随着制造业的不断发展,冲裁工艺以其生产效率高、工艺简单、无切削或少切削的特点而得到越来越广泛的应用。同时,人们对冲裁件的质量要求也越来越高,为了保证冲裁质量,对冲裁过程、冲裁模具的磨损及其寿命的研究也就越来越重要。母线是开关柜中比较常用的一种零件,通常由较厚的纯铜板材加工而成,而冲裁是其中非常重要的工序。本文以板料厚度为8mm、直径为9mm的圆形铜材母线孔的冲裁加工过程为研究对象,先后通过理论和仿真,分析了冲裁过程和模具的磨损情况,运用磨损累计有限元法建立了冲裁模具的磨损预测模型,并与工厂实际生产中的磨损情况进行了对比,结果显示模型具有较好的准确性。本文的主要研究内容如下:首先,根据塑性成形理论的有关内容,从理论上分析了冲裁加工的过程,对板料、模具的受力情况和应力状态进行了详细的分析;总结了模具的失效形式,并针对磨损失效的理论、类型、机理进行了重点分析。其次,简要介绍了塑性成形加工中的有限元理论和DEFORM软件。根据工厂实际冲裁加工过程,构建了有限元模型,并设置了相关参数,在确定断裂准则的参数时,将仿真和实验进行结合来确定。仿真结束后,在后处理中对冲裁件断面质量、冲裁力、模具的磨损及应力情况进行了分析,并与实验对比,结果较为接近。由于在冲裁中凸模的磨损量要远大于凹模的磨损量,因此后续分析中仅以凸模的磨损量为例来进行说明。然后,通过DEFORM软件,分析了常见的几个冲裁因素的不同工艺参数对模具的磨损量、冲裁件断裂带长度和最大冲裁力的影响。在所选参数范围内,凸模的最大磨损量随着冲裁速度、凸模刃口圆角半径、摩擦系数的增大而增大,随着模具间隙、模具硬度的增大而减小;断裂带的长度除了随着刃口圆角半径的增大先减小后趋于平稳外,其他因素对其的影响没有明显的方向性;最大冲裁力除了随着模具间隙的增大会有微弱的减小趋势外,其他因素对其的影响则不明显。通过正交试验,将所选因素的参数对模具磨损量影响的显著性进行了排序,依次为凸模刃口圆角半径、模具硬度、冲裁速度、冲裁间隙。最后,总结了常见的模具寿命预测方法,针对母线冲裁模具,选用磨损累积有限元法进行寿命预测,给出了凸模寿命过程中磨损轮廓的变化曲线。通过将模拟仿真达到使用寿命的和工厂实际达到使用寿命的模具轮廓尺寸、冲裁件毛刺长度进行对比,发现结果较为接近,说明预测模型有较好的准确性和可行性,可以为深入地进行工艺参数优化、应力分析和寿命预测提供参考。