冷镦钢M6平头螺丝成型过程热-力耦合数值模拟研究

摘要

采用有限元方法建立SWRCH15A冷镦钢M6平头螺丝成型过程的热力耦合数值计算模型,并对SWRCH15A冷镦钢从拔制(第三道冷拔)到最终冷镦(三模三冲)成型过程中的应力、等效塑性应变、温度及工件形貌和尺寸进行了分析。结果表明:线材在拔制完成后芯部等效应力最大,而最大等效塑性应变位于距表面0.5 mm处;在二冲和三冲成型过程中,螺丝头部侧边表层承受较大的环向拉应力,这是导致头部易产生轴向开裂的主要外因;从拔制到三模三冲,坯料中的最大等效塑性应变呈线性增加,在三冲过程中,材料内部最高温度可达269.4℃;三模三冲样件形貌及尺寸的模拟结果与实际形貌及尺寸十分接近,说明建立的M6平头螺丝成型热力耦合模型是准确可靠的。