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现如今电子产品已经渗透到社会的各个领域,而用于信号和能量转换的连接器端子件作为电子产品主要部件,主要是通过高速级进模的冲裁弯曲加工而成。
本文以端子件高速级进模冲裁成形中的模具磨损为对象,研究了板料的冲裁成形及断裂原理、毛刺的成形机理、模具磨损原理以及模具寿命与毛刺高度的相互关系,提出模具使用寿命的毛刺预测法;利用激光凹坑微造型技术改变模具与板料接触面参数,提高其抗磨损性能,并通过实冲实验验证该方法对模具抗磨损性的提高量,并分析其原因。
详细内容如下:
首先,结合塑性变形的力学基础和高速级进模的结构特点,分析其冲裁成形原理,对板料成形过程进行受力分析,得出初始裂纹的形成与扩展原因以及毛刺的形成机理,通过分析模具的磨损原理及模具的磨损与模具间隙和刃口半径的关系,指出模具磨损寿命与毛刺高度之间的相互关系。
其次,采用有限元法模拟高速级进模的冲裁过程以及模具的磨损量,得出冲裁成形过程中材料应力应变的变化、模具的受力、磨损量情况以及不同参数下毛刺的高度值。基于上述模拟结果可得知,冲裁过程中毛刺的形成是不可避免的,模具磨损寿命的毛刺预测法是可行的。
然后,根据所介绍的模具结构和实验参数进行冲裁实验。冲裁过程中,通过每隔一定冲裁次数取一批样品,测量其毛刺高度以及该冲裁次数下的模具磨损量,得出模具磨损量与毛刺高度之间的曲线关系。根据毛刺的变化规律得出模具磨损寿命的预测方程,将预测方程的计算值与实验结果进行对比,得出此预测方法具有较高的预测精度。
最后,采用上述模具寿命毛刺预测法,利用激光凹坑微造型技术在冲子侧面加工出一定形态的非光滑表面,并通过冲子的冲裁实验验证了模具在该方法下抗磨损性的提高量,并分析其原因。
本文的研究结论完善了端子件级进模冲裁成形理论,提出了一种新的模具寿命预测方法即毛刺预测法,将激光凹坑微造型技术运用到高速级进模冲裁成形中,提高了模具的使用寿命,为企业生产节约成本。