冲裁是金属板料进行塑性加工的一种基本方法,其在狭小的冲裁间隙内发生局部塑性大变形,冲裁过程因其涉及到几何非线性、材料非线性及接触非线性而变得异常复杂。冲裁凸模在连续冲压的过程中会产生疲劳断裂,并且引起冲裁模具的磨损,导致产品毛刺超差,并且会降低模具的使用寿命,增加企业的生产成本。随着有限元模拟技术的快速发展,利用有限元软件对板料冲裁过程中的凸模疲劳寿命及其磨损进行仿真模拟,可以进一步优化模具的结构,提高冲压模具的使用寿命,对于企业的实际生产具有重要的指导意义。本文以传动片为研究对象,利用ANSYS Workbench软件对冲裁凸模的结构进行优化,并设计一副落料级进模进行试验验证。此外,借助DEFORM-3D软件模拟传动片(材料为CK75,材料厚度为1.1 mm)的冲裁过程及其凸模磨损,研究冲裁工艺参数对凸模磨损的影响,基于正交试验对冲裁的工艺参数进行优化。论文主要研究工作如下:(1)阐述金属板料的冲裁变形过程,分析金属板料发生冲裁时的变形区中的接触摩擦状况,叙述冲裁模具的磨损过程及减少模具磨损的措施,并对冲裁凸模结构优化及其磨损的仿真技术进行介绍。(2)建立冲裁凸模疲劳分析的有限元模型,利用ANSYS Workbench有限元软件对冲裁凸模的结构进行优化。基于零件的工艺分析设计一副落料成形级进模,并对优化后的凸模疲劳寿命进行验证。(3)建立冲裁凸模磨损分析的有限元模型,利用DEFORM-3D有限元软件模拟1.1 mm厚的CK75传动片冲裁过程,分析冲裁工艺参数(冲裁间隙、凹模刃口圆角半径以及冲压速度)对凸模磨损的影响。通过不同工艺参数组合的正交试验的分析,得知冲裁间隙对凸模磨损的影响显著,并且得出工艺参数对凸模磨损影响的主次顺序依次为:冲裁间隙、凹模刃口圆角半径以及冲压速度。此外,基于正交试验的分析,得出传动片冲裁的最优工艺方案。(4)基于响应曲面法设计了传动片冲裁的试验,根据试验结果建立了冲裁工艺参数与凸模磨损深度之间的数学模型。研究发现:使用响应曲面法建立的数学模型可以较好的反应工艺参数与冲裁凸模磨损之间的变化关系,而且得出凹模刃口圆角半径与冲压速度对凸模磨损的交互式影响最大的结论。