元方法对高速冲裁级进模冲裁成形过程进行模拟,指出冲裁成形中的应力应变、材料流动、模具磨损等特点。改变冲裁工艺参数进行高速冲裁级进模磨损数值模拟,得到各个工艺参数对于模具磨损的影响趋势。运用正交实验法,得到各个工艺参数对于模具磨损的影响因素大小,并且根据因素效应曲线图,得到磨损值较小的冲裁工艺参数组合,为模具磨损的实验研究提供了参考。   最后,对上述各组工艺组合的冲裁凸模进行元素分析检验,通过Co元素流失量的比较,发现凸模侧壁的磨损远大于凸模端面的磨损,为模具磨损的检测提供了依据;同时得到了冲裁间隙值、刃口圆角、冲裁速度对于凸模磨损的影响关系,验证了数值模拟结果的准确性。
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