摘要：針對(duì)某鋁合金覆蓋件沖模磨損失效問題，為更加準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)汽車覆蓋件模具的使用壽命，基于Archard磨損模型建立了動(dòng)態(tài)磨損模型。該模型耦合了動(dòng)態(tài)磨損系數(shù)和表面硬度變化曲線，其中，磨損系數(shù)K轉(zhuǎn)化為隨接觸壓力和相對(duì)滑移速度變化的動(dòng)態(tài)磨損系數(shù)，表面硬度考慮了磨損深度的變化。利用Python語(yǔ)言對(duì)ABAQUS軟件進(jìn)行二次開發(fā)，將動(dòng)態(tài)磨損模型耦合到有限元模擬中，實(shí)現(xiàn)了考慮磨損系數(shù)和硬化層深度變化的汽車覆蓋件模具磨損計(jì)算。通過對(duì)比分析凸凹模典型位置在成形過程中的動(dòng)態(tài)磨損演化規(guī)律，并以模具最大磨損深度0.5mm作為失效判據(jù)，得到該鋁合金覆蓋件沖壓模具的使用壽命為635428次。模具主要發(fā)生磨損的位置集中在模具合模線附近和大圓角處，在實(shí)際生產(chǎn)中需要對(duì)這些位置進(jìn)行修模、調(diào)試，從而有效延長(zhǎng)模具的使用壽命。

關(guān)鍵詞：汽車覆蓋件模具；模具壽命；模具磨損；動(dòng)態(tài)磨損模型

中圖分類號(hào)：TG306

DOI：10.3969/j.issn.1004132X.2024.03.013

0引言

近年來(lái)，隨著汽車行業(yè)的發(fā)展，汽車覆蓋件的需求逐年提高，汽車市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)劇烈，模具企業(yè)市場(chǎng)同樣面臨著嚴(yán)峻的考驗(yàn)［1-2］。在汽車覆蓋件模具的實(shí)際生產(chǎn)過程中，隨著沖壓次數(shù)的增加，模具的磨損量越來(lái)越大，模具磨損問題導(dǎo)致的模具失效報(bào)廢會(huì)增加企業(yè)的生產(chǎn)成本，用不合格的模具生產(chǎn)出的制件也會(huì)出現(xiàn)一定的質(zhì)量問題［3-5］。工業(yè)上一般會(huì)對(duì)模具材料進(jìn)行表面硬化處理，以增加模具表面硬度和耐磨性，提高模具的使用壽命。激光淬火［6］因效率高、變形小、硬度高等優(yōu)勢(shì)而被廣泛應(yīng)用于模具表面硬化處理中。崔陸軍等［7］對(duì)50CrV鋼進(jìn)行激光淬火實(shí)驗(yàn)，并與傳統(tǒng)淬火工藝進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)采用激光淬火工藝相變硬化層更深，強(qiáng)化效果更好。CHEN等［8］對(duì)激光淬火后的40Cr鋼進(jìn)行磨損分析，采用25mm×6mm大小的矩形光斑、1150W的激光功率、480mm/min的橫向掃描速度，淬火后得到40Cr鋼表面硬度為700HV，硬化層厚度為0.9mm，且耐磨性得到提高。

汽車覆蓋件模具在經(jīng)過表面強(qiáng)化處理后，模具壽命得到提高，但仍然存在模具磨損報(bào)廢問題。目前，研究人員對(duì)模具的磨損情況進(jìn)行研究時(shí)，由于模具磨損情況較為復(fù)雜，依據(jù)經(jīng)驗(yàn)采用不斷試模的方法顯然不可取，故許多研究人員都采用有限元技術(shù)進(jìn)行虛擬的沖壓試驗(yàn)，根據(jù)仿真結(jié)果指導(dǎo)實(shí)際設(shè)計(jì)。EMAMVERDIAN等［9］利用ABAQUS軟件對(duì)熱鍛H21模具進(jìn)行磨損模擬，模擬結(jié)果顯示磨損嚴(yán)重的區(qū)域集中在模具凸臺(tái)處，磨損量與滑動(dòng)距離、壓力、溫度、接觸時(shí)間等工藝參數(shù)有關(guān)。BORTOLETO等［10］建立了與摩擦磨損試驗(yàn)相近的有限元模型，并根據(jù)銷盤磨損試驗(yàn)確定的壓力與磨損系數(shù)之間的關(guān)系進(jìn)行了材料在不同壓力下磨損量的模擬計(jì)算。XIA等［11］使用ABAQUS軟件模擬計(jì)算板材在拉深時(shí)發(fā)生的應(yīng)力和磨損量變化，對(duì)比了不同板材下模具的磨損結(jié)果，發(fā)現(xiàn)模具設(shè)計(jì)是影響模具磨損的重要因素之一。聶昕等［12］根據(jù)銷盤磨損試驗(yàn)結(jié)果確定沖壓模具的黏著磨損和磨粒磨損所占比例，并將Archard磨損模型和磨粒磨損計(jì)算模型進(jìn)行優(yōu)化，建立一種新型磨損計(jì)算模型，基于LS-DYNA計(jì)算出凸模的磨損量。

由于模具磨損受到模具材質(zhì)、潤(rùn)滑、正壓力相對(duì)滑移速度、熱處理層組織等多方面的影響，故本文考慮對(duì)模具進(jìn)行激光淬火后，構(gòu)建與正壓力、相對(duì)滑移速度有關(guān)的動(dòng)態(tài)磨損模型，利用ABAQUS/Python腳本對(duì)ABAQUS軟件進(jìn)行二次開發(fā)，得到模具磨損深度的計(jì)算結(jié)果，為后續(xù)的模具調(diào)試、修模處理提供一定的理論支持。

1動(dòng)態(tài)磨損模型的建立

模具磨損失效有黏著磨損、磨粒磨損、氧化磨損和疲勞磨損等模式，汽車覆蓋件模具磨損中常見的磨損形式為黏著磨損［13］。黏著磨損常用的計(jì)算模型是Archard磨損模型，Archard模型在微觀上認(rèn)為兩個(gè)互相接觸的物體是凹凸不平的，物體受到法向載荷作用時(shí)，高的微凸體會(huì)先發(fā)生接觸，產(chǎn)生局部應(yīng)力集中，當(dāng)應(yīng)力超過材料自身的屈服強(qiáng)度時(shí)，微凸體會(huì)發(fā)生塑性變形。Archard磨損模型通常用下式表示：

式中，h為模具磨損深度；p為正壓力；A為接觸面的面積；v為滑動(dòng)速度；dt為時(shí)間增量。

SO［14］對(duì)碳合金鋼摩擦性能的研究結(jié)果表明，合金鋼的磨損系數(shù)會(huì)隨表面壓力和滑動(dòng)速度的變化而變化，并且兩者之間相互影響。如果能構(gòu)建磨損系數(shù)K與正壓力p、滑動(dòng)速度v的函數(shù)關(guān)系，就可以準(zhǔn)確反映模具在不同節(jié)點(diǎn)處的磨損情況，這時(shí)K不再是定值，而是與p、v相關(guān)的變量，即動(dòng)態(tài)磨損系數(shù)Kd。本文通過銷盤摩擦磨損試驗(yàn)測(cè)定了不同試驗(yàn)條件下Kd的值，并采用以下函數(shù)擬合Kd與p、v的關(guān)系：

通過實(shí)驗(yàn)很難測(cè)定模具在沖壓過程中每個(gè)時(shí)刻、每個(gè)節(jié)點(diǎn)所受到的正壓力p和滑動(dòng)速度v，本文借助仿真模擬的方式獲取所需的p和v。根據(jù)板料沖壓成形的仿真原理，每一個(gè)仿真成形的時(shí)間步是固定的，即式（5）中dt固定，并認(rèn)為每一個(gè)仿真成形的時(shí)間步內(nèi)，p和v不變，此時(shí)即可計(jì)算出模具在一次沖壓成形時(shí)發(fā)生磨損的深度。

2激光淬火實(shí)驗(yàn)和摩擦磨損試驗(yàn)

為了提高模具的使用壽命，應(yīng)對(duì)模具進(jìn)行表面強(qiáng)化處理。激光淬火工藝是一種用于材料表面強(qiáng)化的熱處理方式，能夠有效解決普通熱處理工藝不能解決的難題。對(duì)模具進(jìn)行激光淬火處理后，可以提高模具的硬度和耐磨性，是當(dāng)前提高模具性能的良好方式之一［15］。

2.1激光淬火實(shí)驗(yàn)

本文采用激光淬火工藝來(lái)強(qiáng)化模具表面，模具材料為CrMo鑄鐵，其化學(xué)成分見表1。模具的初始硬度為276.1HV0.3，激光淬火實(shí)驗(yàn)選取的激光功率為2300W，掃描速度為3mm/s，光斑為5mm×20mm的矩形光斑。

實(shí)驗(yàn)過程中將模具試樣置于TH-3DC3000型激光加工系統(tǒng)（圖1）的工作臺(tái)上，保持加工表面位于焦平面且與入射激光束垂直，機(jī)械手臂帶動(dòng)激光淬火頭平移對(duì)試樣進(jìn)行淬火處理，淬火后的CrMo鑄鐵試樣如圖2所示。淬火后切取10mm×10mm×10mm的試樣進(jìn)行打磨拋光，利用TMVS-1型顯微硬度計(jì)測(cè)定顯微維氏硬度，測(cè)試點(diǎn)間隔取0.1mm，加載載荷砝碼為0.3kg，保荷時(shí)間為10s。最終得到的CrMo鑄鐵沿深度方向的顯微硬度分布曲線如圖3所示。

通過SPSS軟件將實(shí)驗(yàn)獲得的CrMo鑄鐵沿深度方向的硬度分布圖擬合為關(guān)于硬化層深度h和硬度Hd的曲線：

2.2摩擦磨損試驗(yàn)

為得到不同正壓力、滑動(dòng)速度對(duì)應(yīng)的磨損系數(shù)，對(duì)模具試樣進(jìn)行摩擦磨損試驗(yàn)。本文試驗(yàn)選取的模具材料為CrMo鑄鐵，板料材料為6016鋁合金。在實(shí)際生產(chǎn)中，對(duì)6016鋁合金板料進(jìn)行沖壓時(shí)，板料表面會(huì)發(fā)生氧化而形成一層氧化膜，為滿足工況條件，進(jìn)行摩擦磨損試驗(yàn)時(shí)選取硬質(zhì)氧化鋁合金作為摩擦副。

試驗(yàn)選取激光淬火處理后的CrMo鑄鐵，利用線切割沿垂直于掃描方向切取試樣，試樣為直徑4.8mm、高度12.7mm的圓柱體，在MMW-1A型多功能立式摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)（圖4）上進(jìn)行摩擦磨損試驗(yàn)，試驗(yàn)力分別為80，160，240，320N，轉(zhuǎn)速分別為50，100，200，300r/min。實(shí)驗(yàn)中除試驗(yàn)力和轉(zhuǎn)速外，其他條件不變，每組試驗(yàn)?zāi)p時(shí)間為15min。進(jìn)行摩擦磨損試驗(yàn)后，將試樣清洗干凈后用電子天平測(cè)量每個(gè)試樣的質(zhì)量，求出磨損前后的質(zhì)量差Δm。由式（1）推導(dǎo)出

根據(jù)表2的試驗(yàn)結(jié)果繪制出不同壓力p和滑動(dòng)速度v下磨損系數(shù)K的分布圖（圖5），將磨損系數(shù)K擬合成p和v的關(guān)系式：

3CrMo鑄鐵汽車覆蓋件模具壽命預(yù)測(cè)

3.1沖壓成形仿真模擬

本文利用UG三維軟件建立某車型的機(jī)蓋外板模具，模型包括凸模、凹模和壓邊圈，板料初始厚度為1mm。該機(jī)蓋外板模具的幾何模型如圖6所示。模具的材料為CrMo鑄鐵，板料的材料為6016鋁合金。

運(yùn)用ABAQUS軟件中的Explicit動(dòng)態(tài)分析模塊進(jìn)行仿真模擬，為節(jié)省時(shí)間，將提取的模具型面作為沖壓仿真的幾何模型，如圖7所示。使用Hypermesh軟件將模型劃分為六面體實(shí)體單元，將凹模和凸模的網(wǎng)格進(jìn)行細(xì)化，以確保成形結(jié)果良好。該汽車覆蓋件在實(shí)際生產(chǎn)中采取的是單動(dòng)成形的方式，所以在對(duì)模具進(jìn)行幾何約束時(shí)，固定凸模的位置不變，固定壓邊圈和凹模在x軸和y軸方向的位移，賦予凹模z軸方向的位移。根據(jù)工廠提供的實(shí)際生產(chǎn)參數(shù)，確定壓邊力為3500kN，沖壓速度為500mm/s，摩擦因數(shù)設(shè)置為0.14，凸凹模間隙設(shè)置為1.1mm。

圖8是修邊后板料的厚度云圖和減薄率云圖，圖9是FLDCRT云圖和成形極限圖。由圖8可知板料厚度均在0.93～1.14mm之間，最大增厚率為13%，最大減薄率為7%，板料在圓角較大處的厚度最小，這是因?yàn)榘辶显诎l(fā)生變形時(shí)，大圓角處的板料產(chǎn)生的塑性變形較大，板料的流動(dòng)阻力較大，周圍材料在流入大圓角處時(shí)會(huì)受到阻礙。由圖9a可知，F(xiàn)LDCRT最大值為0.58，根據(jù)成形極限圖FLD破裂準(zhǔn)則，如果FLDCRT值大于1，表示板料破裂，所以板料沒有發(fā)生破裂并且不具有破裂風(fēng)險(xiǎn)。由圖9b可知，沖壓后板料不存在起皺和破裂的區(qū)域，且大部分區(qū)域沒有起皺和破裂的風(fēng)險(xiǎn)，結(jié)合板料的厚度變化，確定沖壓結(jié)果良好。

3.2汽車覆蓋件模具壽命預(yù)測(cè)

汽車覆蓋件模具磨損的仿真模擬方法是將數(shù)學(xué)模型的微分方程進(jìn)行離散化，求解每個(gè)時(shí)間步的模具受力情況和滑動(dòng)速度，理論上每個(gè)時(shí)間步的間隔越小，計(jì)算結(jié)果越精確。將式（7）進(jìn)行離散化分析后的表達(dá)式為

式中，i為表示節(jié)點(diǎn)位置的參數(shù)；j為時(shí)間步；hi為節(jié)點(diǎn)i在進(jìn)行一次沖壓后產(chǎn)生的磨損深度；M為單次沖壓過程中的時(shí)間步數(shù)；Δt為一個(gè)時(shí)間步的時(shí)間增量；Ki，j為節(jié)點(diǎn)i在j時(shí)間步對(duì)應(yīng)的磨損系數(shù)；Hi，j為節(jié)點(diǎn)i在j時(shí)間步對(duì)應(yīng)的硬度值。

根據(jù)沖壓成形的仿真結(jié)果，利用Python編寫的模具磨損深度計(jì)算腳本文件提取模具各個(gè)節(jié)點(diǎn)受到的接觸壓力CPRESS、節(jié)點(diǎn)與板料的相對(duì)滑移速度FSLIPR、時(shí)間間隔ΔT，根據(jù)此刻節(jié)點(diǎn)的接觸壓力CPRESS、相對(duì)滑移速度FSLIPR計(jì)算出該節(jié)點(diǎn)的磨損系數(shù)K，然后根據(jù)磨損深度確定模具表面硬度。本文在保持計(jì)算效率、提高計(jì)算精度的前提下，時(shí)間間隔ΔT取3.861ms，最初的模具表面硬度為847HV0.3。模具在每次沖壓后模具的磨損深度非常小，如果以單次沖壓為單位進(jìn)行模具磨損深度的計(jì)算，計(jì)算效率太低，所以在第一輪模具磨損計(jì)算時(shí)以5萬(wàn)次［9］作為模具磨損仿真計(jì)算的跨度數(shù)值，這樣可以加快計(jì)算時(shí)間、降低計(jì)算成本。將以上數(shù)值代入式（11）中，計(jì)算出模具的磨損深度。

進(jìn)行第二輪模具磨損計(jì)算時(shí)，模具發(fā)生了一定程度的磨損，此時(shí)模具表面硬度發(fā)生了改變，根據(jù)式（6）計(jì)算出此刻模具的表面硬度，模具各節(jié)點(diǎn)接觸壓力CPRESS、相對(duì)滑移速度FSLIPR、時(shí)間間隔ΔT的取值與第一輪模具磨損計(jì)算時(shí)相同，再次進(jìn)行模具磨損深度的計(jì)算，實(shí)現(xiàn)模具動(dòng)態(tài)磨損的仿真。磨損深度計(jì)算的流程圖見圖10，其中tT表示總時(shí)間。

經(jīng)過仿真模擬后，可以得到凹模和凸模的單次磨損云圖（圖11）。由圖11可知，由于合模線附近和大圓角處的節(jié)點(diǎn)接觸壓力和相對(duì)滑移速度較大，故產(chǎn)生的磨損也較大。

凹模磨損較為激烈的4個(gè)位置如圖12a所示，位置1和2是凸模靠近合模線的位置，位置3是凸模大圓角處，位置4是凸模棱線處。由圖12b～圖12d可知，凹模位置1和2進(jìn)入拉延階段后與板料發(fā)生接觸，產(chǎn)生了接觸壓力，但此時(shí)板料變形程度較小，相對(duì)滑移速度較小，所以發(fā)生的磨損較輕，但隨著拉延的進(jìn)行，板料與凹模的相對(duì)滑移速度逐漸增大，磨損程度逐漸增大，位置1和2的磨損深度在剛開始拉延時(shí)逐漸增加，但增速較為平緩，在成形的最后階段，磨損深度迅速增加；位置3和4與板料接觸的時(shí)間較晚，發(fā)生磨損的時(shí)間也較晚，故產(chǎn)生的磨損深度較小。

凸模磨損較為激烈的4個(gè)位置如圖13a所示，由圖13a～圖13d可知，位置1是凸模發(fā)生磨損最為劇烈的位置，雖然該節(jié)點(diǎn)與板料發(fā)生接觸的時(shí)間較晚，但是在短時(shí)間內(nèi)板料發(fā)生了較大的變形，凸模與板料的相對(duì)滑移速度很大，所以磨損較為嚴(yán)重，位置2的磨損深度也較大，原因同位置1；位置3和4處與板料接觸的時(shí)間較早，持續(xù)受到接觸壓力和相對(duì)滑移速度的影響，磨損深度呈持續(xù)增加的趨勢(shì)。

對(duì)比凹模和凸模的磨損深度可知，凸模的磨損程度大于凹模的磨損程度，這是因?yàn)榘辶显诎l(fā)生變形中首先與凸模接觸，當(dāng)板料接觸凹模時(shí)已經(jīng)發(fā)生了一定的彎曲，所以板料與凸模產(chǎn)生的相對(duì)滑移速度大于凹模，進(jìn)一步導(dǎo)致凸模的磨損深度大于凹模的磨損深度。

動(dòng)態(tài)磨損模型下，模具的磨損深度與沖壓次數(shù)不再是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系，所以需計(jì)算出每次沖壓后模具的磨損深度，然后進(jìn)行疊加計(jì)算。在計(jì)算過程中，同樣以5萬(wàn)次作為跨度數(shù)值，認(rèn)為這5萬(wàn)次沖壓過程中模具的硬度沒有發(fā)生改變，磨損深度與沖壓次數(shù)成線性關(guān)系，實(shí)際計(jì)算中將單次沖壓后模具的磨損深度放大5萬(wàn)倍作為5萬(wàn)次沖壓后模具的磨損深度。模具在沖壓上萬(wàn)次后，凹模和凸模在沖壓5萬(wàn)次、20萬(wàn)次、40萬(wàn)次、60萬(wàn)次后模具的磨損情況如圖14所示。由圖14可知，磨損深度較大的位置沒有發(fā)生改變，仍為模具合模線附近的位置或者圓角較大處，因?yàn)楦采w件自身的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致這些位置所受的接觸壓力和相對(duì)滑移速度較大，即使磨損系數(shù)和模具表面硬度發(fā)生改變，這些位置的磨損深度仍大于其他位置，與沖壓次數(shù)無(wú)關(guān)。

汽車覆蓋件模具的壽命是指在制件質(zhì)量合格的前提下模具能夠進(jìn)行的沖壓次數(shù)。目前沒有關(guān)于模具壽命權(quán)威性的評(píng)價(jià)指標(biāo)，但根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)文獻(xiàn)，一般在模具的磨損深度達(dá)到0.5mm時(shí)，沖壓得到的汽車覆蓋件可能會(huì)出現(xiàn)尺寸不良的問題，這時(shí)模具需要進(jìn)行保養(yǎng)或者修模才能繼續(xù)使用，模具在達(dá)到最大磨損深度時(shí)進(jìn)行的沖壓次數(shù)就是模具的壽命。

圖15所示為定磨損系數(shù)和動(dòng)態(tài)磨損模型下凹模和凸模發(fā)生的最大磨損深度隨沖壓次數(shù)的變化曲線。對(duì)于定磨損模型，通?；诔跏紩r(shí)刻的壓力和速度確定磨損系數(shù)，采用初始的模具硬度確定模具表面硬度系數(shù)，并使其在整個(gè)沖壓過程中保持不變；動(dòng)態(tài)磨損模型的磨損系數(shù)會(huì)隨模具受到的接觸壓力和相對(duì)滑移速度的改變而發(fā)生變化，并且模具的硬度也會(huì)隨磨損深度的增加而變化。由圖15可以看出，當(dāng)磨損深度達(dá)到0.5mm時(shí)，動(dòng)態(tài)磨損模型判定沖壓60余萬(wàn)次即已失效，而在磨損系數(shù)不變的情況下該模型預(yù)測(cè)沖壓170萬(wàn)次左右才失效，如果沖壓60萬(wàn)次以后不修模而繼續(xù)生產(chǎn)，就會(huì)導(dǎo)致汽車覆蓋件的質(zhì)量不合格，造成很大的損失，因此，動(dòng)態(tài)磨損模型的構(gòu)建是非常有必要的。此外，由動(dòng)態(tài)磨損模型隨沖壓次數(shù)的變化曲線可以看出，隨著沖壓次數(shù)的增加，模具磨損深度的增加趨勢(shì)逐漸加快，這是因?yàn)殡S著模具磨損程度的增加，模具的硬度逐漸減小，但是整體加快的趨勢(shì)較為緩慢，因?yàn)槟＞咴诮?jīng)過激光淬火后，硬化層的深度達(dá)到1.4mm以上，即使模具發(fā)生磨損，模具表面硬度依然較高，如圖16所示。因此，為了進(jìn)一步提高對(duì)模具磨損的預(yù)測(cè)結(jié)果，必須合理考慮磨損系數(shù)和硬化層硬度的變化。

凸模的磨損深度大于凹模的磨損深度，當(dāng)凸模的磨損深度超過企業(yè)要求時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)制件尺寸不良、達(dá)不到工藝要求的問題，所以對(duì)汽車覆蓋件模具的預(yù)測(cè)應(yīng)針對(duì)凸模的磨損深度進(jìn)行計(jì)算。以模具磨損深度超過0.5mm即判定模具失效為例，沖壓次數(shù)達(dá)到65萬(wàn)時(shí)，凸模的磨損深度為0.51mm，已超過0.5mm；而沖壓次數(shù)為60萬(wàn)時(shí)，凸模的磨損深度為0.47mm，在進(jìn)行60萬(wàn)次沖壓后，應(yīng)再次對(duì)ABAQUS/Python腳本進(jìn)行編寫，計(jì)算出經(jīng)過60萬(wàn)次沖壓后模具的表面硬度，并認(rèn)為60萬(wàn)次沖壓后模具的表面硬度不再發(fā)生改變，計(jì)算出模具磨損深度達(dá)到0.5mm時(shí)的沖壓次數(shù)，計(jì)算結(jié)果為模具在635428次沖壓后，凸模的磨損深度為0.5mm，則635428次即為模具的使用壽命。當(dāng)模具失效根據(jù)模具磨損深度超過0.4mm進(jìn)行判定時(shí)，模具的使用壽命為515532次。

4結(jié)論

（1）實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，磨損系數(shù)會(huì)隨正壓力和滑動(dòng)速度的增加而增大，且淬火后的模具表面硬度會(huì)隨硬化層深度增加而減小。為此，本文針對(duì)Archard磨損模型無(wú)法考慮磨損系數(shù)和硬度變化的缺陷，建立了動(dòng)態(tài)磨損模型，該模型耦合了動(dòng)態(tài)磨損系數(shù)和模具表面硬度變化曲線，能夠更合理地描述模具磨損深度在沖壓過程中的變化。

（2）基于Python語(yǔ)言，通過二次開發(fā)將建立的動(dòng)態(tài)磨損模型嵌入ABAQUS軟件，并開展了汽車覆蓋件沖壓成形仿真模擬，實(shí)現(xiàn)了考慮磨損系數(shù)和硬化層深度變化的汽車覆蓋件模具磨損計(jì)算。分析了凸凹模典型位置的節(jié)點(diǎn)壓力、速度和磨損量的關(guān)系及演變規(guī)律。根據(jù)模具失效判定標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算出該汽車覆蓋件模具在沖壓6016鋁合金板料時(shí)的使用壽命，即模具磨損深度在0.4mm以內(nèi)時(shí)，模具壽命為515532次；模具磨損深度在0.5mm以內(nèi)時(shí)，模具壽命為635428次。

（3）由模具磨損云圖發(fā)現(xiàn)，模具主要發(fā)生磨損的位置集中在模具合模線附近和大圓角處，因?yàn)檫@些位置受到的接觸壓力和相對(duì)滑移速度更大，更容易發(fā)生磨損，應(yīng)在實(shí)際生產(chǎn)中定期對(duì)這些位置進(jìn)行監(jiān)控，以達(dá)到預(yù)警的目的；對(duì)于磨損深度較大的區(qū)域，應(yīng)進(jìn)行燒焊處理，結(jié)合磨損深度進(jìn)行手工研修，以此延長(zhǎng)模具的使用壽命。

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