基于数值模拟的汽车深孔螺母件反挤压冲头磨损性能研究

摘要

针对某深孔螺母零件一次挤压成形过程中出现的冲头磨损严重、更换频繁、报废率高的问题,提出了在冲头表面涂层,同时改进冲头结构,以达到冲头磨损最小化的目的。基于数值分析软件DEFORM-3D,建立了冲头磨损模型及挤压仿真模型,研究了未涂层冲头、单一涂层冲头和不同膜厚的TiN-TiCN复合涂层冲头在挤压过程中的磨损情况,并采用正交试验法对关键冲头参数进行优化。结果表明:未涂层冲头磨损最为严重,膜厚为4μm的TiN-TiCN复合涂层冲头的磨损最小;当冲头前角为8°、过渡角为33°、圆角半径为0.2 mm、头部外径为Φ19.46 mm时,冲头的磨损量最小。经实际验证,采用涂层技术及最优参数的冲头,其使用寿命提高了5.5倍。