基于正交试验的内六角冲头磨损分析及工艺参数优化

摘要

为了减少某车用内六角螺栓头部冷镦成形冲头的磨损量,基于Archard磨损理论对其进行了研究。以降低冲头磨损量为主要目标,选取冲头的锥面角度、冲头硬度、摩擦因数、进给速度为试验因素,设计了L_(16)(4^(4))正交试验并采用DEFROM进行了有限元仿真。通过对试验结果进行极差分析与方差分析,得到各因素对于冲头磨损的影响程度顺序为:冲头锥面角度>冲头硬度>摩擦因数>进给速度;最优工艺参数组合为:冲头锥面角度为25°,冲头硬度为67 HRC,摩擦因数为0.10,进给速度为100 mm·s^(-1),在最优参数组合下,冲头的磨损量由3.39×10^(-6) mm降低至2.16×10^(-6) mm。研究结果表明,冲头磨损主要发生于冲头锥面与冲头韧带的连接处,优化后的工艺参数使冲头的磨损量降低,对同类型冲头磨损的研究具有参考意义。