传统的齿圈压板精冲工艺由于模具结构的局限,使其无法冲裁低塑性和大厚度的材料,本文针对我们已获得的发明专利——闭挤式精冲工艺,采用数值模拟和实验研究相结合的手段对该工艺进行了基础研究。闭挤式精冲工艺采用特殊的模具结构,通过副凹模首先压下,使废料区受到挤压变形而被封闭,以致周围废料几乎无法再沿径向变形。接着凸模向下运动,并配以反顶力的作用,使挤剪变形区的材料受到极大的三向压应力作用,提高了材料塑性,进而提高可精冲厚度和扩大可冲裁材料范围。在本文中首先采用主应力法分析了材料内部三向压应力的影响因素,并提出了描述三向压应力大小的参数——外环填充率,理论上有外环填充率越高材料内的三向压应力越大,反之三向压应力越小的规律。此外,采用网格分析的方法分析了外环区和挤剪变形区材料的流动规律和应变分布。通过用DEFORM软件对闭挤式精冲过程进行数值模拟,分析了应力应变以及金属的流动特点,并对外环填充率和反顶力大小对静水压应力的影响进行了研究,验证了理论分析中得出的规律。此外,引入断裂准则研究了闭挤式精冲中材料裂纹的生成和扩展,并通过与实验对比,发现该断裂准则可以准确预测该种材料在闭挤式精冲中的断裂。在有限元摸拟的基础上制作了工艺实验模具和实验坯料,进行了大量的工艺实验,研究了外环填充率与挤剪面光亮带比例、工件增厚比例以及与裂纹生成时机之间的关系,并得出零件挤剪断面全光亮成形的条件;通过对不同材料进行闭挤式精冲试验,研究了材料塑性对闭挤式精冲成形质量的影响;在大量实验的基础上提出了模具外环型腔尺寸和坯料尺寸的设计要点。研究表明,闭挤式精冲是一种冲裁低塑性材料和厚板材料的有效工艺,成形质量较高,经检测外圆剪切面的表面粗糙度可达0.03μm ,内孔剪切面表面粗糙度可达0.1μm ,工件两端也没有出现毛刺,实验所得的最厚工件达到14.26mm。