基于正交试验的汽车哈克钉铆套冲孔工艺优化及模具磨损研究

为了解决哈克钉铆套冲孔工序中下冲棒磨损严重的问题,基于Deform-3D仿真平台,建立了铆套冲孔模型、材料断裂模型以及磨损模型。首先,采用正交试验法,以降低下冲棒磨损为主旨,对关键冲孔参数及下冲棒尺寸进行了优化,优化结果为:上模冲孔速度为20 mm·s^(-1),下冲棒硬度为65 HRC,顶角为10°,下冲棒圆角半径为0.6 mm。其次,引入涂层技术,研究了TiN、TiCN和TiAlN涂层对下冲棒的强化效果,结果显示:TiAlN涂层的抗磨损能力更强。最后,通过连续模拟,建立了下冲棒的寿命预测模型,对优化后各下冲棒的寿命进行了预测,并经实际冲孔试验进行了验证,结果表明:磨损严重部位与数值模拟结果一致,各下冲棒实际寿命与预测结果极其接近,误差均控制在5%以内,验证了结果的正确性。采用TiAlN涂层的下冲棒寿命可从17388件增加至39405件,有效地解决了铆套成形中冲孔工序模具寿命短的问题。