[發明專利]冷擠壓模具磨損預測及減損方法

在審

• 申請號: 201310370587.0
• 申請日: 2013-08-23
• 公開（公告）號: CN103530498A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 尹存宏;辛亮;梁生根
• 申請（專利權）人: 貴州大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 李亮;程新敏

技術領域

本發明涉及一種磨損預測、減損領域，特別是一種冷擠壓模具磨損預測及減損方法。

背景技術

由力學分析原理可知，擠壓過程中的金屬坯料是處于三向不均勻的壓應力狀態下，產生塑性變形并被迫向預定方向流動。坯料的激烈流動和模具接觸表面產生巨大的單位壓力，造成磨損失效。因此，擠壓模具的壽命較其它成形工藝(如鍛造，沖壓)要短得多。如何減少磨損、提高模具壽命，是擠壓模具設計制造需要解決的關鍵性問題之一。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種冷擠壓模具磨損預測及減損方法，它通過模擬擠壓過程來預測模具的使用壽命，通過預測結果反推適合的工藝參數，來達到減損的目的。

本發明的是這樣實現的：冷擠壓模具磨損預測及減損方法，建立模具磨損預測模型(1)，

W=∫0tKσbc(ϵf+e2μhs)vHdt---(1)]]>

式中，?W表示磨損深度，K表示磨損系數，?σ_b表示材料的強度極限，c表示材料硬化系數，ε_f表示變形程度，μ表示摩擦系數，h表示凹模工作長度，s表示擠壓件壁厚，v表示擠壓速度，H表示模具硬度，t表示時間；將模具磨損預測模型(1)用成形模擬軟件對相應的工藝進行擠壓過程摸擬，獲得單工序模具磨損深度W，然后用成形零件所要球的精度值除以單工序模具的磨損深度W即可獲得該模具的壽命值，實現模具磨損預測；進而根據模具的壽命值對工藝參數進行調整，起到減小模具墨磨損的目的。

所述的模具磨損預測模型(1)中的可變工藝參是指變形程度ε_f和擠壓速度V。

在對模具磨損預測模型(1)中的可變工藝參數進行調整的同時，調整冷擠出材料流出口的圓角半徑及凸模的圓角半徑，使它們的值均為3-4mm。發明人經過模擬研究后發現，冷擠出材料流出口的圓角半徑及凸模半徑的增大與減小會直接影響到應力集中程度，而且擠壓速度在這一部分是呈急劇上升趨勢的。因此，合理的上述兩處半徑也是減小磨損的一個因素，而對于半徑的選擇，申請人在經過本發明的模擬預測后，發現半徑的最適合的值為3-4mm。

本發明的模具磨損預測模型的建立推導過程如下：

假設兩峰元呈一對：半徑相同的半球形且上峰元材料較軟，其硬度為H，該對峰元所受法向載荷為δN、則

δV=23πa3=13δA.δL=13δNHδL;]]>

式中，δA為該對峰元塑性變形后的接觸面積，a為該接觸面積的半徑。