[发明专利]冷挤压模具磨损预测及减损方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种磨损预测、减损领域，特别是一种冷挤压模具磨损预测及减损方法。

背景技术

由力学分析原理可知，挤压过程中的金属坯料是处于三向不均匀的压应力状态下，产生塑性变形并被迫向预定方向流动。坯料的激烈流动和模具接触表面产生巨大的单位压力，造成磨损失效。因此，挤压模具的寿命较其它成形工艺(如锻造，冲压)要短得多。如何减少磨损、提高模具寿命，是挤压模具设计制造需要解决的关键性问题之一。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种冷挤压模具磨损预测及减损方法，它通过模拟挤压过程来预测模具的使用寿命，通过预测结果反推适合的工艺参数，来达到减损的目的。

本发明的是这样实现的：冷挤压模具磨损预测及减损方法，建立模具磨损预测模型(1)，

W=∫0tKσbc(ϵf+e2μhs)vHdt---(1)]]>

式中， W表示磨损深度，K表示磨损系数， σ_b表示材料的强度极限，c表示材料硬化系数，ε_f表示变形程度，μ表示摩擦系数，h表示凹模工作长度，s表示挤压件壁厚，v表示挤压速度，H表示模具硬度，t表示时间；将模具磨损预测模型(1)用成形模拟软件对相应的工艺进行挤压过程摸拟，获得单工序模具磨损深度W，然后用成形零件所要球的精度值除以单工序模具的磨损深度W即可获得该模具的寿命值，实现模具磨损预测；进而根据模具的寿命值对工艺参数进行调整，起到减小模具墨磨损的目的。

所述的模具磨损预测模型(1)中的可变工艺参是指变形程度ε_f和挤压速度V。

在对模具磨损预测模型(1)中的可变工艺参数进行调整的同时，调整冷挤出材料流出口的圆角半径及凸模的圆角半径，使它们的值均为3-4mm。发明人经过模拟研究后发现，冷挤出材料流出口的圆角半径及凸模半径的增大与减小会直接影响到应力集中程度，而且挤压速度在这一部分是呈急剧上升趋势的。因此，合理的上述两处半径也是减小磨损的一个因素，而对于半径的选择，申请人在经过本发明的模拟预测后，发现半径的最适合的值为3-4mm。

本发明的模具磨损预测模型的建立推导过程如下：

假设两峰元呈一对：半径相同的半球形且上峰元材料较软，其硬度为H，该对峰元所受法向载荷为δN、则

δV=23πa3=13δA.δL=13δNHδL;]]>

式中，δA为该对峰元塑性变形后的接触面积，a为该接触面积的半径。