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高强钢冲压过程凹模圆角摩擦分析


  高强钢具有较高的强度,成形过程中模具零件和板料接触界面会产生较大的接触应力及其温度升高,造成板料表面划伤和模具零件磨损。为了合理选择模具材料以减少模具零件磨损,常采用销盘磨损试验或自主开发的试验装置测试各种模具钢抗磨损能力,如PGROCHE等研究了3种模具材料与DP980镀锌板和裸板匹配的抗磨损性能,同时采用试验和数值模拟方法研究冲模零件的磨损特征;CBOHER等指出在冲压过程中,凹模圆角处的磨损明显比其他位置严重;MPPEREIRA等利用数值模拟方法揭示了冲模零件圆角区域界面压力的演变行为。

  模具设计阶段应预测高强钢成形时模具零件磨损量,并找到合理的控制方案是目前高强钢冲压生产中面临的技术难题。模具零件磨损是由钢板、模具材料、界面载荷和滑动距离等因素综合作用的结果。

  以高强钢DP590材料为研究对象,依据先前的研究结果,研究U形弯曲工艺过程中凹模圆角区的摩擦功分布。U形弯曲中,板料长86mm,厚2mm,凸模和凹模圆角半径均为R5mm,凸模宽度为18mm,凸模与凹模间隙为板料厚度的1.05倍,冲压深度为60mm。DP590材料的屈服强度为373MPa,抗拉强度为590MPa,应变硬化指数为0.182。

  在不同压边力作用下凹模圆角区摩擦功分布。压边力不同时,凹模圆角区摩擦功第1个峰值相差不大,在0.5J/m2以内;第2个摩擦功峰值则有明显区别,随着压边力增加,第2个峰值的摩擦功耗散量变大,且第2个峰值的位置向出口方向移动。说明压边力对摩擦功******值的影响并不大。