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目前國內(nèi)外眾多先進制造企業(yè)已經(jīng)選用海克斯康工業(yè)軟件旗下的Simufact Forming的模具壽命分析功能來分析模具開裂、模具壽命、模具應力等問題。本文引用了先進緊固件制造企業(yè)博爾特緊固Bolt Fasteners和Netform Engineering的研究，介紹Simufact Forming模具壽命分析功能解決實際模具問題的實際應用。

在Simufact軟件自帶的材料庫中選擇模具材料為H13，鋁棒材料為6063；模具預熱溫度為480℃，鋁棒預熱溫度為450℃，環(huán)境溫度設定為50℃；鋁棒與模具工作帶處的摩擦類型選為庫倫摩擦類型，摩擦因子為0.3，與其它模具之間的摩擦選塑性剪切摩擦類型，摩擦因子為0.6；擠壓速度為10mm/s。鋁棒與模具的材料性能如表1所示。

Simufact.forming既可以直接導入幾何體模型作為剛體（或可變形體）進行模具的定義，也可以自動創(chuàng)建模具的幾何模型進行分析。Simufact.forming可以對模具指定任意運動。該運動可以是基于標準設備的參數(shù)輸入,也可以是載荷相關、速度相關、時間或行程相關的運動。

模具存放時，上下模之間應保持一定空隙，以保護刃口不被損壞。沖壓時，凸模進入凹模的深度要控制好，以免磨損加劇。在沖壓實踐中，沖裁，沖壓一段時間后，凹凸模刃口將出現(xiàn)磨損、磨損溝痕現(xiàn)象。如果此時修模，既減小摩擦力阻力、同時預防磨損溝痕導致的裂紋，還能避免因磨損后凹模與凸模的刃口間隙不均而導致的附加彎矩，延長模具的使用壽命。

以上問題占沖壓件質(zhì)量整改的85%以上，模具的反復修改、維修造成模具使用壽命降低，停機時間劇增，產(chǎn)品的返工甚至報廢導致的生產(chǎn)成本增加、生產(chǎn)周期增加。因此在鈑金沖壓工藝設計階段利用沖壓工藝仿真軟件可以對設計的工藝方案進行虛擬試錯，從而減少或避免沖壓缺陷問題，有效的減少試錯次數(shù)、模具修模次數(shù)，減少試制時間周期，提升工藝開發(fā)效率。

模具的失效和零件的不合格往往是聯(lián)系在一起的，而模具表面磨損是影響零件質(zhì)量缺陷和模具本體失效的最主要原因。模具的磨損過程一般如下：在模具加工制造階段開始磨合，調(diào)試穩(wěn)定后運輸?shù)街鳈C廠，此階段在正常量產(chǎn)模具過程中磨損可控，生產(chǎn)出來的零件質(zhì)量穩(wěn)定可靠，當模具形面磨損到一定程度后進入劇烈磨損期導致模具損壞，同時生產(chǎn)出來的零件質(zhì)量不滿足質(zhì)量要求，此時意味著模具達到了壽命終期。

其磨損量與接觸壓力，相對滑動距離成正比，與材料的曲阜強度成正比，是模具磨損的主要形式當間隙較小時，接觸壓力增加，摩擦距離增長，摩擦發(fā)熱嚴重，導致模具磨損加劇，使模具和材料產(chǎn)生粘結(jié)現(xiàn)象，還會引起刀口的壓縮疲勞破壞，使之崩刃間隙較大時，材料彎曲拉伸相對增加，模具刀口端面的正壓力增大，容易產(chǎn)生崩刃或塑性變形，從而加速磨損間隙過大或過小都會降低模具的壽命，因此間隙合適或者適當增大模具間隙

圖5 終鍛過程等效應變分布工藝參數(shù)優(yōu)化采用Simufact，可以進行工藝參數(shù)優(yōu)化研究，比如，模具溫度，胚料溫度，鍛成型時上模下壓速度，摩擦系數(shù)等。經(jīng)分析得出，預鍛過程中影響程度主次關系為模具溫度T>上模下壓速度V>坯料溫度t>摩擦因數(shù)f。終鍛過程中，影響程度最大的為模具溫度T，上模下壓速度V、摩擦因數(shù)f、坯料溫度t影響程度相近。

以上問題占沖壓件質(zhì)量整改的85%以上，模具的反復修改、維修造成模具使用壽命降低，停機時間劇增，產(chǎn)品的返工甚至報廢導致的生產(chǎn)成本增加、生產(chǎn)周期增加。因此在鈑金沖壓工藝設計階段利用沖壓工藝仿真軟件可以對設計的工藝方案進行虛擬試錯，從而減少或避免沖壓缺陷問題，有效的減少試錯次數(shù)、模具修模次數(shù)，減少試制時間周期，提升工藝開發(fā)效率。

結(jié)束語 過去六年里，Schmiedag一直使用Simufact.forming進行成型仿真。自那時起，該公司對鍛模中的材料流、飛邊形成以及不同鍛模及工件形狀的變形進行了虛擬分析和優(yōu)化。以前是先制作模具，然后根據(jù)熟練工人所掌握的知識進行鍛件試驗。這種方法需要三到四個改型。如今借助仿真，最多只需要兩個改型就可以得到滿意的結(jié)果。

第一點：耐磨性坯料在模具型腔中塑性變性時，沿型腔外表既活動又滑動，使型腔外表與坯料間發(fā)生劇烈的沖突，然后導致模具因磨損而失效。所以資料的耐磨性是模具最基本、最重要的功能之一。硬度是影響耐磨性的首要因素。一般情況下，模具零件的硬度越高，磨損量越小，耐磨性也越好。別的，耐磨性還與資猜中碳化物的種類、數(shù)量、形狀、巨細及散布有關。

與普通鋼板相比，先進高強鋼板沖壓時會引起更大的板料—模具界面接觸壓力，加劇成形模具的磨損。為此，在成形模具設計階段需要進行模具磨損評估，對模具壽命進行預判，為選擇合理的模具材質(zhì)和熱處理方案提供科學依據(jù)。 板料―模具界面接觸壓力場和溫度場等物理量是影響模具磨損的關鍵參數(shù)。為了精確計算這些物理量，借助數(shù)值模擬的技術(shù)方法已經(jīng)成為一種有效的手段。

Simufact Forming連桿鍛造動畫03 給企業(yè)帶來的經(jīng)濟效益01材料利用率可最大優(yōu)化，幫助企業(yè)提升材料利用率；02虛擬試錯，減少模具制造、修改模具成本；03大大降低工藝開發(fā)時間和周期，降低人力成本；04模具疲勞壽命分析預測，改善模具結(jié)構(gòu)設計，延長模具使用壽命。

d)模具磨損檢測 對于注塑模具,在鑲塊裝配過程中或者完成后是否OK，通過三維藍光掃描儀的掃描后比對檢測得到色譜差結(jié)果,可以清晰的反饋出來具體的裝配情況；同理，模具在使用一段時間后導致模具的磨損，也可通過該檢測手段進行具體的分析。簡而言之三維藍光掃描儀在模具不管是裝配還是售后檢驗中均能發(fā)揮出獨特的技術(shù)優(yōu)勢.

從這點來看，通過增大間隙來延長模具壽命是以犧牲成品孔質(zhì)量換取的。二、模具間隙的選擇模具的間隙與所沖壓的材料的類型及厚度有關。不合理的間隙可以造成以下問題：（1）如間隙過大，所沖壓工件的毛刺就比較大，沖壓質(zhì)量差。如果間隙偏小，雖然沖孔的質(zhì)量較好，但模具的磨損比較嚴重，大大降低模具的使用壽命，而且容易造成沖頭的折斷。

從這點來看，通過增大間隙來延長模具壽命是以犧牲成品孔質(zhì)量換取的。二、模具間隙的選擇模具的間隙與所沖壓的材料的類型及厚度有關。不合理的間隙可以造成以下問題：（1）如間隙過大，所沖壓工件的毛刺就比較大，沖壓質(zhì)量差。如果間隙偏小，雖然沖孔的質(zhì)量較好，但模具的磨損比較嚴重，大大降低模具的使用壽命，而且容易造成沖頭的折斷。

如果間隙偏小，雖然沖孔的質(zhì)量較好，但模具的磨損比較嚴重，大大降低模具的使用壽命，而且容易造成沖頭的折斷。 （2）間隙過大或過小都容易在沖頭材料上產(chǎn)生粘連，從而造成沖壓時帶料。過小的間隙容易在沖頭底面與板料之間形成真空而發(fā)生廢料反彈。

，熱沖壓模具極易失效，導致模具使用壽命降低，主要失效模式有磨損以及反復應力作用下產(chǎn)生的疲勞失效，兩者均與模具材料、模具設計與制造關系密切。

其實，模具的磨損不僅僅是刀口磨損，還有一些模具配件也會隨著使用而出現(xiàn)磨損，這些配件磨損后，會對整個模具的精度產(chǎn)生影響。 ? 沖壓模具的日常維護和檢測，不僅關系到?jīng)_壓模具使用壽命的長短，還關系到五金沖壓件的質(zhì)量好壞及廢品率的高低，直接影響到企業(yè)的經(jīng)濟效益。因此五金沖壓件生產(chǎn)廠家一定要把這個問題重視起來，否則不僅會影響到生產(chǎn)，還會給企業(yè)造成損失，模具的制造成本越高損失就越大。?