随着现代冲裁技术的发展，厚钢板冲裁越来越广泛地应用在各种机械加工中，厚钢板冲裁零件不仅具有足够的强度、刚度和韧性，而且质量稳定，能够提高零件的使用寿命。厚钢板冲裁适合大批大量生产，能够提高劳动生产率，降低生产成本。但是由于厚钢板冲裁加工过程中，凸模的工作环境恶劣，受力不均，磨损严重，导致在使用过程中，凸模经常发生崩刃、折断、磨损、弯曲等各种失效，凸模的寿命严重制约着厚钢板冲裁的使用及其发展。通过对冲裁过程中的冲裁机理进行分析研究，发现冲裁间隙对冲孔件断面质量和凸模的磨损量、凸模的受力影响较大，凸模刃口圆角对上述因素也有影响，具体研究内容如下：本文选择厚度t=8mm，材料AISI-1010钢的板料，凸模材料为AISI-D2钢，冲孔直径为d=15mm，分析不同的冲裁间隙和不同的凸模刃口圆角，对冲孔板料的断面质量，凸模磨损量和凸模的受力分析的影响；以及不同的凸模初始硬度，对凸模的磨损量的仿真分析的影响，并运用有限元分析软件Deform-3D进行仿真分析。通过对各个冲孔成形参数对冲孔件断面质量的影响分析，发现冲裁间隙和凸模刃口圆角对冲孔件断面质量的影响最大，提出解决方案，建立冲孔件断面质量的仿真模型，通过对冲裁间隙和凸模刃口圆角的仿真分析，找出冲孔坯料断裂时，凸模的最大行程分别与冲裁间隙和凸模刃口圆角的关系。得出当冲裁间隙C=0.846mm左右时，凸模的刃口小圆角R=0.190mm左右时，冲孔件的断面质量最佳。对模具磨损进行分析，发现冲裁间隙、凸模刃口圆角、凸模的初始硬度对凸模磨损影响较大，拟出凸模磨损量仿真的技术路线，建立凸模磨损量分析的仿真模型，通过对冲裁间隙、凸模刃口圆角、凸模的初始硬度等参数对凸模磨损量影响的仿真分析，找出凸模的最大磨损量分别与上述各成形参数的关系，发现当冲裁间隙为C=0.852mm左右时，凸模刃口圆角为R=0.231mm左右时，凸模的最大磨损量值最小，同时凸模的最大磨损量随着凸模的初始硬度的增大而减小。通过对凸模受力的理论分析，提出凸模受力分析的方案，建立凸模受力分析的仿真模型，通过对冲裁间隙、凸模刃口圆角对凸模的受力的影响进行分析，找出凸模的最大主应力与上述各参数的关系，发现当冲裁间隙C=0.950mm左右时，R=0.354mm左右时，凸模的最大主应力值最小，此时凸模的受力状态最佳。对于厚度t=8mm的厚钢板，在冲裁过程中，由于凸模磨损的存在，故应该选择冲裁间隙为C=0.846mm，凸模刃口圆角半径R=0.190mm，此时，冲裁性能最优。通过对冲孔件断面质量、凸模的磨损量、凸模的受力进行分析，提出解决厚钢板冲裁过程中凸模失效问题的解决方案，提出了5种改进凸模结构的方案，并通过仿真比较，发现内球面凸模综合性能最好，为以后生产加工中，凸模的设计和研究提高了极具价值的参考意义。